[发明专利]一种0Cr13Ni8Mo2Al钢热处理工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及沉淀硬化不锈钢的热处理工艺领域，特别涉及一种0Cr13Ni8Mo2Al钢热处理工艺方法。

背景技术

随着飞机制造的发展需要，一些飞机选用了0Cr13Ni8Mo2Al沉淀硬化不锈钢，该材料为高强度的不锈耐热钢，但为了获得此类合金较好的机械性能，必须选择适当的热处理工艺。

0Cr13Ni8Mo2Al钢分热轧和锻制两种状态，该材料在上机安装使用前需进行原材料验收和零件制品热处理。该材料以前从未进行过热处理工艺试验，也没有详细资料可供参考。按照标准使用的工艺方法进行热处理后的力学性能(抗拉强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率和冲击值)完全不符合技术要求，测试的力学性能不合格，即抗拉强度和屈服强度低于检测要求值几十至100兆帕，之后又进行多次热处理试验，测试的性能仍然不能满足技术指标要求。

发明内容

本发明的目的是：使0Cr13Ni8Mo2Al钢进行热处理工艺后达到飞机设计性能要求，使该不锈钢材料热处理后能保证在塑性及韧性较高的情况下，具有很高的强度。

为解决本上述技术问题，发明技术方案提供一种0Cr13Ni8Mo2Al钢热处理工艺方法，在固溶处理和时效处理之间增加了冷处理步骤，具体包括以下步骤：A，固溶处理，将0Cr13Ni8Mo2Al钢加热至925℃±10℃并保温，固溶处理结束够冷却至室温；

B，冷处理，将冷却到室温后的0Cr13Ni8Mo2Al钢冷却至-5℃～-15℃保温60～90分钟；

C，时效处理，将冷处理后的试件放入具有强制空气循环的井式回火炉中进行时效处理，时效温度为540℃，保温4小时后空冷。

优选的，所述步骤B中冷却温度为-10℃，保温时间为60分钟。

经本发明技术方案提供的工艺方法进行热处理后，可使被处理钢材得到最好的强韧性配合，强度高、断裂韧性和抗应力腐蚀性能好等特点大大提高了飞机重要承力构件性能指标，提高飞机安全使用寿命。

附图说明

下面对本发明附图进行说明：

图1是热处理工艺方法流程图；

图2是热处理工艺图。

具体实施方式

下面结合实例对本发明做进一步详细描述：

0Cr13Ni8Mo2Al钢热处理工艺步骤具体如下。装炉前应装筐或绑扎，在空气循环炉中加热的试样件，应有利于空气的循环。

步骤一、固溶处理

a)加热

试件固溶处理在空气电阻炉中进行，采用固溶处理温度为925℃±10℃，进行热处理的试件在加热炉内应合理放置，使每个试件能均匀热透。

b)保温

保温时间指试件入炉，加热介质到达固溶温度下限，试件在空气炉中保温。不锈钢固溶处理保温时间以材料规格厚度计算。保温时间从试样件入炉开始算起保温时间见下表1规定。重复热处理保温时间减半。

表1不锈钢固溶处理保温时间规范

c)冷却

试件固溶处理后采用油冷至室温，淬火油槽温度应在20～70℃。固溶处理结束够冷却至室温。

步骤二、冷处理

将冷却足够长且冷到室温后的试件放入湿热试验箱，降低温度至-5℃～-15℃并保温60～90分钟，然后再进行时效。优选的，降低温度至-10℃并保温60分钟。

步骤三、时效处理

将冷处理后的试件放入具有强制空气循环的井式回火炉中进行时效处理，时效温度为540℃，保温4小时空冷。

按照上述步骤将0Cr13Ni8Mo2A沉淀硬化不锈钢编号为1-253，炉批号28m3188进行热处理，热处理后力学性能测试如下：抗拉强度1445MPa、屈服强度1430MPa、延伸率13％、断面58％、冲击值120J。

平面断裂韧性测试如下：

由以上综合性能验证，0Cr13Ni8Mo2A沉淀硬化不锈钢增加一道冷处理(将固溶处理后毛坯试样放入湿热试验箱-5℃～-15℃保温)，其热处理工艺是完全必要的。

0Cr13Ni8Mo2Al钢达到飞机设计所需状态的热处理工艺方法的研究，能很大程度的解决0Cr13Ni8Mo2Al钢棒由供应状态(热轧和锻制状态)到设计要求的使用状态，通过进行适当的热处理工艺，使材料获得较好的力学性能，用以满足飞机的使用要求。