本發明涉及一種防腐鋼及其熱處理方法，具體的說是一種箱體用高強度防腐鋼及其熱處理工藝，屬于金屬冶煉及處理技術領域。
背景技術：
不銹鋼之所以有優良的防銹性和抗腐蝕性，在于不銹鋼表面的Cr易與大氣中的氧生成Cr2O3的致密鈍態氧化膜，將大氣中的水氣及氧阻絕在外，保護基材不繼續受氧化影響而腐蝕，即使材料本身受到外力或化學方式破壞表面，Cr2O3也能迅速再生成。除耐蝕性之外，不銹鋼亦具有耐熱性、耐高溫腐蝕性、高溫強度等優點，另一方面不銹鋼機械性質雖不如碳鋼，但加工硬化現象較碳鋼為高，因此常使用加工硬化來達到強度的要求。雖然能達到高強度，但同時也存在許多不足之處，如：晶粒粗大、低溫韌性差、晶間腐蝕敏感、耐點蝕性能差、加工性能差等。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是，針對以上現有技術的缺點，提出一種箱體用高強度防腐鋼及其熱處理工藝，不僅能夠提供閥門的足夠強度，而且在長期惡劣環境下使用具有耐腐蝕、耐磨損以及熱脹冷縮系數小的特點。
為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是通過以下方式實現的：提供一種箱體用高強度防腐鋼，其化學成分的質量百分比為：C：0.02-0.04%，Cr:12.5-13.7%，Si：0.25-0.29%，Mn：0.62-0.73%，Ni：0.35-0.42%，Re：0.25-0.29%，Nb：0.17-0.21%，Zr:0.31-0.33%，Se:0.11-0.13%，Ti：0.13-0.15%，Ca：0.35-0.47%，Pd：0.82-0.88%，Co：0.41-0.45%，Mo ：0.13-0.21%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金屬：0.37-0.42%，余量為Fe；
所述稀土金屬的化學成分質量百分比為：Pm：23-28%，Pr：8-12%，Lu：5-7%，Dy：3-6%，Gd：8-12%，余量為La；
該防腐鋼中第一相為奧氏體，第二相為馬氏體，在表面至1/4厚度處第二相體積百分數為4.4-4.8%，1/4厚度至中心第二相體積百分數為5.9-6.4%；該不銹鋼在表面至1/4厚度處奧氏體平均晶粒直徑為4.6-4.9μm，馬氏體平均晶粒直徑為4.1-4.5μm，1/4厚度至中心處奧氏體平均晶粒直徑為5.1-5.3μm，馬氏體平均晶粒直徑為6.1-6.5μm。
本發明進一步限定的技術方案是：前述的箱體用高強度防腐鋼，其化學成分的質量百分比為：C：0.02%，Cr:12.5%，Si：0.25%，Mn：0.62%，Ni：0.35%，Re：0.25%，Nb：0.17%，Zr:0.31%，Se:0.11%，Ti：0.13%，Ca：0.35%，Pd：0.82%，Co：0.41%，Mo ：0.13%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金屬：0.37%，余量為Fe；
所述稀土金屬的化學成分質量百分比為：Pm：23%，Pr：8%，Lu：5%，Dy：3%，Gd：8%，余量為La；
該防腐鋼中第一相為奧氏體，第二相為馬氏體，在表面至1/4厚度處第二相體積百分數為4.4%，1/4厚度至中心第二相體積百分數為5.9%；該不銹鋼在表面至1/4厚度處奧氏體平均晶粒直徑為4.6μm，馬氏體平均晶粒直徑為4.1μm，1/4厚度至中心處奧氏體平均晶粒直徑為5.1μm，馬氏體平均晶粒直徑為6.1μm。
