[发明专利]一种因瓦合金带材的细晶强化方法

说明书

本发明公开了一种因瓦合金薄带的细晶强化方法，所述因瓦合金的化学成分按质量百分比为：Ni 36％，C 0.01～0.1％，Si 0.01～0.04％，Mn 0.01～0.05％，P<0.01％，S<0.01％，余量Fe。制备过程包括冶炼、浇铸、热轧、固溶处理、深冷轧制、低温再结晶退火等工序。制备得到的因瓦合金薄带的平均晶粒尺寸为3.9～6μm，抗拉强度为510～550MPa，延伸率为35～37％。本发明的细晶强化方法不需要改变因瓦合金薄带的成分，工艺控制简单成本低。本发明解决了现有工艺生产的因瓦合金薄带晶粒尺寸粗大、力学性能不佳的技术问题，成本低，无污染，有助于高强因瓦合金薄带的开发。

技术领域

本发明属于冶金材料技术领域，涉及一种因瓦合金带材的细晶强化方法。

背景技术

因瓦合金具有面心立方结构，在低温下也能保持单一的奥氏体组织。因瓦合金具有优良的低膨胀性能，在20～100℃范围内的平均线性膨胀系数仅为1.5×10^-6/℃。目前，因瓦合金被广泛应用于天然气储存罐、荫罩材料、航空航天、船舶制造及精密仪器等多个领域。

因瓦合金的抗拉强度较低，约为500MPa。随着技术的发展，因瓦合金越来越多的被用作结构材料，提高因瓦合金的抗拉强度是一项重要的研究课题。常规的金属材料强化手段包括固溶强化、细晶强化、第二相强化等。细晶强化是一种理想的强化手段，能够在不降低因瓦合金膨胀性能的条件下提高其抗拉强度。

采用常规冷轧生产因瓦合金带材时，冷轧过程中变形位错容易发生动态回复，位错及缺陷密度较小，形变储能较低，退火后再结晶很难实现因瓦合金的晶粒组织细化。本发明提出一种因瓦合金带材的细晶强化方法，即利用深冷轧制+低温再结晶退火来实现因瓦合金的细晶强化。深冷轧制可以有效地抑制变形过程中位错的动态回复，增加变形后合金中的缺陷密度，为后续再结晶退火工艺提供更多的再结晶形核点，使晶粒组织得到细化，实现细晶强化。

发明内容

本发明提供了一种因瓦合金带材的细晶强化方法，通过深冷轧制及随后的低温再结晶退火工艺获得晶粒尺寸细小的高强度因瓦合金带材。

本发明因瓦合金带材的成分按重量百分比含:Ni 35～37％，C 0.003～0.008％，Si≤0.05％，Mn 0.01～0.05％，P&lt;0.01％，S&lt;0.01％，余量为Fe；其厚度范围为0.4～0.5mm，显微组织为晶粒尺寸为3.9～6μm的奥氏体，抗拉强度为500～550MPa，延伸率为35～37％；

进入一步特征，因瓦合金的成分也可以采用的重量百分比含量为：Ni 36％，C0.01～0.1％，Si 0.01～0.04％，Mn 0.01～0.05％，P&lt;0.01％，S&lt;0.01％，余量Fe。

本发明的因瓦合金带材的细晶强化方法按以下步骤进行：

(1)将原料按照配比放入高频感应加热炉加热，加热温度为1550℃，真空度为0.6×10^-2Pa。待融化至钢液后进行冶炼，并且在冶炼5分钟后通入惰性气体；

(2)将冶炼工序的钢液浇铸到砂型模中，等钢液冷却后脱模并清洁铸锭表面；

(3)将铸锭加热到1200℃，保温2个小时，随后放在热轧机上进行开坯处理，开轧温度为1200℃，轧制压下率为90％，终轧温度960℃，水冷至室温，轧成厚度为4～5mm厚的热轧板；

(4)将热轧板加热到800℃固溶处理30分钟，水冷至室温；

(5)将固溶处理工序得到的热轧板进行剪切、酸洗并将板面打磨平整。将固溶处理后的热轧板置于液氮中冷却，保温时间为10～15分钟，随后取出并迅速利用四辊冷轧机进行多道次轧制，每个道次压下率为10～15％，总的压下率为90％，最终因瓦合金带材的厚度为0.4～0.5mm；