[发明专利]一种提高奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀能力的方法

说明书

本发明提供了一种提高奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀能力的方法，包括步骤：敏化处理对奥氏体不锈钢进行加热敏化处理，使碳化铬在晶间析出，得到敏化处理后的不锈钢；原子扩散处理继续加热所述敏化处理后的不锈钢至880℃～950℃，并保温；然后冷却至室温。上述方法通过先敏化处理使得奥氏体不锈钢的晶间析出碳化铬，使晶间贫铬，再通过原子扩散处理把奥氏体不锈钢晶内的铬原子扩散到晶界，而消除晶间贫铬，达到稳定状态下抗晶间腐蚀；所以，本发明提供的上述方法具有加热温度低，燃料消耗低，热成形过程不需要规避敏化区间，对设备要求低，可与碳钢材料同时进行正火处理，成本低，且不用改变奥氏体不锈钢材料的化学成分。

技术领域

本发明涉及一种不锈钢材料的处理方法，尤其涉及一种提高奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀能力的方法。

背景技术

奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18％、Ni 8％～25％、C约0.1％时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体不锈钢具有较高的耐腐蚀性，主要是加入了Cr、Ni的缘故。加入的Cr、Ni与空气中的氧发生反应，表面形成一层致密的氧化膜，这种氧化膜在很多腐蚀介质中具有很高的稳定性，从而防止钢本身被腐蚀介质腐蚀。但是在一定条件下也会遭受腐蚀。晶间腐蚀就是其中一种腐蚀形式，是在晶粒边界附近发生的、选择性的一种腐蚀现象。受这种腐蚀的设备或部件，表面上虽仍呈金属光泽，但因晶粒之间已失去联系，受到敲击时已没有金属的声音，钢质变脆，设备易突发性破坏。

无稳定化元素奥氏体不锈钢，即不含有如钛、铌、δ铁素体等奥氏体稳定化元素的奥氏体不锈钢，相对而言较容易发生晶间腐蚀。为了解决该问题，目前通常采取以下手段：第一种，固溶热处理。此种是目前无稳定化元素奥氏体不锈钢最常用的提高抗晶间腐蚀的方法，该方法生产成本高，造成产品变形，难以修复，且在一些特殊制造和使用条件下，即使固溶也无法达到要求，所以该经方法处理后的奥氏体不锈钢适用范围有限，且高温易造成晶料长大，造成力学性能下降，无法通过热处理细化，一旦出现，产品报废的机率很大，且固溶状态是一种非稳定化状态，在后续生产使用过程中易破坏。第二种，严格控制碳含量，降低奥氏体不锈钢含碳量，此方法原材料生产，冶炼成本高。第三种，加入稳定化元素，进行稳定化处理，比如加入Nb、Ti等与C亲和力较Cr大的元素。后两种方法不但改变了奥氏体不锈钢材料本身的成分，而且给奥氏体不锈钢大规模用于工业生产带来不利的影响。

例如，上海大学钟庆东等人于2015年12月9日申请一件名称为“降低奥氏体不锈钢敏化度的热处理工艺”、申请号为CN2015109059113的发明专利申请，该专利申请中公开了一种降低奥氏体不锈钢敏化度的热处理工艺，在还原保护气氛下，对奥氏体不锈钢进行分段退火处理，随后水冷至室温，其中，第一阶段退火工艺：退火炉以0～10℃/min的升温速度升至300～450℃，保温0.5～5h；第二阶段退火工艺：退火炉以10～30℃/min的升温速度再升至1300～1450℃，保温0.5～5h；第三阶段退火工艺：随炉冷却至1000～1200℃，保温12～24h；第四阶段退火工艺：再随炉冷却至850～950℃。该发明专利申请虽然可以减少奥氏体不锈钢热处理过程中形成适量δ铁素体，降低奥氏体不锈钢的敏化度，提高抗晶间腐蚀能力，可大规模用于工业生产，但是其第二阶段及第三阶段的加热温度超过1000℃，加热时间比较长，能耗较大，成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明确有必要提供一种提高奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀能力的方法，以解决上述问题。

为此，本发明提供的技术方案为：一种提高奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀能力的方法，包括步骤：

敏化处理对奥氏体不锈钢进行加热敏化处理，使碳化铬在晶间析出，得到敏化处理后的不锈钢；

原子扩散处理先继续加热所述敏化处理后的不锈钢至880℃～950℃，并进行保温处理，然后冷却至室温。

其中，本发明中所述的“奥氏体不锈钢”是指不含有钛、铌等稳定化元素的奥氏体不锈钢。