[发明专利]一种304或304L不锈钢纤维的低温热处理强化方法

说明书

本发明提供了一种304或304L不锈钢纤维的低温热处理强化方法，属于金属材料热处理技术领域。本发明在惰性气体保护下，将冷拔后的304或304L不锈钢纤维依次进行升温、保温和冷却；所述保温的温度为250～300℃，时间为10～30min。本发明通过热处理温度与时间的有效结合，能够大幅提高304或304L不锈钢纤维强度。这是由于通过低温热处理在降低位错密度同时保证了冷拔后纤维中晶粒尺寸和织构取向的进一步优化，从而获得材料强度的大幅提升。实施例表明，本发明低温热处理强化方法所得强化304L不锈钢纤维的拉伸强度为5.9GPa，为未热处理不锈钢纤维的2.36倍，为500℃高温热处理后不锈钢纤维的1.18倍。

技术领域

本发明金属材料热处理技术领域，特别涉及一种304或304L不锈钢纤维的低温热处理强化方法。

背景技术

金属纤维是近20年来发展起来的新型工业材料，不仅具有金属本身高导电、高导热、高强度、耐高温、耐腐蚀等优点，还具有化纤、合成纤维等非金属纤维的柔软性的特性，目前已经广泛应用于石油、化工、化纤、纺织、电子、军事、航空及环境保护等工业领域，更是许多国防工业必须的关键材料。

金属纤维的生产方法有单丝拉拔法、集束拉拔法、切削法、熔束法等，现在世界上大规模生产高强、超细金属纤维高端产品的生产厂商大多采用集束拉拔法。集束拉拔法是采用将金属丝材复合组装，多次多股拉拔等一整套特殊工艺制成，每股成千上万根。利用集束拉拔法生产的不锈钢纤维直径可达10μm以下，拉伸强度高达1200～1800MPa，延伸率大于1％。为了进一步提高不锈钢纤维的力学性能，人们通常选取600℃以上温度对不锈钢纤维进行热处理，使其拉伸强度能够进一步提高到2200～3100MPa。然而该热处理工艺不仅能耗大，而且不锈钢纤维强度的提高有限，远没有达到不锈钢纤维的理论强度12.6GPa。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种304或304L不锈钢纤维的低温热处理强化方法，能够大幅提高304或304L不锈钢纤维的拉伸强度，且简单高效、节能环保。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种304或304L不锈钢纤维的低温热处理强化方法，包括以下步骤：

在惰性气体保护下，将冷拔后的304或304L不锈钢纤维依次进行升温、保温和冷却；

所述保温的温度为250～300℃，时间为10～30min；

所述304或304L不锈钢纤维的直径独立为1～20μm。

优选的，所述升温的速率为10～20℃/min。

优选的，所述惰性气体为氩气。

优选的，所述惰性气体的流速为2～5L/min。

优选的，所述冷却为冷却至室温，所述冷却的速率为10～20℃/s。

本发明提供了上述低温热处理强化方法得到的强化304或304L不锈钢纤维，所述强化304或304L不锈钢纤维的在1μm/s下拉伸强度为4.8～7.1GPa，延伸率为1.5～3.0％。

本发明提供了一种304或304L不锈钢纤维的低温热处理强化方法，本发明在惰性气体保护下，将冷拔后的304或304L不锈钢纤维依次进行升温、保温和冷却；所述保温的温度为250～300℃，时间为10～30min。本发明通过热处理温度与时间的有效结合，能够大幅提高304或304L不锈钢纤维强度。这是由于通过低温热处理在保持晶粒尺寸与形态分布的同时有效减少了位错密度，从而使得位错形核替代位错运动作为主要变形方式，最终达到提高纤维强度的目的。实施例结果表明，本发明低温热处理强化方法所得强化304L不锈钢纤维的拉伸强度为5.9GPa，为未热处理不锈钢纤维的2.36倍，为500℃高温热处理后不锈钢纤维的1.18倍。同时，本发明方法在低温下进行热处理，节能环保。