[发明专利]Z12CN13马氏体不锈钢压紧弹簧锻件的热处理工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及Z12CN13马氏体不锈钢的热处理工艺方法，特别是涉及一 种采用Z12CN13马氏体不锈钢制造的压紧弹簧锻件的热处理工艺方法。

技术背景

Z12CN13马氏体不锈钢压紧弹簧锻件是用于核岛主设备堆内构件产 品。所述压紧弹簧锻件的工件调质图参见图3所示(工件有效厚度 400mm)。

所述的Z12CN13马氏体不锈钢中，Z12CN13表示的是核电设备上一种 材料的牌号(法国的牌号)，其化学成分和机械性能要求如下表所示：

表1，化学成分(Z12CN13)：(重量百分比)

表2，机械性能要求

现有的采用Z12CN13马氏体不锈钢制造的压紧弹簧锻件的热处理工 艺方法如图1所示。将所述压紧弹簧锻件置于热处理炉内，并在970±5 ℃温度下保温4小时，使Z12CN13马氏体不锈钢充分奥氏体化后，将所述 压紧弹簧锻件从热处理炉内吊出且快速放入油槽中冷却50分钟；将所述 压紧弹簧锻件从油槽中吊出，在空气中自然冷却至表面温度≤100℃后， 再将所述压紧弹簧锻件置于热处理炉内，马上转入回火。在回火过程中， 首先在350～400℃下使所述压紧弹簧锻件保温3小时，然后以≤50℃/h 的升温速度升到665±5℃并保温8小时，其后再将所述压紧弹簧锻件从 热处理炉内吊出，进行空冷。

采用上述工艺方法处理的压紧弹簧锻件不能满足机械性能要求，强度 不高，冲击性能也达不到要求。其原因可能是由于淬火过程中马氏体转变 不充分(油冷50分钟后对压紧弹簧锻件表面进行测温，其表面温度为180 ℃，压紧弹簧锻件的内部温度更高，可能超过300℃)，以及回火过程中 未能有效的避免回火脆性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种Z12CN13马氏体不锈钢压紧弹 簧锻件的热处理工艺方法，使经过热处理后的Z12CN13马氏体不锈钢压紧 弹簧锻件能够满足机械性能要求，而且操作简单、成本低。

为解决上述技术问题，本发明的Z12CN13马氏体不锈钢压紧弹簧锻件 的热处理工艺方法是采用如下技术方案实现的：

在970±5℃温度下保温4小时，使Z12CN13马氏体不锈钢充分奥氏 体化后，快速将所述压紧弹簧锻件放入油槽中冷却，直至所述压紧弹簧锻 件吊出油槽后测其表面温度≤100℃后，马上转入回火；回火过程中，直 接以80℃/h的升温速度升到665±5℃并保温8小时(h)；将所述压紧弹 簧锻件进行油冷至室温。

采用本发明的方法，淬火冷却至所述压紧弹簧锻件表面温度≤100℃， 使马氏体得到了充分的转变；并且采用快速升温至高温回火温度665℃； 在回火冷却过程中，从665℃进行油冷，快速冷却至室温。这样有效的避 免了高、低温回火脆性；而且操作简单，能源消耗少，能有效提高压紧弹 簧锻件的机械性能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是现有的压紧弹簧锻件热处理工艺方法示意图；

图2是本发明的压紧弹簧锻件热处理工艺方法示意图；

图3是压紧弹簧锻件的调质图。

具体实施方式

Z12CN13不锈钢马氏体的转变温度在320℃以下，为了使其充分进行 马氏体转变，本发明延长了油冷的冷却时间，直至使Z12CN13马氏体不锈 钢压紧弹簧锻件在吊出油槽后其表面温度≤100℃；另外为了避免高低温 回火脆性区，以80℃/h的升温速度使热处理炉内温度升至665±5℃并保 温8小时，在回火时从665℃快速进行油冷至室温。

参见图2所示，本发明的Z12CN13马氏体不锈钢压紧弹簧锻件的热处 理工艺方法包括如下步骤：

步骤一、进行淬火。

将所述压紧弹簧置于热处理炉内，并在970±5℃温度下保温4小时， 使Z12CN13马氏体不锈钢充分奥氏体化后，将所述压紧弹簧锻件从热处理 炉内吊出且快速放入油槽中冷却，直至使所述压紧弹簧锻件在吊出油槽后 其表面温度≤100℃。

步骤二、立即进行回火。