一种提高马氏体不锈钢低温冲击韧性的热处理方法,其特征是依次采用以下热处理工艺环节:锻造:始锻温度为1180~1230°C,终锻温度为800±10°C;退火:退火温度870±10°C,根据工件尺寸保温4~8小时,随炉冷却到550±10°C后出炉空冷;正火:正火温度1000±10°C,根据工件尺寸保温3~6小时,直接出炉空冷;调质处理:淬火温度为1000±10°C,根据工件尺寸保温3~6小时,出炉油淬;回火温度为680°C±10°C,根据工件尺寸保温6~10小时,出炉后水冷。本发明可以阻断模锻、正火、调质处理过程中产生的马氏体组织遗传,有效细化马氏体型不锈钢锻件内组织晶粒,使其晶粒度达7级以上。
1.一种提高马氏体不锈钢低温冲击韧性的热处理方法,其特征是依次采用以下热处理工艺环节:(1)、锻造:始锻温度为1180~1230°C,终锻温度为800±10°C;(2)、退火:退火温度870±10°C,根据工件尺寸保温4~8小时,随炉冷却到550±10°C后出炉空冷;(3)、正火:正火温度1000±10°C,根据工件尺寸保温3~6小时,直接出炉空冷;(4)、调质处理:淬火温度为1000±10°C,根据工件尺寸保温3~6小时,出炉油淬;回火温度为680°C±10°C,根据工件尺寸保温6~10小时,出炉后水冷。
2.根据权利要求1所述的一种提高马氏体不锈钢低温冲击韧性的热处理方法,其特征是所述马氏体不锈钢为1Cr13马氏体不锈钢阀体模锻件,其低温冲击韧性为A_k(-29°C):97J;A_k(-46°C):75J;A_k(-59°C):64J。
3.根据权利要求2所述的一种提高马氏体不锈钢低温冲击韧性的热处理方法,其特征是始锻温度为1200°C,终锻温度为800°C;退火温度860°C,随炉冷却到540°C后出炉空冷;正火温度990°C;调质处理的淬火温度为990°C,回火温度为670°C。
4.根据权利要求2所述的一种提高马氏体不锈钢低温冲击韧性的热处理方法,其特征是始锻温度为1200°C,终锻温度为800°C;退火温度870°C,随炉冷却到550°C后出炉空冷;正火温度1000°C;xa0调质处理的淬火温度为1000°C;回火温度为680°C。
5.根据权利要求2所述的一种提高马氏体不锈钢低温冲击韧性的热处理方法,其特征是始锻温度为1200°C,终锻温度为800°C;退火温度880°C,随炉冷却到560°C后出炉空冷;正火温度1010°C;xa0调质处理的淬火温度为1010°C;回火温度为690°C。技术领域
本发明属于冶金技术领域,特别涉及一种提高马氏体不锈钢低温冲击韧性的热处理方法。
背景技术
马氏体不锈钢锻件,尤其是模锻件,在现有技术的热处理工艺中,普遍采用以下两种热处理工艺提高马氏体不锈钢锻件低温冲击韧性:工艺一:1.锻造:始锻温度为1200°C,终锻温度为800°C。2.退火:加热温度:770°C;保温时间:5.5小时;随炉冷至400°C空冷。3.淬火:加热温度:1010°C;保温时间:5.5小时;油冷。4.回火:一次回火:加热温度:690°C;保温时间:7.5小时;空冷。xa0xa0二次回火:加热温度:670°C,保温时间:7.5小时;水冷。经本热处理工艺方法处理后,马氏体不锈钢的性能如下:抗拉强度:695MPa;屈服强度:530MPa;延伸率:19%;断面收缩率:69%;低温冲击韧性A_k(-29°C):28Jxa0;A_k(-46°C)17J;A_k(-59°C):6J。马氏体不锈钢低温冲击韧性要求A_k≥27J,显然经锻造→退火→调质处理的热处理工艺后,马氏体不锈钢组织内出现大块铁素体,马氏体不锈钢低温冲击韧性不能满足其性能要求。工艺二:1.锻造:始锻温度为1200°C,终锻温度为800°C。2.正火:加热温度:1000°C;保温时间:5.5小时;直接出炉空冷。3.淬火:加热温度:1020°C;保温时间:5.5小时;油冷。4.回火:一次回火:加热温度:740°C;保温时间:8小时;水冷。经本热处理工艺方法处理后,马氏体不锈钢的性能:抗拉强度:637MPa;屈服强度:677MPa;延伸率:18%;断面收缩率:68%;低温冲击韧性A_k(-29°C):26J;A_k(-46°C):13J;°CA_k(-59°C):5J。马氏体不锈钢低温冲击韧性要求A_k≥27J,显然经锻造→正火→调质处理的热处理工艺后,马氏体不锈钢内组织晶粒粗大,然而经锻造→多次正火→调质处理的热处理工艺后,马氏体不锈钢内组织晶粒粗大问题依然没有得到有效解决,马氏体不锈钢低温冲击韧性不能满足其性能要求。影响马氏体不锈钢性能的主要因素是组织的晶粒粗大和大块铁素体组织,现有技术中,马氏体不锈钢在热处理工艺后,组织内仍残留的大块铁素体,并且组织晶粒粗大,由此造成马氏体不锈钢不能满足低温冲击韧性的要求,从而使得工件报废。
