改善不锈钢耐点腐蚀性能及强度的方法技术

技术编号:17770824 阅读:23 留言:0更新日期:2018-04-21 23:23
本发明专利技术提供的一种改善不锈钢耐点腐蚀性能及强度的方法,包括如下步骤:步骤1,对不锈钢钢材进行预先热处理;步骤2,对经过预先热处理的不锈钢钢材进行变形处理;步骤3,对经过变形处理的不锈钢钢材进行后续热处理。与现有技术相比,本发明专利技术的有益效果如下:(1)未改变材料的化学成分,降低了合金化成本;(2)采用常规的设备,操作简单;(3)将点腐蚀速率降低14.4%~19.7%,同时提高抗拉强度,提高了304奥氏体不锈钢的综合应用性能。

【技术实现步骤摘要】
改善不锈钢耐点腐蚀性能及强度的方法
本专利技术属于防腐蚀
,涉及一种改善304不锈钢耐点腐蚀性能及强度的方法,特别涉及一种不依赖改变合金成分,仅通过热处理及室温变形两种常见方法来调控304不锈钢组织,改善耐腐蚀及力学性能的方法。
技术介绍
304奥氏体不锈钢具有良好的室温及低温韧性、焊接性、耐蚀性及耐热性,是应用最广的不锈钢。应用于合成纤维、纺织、石油、化工、原子能、航空航天等工业应用中,用作各种容器和耐腐蚀零部件。其耐蚀性能直接影响设备的安全和寿命。虽然其全面腐蚀速率低,但耐点蚀性能差。点蚀严重时会穿透薄管、板等部件,使发生泄漏,并且点蚀往往是应力腐蚀断裂和缝隙腐蚀的裂源。工业生产中,实际发生由点腐蚀造成的事故很多,造成的损失很大。对于航空航天等领域使用的该类材料,其可靠性直接关系到生命,关系到重大财产及国家名誉,影响更是重大,因此,对304奥氏体不锈钢耐点蚀性能的改善十分重要且迫在眉睫。目前,针对304奥氏体不锈钢耐点腐蚀性能改善方法的研究并不多,从可查询到的有限论文中可见,大多是通过添加合金元素,调整钢材化学成分来实现耐腐蚀性能的改善。这种方法增加了生产成本及对熔炼工艺甚至设备改进的成本,且存在添加元素在熔炼或后续处理中形成的新化合物再次成为腐蚀形核位置的风险。与此相比,从不改变材料的成分的角度出发,寻找改善304奥氏体不锈钢的耐点腐蚀性能、同时保障使用强度的方法具有重要意义。目前,未发现有同本专利技术类似的专利报道。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷,本专利技术的目的是提供一种综合性能优异的改善不锈钢耐点腐蚀性能及强度的方法。为解决上述技术问题,本专利技术提供的一种改善不锈钢耐点腐蚀性能及强度的方法,包括如下步骤:步骤1,对不锈钢钢材进行预先热处理;步骤2,对经过预先热处理的不锈钢钢材进行变形处理;步骤3,对经过变形处理的不锈钢钢材进行后续热处理。优选地,步骤1包括:步骤1.1,加热空气炉;步骤1.2,放入不锈钢钢材进行保温;步骤1.3,取出不锈钢钢材进行水淬。优选地,步骤1.1中,加热空气炉至1050℃~1100℃。优选地,步骤1.2中,放入不锈钢钢材进行保温15min~40min。优选地,步骤1.3中,水淬的转移时间为2s~4s。优选地,步骤2中,在室温下,对经过预先热处理的不锈钢钢材进行压缩,使不锈钢钢材以0.01s~1~0.02s~1的应变速率产生4%~8%的形变。优选地,步骤3包括:步骤3.1,加热空气炉;步骤3.2,放入经过变形处理的不锈钢钢材进行保温;步骤3.3,取出不锈钢钢材进行水淬。优选地,步骤3.1中,加热空气炉至1050℃~1100℃。优选地,步骤3.2中,放入经过变形处理的不锈钢钢材进行保温15min~25min。优选地,步骤3.3中,水淬的转移时间为2s~4s。与现有技术相比,本专利技术的有益效果如下:(1)未改变材料的化学成分,降低了合金化成本;(2)采用常规的设备,操作简单;(3)将点腐蚀速率降低14.4%~19.7%,同时提高抗拉强度,提高了304奥氏体不锈钢的综合应用性能。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本专利技术的其它特征目的和优点将会变得更明显。图1为本专利技术改善不锈钢耐点腐蚀性能及强度的方法流程图;图2为本专利技术改善不锈钢耐点腐蚀性能及强度的方法处理前、后试样的工程应力应变曲线图;图3为本专利技术改善不锈钢耐点腐蚀性能及强度的方法处理前、后试样典型的特殊晶界分布图。图4为本专利技术改善不锈钢耐点腐蚀性能及强度的方法处理前、后试样的典型应变分布图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术,但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本专利技术构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图1所示,本专利技术的一种改善不锈钢耐点腐蚀性能及强度的方法在不改变材料的成分的情况下,利用预先热处理、变形处理及后续热处理方法调控组织,得到具有良好综合性能的304不锈钢。预先热处理工艺中炉温达到设定值后再放入钢材,主要是通过缩短钢材加热保温的时间,使得晶粒尺寸不至过大,从而保障力学性能;其次,保温时间选择使得钢材充分固溶的同时,避免组织过分粗化;取出钢材后,以尽可能短的转移时间对材料进行水淬,主要是减少钢材在450℃~850℃温度区间保温时间,避免晶界碳化物的析出,减小缺陷位置,促进表面钝化膜的均匀化,从而调控耐腐蚀性能。变形处理工艺中通过高应变速率促进组织中生成更多的特殊重位点阵晶界,优化晶界分布,因为相对于传统高能大角度晶界,重位点阵晶界能量低,对侵蚀性离子的腐蚀作用抵抗力更大;较小的变形量是为了控制晶体学缺陷的密度,较少点蚀形核位置。后续热处理工艺中到温后放入钢材的目的同上述1中同;而保温时间缩短的目的是使得变形处理过程中产生的过多的晶体学缺陷发生回复,尽可能降低晶内缺陷密度的同时避免组织过分粗化,即对钝化膜均匀性提供保障又避免强度的降低;采用极短的转移时间原理同上述1中一致。实施例一预先热处理工艺:(1)将空气炉温度加热至1050℃;(2)放入钢材,关上炉门保温30min;(3)打开炉门,取出钢材水淬,材料转移时间2s。变形处理工艺:(1)室温下,对经过预先热处理的钢材进行压缩,产生5%的微小变形;(2)应变速率为0.02s-1。后续热处理工艺:(1)将变形后的钢材放入温度已达到1050℃的空气炉内保温20min;(2)取出后水淬,材料转移时间2s。得到的304不锈钢与未处理前的试样比,力学性能差别如图1所示,抗拉强度从641MPa提高到655MPa,提高了约2.2%。点腐蚀速率由2.39g/(m2·h)降低到1.92g/(m2·h),降低了19.7%。得到的样与未处理前的特殊晶界(∑≤29的重位点阵晶界)分布差别如图2所示。变形热处理工艺产生多种特殊晶界,钢材单位面积晶界的长度降低,即减少了点蚀形核的可能位置,此外,重位点阵晶界比例提高,使得钢材抵抗外界侵蚀性离子侵入的能力提高,因此改善了耐点腐蚀性能。后续热处理减小了晶体学缺陷,依据晶内每点的局部取向计算,得到典型的微应变等高线图,即应变分布图,如图3所示。其中,右上角的小插图是每张等高线图的注释,微应变程度从1-9依次增加,图中等高线圈位置表示该局部区域应变较大,表明该处的晶体学缺陷密度较高,是点蚀的成核点。显然,处理后的组织中畸变程度小,等高线最大值<4,远小于最大等高线值>9的处理前的试样,且图中局部应变大的区域较少,表明处理后的材料点蚀成核点更少。经过大量不同区域的测量及计算每个晶粒内部最大取向差,发现本专利技术实施例1得到的钢材中晶体学缺陷密度低且整个试样中应变分布较均匀,近95%的晶粒内部最大取向差<5°,远大于处理前的钢材,说明后续热处理过程中发生了良好的回复,这种应变均匀且缺陷密度低的组织,钝化膜更均匀,减少了局部点蚀发生率,所以提高了耐点蚀性能。其中涉及的具体组织特征数值及性能测试数据见表1。表1以上对本专利技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本专利技术并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这本文档来自技高网...
改善不锈钢耐点腐蚀性能及强度的方法

