CN112322848A - 一种高氮低镍不锈钢的热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高氮低镍不锈钢（镍≤0.1%）的热处理工艺，包括以下步骤：将高氮低镍不锈钢钢锭加热锻造成所需规格的板材；室温将产品装入真空气淬炉，抽真空加热，保温，随炉升温至1000‑1040℃保温，然后冷却到60℃；室温升温至700℃；在700℃时对板材进行均温；700℃升温至980℃；980℃保温；然后冷却到60℃进行中温回火；室温升温至350℃；在350℃保温；350℃升温至500℃；在500℃进行保温；油冷至100℃以下时出油槽，即可。本发明热处理后的高氮低镍不锈钢，洛氏硬度可以达到60以上，纵向冲击韧性≥55J。

Description

一种高氮低镍不锈钢的热处理工艺
技术领域
本发明涉及不锈钢热处理工艺技术领域，尤其涉及一种高氮低镍不锈钢的热处理工艺。
背景技术
自20世纪80年代末高氮不锈钢的研究受到国际冶金界的重视以来,国际冶金界对高氮钢的研究更加全面深人,高氮不锈钢的理论和实践有了更大的发展。同时各国冶金工作者在高氮钢领域的交流和合作更加广泛,国际高氮钢会议的如期召开就是各国冶金工作者互相交流高氮钢研究成果的一个舞台。2004年最新一届国际高氮钢会议在比利时召开,标志着国际高氮钢研究的最新发展。2006年,国际高氮钢会议将在我国召开,为我国高氮钢研究的发展创造了一个前所未有的机会。
由于受到试验装备的限制,国内高氮钢的研究已经远远落后于世界许多国家。近年来,国内许多高校、研究机构的冶金工作者对高氮钢的研究表现出浓厚兴趣,相继开展了高氮钢的研究。
本发明为了提高高氮不锈钢的硬度和耐冲击性能，提供了一种高氮低镍不锈钢的热处理工艺。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高氮低镍不锈钢的热处理工艺。
本发明的技术方案如下：
一种高氮低镍不锈钢的热处理工艺，包括以下步骤：
A锻造：将高氮低镍不锈钢钢锭加热至1080-1120℃，升温速率为100-120℃/h，将钢锭锻造成所需规格的板材；
B第一次淬火：室温将产品装入真空气淬炉，抽真空至3.5×10-3Pa-1.2×10-3Pa，加热至690-710℃，保温45-75min，随炉升温至1000-1040℃保温60-90min，然后冷却到60℃；
C第二次淬火加热；室温-700℃，升温速度≦50℃/h；在700℃时对板材进行均温4-4.5h；700℃-980℃，升温速度≦40℃/h；980℃进行保温2-3h；然后冷却到60℃进行中温回火；
D中温回火：室温-350℃，升温速度≦50℃/h；在350℃保温1.5-2h；350℃-500℃，升温速度≦50℃/h；在500℃进行保温4-5h；油冷至100℃以下时出油槽，即可。
优选的，所述的步骤A中，所述的高氮低镍不锈钢中，各元素的重量百分比如下：碳0.35-0.55%、钼 1.0-2.0%、铬 15-25%、硅 0.35-0.45%、氮0.55-0.7%、锰 7-15%，余量为铁和不可避免的杂质。
优选的，所述的杂质中，镍≤0.1%、磷≤0.010%、硫≤0.010%、氧≤5ppm、氢≤1ppm。
优选的，所述的步骤A中，所述的锻造的终锻变形温度为950-980℃，总变形量为20-25%，径锻时间小于10min。
本发明的有益之处在于：一种高氮低镍不锈钢（镍≤0.1%）的热处理工艺，包括以下步骤：将高氮低镍不锈钢钢锭加热锻造成所需规格的板材；室温将产品装入真空气淬炉，抽真空加热，保温，随炉升温至1000-1040℃保温，然后冷却到60℃；室温升温至700℃；在700℃时对板材进行均温；700℃升温至980℃；980℃保温；然后冷却到60℃进行中温回火；室温升温至350℃；在350℃保温；350℃升温至500℃；在500℃进行保温；油冷至100℃以下时出油槽，即可。本发明热处理后的高氮低镍不锈钢，洛氏硬度可以达到60以上，纵向冲击韧性≥55J。
具体实施方式
实施例1
一种高氮低镍不锈钢的热处理工艺，包括以下步骤：
A锻造：将高氮低镍不锈钢钢锭加热至1095℃，升温速率为105℃/h，将钢锭锻造成所需规格的板材；
B第一次淬火：室温将产品装入真空气淬炉，抽真空至2.4×10-3Pa，加热至700℃，保温60min，随炉升温至1030℃保温70min，然后冷却到60℃；
C第二次淬火加热；室温-700℃，升温速度为30℃/h；在700℃时对板材进行均温4.2h；700℃-980℃，升温速度为35℃/h；980℃进行保温2.5h；然后冷却到60℃进行中温回火；
D中温回火：室温-350℃，升温速度为45℃/h；在350℃保温1.8h；350℃-500℃，升温速度为42℃/h；在500℃进行保温4.5h；油冷至100℃以下时出油槽，即可。
所述的步骤A中，所述的高氮低镍不锈钢中，各元素的重量百分比如下：碳 0.42%、钼 1.5%、铬 20%、硅 0.38%、氮0.62%、锰 12%，余量为铁和不可避免的杂质。
所述的杂质中，镍≤0.1%、磷≤0.010%、硫≤0.010%、氧≤5ppm、氢≤1ppm。
