本發(fā)明涉及一種不銹鋼及其熱處理方法，具體的說是一種高強(qiáng)度雙相不銹鋼及其熱處理工藝，屬于金屬冶煉及處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

不銹鋼之所以有優(yōu)良的防銹性和抗腐蝕性，在于不銹鋼表面的Cr易與大氣中的氧生成Cr₂O₃的致密鈍態(tài)氧化膜，將大氣中的水氣及氧阻絕在外，保護(hù)基材不繼續(xù)受氧化影響而腐蝕，即使材料本身受到外力或化學(xué)方式破壞表面，Cr₂O₃也能迅速再生成。除耐蝕性之外，不銹鋼亦具有耐熱性、耐高溫腐蝕性、高溫強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，另一方面不銹鋼機(jī)械性質(zhì)雖不如碳鋼，但加工硬化現(xiàn)象較碳鋼為高，因此常使用加工硬化來達(dá)到強(qiáng)度的要求。雖然能達(dá)到高強(qiáng)度，但同時(shí)也存在許多不足之處，如：晶粒粗大、低溫韌性差、晶間腐蝕敏感、耐點(diǎn)蝕性能差、加工性能差等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種高強(qiáng)度雙相不銹鋼及其熱處理工藝，該不銹鋼板不僅強(qiáng)度高、而且晶粒細(xì)化、耐腐蝕性能強(qiáng)，加工性能也大大改善。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的：提供一種高強(qiáng)度雙相不銹鋼，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C≤0.04%，Cr：18.0-19.5%，Ni：2.1-3.3%， Mo：3.0-5.0%，Co：0.24-0.31%，Si：0.89-0.93%，Nb：0.14-0.16%，Ti：0.097-0.099%，Cu：0.52-0.54%，Ca：0.15-0.17%，Re：0.15-0.19%，Se：0.12-0.16%，S：0.015-0.025%，P：0.021-0.023%，稀土元素：5.5-6.6%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)；

所述稀土元素的組分質(zhì)量百分比為：鈰：16-19%，鐠：14-16%，釹：6-12%，釓：3-7%，釤：16-18%，鏑：5-6%，余量為鑭，以上各組分之和為100%；

該防腐鋼中第一相為奧氏體，第二相為鐵素體，在表面至1/4厚度處第二相體積百分?jǐn)?shù)為3.9-4.1%，1/4厚度至中心第二相體積百分?jǐn)?shù)為5.9-6.2%；該不銹鋼在表面至1/4厚度處奧氏體平均晶粒直徑為4.4-4.7μm，鐵素體平均晶粒直徑為3.9-4.1μm，1/4厚度至中心處奧氏體平均晶粒直徑為5.4-5.7μm，鐵素體平均晶粒直徑為7.3-7.6μm。

本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是：前述的高強(qiáng)度雙相不銹鋼，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C≤0.03%，Cr：16.0%，Ni：2.1%，Mn：0.31%， Mo：1.2%，Co：0.24%，Si：0.39%，Nb：0.14%，Ti：0.17%，Ge：0.12%，Cu：0.52%，V：0.25%，Ca：0.05%，Re：0.15%，Se：0.17%，S：0.015%，P：0.021%，稀土元素：5.5%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)；

所述稀土元素的組分質(zhì)量百分比為：鈰：11%，鐠：17%，釹：5%，釓：3%，釤：16%，鏑：8%，余量為鑭，以上各組分之和為100%；

該不銹鋼中第一相為奧氏體，第二相為鐵素體，在表面至1/4厚度處第二相體積百分?jǐn)?shù)為3.9%，1/4厚度至中心第二相體積百分?jǐn)?shù)為5.9%；該不銹鋼在表面至1/4厚度處奧氏體平均晶粒直徑為4.4μm，鐵素體平均晶粒直徑為3.9μm，1/4厚度至中心處奧氏體平均晶粒直徑為5.4μm，鐵素體平均晶粒直徑為7.3μm。

前述的高強(qiáng)度雙相不銹鋼，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C≤0.03%，Cr：16.3%，Ni：2.8%，Mn：0.33%， Mo：1.7%，Co：0.26%，Si：0.40%，Nb：0.15%，Ti：0.18%，Ge：0.14%，Cu：0.53%，V：0.27%，Ca：0.06%，Re：0.17%，Se：0.18%，S：0.018%，P：0.022%，稀土元素：5.9%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)；

所述稀土元素的組分質(zhì)量百分比為：鈰：13%，鐠：18，釹：6%，釓：5%，釤：17%，鏑：9%，余量為鑭，以上各組分之和為100%；

該不銹鋼中第一相為奧氏體，第二相為鐵素體，在表面至1/4厚度處第二相體積百分?jǐn)?shù)為4.0%，1/4厚度至中心第二相體積百分?jǐn)?shù)為6.1%；該不銹鋼在表面至1/4厚度處奧氏體平均晶粒直徑為4.5μm，鐵素體平均晶粒直徑為4.0μm，1/4厚度至中心處奧氏體平均晶粒直徑為5.6μm，鐵素體平均晶粒直徑為7.5μm。

