CN107130087B - 一种弱化奥氏体不锈钢晶间脆化的热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种弱化奥氏体不锈钢晶间脆化的热处理工艺，该工艺全程采用真空处理方式，具体包括表面感应淬火处理、回火处理、正火加热处理、正火冷却处理及固溶化处理、稳定化处理；所述表面感应淬火处理总时间不超过10s，所述回火处理采用先中温回火处理，再低温回火处理的方式，其中，中温回火处理温度为350‑370℃，低温回火处理温度为160‑170℃；所述正火冷却采用雾冷冷却；所述固溶化处理加热温度为1100‑1200℃，所述稳定化处理降温时间不低于120min。优化的热处理工艺有效减少了奥氏体不锈钢的晶间脆化现象发生，且有效提高了其导热性能，降低其线膨胀系数，全面提高不锈钢钢体质量。

Description

一种弱化奥氏体不锈钢晶间脆化的热处理工艺
技术领域
本发明涉及特种钢材的制备领域，尤其涉及一种弱化奥氏体不锈钢晶间脆化的热处理工艺。
背景技术
晶间脆化，也称晶间腐蚀，是局部腐蚀的一种，沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀，晶界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界域，是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物沉淀析出的有利区域。不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于12％，当温度升高，特别在450-800℃时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度，室温时，碳在奥氏体中的熔解度很小，约为0.02％-0.03％，一般奥氏体不锈钢中的碳含量均超过此值，故溶解不了多余的碳就不断的向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合在晶间形成碳和铬的化合物，而铬的扩散速度较小，来不及向晶界扩散，所以在晶间所形成的碳和铬的化合物所需的铬并非主要来自奥氏体晶粒内部，而是晶界附件，从而使得晶界附近的含铬量大为减少，当降低为低于12％时，就形成相对的贫铬区，贫铬区点位下降，而晶粒本身仍维持高电位，电位差出现，而在腐蚀介质中晶界的溶解速度和晶粒本身的溶解速度是不同的，前者远大于后者，贫铬区作为阳极与晶粒构成大阴极小阳极的微电偶电池，造成贫铬区的选择性局部腐蚀，也就是晶间腐蚀。
目前针对奥氏体不锈钢的晶间脆化现象常见的处理方法都是从原料上着手，加入新的元素钛和铌，或降低碳的含量从而降低或消除碳铬化合物结合形成的机会从而弱化或消除晶间腐蚀或晶界脆化。但是这些从原料上着手的方法始终存在一个成本控制和原料控制等多方面额外增加的一个不利因素，如何从工艺上着手对晶间脆化现象达到一个弱化的作用值得研究。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术中所存在的问题，本发明提出了一种有效减少奥氏体不锈钢晶间脆化现象发生，且提高导热性能，降低其线膨胀系数，全面提高钢体质量的弱化奥氏体不锈钢晶间脆化的热处理工艺。
技术方案：为达以上目的，本发明采取以下技术方案：一种弱化奥氏体不锈钢晶间脆化的热处理工艺，该工艺全程采用真空处理方式，具体包括表面感应淬火处理、回火处理、正火加热处理、正火冷却处理及固溶化处理、稳定化处理；
所述表面感应淬火处理总时间不超过10s，所述回火处理采用先中温回火处理，再低温回火处理的方式，其中，中温回火处理温度为350-370℃，低温回火处理温度为160-170℃；所述正火冷却采用雾冷冷却；所述固溶化处理加热温度为1100-1200℃，所述稳定化处理降温时间不低于120min。
更为优选的，所述真空处理方式为采用等离子加热的卧式真空加热处理炉进行处理。
更为优选的，所述表面感应淬火处理为中频淬火和高频淬火相结合的工艺。
更进一步的，所述中频淬火时间为3-5s。
更为优选的，所述高频淬火时间为2-6s。
更为优选的，所述中频淬火电流频率为1000-2000Hz。
更为优选的，所述高频淬火电流频率为110-120KHz。
更为优选的，所述中温回火处理保温时间为3-6min。
更为优选的，所述低温回火处理保温时间为4-10min。
