[发明专利]一种马氏体不锈钢超低温应变强化方法

说明书

本发明涉及一种马氏体不锈钢超低温应变强化的方法，具体步骤是：1)将马氏体不锈钢制备成多个圆棒状试样；2)对部分初始状态下的圆棒试样进行超低温拉伸测试，测出其各项性能参数，并记录其超低温屈服强度σ_0.2的大小；3)取另一部分初始状态下的圆棒试样置于在超低温环境下，以步骤2)所测出的屈服强度σ_0.2大小的单向拉应力按照加载周期加载于圆棒状试样上，加载结束后得到硬化后的马氏体不锈钢。采用本发明方法对马氏体不锈钢进行低温应变强化处理后，材料的屈服强度有一定的提高，而对塑性指标并没有影响，其利用的强化机理主要是位错强化，加载后的材料位错密度大幅度提高。

技术领域

本发明提供了一种马氏体不锈钢超低温应变强化方法，属于马氏体不锈钢领域。

背景技术

马氏体不锈钢具有高强、高韧等优异的力学性能、耐蚀性能和良好的焊接性能，已被广泛用于液体火箭发动机、航天器构件、极地和深海科考装备、超导传输设备、高寒轨道交通设备等领域，这些都需要在低温甚至是超低温的极端条件下服役。所以对该类马氏体不锈钢的性能要求将更加严格，同时对强韧性能的匹配也提出更高的要求。因此，研究马氏体不锈钢在低温环境下，如何提高其强度，同时仍能保持良好的塑韧性成为当今发展的一个重要趋势。

现有技术中的冷加工塑性变形后，加工硬化显著，强度可以大幅提高，而塑性却大幅降低，尤其是在超低温环境下，塑形会更低，使用条件会受到很大的限制。因此，在超低温环境下，如何利用简单有效的工艺即提升马氏体不锈钢的强度指标，又能保证良好的塑形指标是当前亟待解决的问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种马氏体不锈钢超低温应变强化方法，该方法在超低温液氮环境下，采用大应力加载来提高材料的低温力学性能，同时材料仍能保持良好的塑形。

技术方案：本发明的提供了一种马氏体不锈钢超低温应变强化方法，包括以下步骤：

1)将马氏体不锈钢制备成多个圆棒状试样；

2)对部分初始状态下的圆棒试样进行超低温拉伸测试，测出其各项性能参数，并记录其超低温屈服强度σ_0.2的大小；

3)取另一部分初始状态下的圆棒试样置于在超低温环境下，步骤2)所测出的屈服强度σ_0.2大小的单向拉应力按照加载周期加载于圆棒状试样上，加载结束后得到硬化后的马氏体不锈钢。

其中：

该方法还包括对硬化后的马氏体不锈钢进行超低温拉伸测试，测出其抗拉强度、屈服强度、延伸率以及断面收缩率，然后与初始状态的马氏体不锈钢超低温力学性能进行对比。

步骤1)所述的圆棒状试样的直径Φ为10±0.03mm，其制备要求按照标准GB/T228.1-86制备。

步骤2)和步骤4)中所述的超低温拉伸测试是在密闭的环境箱中、以液氮为冷却介质进行，测试过程中温度稳定在-180±2℃，保温时间为30±1min、拉伸速率为1±0.1mm/min。

步骤2)所述的测出其各项性能参数，包括超低温下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及断面收缩率。

步骤3)所述的取另一部分初始状态下的圆棒试样置于在超低温环境下中，超低温环境的温度范围为-180±2℃。

步骤3)所述的以步骤2)所测出的屈服强度值的应力大小按照加载周期加载于圆棒状试样上，1次≤加载周期重复次数＜30次。

步骤3)所述的加载周期包括升载40±1s、保载250±1s、卸载10±1s。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：