低温压缩机用S520B材料的双时效热处理工艺.pdf

本发明公开了一种低温压缩机用S520B材料的热处理工艺，属于热处理工艺技术领域。该工艺包括以下步骤：(1)固溶化处理，在1050℃下保温2.0～3.0小时，然后油冷；(2)一次时效处理，在590-610℃保温4～5小时，然后空冷；(3)经步骤(2)时效处理后的S520B材料，增加二次时效处理，即在590-610℃保温4～5小时，然后空冷。经本发明处理后的低温压缩机零件，其低温机械性能的一次合格率大幅提高。

权利要求书
1.  一种低温压缩机用S520B材料的热处理工艺，其特征在于：该工艺包括以下步骤：
(1)固溶化处理：在1050℃下保温2.0～3.0小时，然后油冷；
(2)一次时效处理：在590-610℃保温4～5小时，然后空冷；
(3)二次时效处理：经步骤(2)时效处理后的S520B材料，再次在590-610℃保温4～5小时，然后空冷。

2.  根据权利要求1所述的热处理工艺，其特征在于：S520B材料热处理过程中，二次时效处理与一次时效处理的处理温度相同。

3.  根据权利要求1所述的热处理工艺，其特征在于：所述S520B材料的化学成分及重量百分比为：C：0.031％；Si：0.31％；Mn：0.59％；Cr：15.41％；Ni：5.67％；Mo：0.73％；S：0.003％；P：0.021％；Nb：0.37％；Cu：1.34％；Fe：余量。

4.  根据权利要求1所述的热处理工艺，其特征在于：经二次时效处理后的S520B材料，使用温度不低于-80℃。

说明书低温压缩机用S520B材料的双时效热处理工艺
技术领域
本发明涉及热处理工艺技术领域，具体涉及一种低温压缩机用S520B材料的热处理工艺，该工艺适用于离心压缩机低温零件用S520B材料的热处理，也可应用于其它离心机有低温要求工件用S520B材料的的热处理。
背景技术
目前，低温压缩机用S520B材料的传统热处理工艺是固溶化处理+时效处理，经传统热处理工艺方法处理后的S520B低温零件，很难保证机械性能的一次合格，一般要经过多次返修才能合格。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低温压缩机用S520B材料的双时效热处理工艺，通过改进热处理工艺提高低温压缩机用S520B材料的机械性能数值，提高其综合机械性能的一次合格率。
为实现上述目的，本发明技术方案是：
一种低温压缩机用S520B材料的热处理工艺，该工艺包括以下步骤：
(1)固溶化处理：在1050℃下保温2.0～3.0小时，然后油冷；
(2)一次时效处理：在590-610℃保温4～5小时，然后空冷；
(3)二次时效处理：经步骤(2)时效处理后的S520B材料，再次在590-610℃保温4～5小时，然后空冷；且二次时效处理与一次时效处理的处理温度相同。
所述S520B材料的化学成分为(wt.％)：C：0.031％；Si：0.31％；Mn：0.59％；Cr：15.41％；Ni：5.67％；Mo：0.73％；S：0.003％；P：0.021％；Nb：0.37％；Cu：1.34％；Fe：余量。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明在S520B材料传统热处理工艺即固溶化处理+时效处理的基础上，在固溶化处理和时效处理之后增加二次时效处理，即热处理工艺方法改为：固溶化处理+时效处理+时效处理；低温环境下(使用温度不低于-80℃)压缩机零件用S520B材料采用本发明热处理工艺，可以提高其热处理后的综合机械性能数值，由原来的多次返修才能合格，改进为直接一次合格，综合机械性能数值提高、直接一次合格的原因是：二次时效的力学性能的稳定性提高了。
2、本发明两次时效处理的温度相同，可通过控制处理温度(在590-610℃范围内调整)调控双时效热处理后S520B材料的强度。
3、本发明热处理工艺不但可以用在低温压缩机零件用S520B材料上，而且可以用在其它装置有低温要求工件用S520B材料上。
具体实施方式
下面结合实施例详述本发明。
实施例1
低温离心压缩机零件用S520B材料，其化学成分：C:0.031wt.％；Si：0.31wt.％；Mn：0.59wt.％；Cr：15.41wt.％；Ni：5.67wt.％；Mo：0.73wt.％；S：0.003wt.％；P：0.021wt.％；Nb：0.37wt.％；Cu：1.34wt.％；Fe：余量。对其进行热处理，包括以下步骤：
(1)固溶化处理，在1050℃下保温2.0小时，然后油(或水)冷；
(2)时效处理，在610℃保温4小时，然后空冷；
(3)经步骤(2)时效处理后的S520B材料，增加二次时效处理，即再次在610℃保温4小时，然后空冷。
对比例1
与实施例1不同之处在于：省略步骤(3)。
经测试实施例1热处理后的S520B零件其CharpyV型缺口低温冲击指标较对比例1明显提高，数据见表1-2和表2-2，其中表2-2对比例1的低温冲击数据是不合格的，表1-2实施例1低温冲击数据是合格的。实施例1和对比例1的常温机械性能数据都是合格的，见表1-1和表2-1，但对比例1的强度高于要求太多，并不是希望得到的。低温冲击数据合格的原因是，二次时效的力学性能稳定 性提高了。
表1-1、实施例1热处理后的常温机械性能数据
材质编号RP0。2MPaRm MPaA％Z％Akv2J10-12550-1158639682070130、136、144
表1-2、实施例1热处理后的CharpyV型缺口低温冲击数据

表2-1、对比例1热处理后的常温机械性能数据
材质编号RP0。2MPaRm MPaA％Z％Akv2J10-12550-1101009106617.068119、120、86
表2-2、对比例1热处理后的CharpyV型缺口低温冲击数据

实施例2
低温离心压缩机零件用S520B材料，其化学成分：C:0.031wt.％；Si：0.31wt.％；Mn：0.59wt.％；Cr：15.41wt.％；Ni：5.67wt.％；Mo：0.73wt.％；S：0.003wt.％；P：0.021wt.％；Nb：0.37wt.％；Cu：1.34wt.％；Fe：余量。对其进行热处理，包括以下步骤：
(1)固溶化处理，在1050℃下保温3.0小时，然后油(或水)冷；
(2)时效处理，在590℃保温5小时，然后空冷；
(3)经步骤(2)时效处理后的S520B材料，增加二次时效处理，即再次在590℃保温5小时，然后空冷。
对比例2
与实施例2不同之处在于：省略步骤(3)。
经测试实施例2热处理后的S520B零件其CharpyV型缺口低温冲击指标较对比例2明显提高，数据见表3-2和表4-2，其中表4-2对比例1的低温冲击数据是不合格的，表3-2实施例1低温冲击数据是合格的。实施例2和对比例2的常温机械性能数据都是合格的，见表3-1和表4-1，但对比例2的强度高于要求太多，并不是希望得到的。低温冲击数据合格的原因是，二次时效的力学性能稳定性提高了。
表3-1、实施例1热处理后的常温机械性能数据
材质编号RP0。2MPaRm MPaA％Z％Akv2J10-12550-13092896819.070110、122、124
表3-2、实施例1热处理后的CharpyV型缺口低温冲击数据

表4-1、对比例1热处理后的常温机械性能数据
材质编号RP0。2MPaRm MPaA％Z％Akv2J10-12550-1001053110714.56870、76、80
表4-2、对比例1热处理后的CharpyV型缺口低温冲击数据