[发明专利]一种利用双相钢材料进行加工牙条及螺栓螺母的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用双相钢材料进行加工牙条及螺栓螺母的方法。

背景技术

双相钢指的是双相不锈钢。双相不锈钢(Duplex Stainless Steel，简称DSS)，指铁素体与奥氏体各约占50％，，一般较少相的含量最少也需要达到30％的不锈钢。双相不锈钢从20世纪40年代在美国诞生以来，已经发展到第三代。它的主要特点是屈服强度可达400-550MPa，使普通不锈钢的2倍，因此可以节约用材，降低设备制造成本。在抗腐蚀方面，特别是介质环境比较恶劣(如海水，氯离子含量较高)的条件下，双相不锈钢的抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳性能明显优于普通的奥氏体不锈钢，可以与高合金奥氏体不锈钢媲美。双相不锈钢具有良好的焊接性能，与铁素体不锈钢及奥氏体不锈钢相比，它既不像铁素体不锈钢的焊接热影响区，由于晶粒严重粗化而使塑韧性大幅降低，也不像奥氏体不锈钢那样，对焊接热裂纹比较敏感。双相不锈钢由于其特殊的优点，广泛应用于石油化工设备、海水与废水处理设备、输油输气管线、造纸机械等工业领域，近年来也被研究用于桥梁承重结构领域，具有很好的发展前景。

双相不锈钢有以下性能特点：

(1)含钼双相不锈钢在低应力下有良好的耐氯化物应力腐蚀性能。一般18-8型奥氏体不锈钢在60℃以上中性氯化物溶液中容易发生应力腐蚀断裂，在微量氯化物及硫化氢工业介质中用这类不锈钢制造的热交换器、蒸发器等设备都存在着产生应力腐蚀断裂的倾向，而双相不锈钢却有良好的抵抗能力。

(2)含钼双相不锈钢有良好的耐孔蚀性能。在具有相同的孔蚀抗力当量值(PRE＝Cr％+3.3Mo％+16N％)时，双相不锈钢与奥氏体不锈钢的临界孔蚀电位相仿。双相不锈钢与奥氏体不锈钢耐孔蚀性能与AISI 316L相当。含25％Cr的，尤其是含氮的高铬双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能超过了AISI 316L。

(3)具有良好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能。在某些腐蚀介质的条件下，适用于制作泵、阀等动力设备。

(4)综合力学性能好。有较高的强度和疲劳强度，屈服强度是18-8型奥氏体不锈钢的2倍。固溶态的延伸率达到25％，韧性值AK(V型槽口)在100J以上。

(5)可焊性良好，热裂倾向小，一般焊前不需预热，焊后不需热处理，可与18-8型奥氏体不锈钢或碳钢等异种焊接。

(6)含低铬(18％Cr)的双相不锈钢热加工温度范围比18-8型奥氏体不锈钢宽，抗力小，可不经过锻造，直接轧制开坯生产钢板。含高铬(25％Cr)的双相不锈钢热加工比奥氏体不锈钢略显困难，可以生产板、管和丝等产品。

(7)冷加工时比18-8型奥氏体不锈钢加工硬化效应大，在管、板承受变形初期，需施加较大应力才能变形。

(8)与奥氏体不锈钢相比，导热系数大，线膨胀系数小，适合用作设备的衬里和生产复合板。也适合制作热交换器的管芯，换热效率比奥氏体不锈钢高。

通过前面所述，即可得知双相不锈钢是一种比传统普通钢材更具优势的钢材。然而，在螺栓、螺母、实心或空心牙条等应用范围十分广泛的零部件的加工生产行业中，几乎没有人采用双相不锈钢进行这方面的生产加工。从而使得这类零部件在一些介质环境比较恶劣(如海水，氯离子含量较高)的条件下，其使用寿命、抗拉力、耐腐性方面根本无法达到应有的使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具高抗拉力、耐腐性强、使用寿命长，能有效满足牙条、螺栓、螺母在一些介质环境比较恶劣条件下应用需要的利用双相钢进行加工牙条、螺栓、螺母的方法。

本发明加工牙条的技术方案是这样的：一种利用双相钢材料进行加工牙条的方法，其特点在于包括如下方法步骤：

(1)对选用到的双相钢材料进行退火处理：将双相钢材料放入炉内温度为730℃的退火炉中，升温至770℃，保温12小时；然后将炉内温度以20℃～30℃/小时的速度缓慢冷却到650℃以下，出炉空冷；

(2)二次软化处理：将步骤(1)中得到的钢材再次放入退火炉中，将炉内温度升至670℃，保温10小时；然后出炉空冷，最后得到所需的钢材；

(3)采用滚压设备对步骤(2)得到的钢材进行滚牙处理，得所需的牙条工件；

(4)对步骤(3)得到的牙条工件进行淬火处理：将牙条放入淬火设备中，加温至800℃，然后采用水急冷或油急冷；接着回火处理：回火温度控制500℃～650℃之间，然后让牙条工件在炉内冷却，最后得到所需的牙条工件；