提高冷轧304奥氏体不锈钢力学性能的工艺方法

摘要

本发明涉及一种提高冷轧304奥氏体不锈钢力学性能的工艺方法，主要包括对304奥氏体不锈钢的室温轧制，以及后续热处理的控制环节；具体包括以下步骤：将厚度为18.4mm的304奥氏体不锈钢坯料固溶处理后，再经过热轧，得到厚度为5mm的304奥氏体不锈钢板，然后进行室温轧制，最后将轧制后的不锈钢板进行低温退火，出炉空冷。通过该方法可使冷轧304奥氏体不锈钢的力学性能得到很大的提高。本发明的热处理工艺方法简单，成本较低，便于实现工业化生产。

权利要求

1.一种提高冷轧304奥氏体不锈钢力学性能的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将厚度为18.4mm的标准成分的304奥氏体不锈钢坯料进行固溶处理；固溶温度为高温1200 ℃，保温时间为1h；

（2）将步骤(1)中固溶后的不锈钢板进行热轧，轧成厚度为5mm的304奥氏体不锈钢板；

（3）将步骤(2)中所得的5mm不锈钢板用冷轧机进行室温轧制，得到轧制后的不锈钢板；

采用压下量为64%，轧制后不锈钢板的最终厚度为1.8mm，或者轧制压下量为78.4%，轧制后不锈钢板的最终厚度为1.08mm；

（4）将步骤(3)中冷轧后的不锈钢板在炉温已经升至400℃的加热炉中进行低温退火，退火时间为30min，然后出炉空冷。

2.根据权利要求1所述的提高冷轧304奥氏体不锈钢力学性能的工艺方法，其特征在于：步骤（2）中热轧后冷却方式是水冷。

3.根据权利要求1所述的提高冷轧304奥氏体不锈钢力学性能的工艺方法，其特征在于：步骤（4）中的加热炉为热处理用箱式电阻炉。

说明书

提高冷轧304奥氏体不锈钢力学性能的工艺方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种不锈钢处理工艺方法，尤其是一种提高冷轧304奥氏体不锈钢力学性能的工艺方法，属于不锈钢加工技术领域。

背景技术

[0002] 不锈钢的发明是世界冶金史上的重大成就。在21世纪中，不锈钢材料仍具有不可取代的地位，并在世界范围内不锈钢的生产与需求都一直保持着增长的趋势。不锈钢的钢种很多，性能各异。一般按照不锈钢的组织进行分类，可以分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢等。奥氏体不锈钢作为不锈钢中应用最广泛的一种，从不锈钢第一次商业化生产开始就一直处于完全领跑的地位，由于其具有优良的力学性能，良好的韧性和塑性，同时兼具良好的冷热加工性能和耐腐蚀性能，并且无磁性，被广泛地应用于生物能源、海洋工程、航空航天、石油化工和食品等各个领域，其生产量和消耗量在近年来已达到我国不锈钢总产量和消耗量的70％。

[0003] 然而奥氏体不锈钢的强度，特别是屈服强度很低，大大地限制了其更为广泛的应用和发展。普通奥氏体不锈钢在使用过程中特别是结构件领域，由于屈服强度较低，不能减薄减重，这毫无疑问会增加使用成本，显然不符合当今社会节能、环保的发展趋势，因此对奥氏体不锈钢的力学性能提出了更高的要求。所以通过简单的工艺方法提高冷轧304奥氏体不锈钢的力学性能不仅可以带来良好的经济效益，而且具有明显的实际应用价值。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提高冷轧304奥氏体不锈钢的力学性能，而提供一种提高冷轧304奥氏体不锈钢力学性能的工艺方法。

[0005] 本发明采用如下技术方案予以实现：

[0006] 一种提高冷轧304奥氏体不锈钢力学性能的工艺方法，包括以下步骤：

[0007] (1)将厚度为18.4mm的标准成分的304奥氏体不锈钢坯料进行固溶处理；

[0008] (2)将步骤(1)中固溶后的不锈钢板进行热轧，轧成厚度为5mm的304奥氏体不锈钢板；

[0009] (3)将步骤(2)中所得的5mm不锈钢板用冷轧机进行室温轧制，得到轧制后的不锈钢板；

[0010] (4)将步骤(3)中冷轧后的不锈钢板在炉温已经升至400℃的加热炉中进行低温退火，退火时间为30min，然后出炉空冷。

[0011] 进一步，步骤(1)中固溶温度为高温1200℃，保温时间为1h。

[0012] 进一步，步骤(2)中热轧后冷却方式是水冷。

[0013] 进一步，步骤(3)中用冷轧机进行室温轧制，压下量为64％，轧制后不锈钢板的最终厚度为1.8mm，或者轧制压下量为78.4％，轧制后不锈钢板的最终厚度为1.08mm。

