本发明涉及一种不锈钢及其热处理方法，具体的说是一种高强度双相不锈钢及其热处理工艺，属于金属冶炼及处理技术领域。
背景技术：
不锈钢之所以有优良的防锈性和抗腐蚀性，在于不锈钢表面的Cr易与大气中的氧生成Cr2O3的致密钝态氧化膜，将大气中的水气及氧阻绝在外，保护基材不继续受氧化影响而腐蚀，即使材料本身受到外力或化学方式破坏表面，Cr2O3也能迅速再生成。除耐蚀性之外，不锈钢亦具有耐热性、耐高温腐蚀性、高温强度等优点，另一方面不锈钢机械性质虽不如碳钢，但加工硬化现象较碳钢为高，因此常使用加工硬化来达到强度的要求。虽然能达到高强度，但同时也存在许多不足之处，如：晶粒粗大、低温韧性差、晶间腐蚀敏感、耐点蚀性能差、加工性能差等。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种高强度双相不锈钢及其热处理工艺，该不锈钢板不仅强度高、而且晶粒细化、耐腐蚀性能强，加工性能也大大改善。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是通过以下方式实现的：提供一种高强度双相不锈钢，其化学成分的质量百分比为：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%，其余为Fe和不可避免杂质；
所述稀土元素的组分质量百分比为：铈：16-19%，镨：14-16%，钕：6-12%，钆：3-7%，钐：16-18%，镝：5-6%，余量为镧，以上各组分之和为100%；
该防腐钢中第一相为奥氏体，第二相为铁素体，在表面至1/4厚度处第二相体积百分数为3.9-4.1%，1/4厚度至中心第二相体积百分数为5.9-6.2%；该不锈钢在表面至1/4厚度处奥氏体平均晶粒直径为4.4-4.7μm，铁素体平均晶粒直径为3.9-4.1μm，1/4厚度至中心处奥氏体平均晶粒直径为5.4-5.7μm，铁素体平均晶粒直径为7.3-7.6μm。
本发明进一步限定的技术方案是：前述的高强度双相不锈钢，其化学成分的质量百分比为：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%，其余为Fe和不可避免杂质；
所述稀土元素的组分质量百分比为：铈：11%，镨：17%，钕：5%，钆：3%，钐：16%，镝：8%，余量为镧，以上各组分之和为100%；
该不锈钢中第一相为奥氏体，第二相为铁素体，在表面至1/4厚度处第二相体积百分数为3.9%，1/4厚度至中心第二相体积百分数为5.9%；该不锈钢在表面至1/4厚度处奥氏体平均晶粒直径为4.4μm，铁素体平均晶粒直径为3.9μm，1/4厚度至中心处奥氏体平均晶粒直径为5.4μm，铁素体平均晶粒直径为7.3μm。
前述的高强度双相不锈钢，其化学成分的质量百分比为：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%，其余为Fe和不可避免杂质；
所述稀土元素的组分质量百分比为：铈：13%，镨：18，钕：6%，钆：5%，钐：17%，镝：9%，余量为镧，以上各组分之和为100%；
该不锈钢中第一相为奥氏体，第二相为铁素体，在表面至1/4厚度处第二相体积百分数为4.0%，1/4厚度至中心第二相体积百分数为6.1%；该不锈钢在表面至1/4厚度处奥氏体平均晶粒直径为4.5μm，铁素体平均晶粒直径为4.0μm，1/4厚度至中心处奥氏体平均晶粒直径为5.6μm，铁素体平均晶粒直径为7.5μm。
前述的高强度双相不锈钢，其化学成分的质量百分比为：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%，其余为Fe和不可避免杂质；
所述稀土元素的组分质量百分比为：铈：14%，镨：19%，钕：7%，钆：7%，钐：18%，镝： 10%，余量为镧，以上各组分之和为100%；
该不锈钢中第一相为奥氏体，第二相为铁素体，在表面至1/4厚度处第二相体积百分数为4.1%，1/4厚度至中心第二相体积百分数为6.2%；该不锈钢在表面至1/4厚度处奥氏体平均晶粒直径为4.7μm，铁素体平均晶粒直径为4.1μm，1/4厚度至中心处奥氏体平均晶粒直径为5.7μm，铁素体平均晶粒直径为7.6μm。
一种高强度双相不锈钢的热处理工艺，包括以下步骤：
⑴将冶炼好的不锈钢钢材送入加热炉加热到1150-1195℃，在线经第一冷却工序将钢材快速度冷却到710-725℃，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时22-26秒淬火，然后经过回火加热炉加热到860-870℃回火，再通过第二冷却工艺冷却到常温；
