一种消除马氏体时效钢中δ铁素体的方法技术

本发明专利技术涉及钢铁合金材料技术领域，尤其涉及一种消除马氏体时效钢中δ铁素体的方法，方法包括步骤：对马氏体时效钢的原料依次进行冶炼、热锻、热轧处理、温轧处理、酸洗冷轧处理和固溶热处理，得到全奥氏体钢；对全奥氏体钢进行冷轧时效热处理，得到消除δ铁素体的马氏体时效钢。本发明专利技术通过在热轧钢中引入温轧工艺，然后结合冷轧和固溶热处理工艺，可以达到基本消除δ铁素体的目的。将制备得到的全奥氏体钢经冷轧时效热处理后，得到消除δ铁素体的马氏体时效钢，其具有室温条件下超高的抗拉伸强度和可接受的塑性以及明显优于同级别强度钢的断裂韧性和高温力学性能。断裂韧性和高温力学性能。断裂韧性和高温力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种消除马氏体时效钢中
δ
铁素体的方法


[0001]本专利技术涉及钢铁合金材料
，尤其涉及一种消除马氏体时效钢中δ铁素体的方法。

技术介绍

[0002]马氏体时效钢在钢铁体系里具有最高的强度和可接受的塑性，因此在建设现代可持续发展理念的指引下被持续研究开发。随着高铁、大飞机和深海钻探等重点领域的快速发展，亟需发展具有超高强度、高断裂韧性和优良高温力学性能与耐腐蚀性能的零部件(如超高强度轴承、飞机起落架和深海钻头)，马氏体时效不锈钢是理想的可选择钢材。因此，基于马氏体时效钢的微观组织控制以提高其力学和耐腐蚀性能是国内外科学家们的研究重点。
[0003]在Cr
‑
Ni
‑
Mo系马氏体时效钢的实际工业生产中，不论选用何种冶炼工艺，在钢液浇铸凝固的过程中都存在成分偏析，该偏析的存在使铸态钢锭局部形成δ铁素体并保留至室温。δ铁素体在后续锻造和机械热处理过程中很难被消除，并且δ铁素体会降低钢铁材料的强度和韧性，尤其是钢铁在高温长期服役过程中，δ铁素体易分解为σ、χ等脆性相，这会显著降低钢铁的韧性。因此，消除马氏体时效钢中的δ铁素体以提高其综合性能，是亟需解决的重要问题。
[0004]目前，针对马氏体时效钢中的δ铁素体还缺乏有效消除手段。Cr和Mo含量增加使得Cr当量增加，这会导致δ铁素体增多，所以钢厂普遍采用控制Cr当量来控制钢中的δ铁素体。然而，降低Cr和Mo含量不仅会使马氏体时效钢的抗氧化性和耐蚀性降低，还会影响时效热处理过程中纳米析出物的形成，从而降低马氏体时效钢的力学性能；同时，大量实验证明采用多次热处理，即使是结合冷轧工艺，也无法消除δ铁素体。
[0005]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0006]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种消除马氏体时效钢中δ铁素体的方法，旨在解决现有消除马氏体时效钢中δ铁素体时，会引起马氏体时效钢的抗氧化性、耐蚀性和力学性能降低的问题。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种消除马氏体时效钢中δ铁素体的方法，包括步骤：
[0009]对马氏体时效钢的原料进行冶炼和热锻，得到锻坯；
[0010]将所述锻坯进行热轧处理，得到兼含铁素体相的奥氏体热轧钢；
[0011]将所述兼含铁素体相的奥氏体热轧钢进行温轧处理，然后进行酸洗冷轧处理，得到兼含细化铁素体相的马氏体钢；
[0012]将所述兼含细化铁素体相的马氏体钢在650
‑
850℃下进行固溶热处理，得到全奥氏体钢；
[0013]对所述全奥氏体钢进行冷轧时效热处理，得到消除δ铁素体的马氏体时效钢。
[0014]所述的消除马氏体时效钢中δ铁素体的方法，其中，所述马氏体时效钢的原料的化学成分组成按重量百分比为：C：0～0.02％，Cr：11～12.5％，Ni：7.5～8.5％，Mo：4～5.5％，Al:1～1.5％，Co：7～9％，Mn：0～0.5％，P：0～0.02％，S：0～0.01％，Si：0～0.5％，N≤0.01％，O≤0.005％，余量为Fe。
[0015]所述的消除马氏体时效钢中δ铁素体的方法，其中，所述热轧处理的温度为1220～1280℃，所述热轧处理的时间为2～3小时。
[0016]所述的消除马氏体时效钢中δ铁素体的方法，其中，所述温轧处理的温度为470～530℃，所述温轧处理的时间为10～15分钟。
