專利名稱：奧氏體不銹鋼管材內高壓成形中抑制馬氏體相變的方法
技術領域：
本發明涉及ー種抑制馬氏體相變的方法，具體涉及ー種奧氏體不銹鋼管材內高壓成形中抑制馬氏體相變的方法，屬于材料組織控制領域。
背景技術：
奧氏體不銹鋼具有優越的耐蝕性，被廣泛應用于石油、化工、電カ以及原子能等領域，對于某些深沖加工而成的產品，存在延遲開裂的現象，且在某些環境中對應カ腐蝕開裂 比較敏感，使用過程中常常因應カ腐蝕開裂引起泄露事故。近20年來，國內外的ー些研究者認為，導致其應カ腐蝕主要有三個方面的原因I.亞穩態奧氏體不銹鋼產品在制造過程中形變誘發馬氏體相變導致組織硬度提高，屈服強度降低，組織均勻性變差，不可避免地増大位錯密度，出現位錯塞積，從而利于產生微裂紋，且馬氏體組織對腐蝕介質的選擇性溶解構成了裂紋擴展的活性通道。從而造成應カ腐蝕開裂；2.焊接和其他熱加工エ藝，會造成晶界貧銘，促使馬氏體相的生成；馬氏體相的存在改變了材料的電化學和耐蝕性能,容易成為孔蝕源發生孔蝕,進而產生應力腐蝕開裂;3.氫致馬氏體相變。氫能造成奧氏體點陣的膨脹和畸變，在隨后的時效過程中，會造成部分奧氏體轉變為馬氏體，進而影響到材料的抗應カ腐蝕性能。內高壓成形技術制造出的不銹鋼管材產品具有輕量化和整體化的優點，在現代航天、汽車等行業得到了越來越廣泛的應用。奧氏體不銹鋼管材內高壓成形過程中的塑性加エ會發生形變誘導奧氏體-馬氏體組織轉變，部分奧氏體轉變成馬氏體后，會造成延遲開裂和應カ腐蝕，影響產品使用壽命。
發明內容
本發明的目的是為了解決現有奧氏體不銹鋼管材內高壓成形過程中的塑性加工會發生形變誘導奧氏體-馬氏體組織轉變，部分奧氏體轉變成馬氏體后，會造成延遲開裂和應カ腐蝕，影響產品使用壽命的問題，進而提供一種奧氏體不銹鋼管材內高壓成形中抑制馬氏體相變的方法。本發明的技術方案是內高壓成形中抑制馬氏體相變的具體方法為步驟一、將奧氏體不銹鋼管坯放入內高壓成形機模具型腔內，上下模具合摸；步驟ニ、奧氏體不銹鋼管坯的兩端各通過ー個沖頭密封，通過加載器對奧氏體不銹鋼管坯兩端的沖頭施加軸向載荷，所述施加軸向載荷數值為50MPa-80MPa ；步驟三、通過內高壓成形機機載油泵對奧氏體不銹鋼管坯進行充液加壓，同時通過上下模具中的加熱棒對模具進行加熱，通過熱電偶反饋模具與所充液體溫度變化，利用PID實現對加熱溫度的自動控制，對奧氏體不銹鋼管坯所充入的液體為液カ傳遞介質，液カ傳遞介質的初始內壓為60MPa-80MPa，液カ傳遞介質的溫度和模具加熱的溫度均為270°C _280°C，并保溫25min-35min，使整個奧氏體不銹鋼管坯的溫度保持一致；步驟四、在液力傳遞介質和軸向載荷共同作用下，奧氏體不銹鋼管坯進入塑性變形階段，兩端密封的沖頭在繼續加載軸向載荷的作用下，繼續頂壓管材，液カ傳遞介質的內壓繼續不斷升高，此時的奧氏體不銹鋼管坯進入整形階段，整形階段的內壓為90-100MPa，管壁逐漸貼附到模具型腔內壁上，從而實現管材內高壓成形。本發明與現有技術相比具有以下效果1.本發明在270°C _280°C下有助于提高奧氏體不銹鋼管坯塑性變形的協調性和變形能力。2.馬氏體相變有其固定的轉變開始溫度Ms點，即奧氏體在加熱到高溫迅速冷卻時自發轉變為馬氏體的溫度，當T <Ms時，才能發生馬氏體相變，由于發生馬氏體相變時，基體要產生均勻的切變，外加應カ(或應變)將有助于馬氏體的形成,通過冷加工能誘發產生馬氏體相的最高溫度稱為Md點，它一般比Ms溫度 高，本發明選擇在Md溫度以上進行塑性加工，有效的抑制形變誘導馬氏體相變的發生，避免了馬氏體對后期產品使用過程中造成延遲開裂和應カ腐蝕破壞。3.本發明在大量的、反復的實驗過程中，均得出以下結論參照圖1，在275°C進行管材內高壓成形，奧氏體不銹鋼管坯在塑性變形過程中形變誘導馬氏體轉變量為0，完全抑制了馬氏體轉變的發生。
圖I是本發明在不同溫度下塑性變形過程中形變誘導馬氏體轉變量；圖2是本發明內高壓成形エ序流程。
具體實施例方式具體實施方式
一結合圖2說明本實施方式，本實施方式的抑制馬氏體相變的具體方法為步驟一、將奧氏體不銹鋼管坯放入內高壓成形機模具型腔內，上下模具合摸；步驟ニ、奧氏體不銹鋼管坯的兩端各通過ー個沖頭密封，通過加載器對奧氏體不銹鋼管坯兩端的沖頭施加軸向載荷，所述施加軸向載荷數值為50MPa-80MPa ；步驟三、通過內高壓成形機機載油泵對奧氏體不銹鋼管坯進行充液加壓，同時通過上下模具中的加熱棒對模具進行加熱，通過熱電偶反饋模具與所充液體溫度變化，利用PID實現對加熱溫度的自動控制，對奧氏體不銹鋼管坯所充入的液體為液カ傳遞介質，液カ傳遞介質的初始內壓為60MPa-80MPa，液カ傳遞介質的溫度和模具加熱的溫度均為2700C _280°C，并保溫25min-35min，使整個奧氏體不銹鋼管坯的溫度保持一致；步驟四、在液力傳遞介質和軸向載荷共同作用下，奧氏體不銹鋼管坯進入塑性變形階段，兩端密封的沖頭在繼續加載軸向載荷的作用下，繼續頂壓管材，液カ傳遞介質的內壓繼續不斷升高，此時的奧氏體不銹鋼管坯進入整形階段，整形階段的內壓為90-100MPa，管壁逐漸貼附到模具型腔內壁上，從而實現管材內高壓成形。