充分固溶和始于高温多次变温交变时效复合热处理方法与流程

技术特征：
1.一种充分固溶和始于高温多次变温交变时效复合热处理方法，其特征在于，包括：充分固溶热处理过程，所述充分固溶热处理过程包括：在加热炉中在规定时间内将奥氏体不锈钢由室温升温到充分固溶最低温度时所进行的加热与保温、继续将奥氏体不锈钢由充分固溶最低温度升温到充分固溶中间固溶温度时所进行的加热与保温、再继续将奥氏体不锈钢由充分固溶中间固溶温度升温到充分固溶最高温度时所进行的加热与保温、最后再继续采用特定冷却方式将奥氏体不锈钢不出炉由充分固溶最高温度降温到充分始于高温多次变温交变时效最高温度时所进行的冷却；在充分固溶热处理结束以后再连续进行充分始于高温多次变温交变时效热处理，包括第1次充分始于高温变温交变时效过程：具体包括第1次前半部分充分始于高温终于低温无变温交变时效过程：首先在规定时间内将奥氏体不锈钢在加热炉中在时效最高温度时所进行的充分时效最高温度加热与保温、其次再继续将奥氏体不锈钢降温到时效中间温度时所进行的充分时效中间温度加热与保温、再次再继续将奥氏体不锈钢降温到最终时效最低温度时所进行的充分时效最低温度加热与保温，然后再继续第1次后半部分的始于低温终于高温变温交变时效过程：首先继续在规定时间内在加热炉中将奥氏体不锈钢由充分时效最低温度升温到时效中间温度时所进行的充分时效中间温度加热与保温、然后再继续在规定时间内在加热炉中将奥氏体不锈钢由充分时效中间温度升温到充分时效最高温度所进行的充分时效最高温度加热与保温；在第1次充分始于高温变温交变时效过程结束以后，然后再继续进行第2次、第3次或第4次多次变温交变时效过程：第2次多次变温交变时效，依次逆向重复进行第1次后半部分充分始于低温终于高温变温交变时效过程1次，第3次多次变温交变时效，依次逆向重复进行第2次多次变温交变时效过程1次，第4次多次变温交变时效，依次逆向重复进行第3次多次变温交变时效过程1次；在以上第2次、第3次或第4次充分始于高温多次变温交变时效过程全部结束以后，最后再继续采用特定冷却方式将奥氏体不锈钢降温到室温时所进行的冷却。2.根据权利要求1所述的充分固溶和始于高温多次变温交变时效复合热处理方法，其特征在于，充分始于高温多次变温交变时效所涉及的多阶段升温温度区间是指：第1次升温变温交变时效温度区间：从升温时效最低温度区间tafmin-1开始、再依次经过n
–
2个时效中间温度区间tafm-1、最终到时效最高温度区间tafmax-1结束的n个分阶段升温温度区间，3≤n≤7；第2次、第3次或第4次升温变温交变时效温度区间：依次重复进行上述升温时效过程，第1次、第2次、第3次、第4次升温变温交变时效最低温度区间数值的关系式为：tafmin-1＞tafmin-2＞tafmin-3＞tafmin-4，第1次、第2次、第3次、第4次升温时效中间温度区间数值的关系式为：tafm-1＞tafm-2＞tafm-3＞tafm-4，第1次、第2次、第3次、第4次升温变温交变时效最高温度区间数值的关系式为：tafmax-1＞tafmax-2＞tafmax-3＞tafmax-4；所述多次变温交变时效升温温度区间不重复出现任何一个升温时效最低温度区间、升温时效中间温度区间和升温时效最高温度区间，也不重复出现任何一个降温时效最低温度区间、降温时效中间温度区间和降温时效最高温度区间。3.根据权利要求1所述的充分固溶和始于高温多次变温交变时效复合热处理方法，其特征在于，充分始于高温多次变温交变时效所涉及的多阶段降温温度区间是指：第1次降温变温交变时效温度区间：从降温时效最高温度区间tafmax-1开始、再依次经过n
–
2个时效中间温度区间tafm-1、最终到时效最低温度区间tafmin-1结束的n个分阶段降温温度区间，3