有益效果：本发明提供的一种弱化奥氏体不锈钢晶间脆化的热处理工艺，该工艺全程采用真空处理方式，具体包括表面感应淬火处理、回火处理、正火加热处理、正火冷却处理及固溶化处理、稳定化处理；所述表面感应淬火处理总时间不超过10s，所述回火处理采用先中温回火处理，再低温回火处理的方式，其中，中温回火处理温度为350-370℃，低温回火处理温度为160-170℃；所述正火冷却采用雾冷冷却；所述固溶化处理加热温度为1100-1200℃，所述稳定化处理降温时间不低于120min。优化的热处理工艺有效减少了奥氏体不锈钢的晶间脆化现象发生，且有效提高了其导热性能，降低其线膨胀系数，全面提高不锈钢钢体质量。
具体实施方式
实施例1：
一种弱化奥氏体不锈钢晶间脆化的热处理工艺，该工艺全程采用真空处理方式，具体采用等离子加热的卧式真空加热处理炉进行处理；包括表面感应淬火处理、回火处理、正火加热处理、正火冷却处理及固溶化处理、稳定化处理；
所述表面感应淬火处理采用中频淬火和高频淬火相结合的工艺，总时间不超过10s；其中中频淬火时间为3s，电流频率为1000Hz；所述高频淬火时间为6s；电流频率为110KHz；所述回火处理采用先中温回火处理，再低温回火处理的方式，其中，中温回火处理温度为350℃，保温时间为6min；低温回火处理温度为160℃，保温时间为10min的方式；所述正火冷却采用雾冷冷却；所述固溶化处理加热温度为1100℃，所述稳定化处理降温时间不低于120min。
实施例2：
一种弱化奥氏体不锈钢晶间脆化的热处理工艺，该工艺全程采用真空处理方式，具体采用等离子加热的卧式真空加热处理炉进行处理；包括表面感应淬火处理、回火处理、正火加热处理、正火冷却处理及固溶化处理、稳定化处理；
所述表面感应淬火处理采用中频淬火和高频淬火相结合的工艺，总时间不超过10s；其中中频淬火时间为5s，电流频率为2000Hz；所述高频淬火时间为2s；电流频率为120KHz；所述回火处理采用先中温回火处理，再低温回火处理的方式，其中，中温回火处理温度为370℃，保温时间为3min；低温回火处理温度为170℃，保温时间为4min的方式；所述正火冷却采用雾冷冷却；所述固溶化处理加热温度为1200℃，所述稳定化处理降温时间不低于120min。
实施例3：
一种弱化奥氏体不锈钢晶间脆化的热处理工艺，该工艺全程采用真空处理方式，具体采用等离子加热的卧式真空加热处理炉进行处理；包括表面感应淬火处理、回火处理、正火加热处理、正火冷却处理及固溶化处理、稳定化处理；
所述表面感应淬火处理采用中频淬火和高频淬火相结合的工艺，总时间不超过10s；其中中频淬火时间为4s，电流频率为1500Hz；所述高频淬火时间为4s；电流频率为115KHz；所述回火处理采用先中温回火处理，再低温回火处理的方式，其中，中温回火处理温度为360℃，保温时间为5min；低温回火处理温度为165℃，保温时间为7min的方式；所述正火冷却采用雾冷冷却；所述固溶化处理加热温度为1150℃，所述稳定化处理降温时间不低于120min。
将采用上述实施例1-3进行优化处理后制备的一种奥氏体不锈钢，采用GB/T4334.5《不锈钢硫酸-硫酸铜腐蚀试验方法》进行测试，并与采用无优化处理的生产工艺制备的奥氏体不锈钢的对比例进行对比，测试结果显示较对比例明显降低了奥氏体不锈钢的晶间脆化。
此外采用石英膨胀仪对实施例1-3和对比例在同样的温度状态下进行线膨胀系数的测定，具体数据如表1所示：
表1实施例1-3与对比例线膨胀系数对比
从表1中数据明显可以看出，奥氏体不锈钢一直较高的线膨胀系数经过处理之后得到了有效的降低，本发明可全面提高不锈钢钢体质量。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种弱化奥氏体不锈钢晶间脆化的热处理工艺，其特征在于该工艺全程采用真空处理方式，具体包括表面感应淬火处理、回火处理、正火加热处理、正火冷却处理及固溶化处理、稳定化处理；
所述表面感应淬火处理总时间不超过10s，所述回火处理采用先中温回火处理，再低温回火处理的方式，其中，中温回火处理温度为350-370℃，低温回火处理温度为160-170℃；所述正火冷却采用雾冷冷却；所述固溶化处理加热温度为1100-1200℃，所述稳定化处理降温时间不低于120min；
所述真空处理方式为采用等离子加热的卧式真空加热处理炉进行处理；所述表面感应淬火处理为中频淬火和高频淬火相结合的工艺；所述中频淬火时间为3-5s；所述高频淬火时间为2-6s；所述中频淬火电流频率为1000-2000Hz；所述高频淬火电流频率为110-120KHz；所述中温回火处理保温时间为3-6min；所述低温回火处理保温时间为4-10min。
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