前述的高強(qiáng)度雙相不銹鋼，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C≤0.03%，Cr：16.5%，Ni：3.3%，Mn：0.35%， Mo：2.2%，Co：0.31%，Si：0.41%，Nb：0.16%，Ti：0.19%，Ge：0.15%，Cu：0.54%，V：0.31%，Ca：0.07%，Re：0.19%，Se：0.19%，S：0.025%，P：0.023%，稀土元素：6.6%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)；

所述稀土元素的組分質(zhì)量百分比為：鈰：14%，鐠：19%，釹：7%，釓：7%，釤：18%，鏑： 10%，余量為鑭，以上各組分之和為100%；

該不銹鋼中第一相為奧氏體，第二相為鐵素體，在表面至1/4厚度處第二相體積百分?jǐn)?shù)為4.1%，1/4厚度至中心第二相體積百分?jǐn)?shù)為6.2%；該不銹鋼在表面至1/4厚度處奧氏體平均晶粒直徑為4.7μm，鐵素體平均晶粒直徑為4.1μm，1/4厚度至中心處奧氏體平均晶粒直徑為5.7μm，鐵素體平均晶粒直徑為7.6μm。

一種高強(qiáng)度雙相不銹鋼的熱處理工藝，包括以下步驟：

⑴將冶煉好的不銹鋼鋼材送入加熱爐加熱到1150-1195℃，在線經(jīng)第一冷卻工序?qū)摬目焖俣壤鋮s到710-725℃，然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行為時(shí)22-26秒淬火，然后經(jīng)過回火加熱爐加熱到860-870℃回火，再通過第二冷卻工藝?yán)鋮s到常溫；

⑵將鋼材進(jìn)行感應(yīng)加熱，加熱溫度為910-925℃，再將感應(yīng)加熱完成的鋼材不經(jīng)過保溫直接用高壓噴射淬火液進(jìn)行淬火處理，淬火冷卻速度15-18℃/s，使鋼材溫度冷卻到Ms點(diǎn)以下25-28℃；

⑶將淬火后的鋼材經(jīng)過回火加熱爐加熱到730-745℃，保溫25-30秒；

⑷將回火后的鋼材在線經(jīng)第冷卻工序?qū)摬目焖俣壤鋮s到390-395℃，然后經(jīng)過加熱爐加熱到750-790℃，采用水冷以8-10℃/s的冷卻速率將鋼材水冷至常溫。

一種高強(qiáng)度雙相不銹鋼的熱處理工藝，包括以下步驟：

⑴將冶煉好的不銹鋼鋼材送入加熱爐加熱到1150℃，在線經(jīng)第一冷卻工序?qū)摬目焖俣壤鋮s到710℃，然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行為時(shí)22秒淬火，然后經(jīng)過回火加熱爐加熱到860℃回火，再通過第二冷卻工藝?yán)鋮s到常溫；

⑵將鋼材進(jìn)行感應(yīng)加熱，加熱溫度為910℃，再將感應(yīng)加熱完成的鋼材不經(jīng)過保溫直接用高壓噴射淬火液進(jìn)行淬火處理，淬火冷卻速度15℃/s，使鋼材溫度冷卻到Ms點(diǎn)以下25℃；

⑶將淬火后的鋼材經(jīng)過回火加熱爐加熱到730℃，保溫25秒；

⑷將回火后的鋼材在線經(jīng)第冷卻工序?qū)摬目焖俣壤鋮s到390℃，然后經(jīng)過加熱爐加熱到750℃，采用水冷以8℃/s的冷卻速率將鋼材水冷至常溫。

前述的高強(qiáng)度雙相不銹鋼的熱處理工藝，包括以下步驟：

⑴將冶煉好的不銹鋼鋼材送入加熱爐加熱到1175℃，在線經(jīng)第一冷卻工序?qū)摬目焖俣壤鋮s到715℃，然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行為時(shí)25秒淬火，然后經(jīng)過回火加熱爐加熱到865℃回火，再通過第二冷卻工藝?yán)鋮s到常溫；

⑵將鋼材進(jìn)行感應(yīng)加熱，加熱溫度為920℃，再將感應(yīng)加熱完成的鋼材不經(jīng)過保溫直接用高壓噴射淬火液進(jìn)行淬火處理，淬火冷卻速度16℃/s，使鋼材溫度冷卻到Ms點(diǎn)以下26℃；

