一种提高304型亚稳奥氏体不锈钢屈服强度的方法

　　3.马氏体相变强化是提高材料屈服强度的有效手段。然而，304型亚稳奥氏体不锈钢具有很高的热稳定性，室温组织为稳定的奥氏体，即使淬火到液氮温度组织中也很难形成马氏体强化相。所以，如何向304型亚稳奥氏体不锈钢中引入强化相马氏体是利用马氏体相变强化提高其屈服强度的一个难题。

　　技术实现要素：

　　6.为了达到上述目的，本发明是通过如下手段得以实现的：本发明第一方面提供了一种提高304型亚稳奥氏体不锈钢屈服强度的方法，包括如下步骤：（1）将厚度为d（mm）的退火态304型亚稳奥氏体不锈钢板加热至80-200℃，并进行保温处理；（2）将厚度为d（mm）的退火态304型亚稳奥氏体不锈钢板进行轧制变形处理，变形量为6-10%；（3）对轧制变形后的304型亚稳奥氏体不锈钢进行300-400℃等温处理，之后冷却至室温；（4）将冷却至室温的304型亚稳奥氏体直接投放到液氮环境中进行深冷处理，随后将其升温至室温。

　　8.作为本发明的优选，步骤（1）中所述的保温温度为140℃，保温时间t130d。

　　10.作为本发明的优选，步骤（3）中所述保温时间为t2分钟，其中t2（3-5）d。

　　12.作为本发明的优选，步骤（4）中所述深冷处理时间为t3分钟，其中t3（40-60）d。

　　14.作为本发明的优选，步骤（4）中升温速度为20℃/分钟。

　　16.304型亚稳奥氏体不锈钢在单一深冷处理条件下组织中难以形成大量的强化相马氏体，这是由于其组织中具有很少的马氏体相变形核质点。形核质点是马氏体相变发生的前提条件，其数量及形核趋势直接影响马氏体的相变动力学。

　　18.然而，上述工艺只考虑了马氏体相变形核质点的引入，且只引入了单一类型的形核质点（滑移带），而并未考虑马氏体板条的长大。马氏体相变是膨胀型相变，材料组织中的内应力会抑制马氏体相变。在上述工艺中，预变形手段在向组织中引入滑移带的同时也向组织中引入了内应力。

　　20.本发明基于前期工作提出的室温预变形+深冷处理工艺向材料组织中引入马氏体工艺方法存在的不足（引入的形核质点类型单一，形核趋势低；组织中存在内应力影响马氏

　　21.此外，本发明采用了中低温轧制预变形处理，不同的变形温度可向退火态的奥氏体组织中主动引入层错、位错和变形带等不同类型的形变亚结构，提供更多类型的马氏体相变的形核质点。相变的驱动力同样是马氏体相变发生的前提条件。

　　24.本发明首先在进行轧制之前将304型亚稳奥氏体不锈钢通过气氛炉加热至80-200℃，不同的加热温度设置为了使304型亚稳奥氏体不锈钢在后续变形过程中，奥氏体组织中形成不同种类的形变亚结构（如80℃下变形主要形成变形带，而200℃下变形主要形成层错等）。

　　26.进一步，将变形处理后的304型亚稳奥氏体不锈钢升温至300-400℃保温，目的是消除其组织内的形变应力，该应力的存在会抑制马氏体相变。

　　28.深冷时间与厚度相关是保证不锈钢能达到液氮温度（不锈钢厚度越大深冷处理时间越长）。工艺处理后的304型亚稳奥氏体不锈钢组织中含有18-25%的马氏体，获得了奥氏体+马氏体的双相组织，其屈服强度提高了285-367mpa。

　　30.（2）本发明提高了304型亚稳奥氏体不锈钢中马氏体引入量的上限，增大了304型亚稳奥氏体不锈钢中马氏体引入量的调节范围，可实现马氏体含量的主动调控，进而实现304型亚稳奥氏体不锈钢屈服强度的可量化提升。

　　33.实施例1一种提高304型亚稳奥氏体不锈钢屈服强度的方法，包括如下步骤：（1）取1mm厚的退火态304型亚稳奥氏体不锈钢，将其放置在气氛炉内升温至140℃，保温30分钟；（2）对保温后的304型亚稳奥氏体不锈钢进行轧制变形处理，变形量为8%，每道次压下率为2%；（3）将轧制变形后的304型亚稳奥氏体不锈钢加热至350℃，保温4分钟，随后冷却至室温，冷却速率为20℃/分钟；（4）将冷却至室温的304型亚稳奥氏体不锈钢直接投入到液氮环境中，进行深冷处理，处理时间为60分钟，随后将其以20℃/分钟的速度升温至室温。

　　35.实施例3一种提高304型亚稳奥氏体不锈钢屈服强度的方法，包括如下步骤：（1）取3mm厚的退火态304型奥氏体不锈钢，将其放置在气氛炉内升温至200℃，保温60分钟；（2）对保温后的304型亚稳奥氏体不锈钢进行轧制变形处理，变形量为10%，每道次压下率为2%；（3）将轧制变形后的304型亚稳奥氏体不锈钢加热至400℃，保温15分钟，随后冷却至室温，冷却速率为20℃/分钟；（4）将冷却至室温的304型亚稳奥氏体不锈钢直接投入到液氮环境中，进行深冷处理，处理时间为150分钟，随后将其以20℃/分钟的速度升温至室温。

　　为8%，每道次压下率为2%；（2）将轧制变形后的304型亚稳奥氏体不锈钢直接投入到液氮环境中，进行深冷处理，处理时间为60分钟，随后将其以20℃/分钟的速度升温至室温。

　　38.对比例3一种提高304型亚稳奥氏体不锈钢屈服强度的方法，包括如下步骤：（1）取1mm厚的退火态304型亚稳奥氏体不锈钢，将其放置在气氛炉内升温至140℃，保温30分钟；（2）对保温后的304型亚稳奥氏体不锈钢进行轧制变形处理，变形量为8%，每道次压下率为2%；（3）将轧制变形后的304型亚稳奥氏体不锈钢直接投入到液氮环境中，进行深冷处理，处理时间为60分钟，随后将其以20℃/分钟的速度升温至室温。

　　40.验证例1分别取实施例1-3及对比例1-4制备获得的不锈钢，对其中马氏体的体积分数以及屈服强度增加量采用本领域的常规技术方法进行检测，具体检测结果如下表1所示。

　　在轧制变形工艺后施加合理的等温处理工艺，能有效地提高304型亚稳奥氏体不锈钢组织中马氏体的引入量以及屈服强度，与不施加等温处理相比，马氏体引入量至多提高了20%（体积分数），屈服强度至多提高了235mpa。

　　43.以上具体实施方式部分对本发明所涉及的分析方法进行了具体的介绍。应当注意的是，上述介绍仅是为了帮助本领域技术人员更好地理解本发明的方法及思路，而不是对相关内容的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域技术人员还可以对本发明进行适当的调整或修改，上述调整和修改也应当属于本发明的保护范围。