一种高强度马氏体沉淀硬化不锈钢的制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112981214A(43)申请公布日2021.06.18(21)申请号202110069421.X(22)申请日2021.01.19(71)申请人中航上大高温合金材料有限公司地址054800河北省邢台市清河县挥公大道16号(72)发明人史咏鑫栾吉哲李青董卫斌崔利民钟庆元(74)专利代理机构北京睿博行远知识产权代理有限公司11297代理人刘桂荣(51)Int.Cl.C22C33/04(2006.01)C21D1/00(2006.01)C21D9/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种高强度马氏体沉淀硬化不锈钢的制造方法(57)摘要本发明公开了一种高强度马氏体沉淀硬化不锈钢的制造方法，包括以下步骤：A、配料，按照17‑4PH不锈钢组分配置原料；B、熔炼，在AOD炉通过吹氧将C含量降低，保证出钢C含量控制在0.03％以下，利用VD炉抽真空，将N含量控制在0.04％以下；C、固溶，将材料加热至1020～1060℃保温后，先将材料表面温度空冷到900℃，之后采用水冷或油冷工艺，将材料的表面温度冷却至200～300℃，然后空冷至室温。本发明能够改进现有技术的不足，可以控制材料的固溶硬度低于325HB，防止材料固溶炸裂、改善材料时效性能等问题。CN112981214ACN112981214A权利要求书1/1页1.一种高强度马氏体沉淀硬化不锈钢的制造方法，其特征在于包括以下步骤：A、配料按照17‑4PH不锈钢组分配置原料；B、熔炼在AOD炉通过吹氧将C含量降低，保证出钢C含量控制在0.03％以下，利用VD炉抽真空，将N含量控制在0.04％以下；C、固溶将材料加热至1020～1060℃保温后，先将材料表面温度空冷到900℃，之后采用水冷或油冷工艺，将材料的表面温度冷却至200～300℃，然后空冷至室温。2.根据权利要求1所述的高强度马氏体沉淀硬化不锈钢的制造方法，其特征在于：步骤C中，使用冷却器对材料进行水冷或油冷；所述冷却器包括腔体(1)，腔体(1)的两侧安装有第一旋转电机(2)，第一旋转电机(2)上固定有卡爪(3)，腔体(1)的底部设置有补液管(4)和喷气管(5)，喷气管(5)上安装有布气盘(6)。3.根据权利要求2所述的高强度马氏体沉淀硬化不锈钢的制造方法，其特征在于：所述腔体(1)内安装有金属网板(7)，金属网板(7)位于卡爪(3)的下方。4.根据权利要求3所述的高强度马氏体沉淀硬化不锈钢的制造方法，其特征在于：所述金属网板(7)顶面设置有滤网(8)。5.根据权利要求4所述的高强度马氏体沉淀硬化不锈钢的制造方法，其特征在于：所述腔体(1)内安装有旋转轴(9)，旋转轴(9)通过第二旋转电机(10)带动旋转，旋转轴(9)上安装有桨叶(11)，第一旋转电机(2)与第二旋转电机(10)的旋转方向相反，旋转轴(9)位于卡爪(3)和金属网板(7)之间。6.根据权利要求5所述的高强度马氏体沉淀硬化不锈钢的制造方法，其特征在于：首先使用卡爪(3)固定待冷却材料，然后通过补液管(4)向腔体(1)注入冷却液，冷却液液面控制在位于待冷却材料的中线处，开启第一旋转电机(2)、第二旋转电机(10)和喷气管(5)，开始冷却操作；当材料温度降至500℃之后，通过补液管(4)向腔体(1)内补液，使液面位于待冷却材料上方，直至冷却过程结束。2CN112981214A说明书1/3页一种高强度马氏体沉淀硬化不锈钢的制造方法技术领域[0001]本发明涉及合金材料制备技术领域，尤其是一种高强度马氏体沉淀硬化不锈钢的制造方法。背景技术[0002]17‑4PH作为马氏体沉淀硬化不锈钢，具有多种热处理工艺，如“固溶+时效”、“固溶+中间处理+时效”等，且热处理工艺不同，材料的强度和韧性也有较大的差异，被广泛应用在航空、核电和民用等各个领域。一般来说，17‑4PH材料时效态硬度高，最高可达400HB以上，而固溶态的硬度较低，一般在363HB以下。故为了减小机加工的难度，降低制造成本，通常的加工工艺是在固溶态先把零件加工至基本尺寸，时效处理后只进行微量的磨削加工。[0003]一般来说，材料的组织由奥氏体转变为马氏体，体积发生膨胀。17‑4PH材料在固溶时，若冷却工艺不当，容易硬度偏高甚至导致材料炸裂。若固溶速率过快，如水冷或油冷至室温，17‑4PH材料表面快速降至马氏体转变温度(约150℃)，优先转变为马氏体组织；而此时心部温度较高，只能在随后的冷却中转变为马氏体，发生体积膨胀，形成组织应力，在之后的机加工过程中出现炸裂，导致废品。若固溶速率过慢，如炉冷、堆冷或空冷，Cu在材料中的固溶度会随着温度的降低而明显减小，若材料在700‑900℃区间停留时间长，会导致Cu元素的析出