一种提高奥氏体不锈钢渗碳后耐蚀性及渗层深度的方法技术

本发明专利技术提供了一种提高奥氏体不锈钢渗碳后耐蚀性及渗层深度的方法，其步骤包括：将预处理后的奥氏体不锈钢于真空炉内进行低压真空渗碳处理，渗碳温度300～1200℃，保温时间0.5～24h，然后油冷；对渗碳后奥氏体不锈钢进行热处理，热处理温度为600～1300℃，保温时间0.2～24h，然后水冷。本发明专利技术提供的一种提高奥氏体不锈钢渗碳后耐蚀性及渗层深度的方法，工艺周期较短，能够增加其有效硬化层深度并且提高渗碳后奥氏体不锈钢的耐蚀性。高渗碳后奥氏体不锈钢的耐蚀性。高渗碳后奥氏体不锈钢的耐蚀性。

【技术实现步骤摘要】
一种提高奥氏体不锈钢渗碳后耐蚀性及渗层深度的方法


[0001]本专利技术涉及不锈钢强化
，特别涉及一种提高奥氏体不锈钢渗碳后耐蚀性及渗层深度的方法。

技术介绍

[0002]奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性、耐热性和可焊接性，在核电、能源、航空及航海等领域都有着广泛的应用。但由于奥氏体不锈钢含碳量较低，导致表面硬度和耐磨性较差。而且往往还不能通过热处理的方式，使奥氏体不锈钢发生表面强化，从而制约了其应用。
[0003]为了提高奥氏体不锈钢的表面硬度，同时又不降低其耐蚀性，目前有很多奥氏体不锈钢表面强化方法，如低温气体渗碳(CN102828145A)，辉光离子渗碳(CN105603359A)以及离子渗氮(CN111910146A)等，但这些方法仍存在工艺周期长，渗层深度较浅及渗后表面耐蚀性显著降低等问题。
[0004]低压真空渗碳处理也是常见的奥氏体不锈钢表面强化方法，能够在较短时间内获得较高的表面硬度和有效硬化层深度。但低压真空渗碳的处理温度较高，导致奥氏体不锈钢渗碳层析出富铬的碳化物，从而降低其耐蚀性。
[0005]因此开发一种改善奥氏体不锈钢渗碳后的耐蚀性能且能增加其渗层深度的方法显得尤为重要。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种工艺简单，处理周期较短的提高奥氏体不锈钢渗碳后耐蚀性及渗层深度的方法。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种提高奥氏体不锈钢渗碳后耐蚀性及渗层深度的方法，包括如下步骤：
[0008]将预处理后的奥氏体不锈钢于真空炉内进行低压真空渗碳处理，渗碳温度300～1200℃，保温时间0.5～24h，然后油冷；
[0009]对渗碳后奥氏体不锈钢进行热处理，热处理温度为600～1300℃，保温时间0.2～24h，然后水冷。
[0010]进一步地，所述奥氏体不锈钢低压真空渗碳处理是通过向真空炉内输入高纯度C2H2进行渗碳。
[0011]进一步地，所述低压真空渗碳处理时真空炉内的压强控制为50～350Pa。
[0012]进一步地，所述奥氏体不锈钢渗碳处理后表面形成20～300μm的渗碳层。
[0013]进一步地，所述奥氏体不锈钢的渗碳处理包括均热期、渗碳期和扩散期三个过程，并循环渗碳期和扩散期两个过程，直至奥氏体不锈钢表面碳浓度达到要求。
[0014]进一步地，所述渗碳期真空炉内的压强控制为50～150Pa，扩散期真空炉内的压强控制为150～350Pa。
[0015]进一步地，所述渗碳后奥氏体不锈钢热处理在管式炉中进行。
[0016]进一步地，所述奥氏体不锈钢预处理是对奥氏体不锈钢表面研磨与抛光后再进行超声波清洗与干燥。
[0017]本专利技术提供的一种提高奥氏体不锈钢渗碳后耐蚀性及渗层深度的方法，先在300～1200℃的较低温度下对高奥氏体不锈钢进行低压真空渗碳处理，然后在600～1300℃的温度下对渗碳后奥氏体不锈钢进行热处理，不仅能迅速使奥氏体不锈钢在低压真空渗碳处理后获得较高的表面硬度和有效硬化层深度，而且还能通过后续的热处理使奥氏体不锈钢渗碳层析出的富铬碳化物回溶，从而提高奥氏体不锈钢渗碳后的耐蚀性。同时，本专利技术提供的提高奥氏体不锈钢渗碳后耐蚀性及渗层深度的方法，只需低压真空渗碳处理和热处理两个过程，不仅工艺简单，而且处理周期较短。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例一和实施二提供的提高奥氏体不锈钢渗碳后耐蚀性及渗层深度的方法中对304奥氏体不锈钢和316L奥氏体不锈钢处理的工艺图；
