CN108842031B - 一种家具用高韧性耐强酸马氏体不锈钢制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种家具用高韧性耐强酸腐蚀马氏体不锈钢制备工艺,包括以下步骤:(1)将马氏体不锈钢进行酸洗,然后用碱水反复清洗至pH值为中性;(2)、将马氏体不锈钢放入电炉中进行真空冶炼处理;(3)、将步骤(2)得到的钢水进行精炼处理,精炼处理后进行电渣重熔,将钢水出钢到模铸包内,脱模热送加热炉中进行锻造;(4)、将步骤(3)锻造后的不锈钢进行固溶处理;(5)、将步骤(4)得到的不锈钢以水冷的方式进行冷却;(6)、将步骤(5)得到的不锈钢进行热处理,然后送入回火炉进行回火处理,出炉冷却即可。本发明制得的马氏体不锈钢的具备较高的韧性和耐强酸性。
Description
技术领域
本发明涉及金属加工技术领域,具体为一种家具用高韧性耐强酸马氏体不锈钢制备工艺。
背景技术
不锈钢按内部原子结构排列方式,可分为:马氏体、奥氏体和铁元素。马氏体不锈钢强度高,但塑性和可焊性较差。马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等,因含碳较高,故具有较高的强度、硬度和耐磨性,但耐蚀性稍差,在家具制造中经常用到马氏体不锈钢,在加工产品时,为了提高马氏体不锈钢产品的强度和硬度,会增加碳含量,从而导致产品的塑性和耐蚀性下降,所以通常马氏体不锈钢加工出来的产品的韧性以及耐蚀性较差。
公开号为CN105458134A的专利申请,公开了一种含钨马氏体不锈钢的锻造方法,该方法包括以下步骤:(1)快锻;(2)第一精锻;(3)第一冷却:包括三个阶段的冷却过程,空冷,缓冷,空冷;(4)固溶和水淬:依次进行固溶和水淬;(5)第二精锻;(6)第二冷却。该发明的方法锻造出的含钨马氏体不锈钢满足“500倍下不允许有Laves相存在,晶粒度细于4级,铁素体≤1.5面积%”的要求,提高了不锈钢的硬度、耐磨性,但是该方法制得的不锈钢韧性较低,耐酸腐蚀性有待提高。
公开号为CN108118252A的专利申请,公开了一种马氏体不锈钢轧制复合钢板,包括基层和轧制复合于基层上的马氏体不锈钢复层;所述基层的化学元素质量百分比为:C、Si、Mn、Al、Ti、Nb、N,余量为铁和其他不可避免杂质。该发明所述的马氏体不锈钢轧制复合钢板,其基层屈服强度≥235MPa,延伸率A50≥18%,0℃夏比冲击功Akv≥100J,马氏体不锈钢轧制复合钢板的剪切强度≥385MPa。但是该发明制得的马氏体不锈钢实际加工出来的产品的耐腐蚀性较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种家具用高韧性耐强酸腐蚀马氏体不锈钢制备工艺,使得经本发明制备工艺制备的马氏体不锈钢,具有较高的韧性和耐腐蚀性,尤其具备强的耐酸性。
一种家具用高韧性耐强酸腐蚀马氏体不锈钢制备工艺,包括以下步骤:
(1)将马氏体不锈钢进行酸洗、去除不锈钢表面的氧化物,然后用碱水反复清洗至pH值为中性;
(2)、将步骤(1)得到的马氏体不锈钢放入电炉中,抽真空,在1500-1800℃条件下进行冶炼处理25-55min,得到钢水,再向钢水中加入铊铅锡合金不断搅拌调节马氏体不锈钢的化学成分及含量,再次进行冶炼处理,得到钢水;
(3)、将步骤(2)得到的钢水送入精炼炉在温度为1550-1750℃条件下进行精炼处理,精炼处理后进行电渣重熔,之后将钢水出钢到模铸包内,脱模热送加热炉中进行锻造;
(4)、将步骤(3)锻造后的不锈钢进行固溶处理,固溶处理的条件为,以10-15℃/min的速度快速升温至300-400℃进行预热,再以6-10℃/min的升温速度加热到温度为1100-1200℃,处理时间为1-3h,并在处理时通氩气进行处理,氩气的压力为50-90MPa;
