[发明专利]改善不锈钢渗氮层组织的真空热处理方法

说明书

本发明提供了一种改善不锈钢渗氮层组织的真空热处理方法，其包括液体渗氮、抽真空、预热、继续加热和冷却等步骤。本发明提供的改善不锈钢渗氮层组织的真空热处理方法可以调整渗氮后制件渗层硬度值和渗层脆性满足技术条件要求，同时，调整渗层与基体之间组织形貌，获得稳定的过渡型低浓度氮化索氏体组织，保证制件的最终使用性能。

技术领域

本发明属于金属材料热处理的技术领域，具体涉及一种改善不锈钢渗氮层组织的真空热处理方法，具体涉及一种对1Cr11Ni2W2MoV钢制制件渗氮后真空退火热处理工艺方法。

背景技术

1Cr11Ni2W2MoV不锈钢制件液体渗氮后无其它热处理工序，渗氮处理后表层硬度HV≥850，渗层硬度高、脆性大，基体硬度HV＝270～330，渗层与基体之间硬度差较大渗层组织与基体组织之间界限明显，制件在使用过程中容易导致制件表面的渗层破损或脱落问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种改善不锈钢渗氮层组织的真空热处理方法，其是针对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢液体渗氮后真空退火热处理的工艺方法，可以调整渗氮后制件渗层硬度值和渗层脆性满足技术条件要求，同时，调整渗层与基体之间组织形貌，获得稳定的过渡型低浓度氮化索氏体组织，保证制件的最终使用性能。

本发明的技术方案为：

一种改善不锈钢渗氮层组织的真空热处理方法，其包括以下步骤：

1)检查制件表面粗糙度，要求≤Ra0.8μm。

2)液体渗氮：槽液升温至550℃～560℃，保温时间60min～70min，保温结束后在空气中冷却。

3)渗氮后清洗：将制件清洗干净。

4)硬度检查：检查制件渗层硬度，硬度值要求HV≥850。

5)渗层深度检查：检查制件渗层深度，符合0.01mm～0.04mm的要求。

6)渗层组织检查：检查制件渗层组织，符合HB5022要求。

7)渗氮后真空退火热处理：

7.1)抽真空：炉内真空工作压力为0.67Pa～13.3Pa；

7.2)预热：加热温度为450℃～460℃，保温30min～40min；

7.3)继续加热：加热温度为580℃～590℃，保温1.5h～2h；

7.4)冷却：随炉冷却，冷却至120℃以下出炉空冷。

8)硬度检查：检查制件渗层硬度，硬度值要求HV＝600～650。

9)脆性检查：检查制件渗层脆性。

10)渗层组织检查：检查制件渗层组织，符合HB5022要求。

本发明的效果和益处是：本发明中针对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢制件在液体渗氮处理后，增加了真空退火热处理工序。经过真空退火后，渗层颜色变浅，在基体与出渗层之间出现过渡层，获得稳定的过渡型低浓度氮化索氏体组织。由于真空退火时受到浓度梯度的作用，N原子会逐渐向基体扩散，形成N浓度较低的氮化物，因此出现较薄的低浓度过渡层。真空退火后试样表面随着N浓度的降低，硬度也出现明显的下降趋势，其渗层硬度降至HV＝600～650。真空退火可以减小制件表层与基体之间的硬度差，降低表层脆性，在表层和基体之间形成的过渡组织能够提高制件受到外力作用时承载能力，起到承接作用，当表层受到外力作用时，不会因为表层的脆性大而产生表面缺陷，这种组织分布对提高材料综合性能有利，保证制件最终使用性能。此方法可广泛推广到此类不锈钢材料的渗氮后热处理的工艺过程中，实现降低硬度和脆性、提高渗层表面质量的目的。

具体实施方式