[发明专利]一种超超临界钢的正火热处理工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及钢的热处理技术领域，提供了涉及合金含量高、耐腐蚀性强和抗氧化性好的、超超临界钢的一种新型正火热处理工艺，可获得良好的综合力学性能，即较高强度与较好韧塑性的组合。

背景技术：

超超临界钢可以获得较高的高温强度，较好的抗氧化性与较强的耐腐蚀性，并且较传统的奥氏体耐热钢而言，还具有较大的热导率与较小的热膨胀系数。因此，超超临界钢被视为制造承受高温高压蒸汽的汽轮机组关键部件的首选钢种，以提高发电机组的热效率，实现节能、环保、高效的目的。近年来，国际上对超超临界钢的汽轮机组关键部件，如缸体和转子，进行了广泛的试制，取得了长足的进步，有些钢种目前正逐渐实现产业化。

超超临界钢的成分中合金元素含量高，具有非常强的淬透性，奥氏体化之后，缓慢冷却的条件下即可获得完全马氏体组织。因此，实际生产中，超超临界钢的部件通常采用的热处理工艺为正火+高温回火工艺。为了保证较高的强度，同时防止原奥氏体晶粒粗大，以获得较好的韧塑性，正火工艺一般选择在Ac₃+(100～150)℃之间保温一段时间后空冷。但是，在这一温度区间内奥氏体化时，超超临界钢的晶粒容易发生异常长大，导致组织不均匀，从而致使超超临界钢的性能不均匀(尤其是大壁厚部件)。

本发明根据超超临界钢奥氏体化过程中的微观组织演变特征，对超超临界钢采取不同温度的分阶段正火，成功地解决了奥氏体化过程中由于晶粒异常长大引起的组织不均问题，在保证相同强度的前提下，获得了比传统技术更优的韧塑性，从而实现了综合力学性能的最佳化。

发明内容：

本发明的目的是提供一种超超临界钢的正火热处理工艺，解决奥氏体化过程中晶粒异常长大引起的组织不均，从而致使性能不均匀的问题。

本发明的技术方案为：

一种超超临界钢的正火热处理工艺，首先对超超临界钢进行较高温度短时间的奥氏体化处理，其次把处在较高温度奥氏体化的超超临界钢快速冷却至较低温度继续进一步奥氏体化，最后在较低温度充分奥氏体化之后，把超超临界钢冷却室温。如图1所示，详细步骤如下：

1)加热：在保证超超临界钢不开裂的前提下，快速加热至Ac₃+(100～150)℃，以增加形核，细化晶粒，其中加热速率不小于1℃/min，优选范围为1～10℃/min；

2)保温：经Ac₃+(100～150)℃保温0.4～2min/mm后，快速冷却至Ac₃+(10～60)℃保温2～4min/mm，其中冷却速率不小于5℃/min，优选范围为5～30℃/min；

3)冷却至室温：冷速要求不小于1.5℃/min，优选范围为1.5～15℃/min，以充分地完成马氏体转变。

本发明的物理冶金学分析：