(5)、将步骤(4)得到的不锈钢以水冷的方式进行冷却,冷却速度为20-40℃/min,将不锈钢温度降至150-200℃;
(6)、将步骤(5)得到的不锈钢进行热处理,加热至1050-1100℃保温7-11小时,出炉,利用水冷和风冷结合,以5-15℃/s的速度冷却不锈钢至100-160℃,然后送入回火炉进行回火处理,以100-200℃/h的速度加热至温度为520-600℃,保温5-9h,炉内冷至温度100-150℃,进行二次回火,加热至温度520-600℃,保温5-9h,出炉冷却即可。
优选的,所述步骤(1)中的酸洗处理为在酸洗溶液中酸洗3-7min,酸洗溶液的成分为:硫酸150-250g/L,酸洗温度为50-70℃,酸洗时间为1-3min。
优选的,所述步骤(1)中的碱洗使用的碱洗液组分为40-46g/L碳酸钠,20-25g/L磷酸钠,30-38g/L氢氧化钠,余量为水。
优选的,所述步骤(2)中的真空度为1-5MPa,搅拌速度为1000-1500r/min,搅拌时间3-5min。
优选的,所述步骤(2)得到的钢水中铊铅锡合金的重量份为铊0.5-0.7%,铅0.1-0.3%,锡0.3-0.5%。
优选的,所述步骤(2)中再次进行冶炼处理具体为,在真空度为1-5MPa条件下温度保持在温度为1650-1850℃进行冶炼处理25-55min。
优选的,所述步骤(3)中精炼处理时间为40-50min。
优选的,所述精炼处理具体为在温度为1650℃条件下进行精炼处理45min。
优选的,包括以下步骤:
(1)将马氏体不锈钢进行酸洗、去除不锈钢表面的氧化物,然后用碱水反复清洗至pH值为中性;
(2)、将步骤(1)得到的马氏体不锈钢放入电炉中,抽真空,在1650℃条件下进行冶炼处理40min,得到钢水,再向钢水中加入铊铅锡合金不断搅拌调节马氏体不锈钢的化学成分及含量,再次进行冶炼处理,得到钢水;
(3)、将步骤(2)得到的钢水送入精炼炉在温度为1650℃条件下进行精炼处理,精炼处理后进行电渣重熔,之后将钢水出钢到模铸包内,脱模热送加热炉中进行锻造;
(4)、将步骤(3)锻造后的不锈钢进行固溶处理,固溶处理的条件为,以12.5℃/min的速度快速升温至350℃进行预热,再以8℃/min的升温速度加热到温度为1150℃,处理时间为2h,并在处理时通氩气进行处理,氩气的压力为70MPa;
(5)、将步骤(4)得到的不锈钢以水冷的方式进行冷却,冷却速度为30℃/min,将不锈钢温度降至175℃;
(6)、将步骤(5)得到的不锈钢进行热处理,加热至1075℃保温9小时,出炉,利用水冷和风冷结合,以10℃/s的速度冷却不锈钢至130℃,然后送入回火炉进行回火处理,以150℃/h的速度加热至温度为560℃,保温7h,炉内冷至温度125℃,进行二次回火,加热至温度560℃,保温7h,出炉冷却即可。
优选的,包括以下步骤:
(1)将马氏体不锈钢进行酸洗、去除不锈钢表面的氧化物,然后用碱水反复清洗至pH值为中性;
(2)、将步骤(1)得到的马氏体不锈钢放入电炉中,抽真空,在1800℃条件下进行冶炼处理55min,得到钢水,再向钢水中加入铊铅锡合金不断搅拌调节马氏体不锈钢的化学成分及含量,再次进行冶炼处理,得到钢水;
(3)、将步骤(2)得到的钢水送入精炼炉在温度为1750℃条件下进行精炼处理,精炼处理后进行电渣重熔,之后将钢水出钢到模铸包内,脱模热送加热炉中进行锻造;
(4)、将步骤(3)锻造后的不锈钢进行固溶处理,固溶处理的条件为,以15℃/min的速度快速升温至400℃进行预热,再以10℃/min的升温速度加热到温度为1200℃,处理时间为3h,并在处理时通氩气进行处理,氩气的压力为90MPa;