前述的箱體用高強度防腐鋼，其化學成分的質量百分比為：C：0.03%，Cr:12.9%，Si：0.26%，Mn：0.68%，Ni：0.37%，Re：0.27%，Nb：0.19%，Zr:0.32%，Se:0.12%，Ti：0.14%，Ca：0.38%，Pd：0.85%，Co：0.43%，Mo ：0.19%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金屬：0.40%，余量為Fe；
所述稀土金屬的化學成分質量百分比為：Pm：26%，Pr：10%，Lu：6%，Dy：5%，Gd：10%，余量為La；
該防腐鋼中第一相為奧氏體，第二相為馬氏體，在表面至1/4厚度處第二相體積百分數為4.6%，1/4厚度至中心第二相體積百分數為6.1%；該不銹鋼在表面至1/4厚度處奧氏體平均晶粒直徑為4.8μm，馬氏體平均晶粒直徑為4.3μm，1/4厚度至中心處奧氏體平均晶粒直徑為5.2μm，馬氏體平均晶粒直徑為6.3μm。
前述的箱體用高強度防腐鋼，其化學成分的質量百分比為：C：0.04%，Cr: 13.7%，Si：0.29%，Mn：0.73%，Ni：0.42%，Re：0.29%，Nb：0.21%，Zr: 0.33%，Se: 0.13%，Ti：0.15%，Ca：0.47%，Pd：0.88%，Co：0.45%，Mo ：0.21%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金屬：0.42%，余量為Fe；
所述稀土金屬的化學成分質量百分比為：Pm：28%，Pr：12%，Lu：7%，Dy：6%，Gd：12%，余量為La；
該防腐鋼中第一相為奧氏體，第二相為馬氏體，在表面至1/4厚度處第二相體積百分數為4.8%，1/4厚度至中心第二相體積百分數為6.4%；該不銹鋼在表面至1/4厚度處奧氏體平均晶粒直徑為4.9μm，馬氏體平均晶粒直徑為4.5μm，1/4厚度至中心處奧氏體平均晶粒直徑為5.3μm，馬氏體平均晶粒直徑為6.5μm。
一種箱體用高強度防腐鋼的熱處理工藝，包括以下步驟：
步驟1：將鋼材加熱至580-610℃，并保溫35-40min，然后用霧化冷卻以10-15℃/s的速度冷卻到室溫，然后再加熱到830-850℃，用油冷以8-10℃/s的冷卻速度冷卻至室溫；
步驟2：將鋼材放入加熱爐中加熱至980-990℃，保溫1-3小時，然后采用水冷，以20-25℃/s的速度冷卻至室溫，然后再以5-8℃/s的速度加熱至650-670℃，保溫5-8小時，然后空冷至室溫；
步驟3：對鋼材進行兩次回火，第一次回火：將拔叉加熱至545-565℃，回火30-40min后，保溫2-3min，使鋼材溫度均勻化，之后采用水冷的方式以23-25℃/s的冷卻速率冷卻至380-390℃后，再空冷至室溫；
第二次回火：將鋼材加熱至710-720℃，回火1-3小時，然后空冷至室溫即可。
前述的箱體用高強度防腐鋼的熱處理工藝，包括以下步驟：
步驟1：將鋼材加熱至580℃，并保溫35min，然后用霧化冷卻以10℃/s的速度冷卻到室溫，然后再加熱到830℃，用油冷以8℃/s的冷卻速度冷卻至室溫；
步驟2：將鋼材放入加熱爐中加熱至980℃，保溫1小時，然后采用水冷，以20℃/s的速度冷卻至室溫，然后再以5℃/s的速度加熱至650℃，保溫5小時，然后空冷至室溫；
步驟3：對鋼材進行兩次回火，第一次回火：將拔叉加熱至545℃，回火30min后，保溫2min，使鋼材溫度均勻化，之后采用水冷的方式以23℃/s的冷卻速率冷卻至380℃后，再空冷至室溫；
第二次回火：將鋼材加熱至710℃，回火1小時，然后空冷至室溫即可。
前述的箱體用高強度防腐鋼的熱處理工藝，包括以下步驟：
步驟1：將鋼材加熱至595℃，并保溫38min，然后用霧化冷卻以12℃/s的速度冷卻到室溫，然后再加熱到840℃，用油冷以9℃/s的冷卻速度冷卻至室溫；
