一种提高316型不锈钢强度和耐冲击性能的热处理工艺

一种提高316型不锈钢强度和耐冲击性能的热处理工艺，属于不锈钢材料加工领域。

背景技术：

1、316型不锈钢是一种常见的奥氏体不锈钢，具有良好的耐腐蚀性、可焊性和可塑性。然而，与其他类型的不锈钢相比，奥氏体不锈钢在强度和耐冲击性能方面存在一些局限性。这些问题在某些应用场景下可能会引发安全隐患和结构损坏，因此需要解决这些问题以提高奥氏体不锈钢的性能。

2、奥氏体不锈钢的强度相对较低，这主要是由其晶体结构和成分所决定的。奥氏体不锈钢的奥氏体相具有面心立方结构，晶格中的空隙较多，从而降低了材料的强度。此外，奥氏体不锈钢中常用的合金元素如铬、镍等对强度的贡献有限，无法显著提高其强度水平。奥氏体不锈钢由于其晶体结构的特点，对冲击和撞击载荷的吸能能力较低，容易发生断裂和破损。当奥氏体不锈钢受到冲击载荷时，晶体的滑移和位错运动能力有限，导致材料的塑性变形能力不足，从而降低了耐冲击性能。

3、为了解决奥氏体不锈钢强度低和耐冲击性能差的问题，研究人员和工程师们已经采取了一系列的方法和措施，通过调整奥氏体不锈钢的合金成分和比例，改变材料的晶体结构和力学性能。引入强化相或合金元素，如钼、钛、氮等，增强奥氏体不锈钢的强度和硬度，提高其抗冲击性能。此外，通过优化合金元素的配比和热处理工艺，可以实现细化晶粒和改善材料的晶界结构，从而提高材料的强度和韧性。通过采用适当的加工工艺，如冷变形、热变形等，可以改善奥氏体不锈钢的组织结构和力学性能。通过表面处理方法，如机械抛光、化学处理、涂层等，可以改善奥氏体不锈钢的表面质量和性能。

4、尽管现有技术对316型不锈钢的性能有较大改进，但在实际需求中任然存在性能不足的现象，为了更进一步提高316型不锈钢的性能，本发明提供了一种改善316型不锈钢强度和耐冲击性能的热处理工艺。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种改进的热处理工艺去处理316型不锈钢，从而达到实现钢体强度和耐冲击性能提高的目的，为实现这一目的，本发明所采用的技术方案是：一种提高316型不锈钢强度和耐冲击性能的热处理工艺，设置有冷却室、冷却室门、气体循环管道、冷凝设备、储气罐和气泵；气体循环管道两端分别连接在冷却室的两端并贯通，气体循环管道内部设置多个冷凝设备，气泵设置在气体循环管道上，让气体在气体循环管道内循环，储气罐与气体循环管道连接，连接处设置有阀门，使用红外测温仪或热像仪对工件温度进行实时检测，还包括以下步骤：

2、s1、将316型不锈钢工件放在880c°-920c°下升温；

3、s2、工件温度达到环境温度，将工件置于聚丙烯酰胺淬火液中进行淬火，至工件表面温度低于50℃；

4、s3、淬火结束，打开冷却室门，将工件移至冷却室中并关闭冷却室门，阀门打开，气泵驱动，气体循环管道内部气体不断循环，冷凝设备工作，确保气体温度较低；

5、s4、工件外表面温度降低至25c°以下，将其静置在低于20c°的环境中24-36小时；

6、s5、将工件加热至450c°-500c°回火保温；

7、s6、回火保温后，在空气下恢复室温。

8、进一步的，储气罐内存放惰性气体，优选为氮气。

9、进一步的，聚丙烯酰胺淬火液的浓度为10.5％-12.5％。

10、进一步的，s4中环境温度低于0c°。

11、进一步的，气体循环管道中气体的温度控制在15-20℃。

12、与现有技术相比，本发明具有以下优点：（1）采取比淬火、油冷速度更快的聚丙烯酰胺淬火液和温度降低更稳定的氮气进行分级淬火，降低了工件淬火的终冷温度，且在第一阶段迅速制冷，第二阶段缓慢制冷，生成的不锈钢更好；（2）增加工件在低于20℃的温度下停放的步骤，使工件强度和耐冲击性提高。

技术特征：

1.一种提高316型不锈钢强度和耐冲击性能的热处理工艺，其特征在于：设置有冷却室（1）、冷却室门（2）、气体循环管道（3）、冷凝设备（4）、储气罐（5）和气泵（6）；气体循环管道（3）两端分别连接在冷却室（1）的两端并贯通，气体循环管道（3）内部设置多个冷凝设备（4），气泵（6）设置在气体循环管道（3）上，让气体在气体循环管道（3）内循环，储气罐（5）与气体循环管道（3）连接，连接处设置有阀门，使用红外测温仪或热像仪对工件温度进行实时检测，还包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种提高316型不锈钢强度和耐冲击性能的热处理工艺，其特征在于：储气罐内存放惰性气体，优选为氮气。

3.根据权利要求1所述的一种提高316型不锈钢强度和耐冲击性能的热处理工艺，其特征在于：聚丙烯酰胺淬火液的浓度为10.5％-12.5％。

4.根据权利要求1所述的一种提高316型不锈钢强度和耐冲击性能的热处理工艺，其特征在于：s4中环境温度低于0c°。

5.根据权利要求1所述的一种提高316型不锈钢强度和耐冲击性能的热处理工艺，其特征在于：气体循环管道中气体的温度控制在15-20℃。

技术总结
一种提高316型不锈钢强度和耐冲击性能的热处理工艺，属于不锈钢材料加工领域。将工件升温后进行分段淬火，第一段使用聚丙烯酰胺淬火液进行快速降温，第二段使用氮气进行缓慢降温，并且为了便于更好控制氮气，通过冷却室、冷却室门、气体循环管道、冷凝设备、储气罐和气泵设计了一套氮气控温设备，在淬火完成还增设了一段工件在低温下静置的步骤，经过上述热处理工艺处理后的工件，在强度和耐冲击性上取得了较好的提升。

技术研发人员：贾芸霏,李绍宏,郭涵,赵圆杰,袁涛
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16