[发明专利]一种在氢气气氛下对殷瓦钢热处理的方法

摘要

一种在氢气气氛下对殷瓦钢热处理的方法。本发明通过应用粉末冶金制备的方法将复合粉体在真空环境下等离子烧结所获得的殷瓦钢合金晶粒细小、结构均匀且无大颗粒第二相，然后在氢气气氛下面对殷瓦钢进行退火热处理，制备出来的高强度高耐蚀性的殷瓦钢孔洞及裂纹明显减少，结构致密均匀，且在空气中不易腐蚀，具有良好的耐蚀性。在殷瓦钢的制备与热处理过程中，本发明将粉末冶金技术及热处理加工技术有效有序的结合，通过粉末冶金制备晶粒细小，结构均一的殷瓦钢，利用在氢气环境下去除殷瓦钢中的有害物质、消除其制备时残留的内应力并细化其晶粒等特性有效减少殷瓦钢中的孔洞及裂纹，提高钢体的致密性及均匀性。

主权项

本发明提出一种应用粉末冶金制备的方法将复合粉体在真空环境下等离子烧结所获得的殷瓦钢合金，然后在氢气气氛下面对殷瓦钢进行退火热处理，从而大幅度提高殷瓦钢的化学性能及机械性能，由于殷瓦钢本身强度、硬度不高，本发明的步骤是首先对殷瓦钢进行高温退火，然后循环退火逐渐提高退火温度，消除殷瓦钢刚体内制备时所残留的内应力，并且也能细化钢体本身晶粒的大小，从而提升其强度与硬度，一种通过对殷瓦钢进行粉体制备且在氢气气氛下热处理的方法，其特征在于具有如下的过程和步骤：a)纳米复合粉体的制备采用机械球磨法，将市售化学纯铁粉与化学纯镍粉按一定质量比均匀混合后放入不锈钢球磨罐中，通Ar气保护，加少量的酒精，用高能球磨机球磨数小时；具体工艺参数如下：Ni：Fe = 1：(2~3)（质量比）；球：粉体 =（6~ 10）：1（质量比）；球磨时间 = 10 ~ 40 h；球磨转速 = 200~400r/min酒精含量：50‑80ml试验中采用的不锈钢球直径为3~5mm，球磨制得纳米级Fe‑Ni复合粉体；b)球磨后的粉末放入模具中在真空放电等离子烧结机上进行烧结；烧结过程中以20～200℃/min的速度升温至烧结温度后保温1～20min，同时施加压力300～500MPa，真空度为3~5Pa，然后冷却至室温，其工艺参数如下：烧结温度：900 ℃ ~ 1100 ℃；保温时间：1～20min；施加压力：300~500MPa降温梯度：快速冷却；最大直流脉冲电流强度：300 A；c)将烧结成型的殷瓦钢置于高温双管式炉的上管中部并关闭官腔，利用离子泵对管式炉进行抽真空5‑10分钟，抽完真空后通入氢气，氢气流出的管道通过氢氧化钠后再进入空气，管式炉参数设置如下：管式炉升温速度：5℃/min—10℃/min，氢气流量：60 mL/min—100 mL/min，退火热处理温度：700℃—950℃保温时间：10‑25min；d)当保温结束时，对样品进行高压氢气吹冷或者随炉冷却，当炉内温度低于300℃以后，关掉氢气，取出样品进行测试，即缓慢加热到高于相变温度区间不多的温度，保温适当时间，使合金转变为β相的细小晶粒；然后缓慢冷却下来，使β相再转变为α相或α+β两相的细小晶粒。