发明内容
为了改善马氏体组织内部晶粒粗大和大块铁素体组织的问题,细化组织晶粒,满足马氏体不锈钢锻件低温冲击韧性的要求,本发明特别提供一种提高马氏体不锈钢低温冲击韧性的热处理工艺方法。本发明的发明方案:本发明依次采用以下热处理工艺:1)、锻造。始锻温度为1180~1230°C,终锻温度为800±10°C。2)、退火。退火温度870±10°C,根据工件尺寸保温4~8小时,随炉冷却到550±10°C后出炉空冷。3)、正火。正火温度1000±10°C,根据工件尺寸保温3~6小时,直接出炉空冷。4)、调质处理。淬火温度为1000±10°C,根据工件尺寸保温3~6小时,出炉油淬;回火温度为680°C±10°C,根据工件尺寸保温6~10小时,出炉后水冷。本发明的发明效果:本发明可以阻断模锻、正火、调质处理过程中产生的马氏体组织遗传,有效细化马氏体型不锈钢锻件内组织晶粒,使其晶粒度达7级以上,从而满足马氏体不锈钢低温冲击韧性的要求。本发明的马氏体不锈钢低温冲击韧性达A_k(-29°C):97J;A_k(-46°C):50J;A_k(-59°C):61J。
附图说明
图1为本发明的热处理工艺曲线。图2为本发明的Fe-Cr-C相图(含碳量1%)。
具体实施方式
实施例一:在本实施例中,采用1Cr13马氏体不锈钢阀体模锻件,其有效厚度尺寸为700mm。1Cr13马氏体不锈钢阀体模锻后往往晶粒度达3~4级,经过如下热处理工艺处理:1、锻造。始锻温度为1200°C,终锻温度为800°C;2、退火。退火温度880°C,根据工件尺寸保温5小时,随炉冷却到560°C后出炉空冷;3、正火。正火温度1010°C,根据工件尺寸保温4小时,直接出炉空冷;4、调质处理。淬火温度为1010°C,根据工件尺寸保温4小时,出炉油淬;回火温度为690°C,根据工件尺寸保温8小时,出炉后水冷。经过本热处理工艺处理后,得到细小均匀的平衡组织晶粒,使其晶粒度达7级以上,马氏体不锈钢低温冲击韧性达A_k(-29°C):97J;A_k(-46°C):50J;A_k(-59°C):61J,不同温度下均满足马氏体不锈钢低温冲击韧性A_k≥27J的要求。实施例二:在本实施例中,采用1Cr13马氏体不锈钢阀体模锻件,其有效厚度尺寸为700mm。1Cr13马氏体不锈钢阀体模锻后往往晶粒度达3~4级,经过如下热处理工艺处理:1、锻造。始锻温度为1200°C,终锻温度为800°C;2、退火。退火温度870°C,根据工件尺寸保温5小时,随炉冷却到550°C后出炉空冷;3、正火。正火温度1000°C,根据工件尺寸保温4小时,直接出炉空冷;4、调质处理。淬火温度为1000°C,根据工件尺寸保温4小时,出炉油淬;回火温度为680°C,根据工件尺寸保温8小时,出炉后水冷。经过本热处理工艺处理后,得到细小均匀的平衡组织晶粒,使其晶粒度达7级以上,马氏体不锈钢低温冲击韧性达A_k(-29°C):70J;A_k(-46°C):59J;A_k(-59°C):51J,不同温度下均满足马氏体不锈钢低温冲击韧性A_k≥27J的要求。实施例三:在本实施例中,采用1Cr13马氏体不锈钢阀体模锻件,其有效厚度尺寸为700mm。1Cr13马氏体不锈钢阀体模锻后往往晶粒度达3~4级,经过如下热处理工艺处理:1、锻造。始锻温度为1200°C,终锻温度为800°C;2、退火。退火温度860°C,根据工件尺寸保温5小时,随炉冷却到540°C后出炉空冷;3、正火。正火温度990°C,根据工件尺寸保温4小时,直接出炉空冷;4、调质处理。淬火温度为990°C,根据工件尺寸保温4小时,出炉油淬;回火温度为670°C,根据工件尺寸保温8小时,出炉后水冷。经过本热处理工艺处理后,得到细小均匀的平衡组织晶粒,使其晶粒度达7级以上,马氏体不锈钢低温冲击韧性达A_k(-29°C):97J;A_k(-46°C):75J;A_k(-59°C):64J,不同温度下均满足马氏体不锈钢低温冲击韧性A_k≥27J的要求。