≤n≤7；第2次、第3次、第4次降温变温交变时效温度区间：依次重复进行上述降温时效过程，第1次、第2次、第3次、第4次降温变温交变时效最低温度区间数值的关系式为：tafmin-1＞tafmin-2＞tafmin-3＞tafmin-4，第1次、第2次、第3次、第4次降温变温交变时效中间温度区间数值的关系式为：tafm-1＞tafm-2＞tafm-3＞tafm-4，第1次、第2次、第3次、第4次降温变温交变时效最高温度区间数值的关系式为：tafmax-1＞tafmax-2＞tafmax-3＞tafmax-4；所述充分始于高温多次变温交变时效降温温度区间不重复出现任何一个降温时效最低温度区间、降温时效中间温度区间和降温时效最高温度区间，也不重复出现任何一个升温时效最低温度区间、升温时效中间温度区间和升温时效最高温度区间。4.根据权利要求1所述的充分固溶和始于高温多次变温交变时效复合热处理方法，其特征在于，充分始于高温多次变温交变时效最低加热温度tafmin与最低理论时效加热温度taftmin的数学关系式为：tafmin＝taftmin；式中tafmin为充分始于高温多次变温交变时效最低加热温度，℃；taftmin为时效最低理论加热温度，℃。5.根据权利要求1所述的充分固溶和始于高温多次变温交变时效复合热处理方法，其特征在于，充分始于高温多次变温交变时效最高加热温度tafmax与时效最高理论加热温度taftmax的数学关系式为：tafmax＝taftmax；式中tafmin为充分始于高温多次变温交变时效最高加热温度，℃；taftmin为时效最高理论加热温度，℃。6.根据权利要求1所述的充分固溶和始于高温多次变温交变时效复合热处理方法，其特征在于，多次变温交变时效每一阶段的中间加热温度tafm与时效最低温度tafmin和时效最高加热温度tafmax的数学关系式为：tafm＝tafmin n
i
(tafmax
–
tafmin)/(n
–
1)式中tafm为充分始于高温多次变温交变时效每一阶段的中间加热温度，℃，也是多次降温或升温变温交变时效第2分阶段到倒数第2分阶段的具体阶段温度；tafmin为多次降温或升温变温交变时效最低温度，℃，也是多次降温或升温变温交变时效最后分段或第1分阶段的加热温度；n
i
为从第2分阶段到倒数第2分阶段由高到低或由低到高加热温度区间的具体第n
i
分阶段数，1≤n
i
≤5；tafmax为多次降温或升温变温交变时效最高加热温度，℃，也是多次降温或升温变温交变时效第1分阶段或最后分阶段的加热温度；(tafmax
–
tafmin)/n为多次降温或升温递减或递增温度级差，℃，为不变的具体数值；n为始于多次降温变温交变时效最高加热温度tafmax区间终于多次降温变温交变时效最低加热温度tafmin或始于多次升温变温交变时效最低温度tafmin终于多次升温变温交变时效最高加热温度tafmax区间的总分阶段数，3≤n≤7。7.根据权利要求1所述的充分固溶和始于高温多次变温交变时效复合热处理方法，其特征在于，充分始于高温多次变温交变时效时间按均等时间法进行时，均等时间法的充分始于高温多次变温交变时效加热总时间τ
afn
与升温时效第1分阶段、第2分阶段、第3分阶段、
……
、第n分阶段加热温度区间对应时效的每一阶段加热时间τ
afn
的数学关系式为：τ
afn
＝∑τ
afn
＝∑τ
afn
/n；式中τ
afn
为均等时间法的充分始于高温多次变温交变时效加热总时间，min或h；τ
afn
为充分始于高温多次变温交变时效第1分阶段、第2分阶段、第3分阶段、
……
、第n分阶段加热
温度区间对应时效的每一阶段加热时间，min/次或h/次，分别为τ
af1
、τ
af2
、τ
af3
、τ
af4
、τ
af5
、τ
af6
、τ
af7
，τ
af1
＝τ
af2
＝τ
af3
＝τ
af4
＝τ
af5
＝τ
af6
＝τ
af7
；n为充分始于高温多次变温交变时效加热的总阶段数，3≤n≤7；n为充分始于高温多次变温交变时效加热的第n阶段数，1≤n≤7。8.根据权利要求1所述的充分固溶和始于高温多次变温交变时效复合热处理方法，其特征在于，充分始于高温多次变温交变时效时间按递增时间法进行时，递增时间法的充分始于高温多次变温交变时效加热总时间τ
