在的FCC (220)峰。而实施例2乳制变形量达到40%时不存在 明显的四个奥氏体衍射峰，经50%超低温乳制变形后只能观察到极弱的FCC(220)峰。通过 对奥氏体和马氏体物相体积分数计算（如图3)得知此时马氏体含量为92%。当变形量到 80%时，XRD衍射图谱上已经只剩马氏体衍射峰，观察TEM照片整体都是板条马氏体，如图 5b。通过XRD物相分析得知，实例2中马氏体转变量从0%增加到100% (通过XRD已经检 测不到奥氏体衍射峰的存在）。
[0029] 与实施例1相比，室温乳制变形10%时的马氏体含量仅为~12%，而此时实施例 2中马氏体已增加到50%;实施例2中经30%超低温乳制变形后的马氏体转变量可达80% 左右，而此时实施例1中需要乳制变形量达到50%才能获得相同含量的马氏体转变量，并 且随着之后变量的增加马氏体转变是不增加。但是实施例2可使马氏体转变量随乳制变形 量的增加而继续增加，直到几乎完全转变。对比图4a和5a可看出，图5a以板条马氏体为 主，像图4a中那样的以层错和变形孪晶结构存在的奥氏体比较少。对实施例1和实施例 2中所获乳制板材进行显微硬度测试，发现合金的显微硬度随乳制变形量的增加而增加，与 马氏体转变量和乳制变形量的变化趋势相一致，如图3所示，从而可获知马氏体转变量的 不断增加是合金硬度提升的主要原因。在乳制变形量较小时（如小于40%)，经超低温乳 制后的板材硬度远大于室温乳制板材，如乳制变形量为20%时，超低温乳制板材的显微硬 度较室温乳制板材高~40%，增加乳制变形量至50 %时前者较后者的显微硬度也要高~ 12%。显然，这种高的硬度主要得益于较高的马氏体转变量。
[0030] 实施例3
[0031] 以商用304不锈钢热乳板为乳制原材料，对初始材料铣削成10*30*100 (mm)规格， 保证上下表面光洁。将板材在ll〇〇°C真空处理1小时后水淬，并将淬火后板材分为A和B 两组。将A组不锈钢板材浸入液氮中冷却2小时以上，随后以10%道次变形量进行乳制，而 B组板材则直接在室温下进行乳制变形，分别对A和B组板材分别实施总变形量为20 %和 40%的乳制变形。其中，A组板材乳制道次间均需浸入液氮冷却15-20分钟，B组板材直接 在空气中冷却。随后对A和B组板材的表层、1/4厚度层和1/2厚度层的马氏体物相进行分 析。
[0032] 表1为A组和B组板材分别经20%和40%乳制变形后试样不同厚度位置处的马 氏体转变量，发现经超低温乳制变形后的A组板材在厚度方向上的马氏体转变量及其均匀 性要优于室温乳制的B组板材。例如，乳制变形量为20%时，室温与超低温乳制板板表层的 马氏体转变量均高于心部，但超低温乳制板材心部与表层的马氏体转变量的差异要远小于 室温乳制板材；增加变形量至40%时，室温乳制板材表层与心部马氏体转变量的差异并未 减小，而超低温乳制板材表层与心部的马氏体转变量几乎相近。可见，超低温乳制可促进板 材心部的变形和马氏体转变，减小板厚方向上马氏体转变量的差异，使厚向变形及组织更 加均匀，而室温乳制较难实现厚度方向上均匀的马氏体转变。进一步提高超低温乳制变形 量，可使板厚方向上马氏体转变更加充分和均匀。
[0033] 本发明可以使形变诱导马氏体迅速大量发生，并且比室温条件下转变的更彻底。 对于需要迅速产生和提高形变马氏体最终转变量的钢种有极大的帮助，同时对提高板材硬 度及马氏体转变的均匀性都有极大的优势。
[0034] 表1不同乳面的马氏体转变量（％) (RP表示乳板表层）
【主权项】