(5)、将步骤(4)得到的不锈钢以水冷的方式进行冷却,冷却速度为40℃/min,将不锈钢温度降至200℃;
(6)、将步骤(5)得到的不锈钢进行热处理,加热至1100℃保温11小时,出炉,利用水冷和风冷结合,以15℃/s的速度冷却不锈钢至160℃,然后送入回火炉进行回火处理,以200℃/h的速度加热至温度为600℃,保温9h,炉内冷至温度150℃,进行二次回火,加热至温度600℃,保温9h,出炉冷却即可。
本发明的有益效果:
(1)、经本发明制备工艺制备的不锈钢,具有优异的可塑性,使得马氏体不锈钢的具备较高的韧性,在马氏体不锈钢中添加铊铅锡合金,精炼之后使得马氏体不锈钢中含有铊铅锡元素,提高了本发明制备的马氏体不锈钢耐腐蚀性,尤其具备强的耐酸性马氏体不锈钢。
(2)、本发明经过固溶处理、热处理、回火处理等步骤,对马氏体不锈钢的性能进行调节,使得该制备工艺所制得不锈钢具有较高的韧性,以及提高了该马氏体不锈钢的强度,避免了马氏体不锈钢在加工过程中产生龟裂的现象。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述,以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种家具用高韧性耐强酸腐蚀马氏体不锈钢制备工艺,包括以下步骤:
(1)将马氏体不锈钢进行酸洗、去除不锈钢表面的氧化物,然后用碱水反复清洗至pH值为中性;
(2)、将步骤(1)得到的马氏体不锈钢放入电炉中,抽真空,在1500℃条件下进行冶炼处理25min,得到钢水,再向钢水中加入铊铅锡合金不断搅拌调节马氏体不锈钢的化学成分及含量,再次进行冶炼处理,得到钢水;
(3)、将步骤(2)得到的钢水送入精炼炉在温度为1550℃条件下进行精炼处理,精炼处理后进行电渣重熔,之后将钢水出钢到模铸包内,脱模热送加热炉中进行锻造;
(4)、将步骤(3)锻造后的不锈钢进行固溶处理,固溶处理的条件为,以10℃/min的速度快速升温至300℃进行预热,再以6℃/min的升温速度加热到温度为1100℃,处理时间为1h,并在处理时通氩气进行处理,氩气的压力为50MPa;
(5)、将步骤(4)得到的不锈钢以水冷的方式进行冷却,冷却速度为20℃/min,将不锈钢温度降至150℃;
(6)、将步骤(5)得到的不锈钢进行热处理,加热至1050℃保温7小时,出炉,利用水冷和风冷结合,以5℃/s的速度冷却不锈钢至100℃,然后送入回火炉进行回火处理,以100℃/h的速度加热至温度为520℃,保温5h,炉内冷至温度100℃,进行二次回火,加热至温度520℃,保温5h,出炉冷却即可。
步骤(1)中的酸洗处理为在酸洗溶液中酸洗3min,酸洗溶液的成分为:硫酸150g/L,酸洗温度为50℃,酸洗时间为1min。
步骤(1)中的碱洗使用的碱洗液组分为40g/L碳酸钠,20g/L磷酸钠,30g/L氢氧化钠,余量为水。
步骤(2)中的真空度为1MPa,搅拌速度为1000r/min,搅拌时间3min。
步骤(2)得到的钢水中铊铅锡合金的重量份为铊0.5%,铅0.1%,锡0.3%。
步骤(2)中再次进行冶炼处理具体为,在真空度为1MPa条件下温度保持在温度为1650℃进行冶炼处理25min。
步骤(3)中精炼处理时间为40min。
实施例2
一种家具用高韧性耐强酸腐蚀马氏体不锈钢制备工艺,包括以下步骤:
(1)将马氏体不锈钢进行酸洗、去除不锈钢表面的氧化物,然后用碱水反复清洗至pH值为中性;
