CN109385507B - 一种超低碳双相不锈钢钵体的热处理方法 - Google Patents

一种超低碳双相不锈钢钵体的热处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种超低碳双相不锈钢钵体的热处理方法，包括以下步骤：(1)将超低碳双相不锈钢钵体以250～300℃/h的速度升温至830～880℃，保温90～110mm/h；然后再二次升温至1050～1070℃，保温90～110mm/1.5h，使奥氏体在铁素体基体中均匀析出；(2)在40s内将步骤(1)的产品取出并放入快速冷却设备，控制冷却设备的冷却介质的温度变化，使其在产品在固溶过程中温度升温小于3℃；该方法通过巧妙的改进后，可有效细化晶粒，并将双向不锈钢钵体的机械力学性能充分发掘。

Description

一种超低碳双相不锈钢钵体的热处理方法
技术领域
本发明涉及热处理技术领域，具体涉及一种超低碳双相不锈钢钵体的热处理方法。
背景技术
双相不锈钢的显微组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半，根据两相的组织特点，通过合理控制其化学成分、热加工工艺以及热处理工艺，可以使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。正是这些优越的性能，使双相不锈钢广泛应用于核电、石油化工和海洋工程等重要领域。
双相不锈钢的热处理工艺对显微组织有很大的影响，显微组织则对双相不锈钢的力学性能和耐蚀性能有着决定性的作用，因此，制定合理的热处理工艺是保证双相不锈钢具有优异综合性能的关键。然而，超低碳双相不锈钢的特性及热处理过程中存在以下难点：该类材料无法通过热处理细化晶粒，而传统方式热处理中极易出现σ铁素体，大大降低产品的冲击性能，因此不能将该材料的机械力学性能进行充分的发掘。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种新型超低碳双相不锈钢钵体的热处理方法，该方法通过巧妙的改进，可有效细化产品晶粒，并将双向不锈钢钵体的机械力学性能充分发掘。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种超低碳双相不锈钢钵体的热处理方法，包括以下步骤：
(1)将超低碳双相不锈钢钵体以250～300℃/h的速度升温至830～880℃，保温90～110mm/h；然后再二次升温至1050～1070℃，保温90～110mm/1.5h，使奥氏体在铁素体基体中均匀析出；
(2)在40s内将步骤(1)的产品取出并放入快速冷却设备，控制冷却设备的冷却介质的温度变化，使其在产品在固溶过程中温度升温小于3℃；
作为一种优选方案，所述步骤(1)中，二次升温的升温速率为250～300℃/h。
作为一种优选方案，所述步骤(2)中，产品固溶过程中需要充分搅拌，循环，以保证产品固溶时的冷却速率。
作为一种优选方案，所述步骤(2)中，产品在快速冷却设备中的冷却时间不低于100mm/h。
作为一种优选方案，所述超低碳双相不锈钢钵体为SAF2205双相不锈钢、SAF2507双相不锈钢、UR47N双相不锈钢或VS25双相不锈钢。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明处理后的超低碳双相不锈钢相对于单独的铁素体，其塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。而与奥氏体不锈钢相比，其强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。并且，在热处理过程中，可有效的细化晶粒，并且将其机械力学性能进行充分的发掘。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
由于现有技术中对双相不锈钢材料的常规热处理方式为固溶，而在常规固溶模式下对材料的升温速率，出炉时间、水冷时间、水温变化、出水温度及时间未做出一项系统性的指标，从而导致σ铁素体出现，大大降低产品的冲击性能。由此，本实施例本实施例结合该材料的特性及机械性能指标要求，以及对工艺过程不断摸索，进而针对常规热处理方式进行了改进，量化各项工序的操作要领。具体来说，本实施例提供了一种超低碳双相不锈钢钵体的热处理方法，包括以下步骤：
