一种18Ni(350)马氏体时效钢强韧化方法与流程

本发明属于马氏体时效钢形变热处理工艺领域，尤其涉及一种18ni(350)马氏体时效钢强韧化方法。

背景技术：

1、马氏体时效钢是一种新型高强钢，与普通钢相比，其c含量极低，一般小于0.01%，故马氏体时效钢不是依靠碳的过饱和固溶或碳化物析出强化，而是依靠马氏体相变强化与马氏体相变后其它合金元素时效时以金属间化合物均匀、弥散析出来获得高强度。基于此，马氏体时效钢通常都是通过固溶-时效热处理来获得相应性能。经固溶-时效处理后的马氏体时效钢具有很高强度，同时还具有良好的焊接性能与耐腐蚀性能，已广泛应用于各领域，如火箭壳体、飞机起落架、汽车保险杠等。然而，常规固溶-时效马氏体时效钢在获得高强度的同时，其韧性往往较差；与此同时，随着航空航天及兵器等领域的发展，对材料的强韧性提出了更高的要求。基于此，在现有基础上如何进一步提高马氏体时效钢的强度，并同时改善其韧性，以满足先进航空航天构件或兵器的需求，拓展其应用，是当前马氏体时效钢高质量发展亟待解决的难题。与此同时，马氏体时效钢强韧化工艺开发亦可为其它材料强韧化发展提供一定参考。

技术实现思路

1、针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种18ni(350)马氏体时效钢强韧化方法，本发明同时提升了马氏体时效钢的强度与韧性，拓展了其应用范围，为材料的强韧化方法提供了一种新思路。

2、本发明的目的通过以下技术方案实现：

3、一种18ni(350)马氏体时效钢强韧化方法，包括如下步骤：

4、s1、对熔铸-热锻后的18ni(350)马氏体时效钢进行退火预处理；以消除应力，为后道工序做准备；

5、s2、将步骤s1中退火处理后的18ni(350)马氏体时效钢进行室温冷变形；

6、s3、将步骤s2中冷变形处理后的18ni(350)马氏体时效钢进行循环固溶处理；

7、s4、将步骤s3中循环固溶处理后的18ni(350)马氏体时效钢进行以下两步法时效处理；

8、所述两步法时效处理具体为：先在奥氏体化开始转变温度（记为as）以下10~30℃进行第一时效处理，随后加热至as以上40~60℃进行第二时效处理，最后空冷至室温。

9、优选的，步骤s1中，退火预处理的温度为1000~1200℃，保温时间为10~30min，冷却方式为炉冷。

10、优选的，步骤s1中，退火预处理的温度为1100℃，保温时间为20min，

11、优选的，步骤s2中，室温冷变形的方式为冷锻或冷轧。

12、优选的，步骤s2中，室温冷变形的变形量为5~15%。

13、优选的，步骤s2中，室温冷变形的变形量为10%。

14、优选的，步骤s3中，循环固溶处理的具体方式为：在820~900℃的固溶温度下保温5~15min，循环的次数为3~5次，冷却方式为水冷。

15、优选的，步骤s3中，循环固溶处理的具体方式为：在860℃的固溶温度下保温10min，循环的次数为4次。

16、优选的，步骤s4中，第一时效处理的时间为2~4h，更优选的为3h。

17、优选的，步骤s4中，第二时效处理的时间为0.5~1.5h，更优选的为1h。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

19、（1）本发明通过冷变形与循环固溶工艺的有效耦合，可细化并均匀化马氏体时效钢晶粒尺寸，提升马氏体时效钢的强韧性。

20、（2）在晶粒细化与均匀化基础上，最后采用两步法时效处理，第一步相对较低温度时效析出强化相，以达到强化效果，第二步于稍高于as温度短时时效，以在马氏体晶界上发生奥氏体转变，形成少量逆转变奥氏体膜，以在确保材料高强度的同时，大幅提升其韧性。

21、（3）冷变形+循环固溶+两步法时效的有效耦合，可大幅提升该马氏体时效钢的强韧性，同时本申请提出的方法可操作性强、经济性高，为材料的强韧化方法提供了一种新思路。

技术特征：

1.一种18ni(350)马氏体时效钢强韧化方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述18ni(350)马氏体时效钢强韧化方法，其特征在于，步骤s1所述退火预处理的温度为1000~1200℃，保温时间为10~30min，冷却方式为炉冷。

3.根据权利要求2所述18ni(350)马氏体时效钢强韧化方法，其特征在于，步骤s1所述退火预处理的温度为1100℃，保温时间为20min。

4.根据权利要求1所述18ni(350)马氏体时效钢强韧化方法，其特征在于，步骤s2所述室温冷变形的方式为冷锻或冷轧。

5.根据权利要求4所述18ni(350)马氏体时效钢强韧化方法，其特征在于，步骤s2所述室温冷变形的变形量为5~15%。

6.根据权利要求5所述18ni(350)马氏体时效钢强韧化方法，其特征在于，步骤s2所述室温冷变形的变形量为10%。

7.根据权利要求1所述18ni(350)马氏体时效钢强韧化方法，其特征在于，步骤s3所述循环固溶处理的具体方式为：在820~900℃的固溶温度下保温5~15min，循环的次数为3~5次，冷却方式为水冷。

8.根据权利要求7所述18ni(350)马氏体时效钢强韧化方法，其特征在于，步骤s3所述循环固溶处理的具体方式为：在860℃的固溶温度下保温10min，循环的次数为4次。

9.根据权利要求1所述18ni(350)马氏体时效钢强韧化方法，其特征在于，步骤s4所述第一时效处理的时间为2~4h；

10.根据权利要求9所述18ni(350)马氏体时效钢强韧化方法，其特征在于，步骤s4所述第一时效处理的时间为3h；步骤s4所述第二时效处理的时间为1h。

技术总结
本发明公开了一种18Ni(350)马氏体时效钢强韧化方法，该方法包含以下步骤：对熔铸‑热锻后的18Ni(350)马氏体时效钢进行退火预处理；将退火处理后的18Ni(350)马氏体时效钢进行室温冷变形；将冷变形处理后的18Ni(350)马氏体时效钢进行循环固溶处理；将循环固溶处理后的18Ni(350)马氏体时效钢进行两步法时效处理即可。本发明能有效细化该马氏体时效钢晶粒尺寸，同时在马氏体晶界上获得少量逆转变奥氏体，进而使18Ni(350)马氏体时效钢在获得高强度的同时兼具较高韧性，即获得优良的强韧性匹配水平，此为材料的强韧化方法提供了新的思路。

技术研发人员：黄锋,程哲,张道玲,邓云飞,胡志力,华林
受保护的技术使用者：湖北隆中实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/10/24