[发明专利]一种低碳不锈钢板材的热处理工艺

说明书

本发明涉及一种低碳不锈钢板材的热处理工艺，通过对低碳不锈钢材料的元素成分含量对比实验结果的系统研究和观察分析，以及各工艺步骤对产品力学性能的影响结果进行对比分析，对现有低碳不锈钢板材的热处理步骤和参数均进行了优化改进调整，从而更好地控制低碳不锈钢产品的显微组织的相构成与形貌，并制定了优化的冷轧、退火、酸洗、固溶处理、深冷处理的工艺步骤，获得低碳不锈钢在强度和塑性上的提升，从而具备良好的应用性能。

技术领域

本发明涉及金属热处理领域，具体的说，是涉及一种低碳不锈钢板材的热处理工艺。

背景技术

随着经济的发展，不锈钢板材需求旺盛，市场保持坚挺。随着近几年桥梁、造船、西气东输、锅炉容器等领域的高速增长，促进了工业和建筑业等的蓬勃发展，国内的不锈钢板材消费量随着钢材消费总量的增加，呈快速增长的态势，且品种、规格日益繁多。

目前国产不锈钢板材在国内市场的份额占较大优势，像普船、普锅等都能基本满足市场需求，但产品供应存在结构性不足，主要在于一些高附加值的低碳不锈钢板材不能生产或质量难以达到用户的要求。低碳不锈钢板材可加工性好、相同强度下重量轻等特点被广泛应用。但在生产过程中要求工艺技术控制精度较高，对设备的冲击较大，在产品尺寸精度和表面质量上，我国与国外先进水平也有一定差距，易出现强度低、耐腐蚀性差、使用寿命不足等现象。为了进一步开拓该合金材料的适用范围，提高低碳不锈钢材料的综合力学性能，发明人对此作了深入研究和分析，进一步拓展了低碳不锈钢材料在高强度、高韧性产品领域的应用。

发明内容

为了提高低碳不锈钢板材在强度和塑性等方面综合力学性能，消除轧制工艺带来的残余应力，并延长产品使用寿命，本发明提供了一种低碳不锈钢板材的热处理工艺，该方法通过细化晶粒能够制备出具有良好的强度、塑性等机械性能的低碳不锈钢产品。具体技术方案如下：

一种低碳不锈钢板材的热处理工艺，包括下列步骤：

a)冷轧；采用单道次相对变形量不超过45％的轧制方式，开坯轧制变形量为30～40％，最终轧制道次变形量精确控制在15～18％；

b)退火；所述退火开始前，先将所述不锈钢板材经90～150分钟，将温度升到560～660℃并保温20～40分钟，然后再经200～240分钟升温至退火温度为980～1080℃，保温时间为2～3h，之后经100～180分钟降温至580～630℃，然后出炉堆冷至室温；

c)酸洗；采用含有硝酸和盐酸的混合酸液进行第一次酸洗，其中，所述硝酸浓度为30～50g/L，所述盐酸浓度为硝酸浓度的0.5～1倍，酸洗时间为10～30秒，然后进行第二次酸洗，其中，第二次酸洗采用硝酸和氢氟酸的混合酸液，所述硝酸浓度为10～20g/L；

d)固溶处理；在氩气保护气氛下，将所述不锈钢板材先进行预热，之后再升温加热至950～1020℃，保温时间为10～80分钟。

e)深冷处理；经过所述固溶处理后，将所述不锈钢板材放入温度为-70～-40℃的深冷环境中，保持120～180分钟，之后取出至室温。

所述不锈钢板材的成分及重量百分比为：C：0.03～0.10，Si：0.50～1.50，Mn：2.30～2.80，P小于0.005，S小于0.010，Cr：8.50～13.50，Ti：0.05～0.15，Nb：0.05～0.08，余量为Fe和不可避免的杂质。

优选地，步骤d)中，预热温度为400～450℃，预热保温时间为30～50分钟。

所述不锈钢板材的硬度至少为HRC 52，屈服强度为725～750MPa，延伸率17～19％。

所述不锈钢板材成品检测的晶粒度9.0级。

所述不锈钢板材用于建筑构件或电气设备结构件。