(1)将超低碳双相不锈钢钵体以250～300℃/h的速度升温至830～880℃，保温90～110mm/h；然后再以250～300℃/h的升温速率二次升温至1050～1070℃，保温90～110mm/1.5h，使奥氏体在铁素体基体中均匀析出；
(2)在40s内将步骤(1)的产品取出并放入快速冷却设备，控制冷却设备的冷却介质的温度变化，使其在产品在固溶过程中温度升温小于3℃，冷却时长不低于100mm/h；产品固溶过程中需要充分搅拌，循环，以保证产品固溶时的冷却速率。
其中，超低碳双相不锈钢钵体为SAF2205双相不锈钢、SAF2507双相不锈钢、UR47N双相不锈钢或VS25双相不锈钢。
在本实施例中，首先，在升温时减少锻件因在高温区加热时间过长从而导致晶粒长大，我们提高产品的升温速率，控制在250～300℃/h，在中温阶段增加850℃一个保温过程，使料温同炉温有个均匀过程，为下阶段快速升温打下基础；其次，在产品入水过程中(即从步骤(1)从炉中取出到放置到快速冷却设备中)，我们对产品出炉到入水过程的时间控制在40秒以内，减少产品因冷却速率不够而产生的σ铁素体，保证产品的冲击性能；然后，控制冷却介质的温度变化，使产品在固溶过程中严格控制冷却介质的温度升温小于3℃，且水在池中要充分搅拌，循环，保证产品固溶时的冷却速率；最后，产品在水中冷却时间不能低于100mm/h，以保证组织充分转变完成。
对本实施例得到的产品超低碳双相不锈钢钵体进行检测，得到如下表1所示的本实施例产品力学性能试验报告：
表1本实施例产品力学性能试验报告
(屈服，延伸率及冲击功项目，使用项打“し”标识)
Figure BDA0001913411690000031
Figure BDA0001913411690000041
为对比性能，本实施例还利用现有的热处理工艺(在250℃/h的升温速率下升温至1260℃左右，保温3h，然后水冷)对与本实施例相同的超低碳双相不锈钢钵体进行了热处理，并将得到的产品进行检测，得到如下表2所示的常规处理得到的产品的力学性能试验报告：
表2常规处理得到的产品的力学性能试验报告
(屈服，延伸率及冲击功项目，使用项打“し”标识)
Figure BDA0001913411690000042
由此可见，使用本实施例方法处理得到的超低碳双相不锈钢钵体满足各项机械力学性能指标，即采用本实施例的热处理方法可充分发掘出了该类材料的富余力学指标。而其相对于现有常规热处理工艺而言，虽然仅仅是对其升温速率和升温方式进行了改进，而在冷却过程也是通过控制冷却介质的温度来进行冷却的，其改进看似十分简单，然而，最终却达到了意想不到的技术效果，通过简单的步骤优化和参数调整，即可大大提高产品的抗冲击性能、延伸率和硬度，并明显提升产品的屈服极限和抗拉强度，是一种可推广应用的热处理工艺。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种超低碳双相不锈钢钵体的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将超低碳双相不锈钢钵体以250～300℃/h的速度升温至830～880℃，保温90～110mm/h；然后再二次升温至1050～1070℃，保温90～110mm/1.5h，使奥氏体在铁素体基体中均匀析出；
(2)在40s内将步骤(1)的产品取出并放入快速冷却设备，控制冷却设备的冷却介质的温度变化，使其在产品在固溶过程中温度升温小于3℃。
2.根据权利要求1所述的一种超低碳双相不锈钢钵体的热处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，二次升温的升温速率为250～300℃/h。
3.根据权利要求2所述的一种超低碳双相不锈钢钵体的热处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中，产品固溶过程中需要充分搅拌，循环，以保证产品固溶时的冷却速率。
4.根据权利要求3所述的一种超低碳双相不锈钢钵体的热处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中，产品在快速冷却设备中的冷却时间不低于100mm/h。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种超低碳双相不锈钢钵体的热处理方法，其特征在于，所述超低碳双相不锈钢钵体为SAF2205双相不锈钢、SAF2507双相不锈钢、UR47N双相不锈钢或VS25双相不锈钢。
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