步驟2：將鋼材放入加熱爐中加熱至980℃，保溫2小時，然后采用水冷，以22℃/s的速度冷卻至室溫，然后再以7℃/s的速度加熱至660℃，保溫7小時，然后空冷至室溫；
步驟3：對鋼材進行兩次回火，第一次回火：將拔叉加熱至550℃，回火35min后，保溫3min，使鋼材溫度均勻化，之后采用水冷的方式以24℃/s的冷卻速率冷卻至385℃后，再空冷至室溫；
第二次回火：將鋼材加熱至715℃，回火2小時，然后空冷至室溫即可。
進一步的，前述的箱體用高強度防腐鋼的熱處理工藝，包括以下步驟：
步驟1：將鋼材加熱至610℃，并保溫40min，然后用霧化冷卻以15℃/s的速度冷卻到室溫，然后再加熱到850℃，用油冷以10℃/s的冷卻速度冷卻至室溫；
步驟2：將鋼材放入加熱爐中加熱至990℃，保溫3小時，然后采用水冷，以25℃/s的速度冷卻至室溫，然后再以8℃/s的速度加熱至670℃，保溫8小時，然后空冷至室溫；
步驟3：對鋼材進行兩次回火，第一次回火：將拔叉加熱至565℃，回火40min后，保溫3min，使鋼材溫度均勻化，之后采用水冷的方式以25℃/s的冷卻速率冷卻至390℃后，再空冷至室溫；
第二次回火：將鋼材加熱至720℃，回火3小時，然后空冷至室溫即可。
本發明的有益效果是：合金元素Co、Mo、Cr、Ti可提高馬氏體回火抗力，抑制位錯亞結構回復；Ni能提高鐵素體基體的韌性并能使晶粒細化，可改善鋼的塑性和韌性，降低解理傾Co提高Mo2C形核驅動力，促進細小、彌散的含Mo化合物析出；Ni和Co共同作用促進Fe3C和Mo2C形成，進一步增強二次硬化效應；Mo抑制高溫回火脆性。Ni-Co-Mo-Me的合理配合，使鋼獲得良好的強韌性。耐腐蝕鋼在低pH 和高Cl-含量的酸性溶液腐蝕環境下，具有優良的耐點蝕、均勻腐蝕性能，母材均勻腐蝕速率在0.3 mm/a左右，焊縫熔合線和母材過渡位置腐蝕臺階深度在10μm以下。
具體實施方式
下面對本發明做進一步的詳細說明：
實施例1
本實施例提供的一種箱體用高強度防腐鋼，其化學成分的質量百分比為：C：0.02%，Cr:12.5%，Si：0.25%，Mn：0.62%，Ni：0.35%，Re：0.25%，Nb：0.17%，Zr:0.31%，Se:0.11%，Ti：0.13%，Ca：0.35%，Pd：0.82%，Co：0.41%，Mo ：0.13%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金屬：0.37%，余量為Fe；
所述稀土金屬的化學成分質量百分比為：Pm：23%，Pr：8%，Lu：5%，Dy：3%，Gd：8%，余量為La；
該防腐鋼中第一相為奧氏體，第二相為馬氏體，在表面至1/4厚度處第二相體積百分數為4.4%，1/4厚度至中心第二相體積百分數為5.9%；該不銹鋼在表面至1/4厚度處奧氏體平均晶粒直徑為4.6μm，馬氏體平均晶粒直徑為4.1μm，1/4厚度至中心處奧氏體平均晶粒直徑為5.1μm，馬氏體平均晶粒直徑為6.1μm。
本實施例公開一種箱體用高強度防腐鋼的熱處理工藝，包括以下步驟：
步驟1：將鋼材加熱至580℃，并保溫35min，然后用霧化冷卻以10℃/s的速度冷卻到室溫，然后再加熱到830℃，用油冷以8℃/s的冷卻速度冷卻至室溫；
步驟2：將鋼材放入加熱爐中加熱至980℃，保溫1小時，然后采用水冷，以20℃/s的速度冷卻至室溫，然后再以5℃/s的速度加熱至650℃，保溫5小時，然后空冷至室溫；
步驟3：對鋼材進行兩次回火，第一次回火：將拔叉加熱至545℃，回火30min后，保溫2min，使鋼材溫度均勻化，之后采用水冷的方式以23℃/s的冷卻速率冷卻至380℃后，再空冷至室溫；
第二次回火：將鋼材加熱至710℃，回火1小時，然后空冷至室溫即可。
實施例2
