本发明涉及一种耐热钢的热处理方法。
背景技术：
2cr12nimo1w1v钢是一种含12％cr铁素体耐热钢，最新国标牌号为22cr12niwmov，2cr12nimo1w1v钢广泛用于超临界、超超临界汽轮机高温叶片、紧固件等关键部件。高温蠕变持久强度是高温材料最关键的性能指标，因此对于2cr12nimo1w1v钢的持久性能有着严格的要求。然而在实际生产中，2cr12nimo1w1v主要通过m23c6、m6c、mc等碳化物进行强化，即在淬火温度下，这些碳化物回溶至基体中，获得均匀的组织，在淬火冷却后，形成板条马氏体组织，在回火过程中，上述碳化物在马氏体板条间、晶界及晶内等位置析出，形成细小且弥散分布的碳化物，阻止位错滑移，进而提高材料的高温持久强度。如果热处理工艺不当，例如淬火温度不够高，回火温度过高，回火不够充分等，会造成材料中的碳化物极易发生下述不良反应，1、碳化物无法充分回溶，材料组织不均匀；2、碳化物无法充分析出；3、碳化物聚集。上述不良反应会造成2cr12nimo1w1v钢在温度为650℃和应力为180mpa条件下断裂时间小于25h，高温持久性能不合格。
技术实现要素：
本发明为了解决现有的2cr12nimo1w1v钢的高温持久性能差的问题，提出一种提高2cr12nimo1w1v耐热钢持久强度的热处理方法。
本发明提高2cr12nimo1w1v耐热钢持久强度的热处理方法按照以下步骤依次进行：
步骤1、淬火：将2cr12nimo1w1v耐热钢置于温度为1040～1060℃条件下保温3～5h，然后油冷至室温；
步骤2、第1次回火：将步骤一得到的2cr12nimo1w1v耐热钢置于温度为645～665℃条件下保温9～11h，然后空冷至室温；
步骤3、第2次回火：将步骤二得到的2cr12nimo1w1v耐热钢置于温度为1040～1060℃条件下保温9～11h，然后空冷至室温，即完成。
本发明具备以下有益效果：
本发明热处理的淬火温度高，可以使得各类碳化物(m23c6、m6c、mc等)充分回溶，使材料获得均匀的组织；淬火后经过油冷，冷却快速，材料组织转变为板条马氏体组织；经过第1次高温回火后，大部分碳化物在马氏体板条间、晶界及晶内等位置，呈细小、弥散状分布析出，之后补充进行第2次较低温度的回火能够使所有碳化物均析出，且由于温度较低，析出的碳化物更加细小且弥散，因此，本发明热处理方法能够显著提高材料的高温持久性能，采用本发明方法得到的2cr12nimo1w1v钢在温度为650℃和应力为180mpa条件下断裂时间达到35h。
具体实施方式：
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意合理组合。
具体实施方式一：本实施方式提高2cr12nimo1w1v耐热钢持久强度的热处理方法按照以下步骤依次进行：
步骤1、淬火：将2cr12nimo1w1v耐热钢置于温度为1040～1060℃条件下保温3～5h，然后油冷至室温；
步骤2、第1次回火：将步骤一得到的2cr12nimo1w1v耐热钢置于温度为645～665℃条件下保温9～11h，然后空冷至室温；
步骤3、第2次回火：将步骤二得到的2cr12nimo1w1v耐热钢置于温度为1040～1060℃条件下保温9～11h，然后空冷至室温，即完成。
本实施方式热处理的淬火温度高，可以使得各类碳化物(m23c6、m6c、mc等)充分回溶，使材料获得均匀的组织；淬火后经过油冷，冷却快速，材料组织转变为板条马氏体组织；经过第1次高温回火后，大部分碳化物在马氏体板条间、晶界及晶内等位置，呈细小、弥散状分布析出，之后补充进行第2次较低温度的回火能够使所有碳化物均析出，且由于温度较低，析出的碳化物更加细小且弥散，因此，本发明热处理方法能够显著提高材料的高温持久性能，采用本实施方式方法得到的2cr12nimo1w1v钢在温度为650℃和应力为180mpa条件下断裂时间达到35h。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤1中将2cr12nimo1w1v耐热钢置于温度为1040～1060℃条件下保温3.5h，然后油冷至室温。其他步骤和参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤2中将步骤一得到的2cr12nimo1w1v耐热钢置于温度为645～665℃条件下保温10h，然后空冷至室温。其他步骤和参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤3中将步骤二得到的2cr12nimo1w1v耐热钢置于温度为610～630℃条件下保温10h，然后空冷至室温。其他步骤和参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤2中将步骤一得到的2cr12nimo1w1v耐热钢置于温度为650℃条件下保温9h，然后空冷至室温。其他步骤和参数与具体实施方式一至四之一相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1：本实施例提高2cr12nimo1w1v耐热钢持久强度的热处理方法按照以下步骤依次进行：
步骤1、淬火：将2cr12nimo1w1v耐热钢置于温度为1050℃条件下保温3.5h，然后油冷至室温；
步骤2、第1次回火：将步骤一得到的2cr12nimo1w1v耐热钢置于温度为655℃条件下保温10h，然后空冷至室温；
步骤3、第2次回火：将步骤二得到的2cr12nimo1w1v耐热钢置于温度为620℃条件下保温10h，然后空冷至室温，即完成。
对比例：2cr12nimo1w1v耐热钢热处理方法按照以下步骤依次进行：
步骤1、淬火：将2cr12nimo1w1v耐热钢置于温度为1000℃条件下保温3.5h，然后油冷至室温；
步骤2、回火：将步骤一得到的2cr12nimo1w1v耐热钢置于温度为680℃条件下保温10h，然后空冷至室温，即完成。
在温度为650℃和应力为180mpa条件下，对比例断裂时间为11h，实施例4的断裂时间为35h，因此高温持久性能显著提高。