本發(fā)明涉及金屬材料的熱處理工藝，尤其涉及一種用于改善馬氏體時效不銹鋼力學性能的熱處理方法。

背景技術：

醫(yī)用縫合針在外科手術中作為一種不可或缺的器材，其對強度、硬度和韌性都有著極高的要求?，F(xiàn)階段馬氏體不銹鋼，其中最典型的是3cr13，大量應用于縫合針的制造中。但是，該材料有著一個致命的缺點，即脆性大，因此臨床使用過程中關于縫合針斷裂的事故屢見不鮮，給醫(yī)生帶來了極大的不方便并給患者帶來了痛苦。

為有效解決縫合針使用過程中發(fā)生斷裂的問題，馬氏體時效不銹鋼被應用于該領域，因為其在超高強度的同時擁有良好的韌性。而馬氏體時效不銹鋼超高強度和良好任性主要歸因于其在時效過程中，馬氏體時效不銹鋼內(nèi)部組織發(fā)生變化，即析出了大量的第二相。因此，這些析出相的狀態(tài)對馬氏體時效不銹鋼的性能尤為重要，這也決定了其在縫合針領域應用的優(yōu)劣程度。

現(xiàn)階段對于馬氏體時效不銹鋼時效溫度的選擇，國內(nèi)普遍使用的是350-600℃。雖然馬氏體時效不銹鋼在該溫度區(qū)間時效一定時間后相較于固溶態(tài)在硬度方面有較大提高，但是在有些溫度區(qū)間時效時易發(fā)生脆性斷裂，從而導致事故的發(fā)生。所以，為此進行了一系列研究，制定了合適的時效處理工藝，從而降低了縫合針在使用過程中發(fā)生斷裂的概率。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于改善馬氏體時效不銹鋼力學性能的熱處理方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是：

馬氏體時效不銹鋼時效熱處理工藝步驟如下：

1)選擇馬氏體時效不銹鋼作為熱處理材料；

2)將固溶后的鋼材進行酸洗并使用清洗液進行清洗及干燥處理；

3)對干燥處理后的鋼材進行冷軋?zhí)幚恚?/p>

4)將冷軋?zhí)幚砗蟮匿摬倪M行時效處理；

5)將處理后的鋼材用清洗液進行清洗及干燥處理。

所述的酸洗腐蝕液的體積比組成為hf:hno3:h2o＝1：3：10；所述的清洗液為丙酮溶液；超聲波清洗。所述的合適的時效熱處理工藝為：所述的合適的時效處理工藝為：采用馬弗爐熱處理，將馬弗爐升溫至550℃，到溫后將鋼材放入，待溫度上升至550℃開始計時保溫2h，隨后空冷；所述的馬氏體時效不銹鋼的實際成分和重量百分比為：c：≤0.02％；cr：12％；ni：9％；mo：4％；cu：2％；ti：1.8％；fe：余量。

本發(fā)明提供的改善馬氏體時效不銹鋼力學性能的熱處理方法簡單易行，所涉及的設備以及藥品等較為常見易得。使用本方法實現(xiàn)在正常熱處理的基礎上，有效的選擇相應的時效處理參數(shù)，并同時降低了縫合針在使用過程中出現(xiàn)的脆性斷裂的可能性。

