[发明专利]奥氏体钢的热处理方法及由此得到的奥氏体钢

说明书

本发明涉及一种热处理方法，用于高氮钢或奥氏体HNS类型的奥氏体钢，或者高填隙钢或奥氏体HIS类型的奥氏体钢，所述奥氏体HNS或奥氏体HIS含有铬和/或钼的氮化物、碳化物或碳氮化物的沉淀物，该方法包括在机加工含有沉淀物的奥氏体HNS或奥氏体HIS之后的下列步骤：通过使奥氏体HNS或奥氏体HIS达到其奥氏体化温度来再次溶解沉淀物，然后足够快速地冷却奥氏体HNS或奥氏体HIS以避免沉淀物再形成。本发明还涉及允许在奥氏体HNS或奥氏体HIS中出现铬和/或钼的氮化物、碳化物或碳氮化物类型的沉淀物的不同的热处理方法。实际上，通过在机加工部件期间促进碎屑的形成和移除，这些沉淀物在奥氏体HNS或奥氏体HIS的基体中的存在使得机加工操作更容易。

技术领域

本发明涉及一种对奥氏体钢的热处理方法及通过实施该热处理方法得到的奥氏体钢。更具体地，本发明涉及称为奥氏体高氮钢(Austenitic High Nitrogen Steels)或奥氏体HNS的含氮的奥氏体钢。本发明还涉及称为奥氏体高填隙钢(Austenitic HighInterstitial Steels)或奥氏体HIS的具有高浓度填隙原子的奥氏体钢。

背景技术

为了方便起见，含氮的奥氏体钢在下文将被称作“奥氏体HNS”，具有高浓度填隙原子的奥氏体钢在下文将被称作“奥氏体HIS”，它们具有的硬度、耐蚀性和低敏感特性使得它们特别是在钟表和珠宝首饰领域的应用中对于制造意在接触皮肤的外部元件(由于其非常低的镍浓度)和对于制造钟表机芯部件(由于它们非常坚硬，特别是在冷加工之后)非常有吸引力。

奥氏体HNS含有高浓度氮填隙原子，根据合金的成分和实现过程，该浓度按重量计可以高达1.5％。奥氏体HIS直接来自于奥氏体HNS，除了氮填隙原子之外，其含有大量碳填隙原子。

如上所述，一些奥氏体HNS和奥氏体HIS由于其非常低的镍含量和耐蚀性而具有吸引人的低敏感特性。然而，奥氏体HNS和奥氏体HIS非常难以机加工，这特别是因为它们具有非常高的弹性极限和冷加工率以及非常高的延展性。例如，测试表明机加工操作会花费比1.4435钢长2至3倍的时间，并且在加工刀具上存在非常严重的磨损。这些奥氏体HNS和奥氏体HIS的机加工在多个方面与钛的机加工相似，因此耗时、困难且成本昂贵，这是使用这些钢(特别是在钟表和珠宝首饰领域)的主要障碍。

因此，在现有技术中需要能够更容易机加工的奥氏体钢，该奥氏体钢保留了其生物相容性、硬度和耐蚀性方面的特性。

发明内容

本发明涉及一种用于HNS和HIS类型的奥氏体钢的热处理方法，其目的是使得此类奥氏体钢可以更容易机加工。

为此，本发明涉及一种用于奥氏体HNS或奥氏体HIS的热处理方法，所述奥氏体HNS或奥氏体HIS含有铬和/或钼的氮化物、碳化物或甚至碳氮化物的沉淀物，所述方法包括在机加工含有沉淀物的奥氏体HNS或奥氏体HIS之后的下列步骤：通过使奥氏体HNS或奥氏体HIS达到其奥氏体化温度来再次溶解沉淀物或使沉淀物处于溶解状态，然后足够快速地冷却奥氏体HNS或奥氏体HIS以避免沉淀物的再次形成。

此特征是非常有利的，因为当需要时，此特征使得可以在奥氏体HNS或奥氏体HIS部件已被机加工之后消除沉淀物。在钟表的特定情况下，可以利用这种可能性从外部元件(表壳中间部件、表壳后盖、表圈、表冠、按钮、扣钩、链节等)消除沉淀物，以使得材料尽可能均质并且消除残余应力。所得到的钢由此将具有改进的耐蚀性和更高的延展性。当希望制造珠宝首饰时情况也是如此。

根据本发明的一个补充特征，为了在机加工之前在奥氏体HNS或奥氏体HIS中形成沉淀物，提供一种奥氏体HNS或奥氏体HIS合金，使该合金达到其奥氏体化温度或在其奥氏体化温度下烧结，然后，使所述奥氏体HNS或奥氏体HIS合金的温度直接从奥氏体化温度足够缓慢地降低，以便在所得到的奥氏体HNS或奥氏体HIS结构中出现铬和/或钼的氮化物、碳化物或碳氮化物类型的沉淀物，然后，使奥氏体HNS或奥氏体HIS最终返回环境温度。