本實施方式的PID自動控制為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制。本實施方式的內高壓成形機實驗設備選用哈爾濱エ業大學液力成形工程研究中心研制的內高壓成形機。內高壓成形機左右水平推缸最大推力為800KN,最大內壓可達400MPa，最大合模カ3150KN。該設備完全采用計算機控制。增壓器與左右水平推缸均采用伺服閥控制，2個水平推缸與增壓器配備高精度的位移傳感器，實現對位移的實時監測，位移控制精度達到O. 04_。增壓器高壓出ロ端配備壓カ傳感器，用于檢測成形時管材內部壓力，內壓控制精度達到O. 25MPa。馬氏體轉變量選用哈爾濱焊接研究所研制的F-2A型鐵素體測量儀進行測量。
具體實施方式
ニ 本實施方式的步驟ニ中的液カ傳遞介質的內壓為60_70MPa，溫度為275°C，保溫時間為30min。如此設置，完全抑制了馬氏體轉變的發生。其它組成和連接關系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式的步驟ニ中的液力傳遞介質為專用耐熱油，專用耐熱油為美孚傳熱油Mobiltherm603。如此設置，耐熱油替換了現有技術中的水，水作為液カ傳遞介質，沸點很低，大氣壓強下加熱到100°C以上會產生汽化，而專用耐熱油可以加熱到 最高300°C，不存在汽化和分解問題。其它組成和連接關系與具體實施方式
一或二相同。
權利要求
1.一種奧氏體不銹鋼管材內高壓成形中抑制馬氏體相變的方法，其特征在于所述內高壓成形中抑制馬氏體相變的具體方法為 步驟一、將奧氏體不銹鋼管坯放入內高壓成形機模具型腔內，上下模具合模； 步驟二、奧氏體不銹鋼管坯的兩端各通過一個沖頭密封，通過加載器對奧氏體不銹鋼管坯兩端的沖頭施加軸向載荷，所述施加軸向載荷數值為50MPa-80MPa ； 步驟三、通過內高壓成形機機載油泵對奧氏體不銹鋼管坯進行充液加壓，同時通過上下模具中的加熱棒對模具進行加熱，通過熱電偶反饋模具與所充液體溫度變化，利用PID實現對加熱溫度的自動控制，對奧氏體不銹鋼管坯所充入的液體為液力傳遞介質，液力傳遞介質的初始內壓為60MPa-80MPa，液力傳遞介質的溫度和模具加熱的溫度均為2700C _280°C，并保溫25min-35min，使整個奧氏體不銹鋼管坯的溫度保持一致； 步驟四、在液力傳遞介質和軸向載荷共同作用下，奧氏體不銹鋼管坯進入塑性變形階段，兩端密封的沖頭在繼續加載軸向載荷的作用下，繼續頂壓管材，液力傳遞介質的內壓繼續不斷升高，此時的奧氏體不銹鋼管坯進入整形階段，整形階段的內壓為90-100MPa，管壁逐漸貼附到模具型腔內壁上，從而實現管材內高壓成形。
2.根據權利要求I所述奧氏體不銹鋼管材內高壓成形中抑制馬氏體相變的方法，其特征在于所述步驟二中的液力傳遞介質的內壓為60-70MPa，溫度為275°C，保溫時間為30mino
3.根據權利要求I或2所述奧氏體不銹鋼管材內高壓成形中抑制馬氏體相變的方法，其特征在于所述步驟二中的液力傳遞介質為專用耐熱油。
全文摘要
奧氏體不銹鋼管材內高壓成形中抑制馬氏體相變的方法，它涉及一種抑制馬氏體相變的方法。本發明為了解決現有奧氏體不銹鋼管材內高壓成形過程中會發生形變誘導奧氏體-馬氏體組織轉變，轉變成馬氏體后，造成延遲開裂和應力腐蝕，影響產品使用壽命的問題。本發明將奧氏體不銹鋼管坯放入內高壓成形機模具型腔內并合模；對奧氏體不銹鋼管坯的兩端密封，并施加軸向載荷；對奧氏體不銹鋼管坯充入高溫高壓液體，同時對模具加熱；奧氏體不銹鋼管坯進入塑性變形階段，繼續加載，液力傳遞介質的內壓繼續升高，奧氏體不銹鋼管坯進入整形階段，管壁逐漸貼附到模具型腔內壁上，實現管材內高壓成形。本發明適用于奧氏體不銹鋼管材內高壓成形中形變誘導馬氏體相變的抑制。
文檔編號B21D26/033GK102672026SQ201210168030
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月28日 優先權日2012年5月28日
發明者劉雪松, 初冠男, 方坤, 方洪淵, 楊建國, 王強, 苑士劍, 董志波, 陳雙建, 韓聰, 黃坤 申請人:哈爾濱工業大學