一种沉淀硬化不锈钢ph17-4负温度梯度时效热处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种时效热处理方法。
【背景技术】
[0002]沉淀硬化不锈钢是为了适应航空和航天事业的发展需求而发展起来的一类高强钢，它是一种Fe-Cr-Ni合金，通过加入Nb、Mo、Al、V、N等元素，通过时效处理析出沉淀强化相来提高合金的强度和韧性，使综合性能稳定。沉淀硬化不锈钢中合金元素含量较高，一般在20%?30%，合金元素中Cr的含量最高，是最重要的合金元素，主要提高钢的耐腐蚀性能；Ni通常是配合Cr元素发挥作用，改变不锈钢的组织，使其加工性能、力学性能和耐腐蚀性能得到较大程度的改善，再根据不同的工程需求加入相应的其他合金元素，获得相应的综合性能。目前，沉淀硬化不锈钢的常用热处理工艺主要为固溶处理+时效处理。其中的PH17-4沉淀硬化不锈钢应用非常广泛，如PWR核电站阀杆部件、核反应堆中CRDM丝杠、轴承、飞机起落架等主承力构件，领域涉及化工、航天航空、能源、石油、造纸等，高强度钢的出现为尚端机械设备制造提供了材料基础。
[0003]沉淀硬化不锈钢经过固溶和时效处理后，可以获得较好的强度和塑性。理论上，对于具有沉淀析出行为的材料，可以通过控制析出相的种类、形貌、大小以及分布情况等，调节其综合性能。由于航空航天事业的进一步发展，对于要求高载荷、高的综合力学性能的承力构件来说，这种综合性能有待进一步提高。因此有必要探索提高PH17-4钢综合力学性能的热处理新时效工艺。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决传统热处理工艺在处理沉淀硬化不锈钢PH17-4钢时，不能充分发挥其良好的综合力学性能的问题，而提供一种沉淀硬化不锈钢PH17-4负温度梯度时效热处理方法。
[0005]本发明的一种沉淀硬化不锈钢PH17-4负温度梯度时效热处理方法，它是通过以下步骤实现的:
[0006]将沉淀硬化不锈钢进行固溶处理后，将试样加热至400?650°C，按负时效温度变化梯度为16?80°C /h的模式进行时效处理1?5h，再空冷或风冷至室温，即完成所述的沉淀硬化不锈钢PH17-4负温度梯度时效热处理。
[0007]本发明所述的沉淀硬化不锈钢为PH17-4钢(0Crl7Ni4Cu4Nb)钢。
[0008]本发明的方法将PH17-4钢进行固溶处理后，进行负温度梯度时效处理，将试样快速加热至400?650°C之间，随后以10-80°C /h的温度变化梯度进行l_6h时效处理，析出沉淀硬化相。相对于传统的热处理工艺，本发明的负温度梯度时效热处理工艺能使钢的综合力学性能有一定幅度的提尚。
[0009]经本发明的PH17-4钢负温度梯度时效处理后抗拉强度达到1162MPa?1512MPa，屈服强度达到1140MPa?1447MPa，延伸率为10%?14%，断面收缩率为55%?65%，与常规热处理工艺获得的抗拉强度1407MPa，屈服强度1274MPa，延伸率为11.7%，断面收缩率通常在61%比较，抗拉强度最多可提高105MPa左右，屈服强度最多可提高173MPa，延伸率提高2.3%左右。经本技术处理的PH17-4钢的综合力学性能比传统热处理工艺显著提高，同时改变本热处理工艺的参数可以在很大范围内调节钢强塑性的配合，以满足不同的需求。
【附图说明】
[0010]图1为PH17-4钢负温度梯度时效处理工艺示意图；
[0011]图2为PH17-4钢负温度梯度时效处理后的金相组织照片；
[0012]图3为PH17-4钢负温度梯度时效处理后的透射电镜照片。
【具体实施方式】
[0013]【具体实施方式】一:本实施方式的一种沉淀硬化不锈钢PH17-4负温度梯度时效热处理方法，它是通过以下步骤实现的:
[0014]将沉淀硬化不锈钢进行固溶处理后，将试样加热至400?650°C，按负时效温度变化梯度为16?80°C /h的模式进行时效处理1?5h，再空冷或风冷至室温，即完成所述的沉淀硬化不锈钢PH17-4负温度梯度时效热处理。
[0015]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:将试样加热至500°C?620°C，按负时效温度变化梯度为80°C /h,时效处理lh，再空冷或风冷至室温。其它与【具体实施方式】一相同。
[0016]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:将试样加热至500°C?620°C，按负时效温度变化梯度为70°C /h,时效处理lh，再空冷或风冷至室温。其它与【具体实施方式】一相同。
[0017]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:将试样加热至500°C?620°C，按负时效温度变化梯度为60°C /h,时效处理1.5h，再空冷或风冷至室温。其它与【具体实施方式】一相同。
[0018]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:将试样加热至500°C?620°C，按负时效温度变化梯度为53°C /h,时效处理1.5h，再空冷或风冷至室温。其它与【具体实施方式】一相同。
[0019]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:将试样加热至500°C?620°C，按负时效温度变化梯度为40°C /h,时效处理2h，再空冷或风冷至室温。其它与【具体实施方式】一相同。
[0020]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:将试样加热至500°C?620°C，按负时效温度变化梯度为26.7°C /h,时效处理3h，再空冷或风冷至室温。其它与【具体实施方式】一相同。
[0021]【具体实施方式】八:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:将试样加热至500°C?620°C，按负时效温度变化梯度为20°C /h,时效处理4h，再空冷或风冷至室温。其它与【具体实施方式】一相同。
[0022]【具体实施方式】九:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:将试样加热至500°C?620°C，按负时效温度变化梯度为30°C /h，时效处理3h，再空冷或风冷至室温。其它与【具体实施方式】一相同。
[0023]【具体实施方式】十:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:将试样加热至500°C?620°C，按