⑵将钢材进行感应加热，加热温度为910-925℃，再将感应加热完成的钢材不经过保温直接用高压喷射淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度15-18℃/s，使钢材温度冷却到Ms点以下25-28℃；
⑶将淬火后的钢材经过回火加热炉加热到730-745℃，保温25-30秒；
⑷将回火后的钢材在线经第冷却工序将钢材快速度冷却到390-395℃，然后经过加热炉加热到750-790℃，采用水冷以8-10℃/s的冷却速率将钢材水冷至常温。
一种高强度双相不锈钢的热处理工艺，包括以下步骤：
⑴将冶炼好的不锈钢钢材送入加热炉加热到1150℃，在线经第一冷却工序将钢材快速度冷却到710℃，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时22秒淬火，然后经过回火加热炉加热到860℃回火，再通过第二冷却工艺冷却到常温；
⑵将钢材进行感应加热，加热温度为910℃，再将感应加热完成的钢材不经过保温直接用高压喷射淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度15℃/s，使钢材温度冷却到Ms点以下25℃；
⑶将淬火后的钢材经过回火加热炉加热到730℃，保温25秒；
⑷将回火后的钢材在线经第冷却工序将钢材快速度冷却到390℃，然后经过加热炉加热到750℃，采用水冷以8℃/s的冷却速率将钢材水冷至常温。
前述的高强度双相不锈钢的热处理工艺，包括以下步骤：
⑴将冶炼好的不锈钢钢材送入加热炉加热到1175℃，在线经第一冷却工序将钢材快速度冷却到715℃，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时25秒淬火，然后经过回火加热炉加热到865℃回火，再通过第二冷却工艺冷却到常温；
⑵将钢材进行感应加热，加热温度为920℃，再将感应加热完成的钢材不经过保温直接用高压喷射淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度16℃/s，使钢材温度冷却到Ms点以下26℃；
⑶将淬火后的钢材经过回火加热炉加热到740℃，保温28秒；
⑷将回火后的钢材在线经第冷却工序将钢材快速度冷却到392℃，然后经过加热炉加热到770℃，采用水冷以9℃/s的冷却速率将钢材水冷至常温。
进一步的，前述的高强度双相不锈钢的热处理工艺，包括以下步骤：
⑴将冶炼好的不锈钢钢材送入加热炉加热到1195℃，在线经第一冷却工序将钢材快速度冷却到725℃，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时26秒淬火，然后经过回火加热炉加热到870℃回火，再通过第二冷却工艺冷却到常温；
⑵将钢材进行感应加热，加热温度为925℃，再将感应加热完成的钢材不经过保温直接用高压喷射淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度18℃/s，使钢材温度冷却到Ms点以下28℃；
⑶将淬火后的钢材经过回火加热炉加热到745℃，保温30秒；
⑷将回火后的钢材在线经第冷却工序将钢材快速度冷却到395℃，然后经过加热炉加热到790℃，采用水冷以10℃/s的冷却速率将钢材水冷至常温。
本发明的有益效果是：本发明高强度耐腐蚀的不锈钢板，不仅具有高的抗拉强度、屈服强度、而且具有高耐腐蚀性能、同时由于添加了稀土元素，在阻止腐蚀介质与不锈钢的相互作用的同时增加了不锈钢板的延展性、消除钢锭中因氢气引起的气泡和减少钢坯中的裂纹等作用，其晶粒也更加细化。合金中元素Co、Mo、Cr、Ti可提高铁素体回火抗力，抑制位错亚结构回复；Ni能提高铁素体基体的韧性并能使晶粒细化，可改善钢的塑性和韧性，降低解理倾Co提高Mo2C形核驱动力，促进细小、弥散的含Mo化合物析出；Ni和Co共同作用促进Fe3C和Mo2C形成，进一步增强二次硬化效应；Mo抑制高温回火脆性。Ni-Co-Mo-Me的合理配合，使钢获得良好的强韧性。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明：
实施例1
本实施例提供的一种前述的高强度双相不锈钢，其化学成分的质量百分比为：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%，其余为Fe和不可避免杂质；
所述稀土元素的组分质量百分比为：铈：11%，镨：17%，钕：5%，钆：3%，钐：16%，镝：8%，余量为镧，以上各组分之和为100%；