所述的步骤A中，所述的锻造的终锻变形温度为970℃，总变形量为23%，径锻时间小于10min。
实施例2
一种高氮低镍不锈钢的热处理工艺，包括以下步骤：
A锻造：将高氮低镍不锈钢钢锭加热至1120℃，升温速率为100℃/h，将钢锭锻造成所需规格的板材；
B第一次淬火：室温将产品装入真空气淬炉，抽真空至1.2×10-3Pa，加热至690℃，保温75min，随炉升温至1000℃保温90min，然后冷却到60℃；
C第二次淬火加热；室温-700℃，升温速度为25℃/h；在700℃时对板材进行均温4.5h；700℃-980℃，升温速度为40℃/h；980℃进行保温2h；然后冷却到60℃进行中温回火；
D中温回火：室温-350℃，升温速度为50℃/h；在350℃保温1.5h；350℃-500℃，升温速度为30℃/h；在500℃进行保温5h；油冷至100℃以下时出油槽，即可。
所述的步骤A中，所述的高氮低镍不锈钢中，各元素的重量百分比如下：碳 0.42%、钼 1.5%、铬 20%、硅 0.38%、氮0.62%、锰 12%，余量为铁和不可避免的杂质。
所述的杂质中，镍≤0.1%、磷≤0.010%、硫≤0.010%、氧≤5ppm、氢≤1ppm。
所述的步骤A中，所述的锻造的终锻变形温度为950℃，总变形量为20%，径锻时间小于10min。
实施例3
一种高氮低镍不锈钢的热处理工艺，包括以下步骤：
A锻造：将高氮低镍不锈钢钢锭加热至1080℃，升温速率为120℃/h，将钢锭锻造成所需规格的板材；
B第一次淬火：室温将产品装入真空气淬炉，抽真空至3.5×10-3Pa，加热至710℃，保温45min，随炉升温至1040℃保温60min，然后冷却到60℃；
C第二次淬火加热；室温-700℃，升温速度为50℃/h；在700℃时对板材进行均温4h；700℃-980℃，升温速度为25℃/h；980℃进行保温3h；然后冷却到60℃进行中温回火；
D中温回火：室温-350℃，升温速度为40℃/h；在350℃保温2h；350℃-500℃，升温速度为50℃/h；在500℃进行保温4h；油冷至100℃以下时出油槽，即可。
所述的步骤A中，所述的高氮低镍不锈钢中，各元素的重量百分比如下：碳 0.42%、钼 1.5%、铬 20%、硅 0.38%、氮0.62%、锰 12%，余量为铁和不可避免的杂质。
所述的杂质中，镍≤0.1%、磷≤0.010%、硫≤0.010%、氧≤5ppm、氢≤1ppm。
所述的步骤A中，所述的锻造的终锻变形温度为980℃，总变形量为25%，径锻时间小于10min。
对比例1
将实施例1中的步骤B调整为步骤C同样的淬火方式，其余工艺不变。
对比例2
将实施例1中的步骤C调整为步骤B同样的淬火方式，其余工艺不变。
以下对实施例1-3和对比例1-2热处理后的不锈钢的物性进行测试，具体测试数据见表1。
表1：热处理后的不锈钢的物性测试结果；
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
洛氏硬度HRC 64 64 62 53 56
纵向冲击韧性J 58 56 55 47 42
由以上测试数据可以知道，采用本发明的热处理工艺的不锈钢具有良好的硬度和耐冲击韧性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高氮低镍不锈钢的热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A锻造：将高氮低镍不锈钢钢锭加热至1080-1120℃，升温速率为100-120℃/h，将钢锭锻造成所需规格的板材；
B第一次淬火：室温将产品装入真空气淬炉，抽真空至3.5×10-3Pa-1.2×10-3Pa，加热至690-710℃，保温45-75min，随炉升温至1000-1040℃保温60-90min，然后冷却到60℃；
C第二次淬火加热；室温-700℃，升温速度≦50℃/h；在700℃时对板材进行均温4-4.5h；700℃-980℃，升温速度≦40℃/h；980℃进行保温2-3h；然后冷却到60℃进行中温回火；
D中温回火：室温-350℃，升温速度≦50℃/h；在350℃保温1.5-2h；350℃-500℃，升温速度≦50℃/h；在500℃进行保温4-5h；油冷至100℃以下时出油槽，即可。
2. 如权利要求1所述的高氮低镍不锈钢的热处理工艺，其特征在于，所述的步骤A中，所述的高氮低镍不锈钢中，各元素的重量百分比如下：碳 0.35-0.55%、钼 1.0-2.0%、铬15-25%、硅 0.35-0.45%、氮0.55-0.7%、锰 7-15%，余量为铁和不可避免的杂质。
3.如权利要求2所述的高氮低镍不锈钢的热处理工艺，其特征在于，所述的杂质中，镍≤0.1%、磷≤0.010%、硫≤0.010%、氧≤5ppm、氢≤1ppm。
4.如权利要求1所述的高氮低镍不锈钢的热处理工艺，其特征在于，所述的步骤A中，所述的锻造的终锻变形温度为950-980℃，总变形量为20-25%，径锻时间小于10min。
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