⑶將淬火后的鋼材經(jīng)過回火加熱爐加熱到740℃，保溫28秒；

⑷將回火后的鋼材在線經(jīng)第冷卻工序?qū)摬目焖俣壤鋮s到392℃，然后經(jīng)過加熱爐加熱到770℃，采用水冷以9℃/s的冷卻速率將鋼材水冷至常溫。

進(jìn)一步的，前述的高強(qiáng)度雙相不銹鋼的熱處理工藝，包括以下步驟：

⑴將冶煉好的不銹鋼鋼材送入加熱爐加熱到1195℃，在線經(jīng)第一冷卻工序?qū)摬目焖俣壤鋮s到725℃，然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行為時(shí)26秒淬火，然后經(jīng)過回火加熱爐加熱到870℃回火，再通過第二冷卻工藝?yán)鋮s到常溫；

⑵將鋼材進(jìn)行感應(yīng)加熱，加熱溫度為925℃，再將感應(yīng)加熱完成的鋼材不經(jīng)過保溫直接用高壓噴射淬火液進(jìn)行淬火處理，淬火冷卻速度18℃/s，使鋼材溫度冷卻到Ms點(diǎn)以下28℃；

⑶將淬火后的鋼材經(jīng)過回火加熱爐加熱到745℃，保溫30秒；

⑷將回火后的鋼材在線經(jīng)第冷卻工序?qū)摬目焖俣壤鋮s到395℃，然后經(jīng)過加熱爐加熱到790℃，采用水冷以10℃/s的冷卻速率將鋼材水冷至常溫。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明高強(qiáng)度耐腐蝕的不銹鋼板，不僅具有高的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、而且具有高耐腐蝕性能、同時(shí)由于添加了稀土元素，在阻止腐蝕介質(zhì)與不銹鋼的相互作用的同時(shí)增加了不銹鋼板的延展性、消除鋼錠中因氫氣引起的氣泡和減少鋼坯中的裂紋等作用，其晶粒也更加細(xì)化。合金中元素Co、Mo、Cr、Ti可提高鐵素體回火抗力，抑制位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)回復(fù)；Ni能提高鐵素體基體的韌性并能使晶粒細(xì)化，可改善鋼的塑性和韌性，降低解理傾Co提高M(jìn)o₂C形核驅(qū)動(dòng)力，促進(jìn)細(xì)小、彌散的含Mo化合物析出；Ni和Co共同作用促進(jìn)Fe₃C和Mo₂C形成，進(jìn)一步增強(qiáng)二次硬化效應(yīng)；Mo抑制高溫回火脆性。Ni-Co-Mo-Me的合理配合，使鋼獲得良好的強(qiáng)韌性。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供的一種前述的高強(qiáng)度雙相不銹鋼，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C≤0.03%，Cr：16.0%，Ni：2.1%，Mn：0.31%， Mo：1.2%，Co：0.24%，Si：0.39%，Nb：0.14%，Ti：0.17%，Ge：0.12%，Cu：0.52%，V：0.25%，Ca：0.05%，Re：0.15%，Se：0.17%，S：0.015%，P：0.021%，稀土元素：5.5%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)；

所述稀土元素的組分質(zhì)量百分比為：鈰：11%，鐠：17%，釹：5%，釓：3%，釤：16%，鏑：8%，余量為鑭，以上各組分之和為100%；

該不銹鋼中第一相為奧氏體，第二相為鐵素體，在表面至1/4厚度處第二相體積百分?jǐn)?shù)為3.9%，1/4厚度至中心第二相體積百分?jǐn)?shù)為5.9%；該不銹鋼在表面至1/4厚度處奧氏體平均晶粒直徑為4.4μm，鐵素體平均晶粒直徑為3.9μm，1/4厚度至中心處奧氏體平均晶粒直徑為5.4μm，鐵素體平均晶粒直徑為7.3μm。

本實(shí)施例的高強(qiáng)度雙相不銹鋼的熱處理工藝，包括以下步驟：

⑴將冶煉好的不銹鋼鋼材送入加熱爐加熱到1150℃，在線經(jīng)第一冷卻工序?qū)摬目焖俣壤鋮s到710℃，然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行為時(shí)22秒淬火，然后經(jīng)過回火加熱爐加熱到860℃回火，再通過第二冷卻工藝?yán)鋮s到常溫；

⑵將鋼材進(jìn)行感應(yīng)加熱，加熱溫度為910℃，再將感應(yīng)加熱完成的鋼材不經(jīng)過保溫直接用高壓噴射淬火液進(jìn)行淬火處理，淬火冷卻速度15℃/s，使鋼材溫度冷卻到Ms點(diǎn)以下25℃；

