[发明专利]一种高铬马氏体不锈钢的热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不锈钢热处理技术，具体涉及一种高铬马氏体不锈钢的热处理方法。

背景技术

对于石化行业生产聚脂纤维催化器主轴采用的高强度耐腐蚀不锈钢，其在工作中需在轴身上安装多个叶片，作为旋转搅拌器安装在聚脂罐中，工作环境非常恶劣，因此必须具有很高的抗腐蚀性能和良好的综合力学性能。对4Cr16Mo不锈钢产品按常规工艺热处理后，虽力学性能可以保证，但因淬火时采用油作为冷却介质，生产时油烟较大，造成热处理炉、天车及生产场地油污染严重，且因工件规格尺寸较大（最大直径在450mm左右，长度在10m左右，锻件重量在10t左右），淬火温度较高，入卧式油槽冷却时极易着火，安全系数低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种高铬马氏体不锈钢的热处理方法，利用该技术可以在保证材料获得良好的综合力学性能的同时，有效改善车间生产环境，消除油烟污染及火灾隐患。

本发明的目的是这样实现的：一种高铬马氏体不锈钢的热处理方法，

 1）退火

将锻后的不锈钢工件以表面温度为650-700℃加入到600-700℃的炉中，在加热速度为60～100℃/h的条件下，升温至830～900℃，保温时间以2.3～2.7小时/100mm计算，保温结束后以10～30℃/h的降温速度随炉冷却至80～200℃出炉空冷；

2）预热

经过退火过程的不锈钢锻件以大于室温且不大于450℃的入炉温度进行两次预热，第一次预热温度为480～560℃，保温时间为1～4h，第二次预热温度为760～820℃，保温1～4h；

3）淬火

经过两次预热过后的锻件在淬火温度为950～1060℃，且保温时间采用0.8～1.3小时/100mm的条件下进行淬火，使工件中心部位达到950～1060℃，完成奥氏体转变，然后采用空-液-空-液-空-液的间隙冷却方式进行冷却，为了更好的实现工艺，第一次空冷时间为4～12min，第一次液冷时间为2～8min，第二次空冷时间为100～200S，第二次液冷时间为25～45min，第三次空冷时间为180～280S，第三次液冷时间为15～28min，第一次液冷的液体初始温度为30～50℃，采用的液冷剂的溶质为FEROQUENCH 2000，溶剂为水，初始的重量浓度为8-11%；

4）回火

在600～700℃条件下进行高温回火，保温时间采用1.6～2.4小时/100mm，然后出炉空冷。

为了更好的实现本发明的效果：所述的高铬马氏体不锈钢中C的重量百分比0.33~0.43%，Si的重量百分比0.30~0.70%，Mn的重量百分比0.40~0.80%，Cr的重量百分比15.5~17.5%，Ni的重量百分比0.50~0.70%，Mo的重量百分比0.80~1.30%，S的重量百分比0.025%，P的重量百分比0.025%。

本发明具有如下的优点：4Cr16Mo不锈钢热处理的工艺，包括如下工序：①完全退火，控制锻后入炉温度、加热速度、加热温度、保温时间及炉冷速度；②淬火加热，控制预热温度、加热速度和加热温度及保温时间；③淬火冷却，采用空-液-空-液-空-液的间隙冷却方式，在保证工件获得足够淬火冷却烈度得到马氏体组织的同时，最大限度减少淬火应力，避免因应力过大造成工件开裂；④回火，严格控制回火入炉时间、回火加热温度和保温时间，使组织转变完全，消除淬火应力，获得细小均匀的回火索氏体。

淬火冷却时采用空-液-空-液-空-液的间隙冷却方式，在保证工件获得足够淬火冷却烈度得到马氏体组织的同时，最大限度减少淬火应力，避免因应力过大造成工件开裂，再通过高温回火获得细小均匀的回火索氏体，在保证高强度的同时得到较高的冲击韧性。

附图说明

图1为本发明的热处理工艺图。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式对本发明做进一步描述。

实施例1：

一种高铬马氏体不锈钢的热处理方法，其方法如下：

1）退火

将锻后不锈钢工件以表面温度为650℃的入炉温度，加入到700℃的炉中，在加热速度为100℃/h的条件下，升温至830℃，保温时间以2.3～2.7小时/100mm计算，也就是根据工件的长度来计算保温的时间，保温结束后以30℃/h的降温速度随炉冷却至80～200℃出炉空冷；

2）预热