afn
与升温时效第1分阶段、第2分阶段、第3分阶段、
……
、第n分阶段加热温度区间对应时效的每一阶段加热时间τ
afn
的数学关系式为：τ
afn
＝∑τ
afn
＝∑[τ
af1
(n
–
1)τ
af0
]式中τ
afn
为递增时间法的充分始于高温多次变温交变时效加热总时间，min或h；n为充分始于高温多次变温交变时效加热的总阶段数，3≤n≤7；τ
afn
为充分始于高温多次变温交变时效每一阶段加热时间，min/次或h/次，分别为τ
af1
、τ
af2
、τ
af3
、τ
af4
、τ
af5
、τ
af6
、τ
af7
，τ
af1
＞τ
af2
＞τ
af3
＞τ
af4
＞τ
af5
＞τ
af6
＞τ
af7
；n为充分始于高温多次变温交变时效加热的第n阶段数，1≤n≤7；τ
af1
为充分始于高温多次变温交变时效第一阶段加热时间，min/次或h/次；τ
af0
为充分始于高温多次变温交变时效加热时间递增级差，min/次或h/次，为相同不变的具体数值。9.根据权利要求1所述的充分固溶和始于高温多次变温交变时效复合热处理方法，其特征在于，充分始于高温多次变温交变时效热处理最终冷却方式为：在室温空气中冷却。10.根据权利要求1所述的充分固溶和始于高温多次变温交变时效复合热处理方法，其特征在于，充分始于高温多次变温交变时效热处理，包括以下过程：第二部分充分始于高温多次变温交变时效热处理过程：在第一部分充分固溶热处理结束以后再继续进行第二部分充分始于高温多次变温交变时效热处理，依靠充分始于高温终于低温和始于低温终于高温多次交变时效热处理工艺，包括第1次充分始于高温变温交变时效过程：具体包括第1次前半部分的始于高温终于低温无变温交变时效过程：首先在规定时间内将奥氏体不锈钢在加热炉中在充分始于高温多次变温交变时效最高温度进行加热与保温、其次再继续将奥氏体不锈钢降温到充分始于高温多次变温交变时效中间时效温度时进行加热与保温、再次再继续将奥氏体不锈钢降温到充分始于高温多次变温交变时效最低温度进行加热与保温，然后再继续第1次后半部分的始于低温终于高温变温交变时效过程：首先继续在规定时间内在加热炉中将奥氏体不锈钢由时效最低温度升温到中间时效温度进行加热与保温、然后再继续在规定时间内在加热炉中将奥氏体不锈钢升温到时效最高温度进行加热与保温；然后再继续进行第2次、第3次或第4次多次变温交变时效过程：在第1次充分始于高温变温交变时效过程结束以后，再继续第2次多次变温交变时效，依次逆向重复进行第1次后半部分的充分始于低温终于高温变温交变时效过程1次，第3次多次变温交变时效，依次逆向重复进行第2次多次变温交变时效过程1次，第4次多次变温交变时效，依次逆向重复进行第3次多次变温交变时效过程1次；在以上第2次、第3次或第4次充分始于高温多次变温交变时效过程全部结束以后，最后再继续采用特定冷却方式将奥氏体不锈钢由以上充分始于高温多次变温交变时效最高温度或最低温度降温到室温时进行冷却。

技术总结
本发明提供一种充分固溶和始于高温多次变温交变时效复合热处理方法，包括：充分固溶热处理过程以及充分始于高温多次变温交变时效复合热处理过程。本发明的方案可解决奥氏体不锈钢固溶和时效热处理质量稳定性差、合格品率低、硬度偏低、力学性能低与一致性差、加热时间长、效率低、热处理设备加热可靠性差与高温元器件使用寿命低以及成本高等“一长一高三差五低”特有热处理技术理论与实践难题。特有热处理技术理论与实践难题。特有热处理技术理论与实践难题。


技术研发人员：李志广 孔冰 李全平 臧金明 燕建国 王东军
受保护的技术使用者：山西柴油机工业有限责任公司
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/4/26