[发明专利]一种双相不锈钢的热处理工艺方法

说明书

本发明提供了一种双相不锈钢的热处理工艺方法，通过采用这种方法能够提升产品的机械性能。其技术方案是这样的：一种双相不锈钢的热处理工艺方法，其特征在于，其包含以下步骤：步骤1：将双相不锈钢置于高压气淬真空炉中加热至1100℃‑1140℃，保温3h‑4h；步骤2：在纯度为99.99%‑99.999%的氮气环境下并且在800Kpa‑1000Kpa压力条件下，将双相不锈钢的温度在2s内降到920℃‑960℃，再在48s内降到460℃以下。

技术领域

本发明涉及材料热处理技术领域，具体为一种双相不锈钢的热处理工艺方法。

背景技术

双相不锈钢是一类镍资源节约型不锈钢，显微组织中铁素体与奥氏体的体积比接近1∶1，既具有铁素体不锈钢的高强度、耐氯化物应力腐蚀性能，同时具有奥氏体不锈钢的优良韧性和焊接性，因而被广泛地应用于船舶、化学品运输以及石油管道运输领域。

双相不锈钢的显微组织对其性能有着决定性的影响，不适当的热处理和热加工工艺会导致双相不锈钢的力学性能和耐蚀性能产生严重的恶化。传统的热处理方法采用箱式炉水淬热处理工艺，其具体步骤为：步骤1，零件装炉后升温至920℃，并保温20min；步骤2，50min内从920℃升温至1140℃，并在1140℃温度保温3h；步骤3，随炉降温至1060℃保温50min；步骤4，快速转移至常温流动水中冷却至室温。采用这种热处理工艺会因是手动入水，时间难以控制，如图1、图2所示零件组织经常出现σ相，对上述步骤处理后的两个样品进行机械性能测试：

样品1：极限抗拉强度706Mpa，屈服强度608Mpa，冲击功62J，延伸率10.7%，硬度263HRC；

样品2：极限抗拉强度723Mpa，屈服强度555Mpa，冲击功82J，延伸率24.2%，硬度276HRC；

相较于标准要求（极限抗拉强度650Mpa-850Mpa，屈服强度≥480Mpa，冲击功≥80J，延伸率≥22%，硬度203HRC-267HRC），样品1的冲击功和延伸率均不满足要求，样品2的硬度不满足要求，所以导致采用传统热处理方式生产的双相不锈钢机械性能不稳定，性能较差。

发明内容

针对采用箱式炉水淬容易析出σ相，机械性能差的问题，本发明提供了一种双相不锈钢的热处理工艺方法，通过采用这种方法能够提升产品的机械性能。

其技术方案是这样的：一种双相不锈钢的热处理工艺方法，其特征在于，其包含以下步骤：

步骤1：将双相不锈钢置于高压气淬真空炉中加热至1100℃-1140℃，保温3h-4h；

步骤2：在纯度为99.99%-99.999%的氮气环境下并且在800Kpa-1000Kpa压力条件下，将双相不锈钢的温度在2s内降到920℃-960℃，再在48s内降到460℃以下。

其进一步特征在于：

步骤1的加热过程于氮气环境下进行，避免双相不锈钢发生氧化；

进行热处理的双相不锈钢化学成分按质量百分比为：C≤0.03%，Si≤1%,Mn≤1%,P≤0.035%,S≤0.025%，Cr:25.0%-27.0%，Ni:6.0%-8.0%，Cu≤1.3%,Al≤0.02%,N:0.12%-0.22%,Mo:3.0%-5.0%,Nb≤0.05%，余量为Fe。

采用了这样的方法处理的双相不锈钢，通过利用纯度为99.99%-99.999%的氮气作为冷却介质，在高压气淬真空炉中对加热后的工件进行气冷淬火，避免σ相的析出，而且金相组织均匀一致，塑性和韧性等机械性能好，另外，热处理过程完全在高压气淬真空炉中并且在氮气环境下进行，温度可控，而且隔绝了氧气，避免发生氧化，更为美观，相较于传统水淬，由于空气冷却速度比水慢，所以零件变形量更小。

附图说明