本发明涉及钢铁热处理，尤其涉及一种高横向冲击韧性双相不锈钢及其制备方法。
背景技术：
1、双相不锈钢是不锈钢家族中重要的一类，其金相组织由铁素体与奥氏体构成，且各占50％左右。双相不锈钢的两相组织特点使其既具有铁素体不锈钢高强度和耐氯离子应力腐蚀的优点，又具有奥氏体不锈钢高韧性和易焊接的优点。当前，双相不锈钢广泛应用于腐蚀环境恶劣的石化行业。在油气输送、化学品船制造、核电、纸浆与造纸、海水淡化、脱硫吸收装置等领域的应用也在不断拓展。
2、由于富含铁素体形成元素，双相不锈钢通常以铁素体模式进行凝固。在凝固过程，双相不锈钢钢水先完全转变成铁素体组织，随着温度的进一步降低，奥氏体相在铁素体基体中形核并长大，形成双相组织。在随后的热变形过程中，特别是大变形热轧过程中，奥氏体相和铁素体相均沿轧制方向发生延伸和排列，最终形成层片状的双相组织。该层片状双相组织在随后的传统热处理过程很难发生显著改变。因此，双相不锈钢天然地属于各向异性材料，其机械性质，如冲击韧性，显示出明显的方向依赖性，其横向(垂直于轧制方向)冲击韧性远低于纵向冲击韧性。以超级双相不锈钢为例，其纵向低温(-46℃)冲击韧性可以达到200j以上，但是其横向低温(-46℃)冲击韧性很不稳定，经常低于50j，导致无法满足使用需求。
3、稀土微合金化可以提升包含双相不锈钢在内的钢铁材料的冲击韧性，但是，稀土处理成本高，且容易导致连铸水口结瘤，影响生产顺行，降低生产效率。此外，稀土处理还容易形成大尺寸的稀土夹杂物，且由于稀土夹杂物密度大不易上浮去除。因此，若稀土处理操作不当，反而会显著恶化钢的冲击韧性。
4、因此，如何显著提升双相不锈钢的横向冲击韧性成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种高横向冲击韧性双相不锈钢及其制备方法。本发明提供的双相不锈钢的制备方法能够显著提升双相不锈钢的横向冲击韧性。
2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
3、本发明提供了一种高横向冲击韧性双相不锈钢的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)将待处理的双相不锈钢加热后进行保温球化，得到球化处理双相不锈钢；
5、(2)将所述步骤(1)得到的球化处理双相不锈钢以a方式或b方式处理至固溶温度进行保温，得到固溶处理双相不锈钢；
6、所述a方式为将球化处理双相不锈钢从所述球化温度直接降温至固溶温度；所述a方式中直接降温的降温速率＞60℃/h；
7、所述b方式为将球化处理双相不锈钢先进行水淬处理，然后重新加热至固溶温度；
8、(3)将所述步骤(2)得到的固溶处理双相不锈钢进行水淬处理，得到高横向冲击韧性双相不锈钢。
9、优选地，所述步骤(1)中保温球化的温度为1150～1300℃，保温球化的时间为30～240min。
10、优选地，所述步骤(2)中的固溶温度为950～1100℃，保温时间为10～120min。
11、优选地，所述步骤(1)中加热和步骤(2)b方式中的加热方式独立地为程序升温；所述程序升温为依次进行的第一升温、第二升温和第三升温。
12、优选地，所述第一升温的温度区间为＜700℃，所述第一升温的升温速率为60～150℃/h；
13、所述第二升温的温度区间为700～1000℃，所述第二升温的升温速率为150～500℃/h；
14、所述第三升温的温度区间为＞1000℃，所述第三升温的升温速率为60～300℃/h。
15、优选地，所述步骤(3)中的水淬处理为将固溶处理双相不锈钢转移至水淬池中进行冷却。
16、优选地，所述转移的时间＜120s。
17、更优选地，所述转移的时间＜80s。
18、本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的高横向冲击韧性双相不锈钢，所述高横向冲击韧性双相不锈钢由铁素体相和奥氏体相组成。
19、优选地，所述奥氏体相的体积占比为30～70％。
20、本发明提供了一种高横向冲击韧性双相不锈钢的制备方法，包括以下步骤：(1)将待处理的双相不锈钢加热后进行保温球化，得到球化处理双相不锈钢；(2)将所述步骤(1)得到的球化处理双相不锈钢以a方式或b方式处理至固溶温度进行保温，得到固溶处理双相不锈钢；所述a方式为将球化处理双相不锈钢从所述球化温度直接降温至固溶温度；所述a方式中直接降温的降温速率＞60℃/h；所述b方式为将球化处理双相不锈钢先进行水淬处理，然后重新加热至固溶温度；(3)将所述步骤(2)得到的固溶处理双相不锈钢进行水淬处理，得到高横向冲击韧性双相不锈钢。本发明通过球化处理，使双相不锈钢中的奥氏体相和铁素体相的相对含量面临重新平衡，使带状奥氏体相自发部分溶解，从而细化，细化的带状奥氏体相的比表面积进一步增大，使带状奥氏体相自发断成若干片段，且各段奥氏体相会自发球化，从而降低双相不锈钢各向异性的程度；将球化处理双相不锈钢从球化处理温度快速降温至固溶温度，通过提高降温速率，可以诱导细小弥散的奥氏体相在铁素体基体中析出，起到弥散强化的作用，提升横向冲击韧性。实施例结果表明，本发明提供的制备方法制得的高横向冲击韧性双相不锈钢在-46℃下的横向冲击功为83～192j，远高于传统热处理双相不锈钢的横向冲击韧性39j，能够显著提升双相不锈钢的横向冲击韧性。
1.一种高横向冲击韧性双相不锈钢的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中保温球化的温度为1150～1300℃，保温球化的时间为30～240min。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)的固溶温度为950～1100℃，保温时间为10～120min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中加热和步骤(2)b方式中的加热方式独立地为程序升温；所述程序升温为依次进行的第一升温、第二升温和第三升温。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述第一升温的温度区间为＜700℃，所述第一升温的升温速率为60～150℃/h；
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的水淬处理为将固溶处理双相不锈钢转移至水淬池中进行冷却。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述转移的时间＜120s。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述转移的时间＜80s。
9.权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到的高横向冲击韧性双相不锈钢，其特征在于，所述高横向冲击韧性双相不锈钢由铁素体相和奥氏体相组成。
10.根据权利要求9所述的高横向冲击韧性双相不锈钢，其特征在于：所述奥氏体相的体积占比为30～70％。