超低溫閥門用奧氏體無錫不銹鋼深冷處理

大部分Cr - Ni 奧氏體無錫不銹鋼在常溫下處于亞穩(wěn)定狀態(tài), 而在超低溫范圍內(nèi)會因晶格畸變而發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。馬氏體開始轉(zhuǎn)變時的溫度即為馬氏體轉(zhuǎn)變點(亦稱相變點) , 用符號Ms 來表示。Ms 點的溫度主要取決于固溶在奧氏體內(nèi)合金元素的量。

　　當(dāng)奧氏體無錫不銹鋼的工作溫度等于或低于其馬氏體轉(zhuǎn)變點Ms 時, 就會發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。因馬氏體的比容比奧氏體的大, 由此而引起的體積膨脹和組織應(yīng)力會使零件尺寸發(fā)生變化, 最終導(dǎo)致閥門泄漏。為防止材料在使用過程中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變, 需對其進行深冷處理。

　　深冷處理是將奧氏體無錫不銹鋼材料浸在冷卻劑中進行冷卻、保冷, 使之發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的一種工藝方法。深冷處理可使材料預(yù)先進行馬氏體轉(zhuǎn)變, 以保證在使用中的組織穩(wěn)定性。深冷處理一般在零件的精加工之前進行。深冷處理的溫度應(yīng)以材料的Ms 點為依據(jù)。材料不同, Ms 點各異。即使是同一牌號的材料, 由于批次(或爐號) 的不同, 其Ms 點也各不相同, 而且差別很大。有的在超低溫范圍的上限附近即可產(chǎn)生馬氏體轉(zhuǎn)變。馬氏體的轉(zhuǎn)變量隨溫度的降低而增加, 為確保工件在使用過程中的組織穩(wěn)定性, 深冷處理所用介質(zhì)的溫度需等于或低于閥門工作溫度。深冷處理的冷卻介質(zhì)多采用液氮或液氦等溶液。可根據(jù)閥門使用溫度來確定。浸在深冷介質(zhì)中的零件達到介質(zhì)溫度(介質(zhì)表面所冒氣泡完全消失) 時, 即可計算保冷時間。根據(jù)實踐經(jīng)驗, 保冷1～2h 即能達到處理目的。時間過長, 對馬氏體的轉(zhuǎn)變無明顯影響。保冷結(jié)束即可將零件取出在空氣中放冷至常溫。

　　經(jīng)過一次深冷處理后, 奧氏體無錫不銹鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變基本完成, 一般情況下可以滿足使用要求。對于密封性要求較嚴(yán)或靠介質(zhì)壓力密封的超低溫止回閥, 可增加深冷處理的次數(shù)。