(2)、将步骤(1)得到的马氏体不锈钢放入电炉中,抽真空,在1650℃条件下进行冶炼处理40min,得到钢水,再向钢水中加入铊铅锡合金不断搅拌调节马氏体不锈钢的化学成分及含量,再次进行冶炼处理,得到钢水;
(3)、将步骤(2)得到的钢水送入精炼炉在温度为1650℃条件下进行精炼处理,精炼处理后进行电渣重熔,之后将钢水出钢到模铸包内,脱模热送加热炉中进行锻造;
(4)、将步骤(3)锻造后的不锈钢进行固溶处理,固溶处理的条件为,以12.5℃/min的速度快速升温至350℃进行预热,再以8℃/min的升温速度加热到温度为1150℃,处理时间为2h,并在处理时通氩气进行处理,氩气的压力为70MPa;
(5)、将步骤(4)得到的不锈钢以水冷的方式进行冷却,冷却速度为30℃/min,将不锈钢温度降至175℃;
(6)、将步骤(5)得到的不锈钢进行热处理,加热至1075℃保温9小时,出炉,利用水冷和风冷结合,以10℃/s的速度冷却不锈钢至130℃,然后送入回火炉进行回火处理,以150℃/h的速度加热至温度为560℃,保温7h,炉内冷至温度125℃,进行二次回火,加热至温度560℃,保温7h,出炉冷却即可。
步骤(1)中的酸洗处理为在酸洗溶液中酸洗5min,酸洗溶液的成分为:硫酸200g/L,酸洗温度为60℃,酸洗时间为2min。
步骤(1)中的碱洗使用的碱洗液组分为43g/L碳酸钠,22.5g/L磷酸钠,34g/L氢氧化钠,余量为水。
步骤(2)中的真空度为3MPa,搅拌速度为1250r/min,搅拌时间4min。
步骤(2)得到的钢水中铊铅锡合金的重量份为铊0.6%,铅0.2%,锡0.4%。
步骤(2)中再次进行冶炼处理具体为,在真空度为3MPa条件下温度保持在温度为1750℃进行冶炼处理40min。
步骤(3)中精炼处理时间为45min。
实施例3
一种家具用高韧性耐强酸腐蚀马氏体不锈钢制备工艺,包括以下步骤:
(1)将马氏体不锈钢进行酸洗、去除不锈钢表面的氧化物,然后用碱水反复清洗至pH值为中性;
(2)、将步骤(1)得到的马氏体不锈钢放入电炉中,抽真空,在1800℃条件下进行冶炼处理55min,得到钢水,再向钢水中加入铊铅锡合金不断搅拌调节马氏体不锈钢的化学成分及含量,再次进行冶炼处理,得到钢水;
(3)、将步骤(2)得到的钢水送入精炼炉在温度为1750℃条件下进行精炼处理,精炼处理后进行电渣重熔,之后将钢水出钢到模铸包内,脱模热送加热炉中进行锻造;
(4)、将步骤(3)锻造后的不锈钢进行固溶处理,固溶处理的条件为,以15℃/min的速度快速升温至400℃进行预热,再以10℃/min的升温速度加热到温度为1200℃,处理时间为3h,并在处理时通氩气进行处理,氩气的压力为90MPa;
(5)、将步骤(4)得到的不锈钢以水冷的方式进行冷却,冷却速度为40℃/min,将不锈钢温度降至200℃;
(6)、将步骤(5)得到的不锈钢进行热处理,加热至1100℃保温11小时,出炉,利用水冷和风冷结合,以15℃/s的速度冷却不锈钢至160℃,然后送入回火炉进行回火处理,以200℃/h的速度加热至温度为600℃,保温9h,炉内冷至温度150℃,进行二次回火,加热至温度600℃,保温9h,出炉冷却即可。
步骤(1)中的酸洗处理为在酸洗溶液中酸洗7min,酸洗溶液的成分为:硫酸250g/L,酸洗温度为70℃,酸洗时间为3min。
步骤(1)中的碱洗使用的碱洗液组分为46g/L碳酸钠,25g/L磷酸钠,38g/L氢氧化钠,余量为水。
步骤(2)中的真空度为5MPa,搅拌速度为1500r/min,搅拌时间5min。
步骤(2)得到的钢水中铊铅锡合金的重量份为铊0.7%,铅0.3%,锡0.5%。
步骤(2)中再次进行冶炼处理具体为,在真空度为5MPa条件下温度保持在温度为1850℃进行冶炼处理55min。
