【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属表面处理，涉及一种用于高氮不锈钢的表面处理方法，尤其涉及一种提高高氮不锈钢盐雾耐蚀性能的表面处理方法。
技术介绍
1、高氮马氏体不锈钢是含氮量高于0.08％的不锈钢，在淬火处理后能够获得马氏体为主的微观组织，具有较高的硬度和耐蚀性。为了增加氮元素的固溶度，高氮马氏体不锈钢通常含有较高的cr元素，为了保证钢的硬度，钢中还要含有一定的碳元素，淬火+低温回火处理后钢的硬度可达到hrc58以上，主要用于轴承、丝杠、蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械、模具等耐蚀环境中服役的器件。在相同的硬度情况下，加入氮元素可降低碳元素的加入量，不仅避免了粗大共晶碳化物的生成，还能够改善钢的耐蚀性。经过多年的发展，形成了系列高氮马氏体不锈钢，典型牌号如30cr15mo1n(x30n)、40cr15mo2vn(x40n)、60cr15mon(x60n)、9cr18mon(x90n)等。
2、高耐蚀性是高氮马氏体不锈钢的重要特征，然而在生产实践中发现热处理或机加工表面处理不当时，将显著降低钢的耐蚀性(尤其是钢表面的耐蚀性)。如回火温度偏高时大量碳化物析出造成贫cr，导致耐蚀性降低；热处理环境不当，导致不锈钢表面脱n也会造成耐蚀性下降。
3、目前，高氮马氏体不锈钢表面耐蚀性不足，尤其是在盐雾环境下的表面耐蚀性不足的问题日益突出，导致钢材使用寿命下降，严重限制了高氮马氏体不锈钢的应用场景，尤其是各类海水环境中运行的航行器及零部件。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术
2、本专利技术公开了一种用于高氮不锈钢的表面处理方法，具体包括以下步骤：
3、s1：将高氮不锈钢零件在可控氧化气氛中进行热处理；
4、s2：将热处理后的高氮不锈钢零件冷却至室温；
5、s3：将冷却后的高氮不锈钢零件进行深冷处理；
6、s4：将深冷处理后的高氮不锈钢零件进行回火处理，得到高盐雾耐蚀性的高氮不锈钢零件。
7、具体的，所述高氮不锈钢的具体成分按质量计为：cr≥12％，n≥0.1％，c≥0.2％，mo≥0.5％，余量为fe以及少量的其他元素和不可避免的杂质。
8、具体的，步骤s1所述可控氧化气氛的气体为空气、氧气、二氧化碳等氧化性气体中的一种或者多种。
9、具体的，步骤s1所述热处理的温度为1000～1050℃，处理时间为20分钟～2小时。
10、具体的，步骤s2所述冷却操作的冷却速率为：零件温度为300℃以上时，冷速≥0.5℃/s。
11、具体的，步骤s3所述深冷处理的具体参数为，深冷温度为-196～-40℃，处理时间为0.5小时～4小时。
12、具体的，步骤s4所述回火处理的具体参数为，回火温度为150～500℃，处理时间为0.5小时～6小时。
13、具体的，所述盐雾耐蚀性是指在nacl溶液为基础的中性或酸性腐蚀环境下的耐腐蚀能力。
14、具体的，所述高氮不锈钢的微观组织主要形态为马氏体。
15、本专利技术还公开了一种高盐雾耐蚀性的高氮不锈钢零件，所述高氮不锈钢零件采用上述的表面处理方法进行了表面处理。
16、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
17、1、提高了高氮不锈钢表面耐蚀性，尤其是盐雾耐蚀性。本专利技术所提供的方法，通过在氧化性气氛中加热操作，改变了不锈钢表面的组分和微观形态，材料表面的碳元素与氧结合产生了脱碳，由于氮元素处于过饱和状态，在表面脱碳后芯部的氮元素向表面扩散，从而提高了表面氮元素含量，降低了碳元素含量和碳化物析出的比例，基于固溶铬元素和氮元素提升耐蚀性的机理，经表面处理后增强了高氮不锈钢耐蚀性能；通过冷却实现获得马氏体基体组织，保证了高氮马氏体不锈钢的强度水平，由于高氮钢中的合金元素含量较高，淬透性好，在缓慢冷速下能够获得马氏体组织，故对冷却速度要求为在马氏体转变起始点(ms)以上快速冷却不生成铁素体珠光体及网状碳化物，对于ms以下的冷却不做限定。通过深冷处理将残留奥氏体继续转变成马氏体，有助于硬度的进一步提升，以及减少零件使用过程中的变形；通过回火处理，减小了淬火组织应力的作用，同时利用碳氮化物析出调控钢的力学性能。示例性的，如图3所示，实施例1制备的不锈钢板材，在5％ nacl溶液，35℃盐雾环境下(ph值为6.5～7.2)，24h喷盐雾和24h干燥交替进行192h后，未发生明显腐蚀，具有良好的盐雾耐蚀性。
18、2、工艺流程简单，无需额外添加其他材料，工艺条件相对温和，成本可控，安全性好。本专利技术所提供的表面处理方法，主要通过加热、冷却等工艺过程即可实现，无需添加其他材料或定制专用设备；且工艺条件相对温和，成本可控，适用于大批量高氮不锈钢的表面防腐处理。
19、本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
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1.一种用于高氮不锈钢的表面处理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：所述高氮不锈钢的具体成分按质量计为：Cr≥12％，N≥0.1％，C≥0.2％，Mo≥0.5％，余量为Fe以及少量的其他元素和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：步骤S1所述可控氧化气氛的气体为空气、氧气、二氧化碳等氧化性气体中的一种或者多种。
4.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：步骤S1所述热处理的温度为1000～1050℃，处理时间为20分钟～2小时。
5.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：步骤S2所述冷却操作的冷却速率为：零件温度为300℃以上时，冷速≥0.5℃/s。
6.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：步骤S3所述深冷处理的具体参数为，深冷温度为-196～-40℃，处理时间为0.5小时～4小时。
7.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：步骤S4所述回火处理的具体参数为，回火温度为150～500℃，处理时间
8.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：所述盐雾耐蚀性是指在NaCl溶液为基础的中性或酸性腐蚀环境下的耐腐蚀能力。
9.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：所述高氮不锈钢的微观组织主要形态为马氏体。
10.一种高盐雾耐蚀性的高氮不锈钢零件，其特征在于：所述高氮不锈钢零件采用权利要求1至9任一项所述的表面处理方法进行了表面处理。
...【技术特征摘要】
1.一种用于高氮不锈钢的表面处理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：所述高氮不锈钢的具体成分按质量计为：cr≥12％，n≥0.1％，c≥0.2％，mo≥0.5％，余量为fe以及少量的其他元素和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：步骤s1所述可控氧化气氛的气体为空气、氧气、二氧化碳等氧化性气体中的一种或者多种。
4.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：步骤s1所述热处理的温度为1000～1050℃，处理时间为20分钟～2小时。
5.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：步骤s2所述冷却操作的冷却速率为：零件温度为300℃以上时，冷速≥0.5℃/s。...
【专利技术属性】
技术研发人员：王存宇，李菁菁，俞峰，徐海峰，王辉，曹文全，
申请(专利权)人：钢铁研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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