1. 一种快速促进形变诱导马氏体转变的方法，其特征在于，所述方法依次进行以下步 骤： 步骤1.1)采用可发生形变诱导马氏体转变的铸坯或热乳板坯为初始材料，经 表面铣削成需要尺寸，将所述铸坯或热乳板坯进行固溶淬火或退火处理，处理温度为 950°C-1150°C，保温时间为1-8小时； 步骤1. 2)将步骤I. 1处理的铸坯或热乳板坯后置于低温或超低温冷却介质中处理 10-180分钟备用，其中，所述冷却处理介质的温度低于-50°C; 步骤1. 3)将经过步骤1. 2处理后的所述铸坯或热乳板坯利用乳机进行多道次乳制加 工，其中，乳制过程中每道次变形量为2-15%，累积乳制变形量为50-85%。2. 根据权利要求1所述的快速促进形变诱导马氏体转变的方法，其特征在于，在步骤 I. 1中针对铸坯或热乳板坯的淬火处理需在真空下进行，防止由于脱碳而影响板材表面质 量和后续乳制变形。3. 根据权利要求1所述的快速促进形变诱导马氏体转变的方法，其特征在于，在步骤 I. 1中所采用的铸坯或热乳板坯需具有形变诱导马氏体转变特征，包括亚稳奥氏体不锈钢、 Fe-Ni/Fe-Ni-C、CuAlMn合金。4. 根据权利要求1所述的快速促进形变诱导马氏体转变的方法，其特征在于，在步骤 1. 2和1. 3中，所述冷却预处理介质选择液氮或液氮-酒精混合液、液氮-丙酮混合液或其 他可实现低温冷却的任一介质中。5. 根据权利要求1所述的快速促进形变诱导马氏体转变的方法，其特征在于，在步骤 1. 3中进行多道次乳制时，每道次乳制前板材均需经低温或超低温冷却预处理介质中处理 10-60分钟，得到下道次乳制变形所需冷却状态的合金钢板材。6. 根据权利要求1所述的快速促进形变诱导马氏体转变的方法，其特征在于，在步骤 1. 3中进行乳制过程中，乳制小尺寸规格的铸坯或热乳板坯、即板材长向小于0. 5-2米时尽 可能将乳制及板材转移时间控制在20秒至1分钟，以免由于散热和传导传热使板材温度迅 速升高。7. 根据权利要求1所述的快速促进形变诱导马氏体转变的方法，其特征在于，在步骤 1. 3中进行乳制过程中，乳制铸坯或热乳板坯长向大于2米时需对板材进行实时冷却处理， 确保未进入乳制区的铸坯或热乳板坯温度处于所用冷却介质温度的±l〇°C范围以内。8. 根据权利要求7所述的快速促进形变诱导马氏体转变的方法，其特征在于对板材进 行实时冷却处理采用在线喷洒冷却介质或设置在线冷却介质槽的方法来实现，所用冷却介 质与权利要求4所述一致。9. 根据权利要求1所述的快速促进形变诱导马氏体转变的方法，其特征在于，在步 骤1. 3中经低温或超低温冷却并乳制变形后的板材在空气中逐渐升温至室温或迅速置于 18-25°C的水中升温至室温。
【专利摘要】本发明公开一种促使具有形变诱导马氏体转变特征的合金材料中马氏体高效转变的处理方法，属于金属材料加工领域。所述方法包括依次进行的以下步骤：合金板材进行固溶—淬火或退火处理、低温冷却处理、轧制变形加工等，其中低温预冷处理在-50℃以下温度的冷却介质中进行。当亚稳奥氏体不锈钢板材经低温冷却及轧制变形时，较低的轧制变形量下便可获得与室温高轧制变形量相近的马氏体含量，如经低温冷却和30％轧制变形后所获马氏体转变量相当于室温80％轧制变形所得转变量。本发明所提供的方法可快速促进马氏体转变，可使诸如亚稳奥氏体不锈钢等合金材料在低变形量下获得较高的马氏体转变量并使合金获得明显硬化。<!-- 2 -->
【IPC分类】C21D1/22, C21D8/02
【公开号】CN105177259
【申请号】
【发明人】侯陇刚, 史金涛, 崔华, 庄林忠, 张济山
【申请人】北京科技大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年7月29日