⑶將淬火后的鋼材經(jīng)過回火加熱爐加熱到730℃，保溫25秒；

⑷將回火后的鋼材在線經(jīng)第冷卻工序?qū)摬目焖俣壤鋮s到390℃，然后經(jīng)過加熱爐加熱到750℃，采用水冷以8℃/s的冷卻速率將鋼材水冷至常溫。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供的一種高強(qiáng)度雙相不銹鋼，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C≤0.03%，Cr：16.3%，Ni：2.8%，Mn：0.33%， Mo：1.7%，Co：0.26%，Si：0.40%，Nb：0.15%，Ti：0.18%，Ge：0.14%，Cu：0.53%，V：0.27%，Ca：0.06%，Re：0.17%，Se：0.18%，S：0.018%，P：0.022%，稀土元素：5.9%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)；

所述稀土元素的組分質(zhì)量百分比為：鈰：13%，鐠：18，釹：6%，釓：5%，釤：17%，鏑：9%，余量為鑭，以上各組分之和為100%；

該不銹鋼中第一相為奧氏體，第二相為鐵素體，在表面至1/4厚度處第二相體積百分?jǐn)?shù)為4.0%，1/4厚度至中心第二相體積百分?jǐn)?shù)為6.1%；該不銹鋼在表面至1/4厚度處奧氏體平均晶粒直徑為4.5μm，鐵素體平均晶粒直徑為4.0μm，1/4厚度至中心處奧氏體平均晶粒直徑為5.6μm，鐵素體平均晶粒直徑為7.5μm。

本實(shí)施例的高強(qiáng)度雙相不銹鋼的熱處理工藝，包括以下步驟：

⑴將冶煉好的不銹鋼鋼材送入加熱爐加熱到1175℃，在線經(jīng)第一冷卻工序?qū)摬目焖俣壤鋮s到715℃，然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行為時(shí)25秒淬火，然后經(jīng)過回火加熱爐加熱到865℃回火，再通過第二冷卻工藝?yán)鋮s到常溫；

⑵將鋼材進(jìn)行感應(yīng)加熱，加熱溫度為920℃，再將感應(yīng)加熱完成的鋼材不經(jīng)過保溫直接用高壓噴射淬火液進(jìn)行淬火處理，淬火冷卻速度16℃/s，使鋼材溫度冷卻到Ms點(diǎn)以下26℃；

⑶將淬火后的鋼材經(jīng)過回火加熱爐加熱到740℃，保溫28秒；

⑷將回火后的鋼材在線經(jīng)第冷卻工序?qū)摬目焖俣壤鋮s到392℃，然后經(jīng)過加熱爐加熱到770℃，采用水冷以9℃/s的冷卻速率將鋼材水冷至常溫。

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供的一種高強(qiáng)度雙相不銹鋼，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C≤0.03%，Cr：16.5%，Ni：3.3%，Mn：0.35%， Mo：2.2%，Co：0.31%，Si：0.41%，Nb：0.16%，Ti：0.19%，Ge：0.15%，Cu：0.54%，V：0.31%，Ca：0.07%，Re：0.19%，Se：0.19%，S：0.025%，P：0.023%，稀土元素：6.6%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)；

所述稀土元素的組分質(zhì)量百分比為：鈰：14%，鐠：19%，釹：7%，釓：7%，釤：18%，鏑： 10%，余量為鑭，以上各組分之和為100%；

該不銹鋼中第一相為奧氏體，第二相為鐵素體，在表面至1/4厚度處第二相體積百分?jǐn)?shù)為4.1%，1/4厚度至中心第二相體積百分?jǐn)?shù)為6.2%；該不銹鋼在表面至1/4厚度處奧氏體平均晶粒直徑為4.7μm，鐵素體平均晶粒直徑為4.1μm，1/4厚度至中心處奧氏體平均晶粒直徑為5.7μm，鐵素體平均晶粒直徑為7.6μm。

本實(shí)施例的高強(qiáng)度雙相不銹鋼的熱處理工藝，包括以下步驟：

⑴將冶煉好的不銹鋼鋼材送入加熱爐加熱到1195℃，在線經(jīng)第一冷卻工序?qū)摬目焖俣壤鋮s到725℃，然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行為時(shí)26秒淬火，然后經(jīng)過回火加熱爐加熱到870℃回火，再通過第二冷卻工藝?yán)鋮s到常溫；

⑵將鋼材進(jìn)行感應(yīng)加熱，加熱溫度為925℃，再將感應(yīng)加熱完成的鋼材不經(jīng)過保溫直接用高壓噴射淬火液進(jìn)行淬火處理，淬火冷卻速度18℃/s，使鋼材溫度冷卻到Ms點(diǎn)以下28℃；

⑶將淬火后的鋼材經(jīng)過回火加熱爐加熱到745℃，保溫30秒；

⑷將回火后的鋼材在線經(jīng)第冷卻工序?qū)摬目焖俣壤鋮s到395℃，然后經(jīng)過加熱爐加熱到790℃，采用水冷以10℃/s的冷卻速率將鋼材水冷至常溫。

以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。