本實施例提供的一種箱體用高強度防腐鋼，其化學成分的質量百分比為：C：0.03%，Cr:12.9%，Si：0.26%，Mn：0.68%，Ni：0.37%，Re：0.27%，Nb：0.19%，Zr:0.32%，Se:0.12%，Ti：0.14%，Ca：0.38%，Pd：0.85%，Co：0.43%，Mo ：0.19%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金屬：0.40%，余量為Fe；
所述稀土金屬的化學成分質量百分比為：Pm：26%，Pr：10%，Lu：6%，Dy：5%，Gd：10%，余量為La；
該防腐鋼中第一相為奧氏體，第二相為馬氏體，在表面至1/4厚度處第二相體積百分數為4.6%，1/4厚度至中心第二相體積百分數為6.1%；該不銹鋼在表面至1/4厚度處奧氏體平均晶粒直徑為4.8μm，馬氏體平均晶粒直徑為4.3μm，1/4厚度至中心處奧氏體平均晶粒直徑為5.2μm，馬氏體平均晶粒直徑為6.3μm。
本實施例的箱體用高強度防腐鋼的熱處理工藝，包括以下步驟：
步驟1：將鋼材加熱至595℃，并保溫38min，然后用霧化冷卻以12℃/s的速度冷卻到室溫，然后再加熱到840℃，用油冷以9℃/s的冷卻速度冷卻至室溫；
步驟2：將鋼材放入加熱爐中加熱至980℃，保溫2小時，然后采用水冷，以22℃/s的速度冷卻至室溫，然后再以7℃/s的速度加熱至660℃，保溫7小時，然后空冷至室溫；
步驟3：對鋼材進行兩次回火，第一次回火：將拔叉加熱至550℃，回火35min后，保溫3min，使鋼材溫度均勻化，之后采用水冷的方式以24℃/s的冷卻速率冷卻至385℃后，再空冷至室溫；
第二次回火：將鋼材加熱至715℃，回火2小時，然后空冷至室溫即可。
實施例3
本實施例提供的一種箱體用高強度防腐鋼，其化學成分的質量百分比為：C：0.04%，Cr: 13.7%，Si：0.29%，Mn：0.73%，Ni：0.42%，Re：0.29%，Nb：0.21%，Zr: 0.33%，Se: 0.13%，Ti：0.15%，Ca：0.47%，Pd：0.88%，Co：0.45%，Mo ：0.21%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金屬：0.42%，余量為Fe；
所述稀土金屬的化學成分質量百分比為：Pm：28%，Pr：12%，Lu：7%，Dy：6%，Gd：12%，余量為La；
該防腐鋼中第一相為奧氏體，第二相為馬氏體，在表面至1/4厚度處第二相體積百分數為4.8%，1/4厚度至中心第二相體積百分數為6.4%；該不銹鋼在表面至1/4厚度處奧氏體平均晶粒直徑為4.9μm，馬氏體平均晶粒直徑為4.5μm，1/4厚度至中心處奧氏體平均晶粒直徑為5.3μm，馬氏體平均晶粒直徑為6.5μm。
本實施例的箱體用高強度防腐鋼的熱處理工藝，包括以下步驟：
步驟1：將鋼材加熱至610℃，并保溫40min，然后用霧化冷卻以15℃/s的速度冷卻到室溫，然后再加熱到850℃，用油冷以10℃/s的冷卻速度冷卻至室溫；
步驟2：將鋼材放入加熱爐中加熱至990℃，保溫3小時，然后采用水冷，以25℃/s的速度冷卻至室溫，然后再以8℃/s的速度加熱至670℃，保溫8小時，然后空冷至室溫；
步驟3：對鋼材進行兩次回火，第一次回火：將拔叉加熱至565℃，回火40min后，保溫3min，使鋼材溫度均勻化，之后采用水冷的方式以25℃/s的冷卻速率冷卻至390℃后，再空冷至室溫；
第二次回火：將鋼材加熱至720℃，回火3小時，然后空冷至室溫即可。
以上實施例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護范圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護范圍之內。