[0019]图2为本专利技术实施例一和实施二提供的提高奥氏体不锈钢渗碳后耐蚀性及渗层深度的方法中对304奥氏体不锈钢和316L奥氏体不锈钢处理后的硬度变化曲线与对比例一和对比例二对304奥氏体不锈钢和316L奥氏体不锈钢处理后的硬度变化曲线的对比图；
[0020]图3为本专利技术实施例一和实施二提供的提高奥氏体不锈钢渗碳后耐蚀性及渗层深度的方法中对304奥氏体不锈钢和316L奥氏体不锈钢处理后的极化曲线与对比例一和对比例二对304奥氏体不锈钢和316L奥氏体不锈钢处理后的极化曲线的对比图。
具体实施方式
[0021]参见图1，本专利技术实施例提供的一种提高奥氏体不锈钢渗碳后耐蚀性及渗层深度的方法，包括如下步骤：
[0022]步骤1)根据奥氏体不锈钢的化学成分，设置奥氏体不锈钢的渗碳温度和保温时间。具体地，将预处理后的奥氏体不锈钢于真空炉内进行低压真空渗碳处理，渗碳温度设定为300～1200℃，保温时间控制在0.5～24h，然后油冷。其中，低压真空渗碳处理时真空炉内的压强控制在50～350Pa。
[0023]其中，奥氏体不锈钢的渗碳处理包括均热期、渗碳期和扩散期三个过程，并循环渗碳期和扩散期两个过程，直至奥氏体不锈钢表面碳浓度达到要求。
[0024]其中，渗碳期真空炉内的压强控制为50～150Pa，扩散期真空炉内的压强控制为150～350Pa。
[0025]作为本专利技术的一种具体实施方式，奥氏体不锈钢的低压真空渗碳处理是通过向真空炉内输入高纯度C2H2进行渗碳。渗碳处理完成后，可在奥氏体不锈钢表面形成一层厚度为20～300μm的渗碳层。
[0026]步骤2)对渗碳后奥氏体不锈钢进行热处理，根据渗碳层中碳化物的溶解温度，控制热处理温度和保温时间，具体地热处理温度设定为600～1300℃，保温时间控制在0.2～24h。
[0027]作为本专利技术的一种具体实施方式，渗碳后奥氏体不锈钢热处理是在管式炉中进行的。
[0028]其中，对奥氏体不锈钢的预处理是先将奥氏体不锈钢表面进行机械研磨，然后用抛光膏进行抛光处理，再将奥氏体不锈钢在无水乙醇中进行超声波清洗，最后再进行干燥处理。
[0029]下面通过实施例和对比例对本专利技术提供的一种提高奥氏体不锈钢渗碳后耐蚀性及渗层深度的方法做具体说明。
[0030]实施例一
[0031]本实施例以304奥氏体不锈钢为例，对本专利技术提供的一种提高奥氏体不锈钢渗碳后耐蚀性及渗层深度的方法做以说明，具体按以下步骤进行：
[0032]一、取304奥氏体不锈钢，对其表面按照标准工艺进行机械研磨，并通过粒度为2.5μm的金刚石抛光膏对其进行抛光处理，随后在无水乙醇中用超声波清洗，然后吹干备用。其中，304奥氏体不锈钢的化学成分以质量百分比计为，C 0.07％,Si 0.43％,Mn 1.15％,Ni 8.17％,Cr 18.36％，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0033]二、将步骤一中处理好的304奥氏体不锈钢装入真空炉进行低压真空渗碳处理，抽真空后开始加热，将炉内温度升至750℃，并保温一定时间，保证真空炉内各部分受热均匀。然后向真空炉内输入高纯度的C2H2进行渗碳，渗碳期控制真空炉内气压为300Pa。渗碳一定时间后，暂停高纯C2H2的输入，使304奥氏体不锈钢进入扩散阶段，扩散期控制真空炉内气压为70Pa。待扩散充分后，进行下一周期的渗碳期和扩散本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高奥氏体不锈钢渗碳后耐蚀性及渗层深度的方法，其特征在于，包括如下步骤：将预处理后的奥氏体不锈钢于真空炉内进行低压真空渗碳处理，渗碳温度300～1200℃，保温时间0.5～24h，然后油冷；对渗碳后奥氏体不锈钢进行热处理，热处理温度为600～1300℃，保温时间0.2～24h，然后水冷。2.根据权利要求1所述的提高奥氏体不锈钢渗碳后耐蚀性及渗层深度的方法，其特征在于：所述奥氏体不锈钢低压真空渗碳处理是通过向真空炉内输入高纯度的C2H2进行渗碳。3.根据权利要求2所述的提高奥氏体不锈钢渗碳后耐蚀性及渗层深度的方法，其特征在于：所述低压真空渗碳处理时真空炉内的压强控制为50～350Pa。4.根据权利要求3所述的提高奥氏体不锈钢渗碳后耐蚀性及渗层深度的方法，其特征在于：所述奥氏体不锈钢渗碳处理后表面形...

【专利技术属性】
技术研发人员：田勇，程茹，宋超伟，王斌，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：