该不锈钢中第一相为奥氏体，第二相为铁素体，在表面至1/4厚度处第二相体积百分数为3.9%，1/4厚度至中心第二相体积百分数为5.9%；该不锈钢在表面至1/4厚度处奥氏体平均晶粒直径为4.4μm，铁素体平均晶粒直径为3.9μm，1/4厚度至中心处奥氏体平均晶粒直径为5.4μm，铁素体平均晶粒直径为7.3μm。
本实施例的高强度双相不锈钢的热处理工艺，包括以下步骤：
⑴将冶炼好的不锈钢钢材送入加热炉加热到1150℃，在线经第一冷却工序将钢材快速度冷却到710℃，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时22秒淬火，然后经过回火加热炉加热到860℃回火，再通过第二冷却工艺冷却到常温；
⑵将钢材进行感应加热，加热温度为910℃，再将感应加热完成的钢材不经过保温直接用高压喷射淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度15℃/s，使钢材温度冷却到Ms点以下25℃；
⑶将淬火后的钢材经过回火加热炉加热到730℃，保温25秒；
⑷将回火后的钢材在线经第冷却工序将钢材快速度冷却到390℃，然后经过加热炉加热到750℃，采用水冷以8℃/s的冷却速率将钢材水冷至常温。
实施例2
本实施例提供的一种高强度双相不锈钢，其化学成分的质量百分比为：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%，其余为Fe和不可避免杂质；
所述稀土元素的组分质量百分比为：铈：13%，镨：18，钕：6%，钆：5%，钐：17%，镝：9%，余量为镧，以上各组分之和为100%；
该不锈钢中第一相为奥氏体，第二相为铁素体，在表面至1/4厚度处第二相体积百分数为4.0%，1/4厚度至中心第二相体积百分数为6.1%；该不锈钢在表面至1/4厚度处奥氏体平均晶粒直径为4.5μm，铁素体平均晶粒直径为4.0μm，1/4厚度至中心处奥氏体平均晶粒直径为5.6μm，铁素体平均晶粒直径为7.5μm。
本实施例的高强度双相不锈钢的热处理工艺，包括以下步骤：
⑴将冶炼好的不锈钢钢材送入加热炉加热到1175℃，在线经第一冷却工序将钢材快速度冷却到715℃，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时25秒淬火，然后经过回火加热炉加热到865℃回火，再通过第二冷却工艺冷却到常温；
⑵将钢材进行感应加热，加热温度为920℃，再将感应加热完成的钢材不经过保温直接用高压喷射淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度16℃/s，使钢材温度冷却到Ms点以下26℃；
⑶将淬火后的钢材经过回火加热炉加热到740℃，保温28秒；
⑷将回火后的钢材在线经第冷却工序将钢材快速度冷却到392℃，然后经过加热炉加热到770℃，采用水冷以9℃/s的冷却速率将钢材水冷至常温。
实施例3
本实施例提供的一种高强度双相不锈钢，其化学成分的质量百分比为：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%，其余为Fe和不可避免杂质；
所述稀土元素的组分质量百分比为：铈：14%，镨：19%，钕：7%，钆：7%，钐：18%，镝： 10%，余量为镧，以上各组分之和为100%；
该不锈钢中第一相为奥氏体，第二相为铁素体，在表面至1/4厚度处第二相体积百分数为4.1%，1/4厚度至中心第二相体积百分数为6.2%；该不锈钢在表面至1/4厚度处奥氏体平均晶粒直径为4.7μm，铁素体平均晶粒直径为4.1μm，1/4厚度至中心处奥氏体平均晶粒直径为5.7μm，铁素体平均晶粒直径为7.6μm。
本实施例的高强度双相不锈钢的热处理工艺，包括以下步骤：
⑴将冶炼好的不锈钢钢材送入加热炉加热到1195℃，在线经第一冷却工序将钢材快速度冷却到725℃，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时26秒淬火，然后经过回火加热炉加热到870℃回火，再通过第二冷却工艺冷却到常温；
⑵将钢材进行感应加热，加热温度为925℃，再将感应加热完成的钢材不经过保温直接用高压喷射淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度18℃/s，使钢材温度冷却到Ms点以下28℃；
⑶将淬火后的钢材经过回火加热炉加热到745℃，保温30秒；
⑷将回火后的钢材在线经第冷却工序将钢材快速度冷却到395℃，然后经过加热炉加热到790℃，采用水冷以10℃/s的冷却速率将钢材水冷至常温。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。