步骤(3)中精炼处理时间为50min。
对比例1
本发明涉及一种家具用高韧性耐强酸腐蚀马氏体不锈钢制备工艺,相对于实施例1,去掉步骤(2)中的铊铅锡合金,其它步骤不变。
对比例2
中国专利(公开号为CN102899460A)制得的马氏体不锈钢。
对比例3
与现有的13Cr不锈钢进行对比。
上述表格中抗腐蚀性的测试为将实施例1-3以及对比例1-3制得的不锈钢浸泡在含量为10%硫酸溶液中测得的抗腐蚀性。
本发明通过一种家具用高韧性耐强酸腐蚀马氏体不锈钢制备工艺制得的马氏体不锈钢与对比例1-3所制得的不锈钢相比,本发明制得的马氏体不锈钢屈服强度≥560MPa,冲击韧性≥300J,抗拉强度≥700MPa,断裂韧性≥185J,断裂伸长率≥40%,硬度≥45HRC,抗腐蚀性≤0.0342mm/年。本发明制得的马氏体不锈钢具备良好的综合性能,便于加工,其中实施例3综合性能最好。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种家具用高韧性耐强酸腐蚀马氏体不锈钢制备工艺,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将马氏体不锈钢进行酸洗、去除不锈钢表面的氧化物,然后用碱水反复清洗至pH值为中性;
(2)、将步骤(1)得到的马氏体不锈钢放入电炉中,抽真空,在1500-1800℃条件下进行冶炼处理25-55min,得到钢水,再向钢水中加入铊铅锡合金不断搅拌调节马氏体不锈钢的化学成分及含量,再次进行冶炼处理,得到钢水;
(3)、将步骤(2)得到的钢水送入精炼炉在温度为1550-1750℃条件下进行精炼处理,精炼处理后进行电渣重熔,之后将钢水出钢到模铸包内,脱模热送加热炉中进行锻造;
(4)、将步骤(3)锻造后的不锈钢进行固溶处理,固溶处理的条件为,以10-15℃/min的速度快速升温至300-400℃进行预热,再以6-10℃/min的升温速度加热到温度为1100-1200℃,处理时间为1-3h,并在处理时通氩气进行处理,氩气的压力为50-90MPa;
(5)、将步骤(4)得到的不锈钢以水冷的方式进行冷却,冷却速度为20-40℃/min,将不锈钢温度降至150-200℃;
(6)、将步骤(5)得到的不锈钢进行热处理,加热至1050-1100℃保温7-11小时,出炉,利用水冷和风冷结合,以5-15℃/s的速度冷却不锈钢至100-160℃,然后送入回火炉进行回火处理,以100-200℃/h的速度加热至温度为520-600℃,保温5-9h,炉内冷至温度100-150℃,进行二次回火,加热至温度520-600℃,保温5-9h,出炉冷却即可。
2.根据权利要求1所述的一种家具用高韧性耐强酸腐蚀马氏体不锈钢制备工艺,其特征在于:所述步骤(1)中的酸洗处理为在酸洗溶液中酸洗3-7min,酸洗溶液的成分为:硫酸150-250g/L,酸洗温度为50-70℃,酸洗时间为1-3min。
3.根据权利要求1所述的一种家具用高韧性耐强酸腐蚀马氏体不锈钢制备工艺,其特征在于:所述步骤(1)中的碱洗使用的碱洗液组分为40-46g/L碳酸钠,20-25g/L磷酸钠,30-38g/L氢氧化钠,余量为水。
4.根据权利要求1所述的一种家具用高韧性耐强酸腐蚀马氏体不锈钢制备工艺,其特征在于:所述步骤(2)中的真空度为1-5MPa,搅拌速度为1000-1500r/min,搅拌时间3-5min。
5.根据权利要求1所述的一种家具用高韧性耐强酸腐蚀马氏体不锈钢制备工艺,其特征在于:所述步骤(2)得到的钢水中铊铅锡合金的重量份为铊0.5-0.7%,铅0.1-0.3%,锡0.3-0.5%。
