[发明专利]一种无Ni高氮奥氏体不锈钢的强化退火方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料热处理领域，具体提供了一种无Ni高氮奥氏体不锈钢的强化退火方法。

背景技术

近年来，因为镍合金化的奥氏体不锈钢不仅成本昂贵，而且人体器官对含镍的生物工程材料存在过敏性（当Ni>0.2wt%时），人们开始研究用氮取代镍来稳定奥氏体，对氮合金化的奥氏体不锈钢的开发和研究备受人们关注。一般认为，氮含量超过常规冶炼条件下钢中所能达到的极限值的钢称为高氮钢，奥氏体不锈钢中氮的加入量达到0.4wt%被称为高氮奥氏体不锈钢。高氮奥氏体不锈钢具有较高强度，韧性和耐腐蚀性，具有广阔的应用前景。

许多形变强化型合金在变形后要进行回复退火热处理，以消除因冷加工而产生的内应力，称为去应力退火。一般来说，回复退火热处理会导致形变强化合金的力学和电学行为的改变，如降低其强度和硬度，改善其塑性和电导率等。也有研究表明，某些冷变形后的铜合金和奥氏体不锈钢经回复退火热处理后其强度和硬度均增大。

目前对无Ni冷变形高氮奥氏体不锈钢的强化退火热处理的工艺尚未见公开报道，为了得到强度和硬度等力学性能更加优良的无Ni冷变形高氮奥氏体不锈钢，提供一种无Ni冷变形高氮奥氏体不锈钢的回复强化退火热处理方法，对拓展其在工业生产中的应用具有很重要的意义。

发明内容

本发明的目的就是提供一种无Ni高氮奥氏体不锈钢的强化退火方法，以获取强度和硬度等力学性能更加优良的无Ni高氮奥氏体不锈钢。

本发明目的通过以下技术方案实现：

（1）首先利用真空感应炉和电渣炉双联工艺冶炼，得到无Ni高氮奥氏体不锈钢，再经电渣重熔和在1200℃热锻后，在1100℃进行热轧；

（2）对无Ni高氮奥氏体不锈钢热轧板进行1050℃×1h的固溶处理后，将其进行冷轧变形，冷轧变形量为67%；

（3）利用箱式电阻炉将冷轧态的无Ni高氮奥氏体不锈钢板在100-550℃下退火5-90min后，空冷至室温，得到退火处理后的无Ni高氮奥氏体不锈钢。

本发明的有益效果是：

本发明开发出的一种对无Ni高氮奥氏体不锈钢的强化退火方法，能够显著提高冷轧后的无Ni高氮奥氏体不锈钢的屈服强度、抗拉强度和硬度，为其在工业化生产中的应用奠定基础。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

（1）首先利用真空感应炉和电渣炉双联工艺冶炼，再经电渣重熔，得到化学成分为18.72wt%Cr，12.5wt%Mn，0.55wt% N，Fe余量的无Ni高氮奥氏体不锈钢，简称18Cr-12Mn-0.55N钢，对其在1200℃热锻后，在1100℃进行热轧；

（2）再对无Ni高氮奥氏体不锈钢热轧板进行1050℃×1h的固溶处理后，将其进行冷轧变形，冷轧变形量为67%；

（3）利用箱式电阻炉将冷轧态的无Ni高氮奥氏体不锈钢板在100℃退火90min后，空冷至室温。

经此退火方法处理后，18Cr-12Mn-0.55N钢的屈服强度由冷轧态时的1310MPa升高至1370MPa，抗拉强度由冷轧态时的1600MPa升高至1607MPa，硬度由冷轧态时的505.7HV升高至512HV。

实施例2

（1）首先利用真空感应炉和电渣炉双联工艺冶炼，再经电渣重熔，得到化学成分为17.95wt%Cr，18.00wt%Mn，0.63wt%N，Fe余量的无Ni高氮奥氏体不锈钢，简称18Cr-18Mn-0.63N钢，对其在1200℃热锻后，在1100℃进行热轧；

（2）再对无Ni高氮奥氏体不锈钢热轧板进行1050℃×1h的固溶处理后，将其进行冷轧变形，冷轧变形量为67%；

（3）利用箱式电阻炉将冷轧态的无Ni高氮奥氏体不锈钢板在350℃退火90min后，空冷至室温。

经此退火方法处理后，18Cr-18Mn-0.63N钢的屈服强度由冷轧态时的1400MPa升高至1597MPa，抗拉强度由冷轧态时的1633Mpa升高至1767MPa，硬度由冷轧态时的500.3HV升高为543.7HV。

实施例3

同实施例1和2的步骤（1）和（2）得到冷轧变形的18Cr-12Mn-0.55N钢和18Cr-18Mn-0.63N钢。

利用箱式电阻炉将两冷轧态的无Ni高氮奥氏体不锈钢板在550℃退火90min后，空冷至室温。