[发明专利]提高棒材强韧性和力学性能均匀性的热处理方法

说明书

本发明涉及金属材料热处理技术领域，具体涉及提高棒材强韧性和力学性能均匀性的热处理方法，包括升温、保温、固溶、降温、冷处理、回复、时效硬化步骤，本发明提供PH13‑8Mo棒材在批量制造时，提高材料强韧性和力学性能均匀性的简单易操作热处理工艺方法。

技术领域

本发明涉及金属材料热处理技术领域，具体涉及提高棒材强韧性和力学性能均匀性的热处理方法。

背景技术

PH13-8Mo钢(国内牌号为0Cr13Ni8Mo2Al)是一种性能优良的马氏体沉淀硬化不锈钢，通过合金化与相变控制，可达到超高强度水平，因其具有优良的强度和韧性，特别是优良的耐中温性、耐蚀性和成型性等优点，已被广泛应用于航天航空、核反应堆和石油化工等领域。例如，用于大型固体火箭发动机、空客A380大飞机和第四代先进战斗机上中温耐蚀的重要承力紧固件、结构件等。

随着国家航天航空事业的大力发展，对大型固体火箭和航空飞行器关键部位用超高强度不锈钢紧固件的性能和稳定性要求越来越高，尤其在高强韧性方面，虽然国内外学者已经对PH13-8Mo马氏体沉淀硬化不锈钢组织性能控制进行了充分的研究，但在实际工业批量制造生产中，仍存在高强度和高韧性难以匹配以及力学性能均匀性较差的问题。

专利号CN201410649189.7公开了一种0Cr13Ni8Mo2Al钢热处理工艺方法，公开了在固溶处理和时效处理之间增加了冷处理步骤，

专利号CN201811381851.X公开了汽车用高韧性高强度铝合金轮毂及其制造方法，包括熔炼、精炼、浇铸、固溶处理、深冷处理、时效处理等步骤。

但现有技术中航天航空用PH13-8Mo材料超高强度紧固件用棒材(直径小于70mm)批量制造时仍存在高强度和高韧性难以匹配以及力学性能均匀性较差的缺陷。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了提高棒材强韧性和力学性能均匀性的热处理方法。

具体是通过以下技术方案来实现的：

提高棒材强韧性和力学性能均匀性的热处理方法，在固溶与时效硬化过程中增加冷处理步骤。

所述冷处理是将PH13-8Mo棒材置于0～1℃的冰水混合介质中，保护≥6h。

所述固溶是将PH13-8Mo棒材在910～940℃温度下固溶保温2～3h。

进一步的，提高棒材强韧性和力学性能均匀性的热处理方法，包括升温、保温、固溶、降温、冷处理、回复、时效硬化步骤。

所述升温速率≤180℃/h。

所述降温是将PH13-8Mo棒材空冷至室温。

所述室温的温度为23±10℃。

所述回复是将PH13-8Mo棒材以≤120℃/h的速率升温至510～550℃保温4h，再空冷。

所述PH13-8Mo棒材的直径小于70mm。

优选，所述PH13-8Mo棒材的化学成分以质量分数计为C0.03-0.05wt％，Mn为0.01-0.02wt％，Si0.02-0.06wt％，P0.002-0.004wt％，S0.001-0.002wt％，Cr12.0-12.7wt％，Ni8.3-8.4wt％，Mo2.0-2.5wt％，Al1.0-1.1wt％。

有益效果：