6.根据权利要求1所述的一种家具用高韧性耐强酸腐蚀马氏体不锈钢制备工艺,其特征在于:所述步骤(2)中再次进行冶炼处理具体为,在真空度为1-5MPa条件下温度保持在温度为1650-1850℃进行冶炼处理25-55min。
7.根据权利要求1所述的一种家具用高韧性耐强酸腐蚀马氏体不锈钢制备工艺,其特征在于:所述步骤(3)中精炼处理时间为40-50min。
8.根据权利要求7所述的一种家具用高韧性耐强酸腐蚀马氏体不锈钢制备工艺,其特征在于:所述精炼处理具体为在温度为1650℃条件下进行精炼处理45min。
9.根据权利要求1所述的一种家具用高韧性耐强酸腐蚀马氏体不锈钢制备工艺,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将马氏体不锈钢进行酸洗、去除不锈钢表面的氧化物,然后用碱水反复清洗至pH值为中性;
(2)、将步骤(1)得到的马氏体不锈钢放入电炉中,抽真空,在1650℃条件下进行冶炼处理40min,得到钢水,再向钢水中加入铊铅锡合金不断搅拌调节马氏体不锈钢的化学成分及含量,再次进行冶炼处理,得到钢水;
(3)、将步骤(2)得到的钢水送入精炼炉在温度为1650℃条件下进行精炼处理,精炼处理后进行电渣重熔,之后将钢水出钢到模铸包内,脱模热送加热炉中进行锻造;
(4)、将步骤(3)锻造后的不锈钢进行固溶处理,固溶处理的条件为,以12.5℃/min的速度快速升温至350℃进行预热,再以8℃/min的升温速度加热到温度为1150℃,处理时间为2h,并在处理时通氩气进行处理,氩气的压力为70MPa;
(5)、将步骤(4)得到的不锈钢以水冷的方式进行冷却,冷却速度为30℃/min,将不锈钢温度降至175℃;
(6)、将步骤(5)得到的不锈钢进行热处理,加热至1075℃保温9小时,出炉,利用水冷和风冷结合,以10℃/s的速度冷却不锈钢至130℃,然后送入回火炉进行回火处理,以150℃/h的速度加热至温度为560℃,保温7h,炉内冷至温度125℃,进行二次回火,加热至温度560℃,保温7h,出炉冷却即可。
10.根据权利要求1所述的一种家具用高韧性耐强酸腐蚀马氏体不锈钢制备工艺,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将马氏体不锈钢进行酸洗、去除不锈钢表面的氧化物,然后用碱水反复清洗至pH值为中性;
(2)、将步骤(1)得到的马氏体不锈钢放入电炉中,抽真空,在1800℃条件下进行冶炼处理55min,得到钢水,再向钢水中加入铊铅锡合金不断搅拌调节马氏体不锈钢的化学成分及含量,再次进行冶炼处理,得到钢水;
(3)、将步骤(2)得到的钢水送入精炼炉在温度为1750℃条件下进行精炼处理,精炼处理后进行电渣重熔,之后将钢水出钢到模铸包内,脱模热送加热炉中进行锻造;
(4)、将步骤(3)锻造后的不锈钢进行固溶处理,固溶处理的条件为,以15℃/min的速度快速升温至400℃进行预热,再以10℃/min的升温速度加热到温度为1200℃,处理时间为3h,并在处理时通氩气进行处理,氩气的压力为90MPa;
(5)、将步骤(4)得到的不锈钢以水冷的方式进行冷却,冷却速度为40℃/min,将不锈钢温度降至200℃;
(6)、将步骤(5)得到的不锈钢进行热处理,加热至1100℃保温11小时,出炉,利用水冷和风冷结合,以15℃/s的速度冷却不锈钢至160℃,然后送入回火炉进行回火处理,以200℃/h的速度加热至温度为600℃,保温9h,炉内冷至温度150℃,进行二次回火,加热至温度600℃,保温9h,出炉冷却即可。
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