[发明专利]一种高强低膨胀合金丝材及其制备方法

说明书

本发明属于材料制备加工领域，公开了一种高强低膨胀合金丝材的制备方法及低膨胀合金丝材。该方法包括如下步骤：通过前驱处理得到低膨胀合金盘条；对所述低膨胀合金盘条进行酸洗、打磨；将打磨后的低膨胀合金盘条进行深冷拔丝处理，得到丝材；所述深冷拔丝处理通过液氮制冷实现；对所述丝材进行退火处理，冷却至室温，得到高强低膨胀合金丝材。本发明方法利用深冷拉拔+低温再结晶退火来实现低膨胀合金的细晶强化，丝材成形能力增加，不易断丝，使拔丝的生产效率提高，成材率增加。得到的高强低膨胀合金丝材的直径为0.1‑3mm，平均晶粒尺寸小于20μm，抗拉强度大于450MPa，延伸率大于30％。

技术领域

本发明属于材料制备加工领域，更具体地，涉及一种高强低膨胀合金丝材及其制备方法。

背景技术

低膨胀合金具有面心立方结构，在低温下具有单一的奥氏体组织。因低膨胀合金材料具有较低的平均线热膨胀系数，目前，广泛应用于航空航天材料，液化天然气储罐材料、船舶制造、无线电、高压电缆、精密仪表和仪器设备等行业。

在实际的应用中，低膨胀合金的抗拉强度较差低于450MPa。因此，当低膨胀合金用作结构材料进行服役时，要着重提高其综合力学性能。细化晶粒作为可以同时显著提高强度和塑性的方法，被使用在低膨胀合金的制备过程当中来，使其能够在不降低合金的膨胀性能，提高合金的综合力学性能。

采用常规冷拔生产低膨胀合金丝材时，位错及缺陷密度较小，形变储能较低，退火后再结晶很难实现低膨胀合金的晶粒组织细化。同时，常规冷拔过程中，低膨胀合金屈强比低，丝材冷拔过程中容易断丝。

因此，基于上述常规冷拔工艺的不足，亟待对目前的常规冷拔生产低膨胀合金丝材制备工艺进行改进。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种高强低膨胀合金丝材及其制备方法。本发明提出一种高强低膨胀合金丝材的制备方法，即利用深冷拉拔+低温再结晶退火来实现低膨胀合金的细晶强化，丝材成形能力增加，不易断丝，使拔丝的生产效率提高，成材率增加。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种高强低膨胀合金丝材的制备方法，该方法包括如下步骤：

步骤S1：通过前驱处理得到低膨胀合金盘条；

步骤S2：对所述低膨胀合金盘条进行酸洗、打磨；

步骤S3：将打磨后的低膨胀合金盘条进行深冷拔丝处理，得到丝材；所述深冷拔丝处理通过液氮制冷实现；

步骤S4：对所述丝材进行退火处理，冷却至室温，得到高强低膨胀合金丝材。

本发明另一方面提供了根据所述的高强低膨胀合金丝材的制备方法制备的高强低膨胀合金丝材。

本发明的技术方案具有如下有益效果：

(1)本发明的深冷拔丝结合低温再结晶退火技术，与常规拉拔+再结晶退火技术相比较，具有显著细化低膨胀合金丝材晶粒和改善其力学性能的积极效果，即通过深冷拉拔得到的低膨胀合金的硬度及强度更高，形变储能较大，合金的屈强比更大，成形性能更加优异。

(2)本发明避免了常规冷拔过程形成的形变强化导致的应力集中，由于奥氏体在超低温环境下不稳定容易分解，使得应力集中的微孔聚集处会产生塑性流动，使变形协调性更加优异，因此深冷处理会增加低膨胀合金的塑性，更加有利于细丝拉拔成形。并且经过超低温处理后，会使原子之间不能通过扩散分开，进而使得原子的结合更为紧密，不易断丝，使拔丝的生产效率提高，成材率增加。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明