[发明专利]临界固溶和始于高温变温交变时效与退火复合热处理方法

说明书

本发明提供一种临界固溶和始于高温变温交变时效与退火复合热处理方法。所述方法包括：临界固溶热处理过程以及临界始于高温变温交变时效与退火复合热处理过程。本发明的方案可解决了现有奥氏体不锈钢热处理“质量稳定性差、合格品率低、硬度偏低、力学性能低与一致性差、抗变色锈蚀能力差、加热时间长、效率低、热处理设备加热可靠性差与高温元器件使用寿命低以及成本高”等“一长一高四差五低”特有热处理技术难题。

技术领域

本发明涉及材料热处理技术领域，特别是指一种临界固溶和临界始于高温变温交变时效与退火复合热处理方法。

背景技术

奥氏体不锈钢与合金结构钢的热处理原理截然不同：合金结构钢在高温条件下能发生高温奥氏体组织转变(热处理工艺性好)，因此，合金结构钢极易通过淬火和回火热处理方法大幅度提高硬度(或力学性能)；而奥氏体不锈钢在高温条件下不能发生高温奥氏体组织转变(只能有限溶解与析出合金元素强化相，热处理工艺性差)，因此，奥氏体不锈钢极难通过固溶和时效与退火等热处理方法大幅度提高硬度(或力学性能)。

固溶热处理的含义是：将奥氏体不锈钢加热至一定温度保持、使过剩相充分溶解、然后快速冷却以获得过饱和固溶体的热处理工艺，最主要作用是获得过饱和强化固溶体、为沉淀硬化处理做好组织准备、消除应力和成形工序间加工硬化；时效热处理的含义是：在奥氏体不锈钢经过固溶处理后再在室温或高于室温的温度保持、以使过饱和固溶体中形成溶质原子偏聚区和(或)第二相粒子析出弥散分布过剩相析出的热处理工艺，最主要作用是使奥氏体不锈钢沉淀硬化；退火热处理的含义是：在奥氏体不锈钢固溶或时效处理过程前、过程中或过程后将其加热至适当温度、保持一定温度、然后缓慢冷却的热处理工艺，最主要作用是去除奥氏体不锈钢残余冷热加工应力。

奥氏体不锈钢主要强化相是合金元素碳化物，弱化相是金属间化合物(如Fe₂W、Fe₂Mo、CuO、FeS、FeO和MnS等)；因固溶和时效与退火热处理方法不同即使是同一材料的强化相与弱化相类型、数量、大小、形状、分布、熔点、脆性及硬度等也而不同，奥氏体不锈钢合金元素越多其差异性越大。