[0017]所述的消除马氏体时效钢中δ铁素体的方法，其中，所述兼含铁素体相的奥氏体热轧钢进行温轧处理结束时的温度不低于320℃。
[0018]所述的消除马氏体时效钢中δ铁素体的方法，其中，所述固溶热处理为将所述兼含细化铁素体相的马氏体钢加热到750℃，并保温90
‑
180分钟再进行水冷。
[0019]所述的消除马氏体时效钢中δ铁素体的方法，其中，所述冷轧时效热处理为冷轧后在500～555℃下处理2
‑
3小时。
[0020]所述的消除马氏体时效钢中δ铁素体的方法，其中，所述酸洗冷轧处理的步骤，包括：
[0021]使用盐酸对温轧处理后的奥氏体热轧钢进行清洗，然后在室温下进行冷轧得到兼含细化铁素体相的马氏体钢。
[0022]有益效果：本专利技术提供一种消除马氏体时效钢中δ铁素体的方法，包括步骤：对马氏体时效钢的原料进行冶炼和热锻，得到锻坯；将所述锻坯进行热轧处理，得到兼含铁素体相的奥氏体热轧钢；将所述兼含铁素体相的奥氏体热轧钢进行温轧处理，然后进行酸洗冷轧处理，得到兼含细化铁素体相的马氏体钢；将所述兼含细化铁素体相的马氏体钢在650
‑
850℃下进行固溶热处理，得到全奥氏体钢；对所述全奥氏体钢进行冷轧时效热处理，得到消除了δ铁素体的马氏体时效钢。本专利技术通过在热轧钢中引入温轧工艺，然后结合冷轧和固溶热处理工艺，可以达到基本消除δ铁素体的目的(体积分数含量小于2％)。将制备得到的全奥氏体钢经冷轧时效热处理后，得到了消除δ铁素体的马氏体时效钢，其具有室温条件下超高的抗拉伸强度和可接受的塑性以及明显优于同级别强度钢的断裂韧性和高温力学性能，避免了δ铁素体对马氏体时效钢强韧性和高温力学性能的影响。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例1的热轧钢的XRD曲线图；
[0024]图2为本专利技术实施例1的热轧钢在温轧并冷轧后的XRD曲线图；
[0025]图3为本专利技术实施例1的热轧钢在温轧、冷轧和固溶热处理后的XRD曲线图；
[0026]图4中的(a)为对比例1的热轧钢在不同固溶热处理温度下保温60min再水冷得到的奥氏体相体积分数含量曲线图，(b)为对比例1的热轧钢在600℃固溶热处理保温不同时间再水冷得到的奥氏体相体积分数含量曲线图；
[0027]图5为对比例2的热轧钢在冷轧并固溶热处理后的XRD曲线。
具体实施方式
[0028]本专利技术提供一种消除马氏体时效钢中δ铁素体的方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0029]在实施方式和申请专利范围中，除非文中对于冠词有特别限定，否则“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0030]应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消除马氏体时效钢中δ铁素体的方法，其特征在于，包括步骤：对马氏体时效钢的原料进行冶炼和热锻，得到锻坯；将所述锻坯进行热轧处理，得到兼含铁素体相的奥氏体热轧钢；将所述兼含铁素体相的奥氏体热轧钢进行温轧处理，然后进行酸洗冷轧处理，得到兼含细化铁素体相的马氏体钢；将所述兼含细化铁素体相的马氏体钢在650
‑
850℃下进行固溶热处理，得到全奥氏体钢；对所述全奥氏体钢进行冷轧时效热处理，得到消除δ铁素体的马氏体时效钢。2.根据权利要求1所述的消除马氏体时效钢中δ铁素体的方法，其特征在于，所述马氏体时效钢的原料的化学成分组成按重量百分比为：C：0～0.02％，Cr：11～12.5％，Ni：7.5～8.5％，Mo：4～5.5％，Al:1～1.5％，Co：7～9％，Mn：0～0.5％，P：0～0.02％，S：0～0.01％，Si：0～0.5％，N≤0.01％，O≤0.005％，余量为Fe。3.根据权利要求1所述的消除马氏体时效钢中δ铁素体的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：万建全，孔令兵，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：发明
国别省市：