[发明专利]一种超级奥氏体不锈钢高温均质化处理方法

说明书

本发明公开了一种超级奥氏体不锈钢高温均质化处理方法，目的是提高铸锭或铸坯成分和组织均匀性及高温热塑性，并控制晶粒尺寸。本发明适合处理目标钢种成分(wt％)为：C≤0.02，Mn≤4.00，Cr：19.5～25.0，Ni：17.5～23.0，Mo：6.0～8.0，N：0.18～0.55，Cu：0.30～1.00，Si≤0.80，P≤0.030，S≤0.01，余量为Fe。其特征在于：在铸锭或铸坯表面刷一层抗高温氧化涂料，放入加热炉，以低于160℃/h的速率升温至1240～1280℃，保温16～24h后直接进行热加工或随炉冷却至1000℃出炉空冷。本发明提供了一种方便、合理、高效的超级奥氏体不锈钢高温均质化处理方法，明显消除了铸锭或铸坯元素偏析和枝晶组织，充分回溶Sigma相，并控制了晶粒尺寸，从而显著提高了热加工性能，为获得表面质量良好、性能优异的超级奥氏体不锈钢产品提供了技术保障。

技术领域

本发明属于奥氏体不锈钢热处理领域，具体涉及一种超级奥氏体不锈钢高温均质化处理方法。

技术背景

超级奥氏体不锈钢含有高的合金含量(铬、钼、镍、氮等)，具有优异的耐点蚀、耐均匀腐蚀、耐应力腐蚀性能和良好的综合力学性能，被广泛应用于烟气脱硫、核电工业和垃圾焚烧等非常苛刻的环境中。然而，高的合金含量使其在凝固时极易发生溶质再分配，尤其凝固界面前沿液相中Mo含量偏聚最为严重，同时其他元素在奥氏体中低的扩散速度也加剧了Mo偏析的形成。而Mo的偏析又会使偏析区域析出大量的Sigma相等析出相。元素的偏析和析出使铸锭组织和成分均匀性差，热塑性降低，热加工温度区间变窄，在锻造和轧制等热加工过程中极易开裂。高温均质化处理是一种消除偏析，促进析出相回溶和枝晶消融的有效手段，能够显著提高材料的热加工性能，从而获得组织、成分均匀和性能优良的超级奥氏体不锈钢产品。

目前国内针对一些镍基合金和高温合金元素偏析和析出的问题进行了一定的研究。例如中国专利“一种GH4700合金铸锭均匀化处理方法，公开号CN103484649A”对GH4700铸锭采用两阶段均匀化处理，先升温至1130～1150℃，保温8～10h，使laves相充分回溶，之后升温至1180～1210℃，保温24～32h，充分消除Nb、Ti元素偏析；中国专利“一种GH4738镍基高温合金铸锭均匀化处理方法，公开号CN103276333A”公开了消除GH4738合金中Ti、Cr、Mo元素偏析的均质化工艺为1160～1200℃保温20～50h。但对于超级奥氏体不锈钢高温均质化处理方法鲜有报道。从镍基合金和高温合金均质化工艺的研究结果可以看出，不同合金的化学成分差异较大，偏析元素种类及其偏析程度、析出相类型均明显不同，均质化方式、均质化温度和保温时间等关键技术参数也不尽相同。因此，探究一种适合超级奥氏体不锈钢的高温均质化处理方法很有必要。

在保证消除元素偏析、析出相回溶和枝晶消融的前提下，均质化的温度不宜过高、时间不宜过长，否则铸锭和铸坯会面临着严重的高温氧化和晶粒长大等问题。因此，需要探索合理的均质化温度和保温时间，并匹配适当的升温速率和冷却方式以实现超级奥氏体不锈钢铸锭成分和组织充分均匀化，提高其热加工性能。

发明内容

本发明提出了一种超级奥氏体不锈钢高温均质化处理方法，目的是消除元素偏析和枝晶组织，使析出相充分回溶，并最大限度地控制晶粒尺寸，从而改善钢的热加工性能。

本发明适用于处理钢种成分(wt％)为：C≤0.02，Mn≤4.00，Cr：19.5～25.0，Ni：17.5～23.0，Mo：6.0～8.0，N：0.18～0.55，Cu：0.30～1.00，Si≤0.80，P≤0.03，S≤0.01，余量为Fe的超级奥氏体不锈钢。