2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法技术

技术编号:38374447 阅读:72 留言:0更新日期:2023-08-05 17:36
本发明专利技术公开了一种2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法,选择由镍、钴、钼、碳、硅、硫、磷和铁组成的板状的马氏体时效钢,马氏体时效钢中的各成分的质量百分比为:镍:16%

【技术实现步骤摘要】
2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法


[0001]本专利技术属于马氏体时效钢生产工艺
,尤其是涉及一种2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法。

技术介绍

[0002]马氏体时效钢的抗拉强度,是通过时效处理过程中析出纳米级金属间化合物,即达到弥散强化效果的超低碳钢;超低碳钢的碳含量通常不超过0.03%,其主要合金元素为镍、钴、钼和钛。马氏体时效钢的冶炼,通常采用真空感应炉熔炼+真空自耗炉重熔的双真空冶炼工艺,上述工艺能有效控制钢中的杂质元素含量、降低元素偏析比例以及提高材料均匀性,从而保证材料的强度不受影响。
[0003]马氏体时效钢因具有超高强度、良好的加工性能以及优异的焊接性能等突出优势,在结构材料和超高强度钢领域中有着十分广阔的发展前景。然而材料强度的提升,往往伴随着塑韧性的下降,经过传统固溶处理和时效处理后的马氏体时效钢,以18Ni(350)马氏体时效钢为例,其最大抗拉强度能达到2300MPa以上,但断后延伸率不足10%,断面收缩率下降到55%以下。因此,如何在保证马氏体时效钢强度水平不被影本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法,其特征是,包括如下步骤:选择由镍、钴、钼、碳、硅、硫、磷和铁组成的板状的马氏体时效钢,马氏体时效钢中的各成分的质量百分比为:镍:16%

20%,钴:12%

16%,钼:5%

8%,碳:少于0.03%,硅:少于0.01%,硫:少于0.001%,磷:少于0.001%,余量为铁;将马氏体时效钢依次进行冷轧变形处理、固溶处理、降温循环热处理和短时渗氮时效处理,得到2.2GPa级抗拉强度无钛马氏体时效钢的工件;其中,固溶处理和降温循环热处理均在真空回收纯化气体淬火炉进行;所述真空回收纯化气体淬火炉包括炉体(1),设于炉体左部内的加热室(2)和冷却室(3);炉体左端设有炉门(11),加热室位于冷却室左侧,加热室上设有若干个加热器(20),加热室左端设有进料口(200),进料口上设有翻转盖板(201);炉体右部内设有高温气体回收纯化机构和冷却循环机构;炉体上侧壁上设有开孔,开孔设有密封盖板,加热室和冷却室之间设有可穿过开孔的隔温板(21),加热室的底板上设有送料装置(22);加热室顶端设有第一温度压力传感器(23),冷却室的室壁上设有第二温度压力传感器(31);还包括用于给冷却室抽真空的真空泵(6)和用于向冷却室中充入氦气的外部气瓶(7);外部气瓶上设有第一电磁阀(71);冷却循环机构包括向左开口的U形的气体管道(51),设于冷却室顶部和底部的若干个气体喷嘴(52);高温气体回收纯化机构位于冷却室的右侧壁和气体管道右端的左侧壁之间;气体管道分别与各个气体喷嘴连接,气体管道右端的右侧壁上设有气冷电机(54),气冷电机上设有气冷风扇(55),气冷风扇上设有若干个用于向气体管道内喷气的气冷喷头(56);还包括控制器,控制器分别与第一电磁阀、气冷电机、高温气体回收纯化机构、真空泵、第一温度压力传感器、第二温度压力传感器和各个加热器电连接。2.根据权利要求1所述的2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法,其特征是,所述高温气体回收纯化机构包括依次连接的吸收器(41)、第一换热器(42)、抽气泵(43)、吸附过滤器(44)、压缩机(45)、第二换热器(46)、气体分离器(47)和回收气瓶(48),气体分离器和回收气瓶之间通过连通管(49)连接,连通管上设有导气管(492),连通管的靠近回收气瓶的部位设有第二电磁阀(491),导气管与气体管道右端的左侧壁连通,导气管上设有第三电磁阀(493);回收气瓶与冷却室连通,回收气瓶与冷却室之间设有第四电磁阀(494);控制器分别与吸收器、第一换热器、抽气泵、压缩机、第二换热器、气体分离器、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀电连接。3.根据权利要求2所述的2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法,其特征是,送料装置包括可伸缩的电磁推杆(221)和采用铁材料制成的送料台(222),送料台上设有均匀分布的透气孔(223),送料台下部设有若干个滚轮;可伸缩电磁推杆右端设有圆棒(225),送料台左侧面上设有与圆棒相配合的竖槽;气体管道右端的左侧壁上设有的两块气体导流板(40);吸收器包括加热元件和铜丝网,铜丝网的网目尺寸为20目

100目;吸附过滤器包括活性炭和分子过滤网。4.根据权利要求3所述的2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法,其特征是,炉体的内壁由耐火砖、保温砖和石英砂砌筑而成,炉体的外壳采用碳素钢材料制成;隔温板采用两层钼板与三层不锈钢板结合制成;气体分离器中的气体分离膜采用聚碳酸酯或聚酰亚胺制成;送料台、各个气体喷嘴、气体通道、连通管、导气管、所述气体导流板、
所述气冷喷头和气冷风扇均采用碳化硅陶瓷材料制成。5.根据权利要求3所述的2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法,其特征是,冷轧变形处理包括如下步骤:工作人员采用纵轧方式在室温下轧制板状的马氏体时效钢,冷轧压下率为60%

80%。马氏体时效钢冷轧后会产生冷变形织构,且织构经固溶处理后仍然稳定存在,这些织构使得马氏体基体形成精细的亚结构,促进了晶格畸变,进一步提高了基体位错密度,为后续的热处理强化工艺做准备。6.根据权利要求5所述的2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法,其特征是,固溶处理包括如下步骤:步骤6

1,工作人员将冷轧变形后的马氏体时效钢的板材放到加热室的送料台上,将隔温板拉出炉体之外,盖上密封盖板;工作人员通过控制器控制真空泵工作,对加热室和冷却室同时抽真空,观察第一温度压力传感器检测的气压数据,使气压达到5
×
10
‑1Pa后,使真空泵停止工作;步骤6

2,将隔温板向下插进炉体中,通过控制器控制各个加热器以6℃/min
ꢀ‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员:张林张盟刘鑫周成双张凯宇张万亮
申请(专利权)人:浙江工业大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1