【技术保护点】
一种改善不锈钢耐点腐蚀性能及强度的方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,对不锈钢钢材进行预先热处理;步骤2,对经过预先热处理的不锈钢钢材进行变形处理;步骤3,对经过变形处理的不锈钢钢材进行后续热处理。

【技术特征摘要】
1.一种改善不锈钢耐点腐蚀性能及强度的方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,对不锈钢钢材进行预先热处理;步骤2,对经过预先热处理的不锈钢钢材进行变形处理;步骤3,对经过变形处理的不锈钢钢材进行后续热处理。2.根据权利要求1所述的改善不锈钢耐点腐蚀性能及强度的方法,其特征在于,步骤1包括:步骤1.1,加热空气炉;步骤1.2,放入不锈钢钢材进行保温;步骤1.3,取出不锈钢钢材进行水淬。3.根据权利要求2所述的改善不锈钢耐点腐蚀性能及强度的方法,其特征在于,步骤1.1中,加热空气炉至1050℃~1100℃。4.根据权利要求2所述的改善不锈钢耐点腐蚀性能及强度的方法,其特征在于,步骤1.2中,放入不锈钢钢材进行保温15min~40min。5.根据权利要求2所述的改善不锈钢耐点腐蚀性能及强度的方法,其特征在于,步骤1.3中,水淬的转移时间为2s~4s。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙京丽陈莉刘维丽武英英吴宏许恒庭童蕾鸣
申请(专利权)人:上海航天精密机械研究所
类型:发明
国别省市:上海,31

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