一种细化马氏体时效不锈钢晶粒的热处理工艺方法
【专利摘要】本发明涉及一种细化马氏体时效不锈钢晶粒的热处理工艺方法，所述方法依次采用以下热处理工艺：锻前钢锭均匀化退火、锻造、等温正火(细化晶粒)、固溶处理、时效处理。本发明利用等温正火，获得片间距细小、均匀的珠光体+少量铁素体组织，阻断马氏体非平衡组织遗传特性，结合固溶处理，有效细化马氏体时效不锈钢锻件内的晶粒，提高其综合力学性能。
【专利说明】一种细化马氏体时效不锈钢晶粒的热处理工艺方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金【技术领域】，特别涉及一种细化马氏体时效不锈钢晶粒的热处理工艺方法。
【背景技术】
[0002]细化晶粒对同时提高马氏体时效不锈钢强度、塑性、韧性具有独特的作用。常用方法有如下几种:反复变温循环相变热处理和反复等温相变热处理细化晶粒。
[0003]反复变温循环热处理细化晶粒工艺(00Crl3Ni4Col3Mo6马氏体时效钢):1050°C固溶处理，保温 60min，水冷，再经 800°C X30min+ (850 °C X IOmin, -70 °C XIOmin，循环 2次)+ (830°C X15min,-70°C XIOmin，循环2次)处理，每步的冷却都采用水冷。晶粒尺寸由200um细化到7um。屈服强度提高了 130Mpa、A、Z分别提高了 7.5%、11 %。
[0004]反复等温循环热处理细化晶粒工艺(OOCr 13Ni7Co5Mo4Ti马氏体时效钢):IlOO0C X60min固溶处理+860°C X15min水冷(3~4次)。晶粒尺寸由180um细化至10um。经时效处理后屈服强度由1420Mpa提高到1560Mpa，延伸率由12.6%提高至14.9%。
[0005]以上两种细化马 氏体时效不锈钢晶粒方法尽管不同，但都起到了细化晶粒、提高综合力学性能的作用。比较以上两种工艺方法，明显可以看出两种工艺在本质上都是利用原奥氏体晶粒反复多次再结晶的特点，这种特点存在共同的缺点是原奥氏体晶粒反复多次再结晶后都采用了水冷使过冷奥氏体发生马氏体非平衡组织相变，非平衡组织具有组织遗传效应，所以很难通过I~2次循环就能很好细化晶粒。要想得到较细小的晶粒，必然要通过多次循环，而多次循环存在工艺过程繁多、热处理周期长、能耗高、生产效率低等缺点。
【发明内容】
[0006]为了细化马氏体时效不锈钢晶粒，提高其综合性能，本发明特别提供一种细化马氏体时效不锈钢晶粒的热处理工艺方法。
[0007]本发明的发明方案:本发明依次采用以下热处理工艺:
[0008]I)、锻前钢锭均匀化退火。退火温度1250°C ± 10°C，保温20h
[0009]2)、锻造。始锻温度为1200°C ±10°C~1250°C ±10°C，终锻温度为900°C。
[0010]3)、等温正火(细化晶粒)。正火温度900°C ±10°C，根据工件尺寸保温4~8h，出炉空冷至550°C ±10°C~600°C ± 10°C区间等温3~6h出炉空冷。
[0011]4)、固溶处理。固溶温度1000°C ±10°C，根据工件尺寸保温2~4小时，直接出炉雾冷。
[0012]5)、时效处理。时效温度为550°C°C ±10°C，根据工件尺寸保温3~6小时，出炉后水冷。
[0013]本发明的发明效果:
[0014]本发明所述的一种细化马氏体时效不锈钢晶粒的热处理工艺方法，利用等温正火，获得片间距细小、均匀的珠光体+少量铁素体组织，阻断马氏体非平衡组织遗传特性，结合固溶处理，有效细化马氏体时效不锈钢锻件内的晶粒，提高其综合力学性能。
【具体实施方式】
[0015]在下文中，现在将更充分地描述本发明，示出了各种实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，且不应该解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完全的，并将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。
[0016]
[0017]一种提高马氏体不锈钢低温冲击韧性的热处理工艺方法，在本实施例中，采用00Crl3Ni6MoNb马氏体时效不锈钢锻件，其有效尺寸为0 550mmX 1920mm。该锻件经锻造后晶粒度达I~3级，晶粒粗大，不能满足生产需要。这是因为00Crl3Ni6MoNb马氏体时效不锈钢合金元素含量高、钢锭组织内部微观偏析严重，由此造成钢锭在锻造前或锻造过程中发生纵向开裂，为了消除偏析、均匀组织和成分，防止开裂，锻前必须对其进行高温均匀化退火处理，而高温均匀化退火是在高温下长时间保温，通过原子长距离扩散达到组织和成分的均匀化，因此造成奥氏体晶粗大；加之锻造温度范围较窄，锻造过程需要反复回炉加热，使得奥氏体晶粒继续粗化；终锻温度较高，锻后空冷后形成马氏体(属于空淬钢)，由于马氏体具有组织遗传特征，常规的多次正火细化晶粒方法不能解决该类材料的晶粒细化问题，有关文献报导的反复循环相变尽管能够起到细化晶粒的作用，但也存在各种弊端。为了有效细化00Crl3Ni6MoNb马氏体时效不锈钢锻件晶粒，采用等温正火处理方法，一方面，控制正火加热温度，900°C ±10°C，保温6h，出炉冷却至550±10°C，等温6h后出炉空冷。另一方面，本发明所述的一种细 化马氏体时效不锈钢晶粒的热处理工艺方法，可以切断锻件的非平衡组织遗传，有效细化00Crl3Ni6MoNb马氏体时效不锈钢锻件的晶粒，使其晶粒度达7级以上。
[0018]以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。本发明可以有各种合适的更改和变化。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。
【权利要求】
1.一种细化马氏体时效不锈钢晶粒的热处理工艺方法，其特征在于: 所述方法依次采用以下热处理工艺: 1)、锻前钢锭均匀化退火，其中退火温度1250°c±10°C，保温20h ； 2)、锻造，其中始锻温度为1200°C±10°C~1250°C ± 10°C，终锻温度为900°C ； 3)、等温正火，细化晶粒，正火温度900°C± 10°C，根据工件尺寸保温4~8h，出炉空冷至550°C ±10°C~600°C ± 10°C区间，等温3~6h出炉空冷；4)、固溶处理，固溶温度1000°C± 10°C，根据工件尺寸保温2~4小时，直接出炉雾冷；5)、时效处理，时效温度为550°C°C ± 10°C，根据工件尺寸保温3~6小时，出炉后水冷。
2.如权利要求1所述的一种细化马氏体时效不锈钢晶粒的热处理工艺方法，其特征在于: 所述钢锭采用00Crl3Ni6MoNi马氏`体时效不锈钢锻件。
【文档编号】C21D6/00GK103509917SQ201310298077
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月16日 优先权日:2013年7月16日
【发明者】党淑娥, 刘建生, 郭金玲, 张宏达, 刘志龙, 刘洁 申请人:太原科技大学