[0014] 进一步，步骤(4)中的加热炉为热处理用箱式电阻炉。

[0015] 进一步，步骤(4)中低温退火后，出炉冷却方式为空冷。

[0016] 本发明的有益效果是：

[0017] 本发明提供了一种提高304奥氏体不锈钢力学性能的工艺方法，主要通过以下方式创新来实现304奥氏体不锈钢力学性能的提高。

[0018] 通过对冷轧后的304奥氏体不锈钢进行低温退火，退火时发生回复会释放钢内部的部分残余应力，使钢内部应力松弛均匀化，适当的减小了钢的强度和硬度。但是退火后，时效导致马氏体数量增加，发生相变强化，而相变强化对提高冷轧态钢的强度、硬度的作用要大于应力释放所造成的钢强度、硬度下降，因此通过本发明方法可使冷轧304奥氏体不锈钢的屈服强度、抗拉强度和硬度得到很大的提高。

[0019] 本发明与现有技术相比具有如下优点：

[0020] 1.本发明所述的冷轧是在室温下进行，更易于实现工业化生产。

[0021] 2.本发明所述的低温退火是在电阻式加热炉中进行，更加接近实际生产情况。

[0022] 3.本发明的热处理方法工艺简单，成本较低，能显著提高不锈钢的力学性能。

附图说明

[0023] 图1是304奥氏体不锈钢热轧后的金相组织照片；

[0024] 图2是经过实施案例1，2处理后304奥氏体不锈钢低温退火前后的金相组织照片；

[0025] 其中：a为64％变形未退火，b为64％变形已退火，c为78.4％变形未退火，d为78.4％变形已退火；

[0026] 图3是为经过实施例一、二处理后304奥氏体不锈钢低温退火前后的X射线衍射图。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

[0028] 实施例一：

[0029] 一种提高冷轧304奥氏体不锈钢力学性能的工艺方法，包括以下步骤：

[0030] (1)将厚度为18.4mm的标准成分的304奥氏体不锈钢坯料进行固溶处理，固溶温度为1200℃，固溶时间为1h；

[0031] (2)将步骤(1)中固溶后的不锈钢板进行热轧，轧成厚度为5mm的304奥氏体不锈钢板，冷却方式是水冷，其金相组织如图1所示；

[0032] (3)将步骤(2)中所得的5mm的不锈钢板用冷轧机进行室温轧制，得到轧制后的不锈钢板，轧制压下量为64％，轧制后不锈钢板的最终厚度为1.8mm；

[0033] (4)将步骤(3)中冷轧后的不锈钢板在炉温已经升至400℃的加热炉中进行低温退火，退火时间为30min,然后出炉空冷。

[0034] (5)如图2中的a，b所示，低温退火前后的组织相差不大。由于304奥氏体不锈钢在400℃低温退火是一个回复过程，所以其显微组织相比冷轧态并不会有太大差别。304奥氏体不锈钢低温退火前后的X射线衍射图如图3所示，室温轧制后，其组织中大部分奥氏体转变为马氏体，并且低温退火后，马氏体进一步增多。处理前后304奥氏体不锈钢的力学性能如表1所示，可以看出，通过本发明方法使冷轧304奥氏体不锈钢的屈服强度、抗拉强度和硬度得到很大的提高。这是因为通过对冷轧后的304奥氏体不锈钢进行低温退火，退火时发生回复会释放钢内部的部分残余应力，使钢内部应力松弛均匀化，适当地减小了钢的强度和硬度，但是退火后，时效导致马氏体数量增加，发生相变强化，而相变强化对提高冷轧态钢的强度、硬度的作用要大于应力释放所造成的钢强度、硬度下降。

[0035] 实施例二：

[0036] 一种提高冷轧304奥氏体不锈钢力学性能的工艺方法，包括以下步骤：

[0037] (1)将厚度为18.4mm的标准成分的304奥氏体不锈钢坯料进行固溶处理，固溶温度为1200℃，固溶时间为1h；

[0038] (2)将步骤(1)中固溶后的不锈钢板进行热轧，轧成厚度为5mm的304奥氏体不锈钢板，冷却方式是水冷，其金相组织如图1所示；

[0039] (3)将步骤(2)中所得的5mm的不锈钢板用冷轧机进行室温轧制，得到轧制后的不锈钢板，轧制压下量为78.4％，轧制后不锈钢板的最终厚度为1.08mm；

[0040] (4)将步骤(3)中冷轧后的不锈钢板在炉温已经升至400℃的加热炉中进行低温退火，退火时间为30min,然后出炉空冷。

[0041] (5)如图2中的c，d所示，和实施案例1同理，低温退火前后的组织相差不大。304奥氏体不锈钢低温退火前后的X射线衍射图如图3所示，和实施案例1同样，通过XRD分析发现马氏体在退火后增多。处理前后304奥氏体不锈钢的力学性能如表1所示，可以看出，通过本发明方法使冷轧304奥氏体不锈钢的屈服强度、抗拉强度和硬度得到很大的提高，原因和实施案例1同理。

[0042] 表1为经过实施例一、二处理后64％，78.4％变形量的304奥氏体不锈钢低温退火前后的性能。

[0043] 表1

[0044]

[0045] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。