[发明专利]一种奥氏体不锈钢锻件晶粒细化的方法

说明书

本发明公开了一种奥氏体不锈钢锻件晶粒细化的方法，包括以下步骤：S1、锻造：对不锈钢钢锭进行锻造，锻造的始锻造温度为1000‑1200℃，终锻造温度为720‑850℃；变形速率为0.01‑0.45S^‑1，总锻造比不小于3，最后一个火次锻造比不小于总锻造比的20％；S2、热处理：将步骤S1得到的锻造件在1000‑1200℃下进行热处理，保温时间为1.0‑2.0min/mm，即得奥氏体不锈钢锻件。与现有技术相比，本发明的奥氏体不锈钢锻件的晶粒更均匀，更细小，具有良好的抗晶间腐蚀性能，同时增加了奥氏体不锈钢锻造件的抗拉强度、屈服强度和冲击功，提高了奥氏体不锈钢锻造件的综合性能。

技术领域

本发明属于锻造及热处理技术领域，具体涉及一种奥氏体不锈钢锻件晶粒细化的方法。

背景技术

奥氏体不锈钢是是碳在γ-Fe中的固溶体，无磁性，具有很高的韧性和塑性，耐腐蚀性能非常好。由于独特的耐蚀性和易加工性，奥氏体不锈钢在石油、化工、医疗、环保、食品等行业得到了广泛应用。

奥氏体不锈钢铸件在形成过程中会出现缩孔缩松、偏析、气孔、微裂纹、非金属夹杂等问题，严重降低了铸件的性能，在日常生产中带来了极大的危害。即使经过完全退火等后期热处理方式，这些缺陷也不会完全被消除。

晶粒的细化处理是提高不锈钢材料性能的一种有效手段。细化晶粒既能有效的消除材料的缩孔缩松、非金属夹杂物，也能防止裂纹的扩展，提高不锈钢的强度与塑性，并且提高其耐腐蚀性能。

目前常用的合金晶粒的细化方法多为加热法和快速冷却法，如碳钢和合金钢可以通过热处理，重新奥氏体化，形成新的奥氏体晶粒，细化晶粒。但奥氏体不锈钢是单相奥氏体组织，在热处理过程中没有组织相变，因此，不能通过热处理改变组织和细化奥氏体晶粒。

CN107604140A公开了一种奥氏体不锈钢锻件晶粒细化的制造工艺，包括以下步骤：步骤一：锻前对奥氏体不锈钢锻件进行准备处理，将需要锻造的奥氏体不锈钢锻件擦净后放置在锻炉内，所述锻炉的温度控制在600～650℃，所述奥氏体不锈钢锻件在锻炉内保温2～4分钟；步骤二：在设定的锻造温度范围内锻造，所述锻造温度的中下限为1000～850℃，所述奥氏体不锈钢锻件经锻造变形，所述锻造的变形量为≥10％；步骤三：对锻造成型后的奥氏体不锈钢锻件进行水冷冷却，使奥氏体不锈钢锻件表面温度迅速下降；步骤四：锻后归类，将水冷降温后的奥氏体不锈钢锻件贴上标签，然后归类入库，该发明通过多火次锻造，防止了奥氏体不锈钢锻件裂纹的产生。

CN104651589A公开了一种细化316LN奥氏体不锈钢晶粒的热变形工艺，将固溶处理后的316LN奥氏体不锈钢以10℃/s的速率加热至1200℃，保温90秒；材料内外温度均匀后以5℃/s的速率冷却至1080℃，保温7min后以0.03s^-1的应变速率进行热压缩这个过程的温度维持恒定，应变量达到0.8时取出材料水淬，获得再结晶充分、细小均匀的奥氏体组织，晶粒度≥9.5级，该发明通过固溶处理后的加热和冷却处理，细化了晶粒，避免了材料的开裂。

到目前为止，晶粒细化的研究已取得了很大发展，但大多以快速冷却法为主，但快速冷却法对晶粒度的控制性较差，导致晶粒大小不均匀，同时对不锈钢的强度、塑性和耐腐蚀性能的改进效果并不佳，无法满足市场的需求，因此，亟需开发一种可控性好的奥氏体不锈钢锻件晶粒细化的方法。

发明内容

本发明提供了一种奥氏体不锈钢锻件晶粒细化的方法，通过调整锻造和热处理的参数，利用动态再结晶和静态再结晶相结合细化了晶粒，解决了传统快速冷却法产生的晶粒大小不均匀的问题，同时有效提升了奥氏体不锈钢品质。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种奥氏体不锈钢锻件晶粒细化的方法，包括以下步骤：

S1、锻造：