附圖說明

圖1是發(fā)明實施例1在550℃時效2h后進行三點彎曲測試后斷口掃描照片(優(yōu)化后時效熱處理550℃×2h)；

圖2是發(fā)明實施例2在550℃時效0.25h后進行三點彎曲測試后斷口掃描照片(時效熱處理550℃×0.25h)；

圖3是發(fā)明實施例3在550℃時效1h后進行三點彎曲測試后斷口掃描照片(時效熱處理550℃×1h)；

圖4是發(fā)明實施例4在550℃時效4h后進行三點彎曲測試后斷口掃描照片(時效熱處理550℃×4h)；

圖5是普通熱處理在350℃時效2h后進行三點彎曲測試后斷口掃描照片(時效熱處理350℃×2h)；

圖6是普通熱處理在400℃時效2h后進行三點彎曲測試后斷口掃描照片(時效熱處理400℃×2h)；

圖7是普通熱處理在450℃時效2h后進行三點彎曲測試后斷口掃描照片(時效熱處理450℃×2h)；

圖8是普通熱處理在500℃時效2h后進行三點彎曲測試后斷口掃描照片(時效熱處理500℃×2h)；

圖9是普通熱處理在600℃時效2h后進行三點彎曲測試后斷口掃描照片(時效熱處理600℃×2h)。

具體實施方式

本發(fā)明馬氏體時效不銹鋼時效熱處理方法步驟如下：

1)選選擇馬氏體時效不銹鋼作為熱處理材料；

2)將固溶后的鋼材進行酸洗并使用清洗液進行清洗及干燥處理；

3)對干燥處理后的鋼材進行冷軋?zhí)幚恚?/p>

4)將冷軋?zhí)幚砗蟮匿摬倪M行合適的時效處理；

5)將處理后的鋼材用清洗液進行清洗及干燥處理。

所述的酸洗腐蝕液的體積比組成為hf:hno3:h2o＝1：3：10；所述的清洗液為丙酮溶液；超聲波清洗。所述的合適的時效熱處理工藝為：采用馬弗爐熱處理，將馬弗爐升溫至550℃，到溫后將鋼材放入，待溫度上升至550℃開始計時保溫2h，隨后空冷；所述的馬氏體時效不銹鋼的實際成分和重量百分比為：c：≤0.02％；cr：12％；ni：9％；mo：4％；cu：2％；ti：1.8％；fe：余量。

馬氏體時效不銹鋼(c：≤0.02％；cr：12％；ni：9％；mo：4％；cu：2％；ti：1.8％；fe：余量。)采用普通熱處理后進行三點彎曲測試后斷口掃描的結(jié)構(gòu)如圖5-9所示，其中圖5是普通熱處理在350℃時效2h后進行三點彎曲測試后斷口掃描照片；圖6是普通熱處理在400℃時效2h后進行三點彎曲測試后斷口掃描照片；圖7是普通熱處理在450℃時效2h后進行三點彎曲測試后斷口掃描照片；圖8是普通熱處理在500℃時效2h后進行三點彎曲測試后斷口掃描照片；圖9是普通熱處理在600℃時效2h后進行三點彎曲測試后斷口掃描照片。

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明做進一步說明：

實施例1

選用的馬氏體時效不銹鋼的合金元素重量百分比及組成：c：≤0.02％；cr：12％；ni：9％；mo：4％；cu：2％；ti：1.8％；余量fe及不可避免的雜質(zhì)。時效熱處理方法用到的儀器有馬弗爐。將馬弗爐升溫至550℃，到溫后將鋼材放入，待溫度上升至550℃開始計時保溫2h，隨后空冷。之后將時效處理后的鋼材切割并進行三點彎曲試驗測試，結(jié)果如圖1所示。從圖中可以看出，斷口呈韌窩狀，屬于韌性斷口，且部分韌窩較深，說明鋼材在斷裂前經(jīng)歷了大量的塑性變形，韌性好。

實施例2

選用的馬氏體時效不銹鋼的合金元素重量百分比及組成：c：≤0.02％；cr：12％；ni：9％；mo：4％；cu：2％；ti：1.8％；余量fe及不可避免的雜質(zhì)。時效熱處理方法用到的儀器有馬弗爐。將馬弗爐升溫至550℃，到溫后將鋼材放入，待溫度上升至550℃開始計時保溫0.25h，隨后空冷。之后將時效處理后的鋼材切割并進行三點彎曲試驗測試，結(jié)果如圖2所示。從圖中可以看出，斷口整體呈不規(guī)則的冰糖狀，局部出現(xiàn)河流花樣，屬于韌-脆混合斷口，說明鋼材在斷裂前只經(jīng)歷局部塑性變形，韌性較差。

實施例3

選用的馬氏體時效不銹鋼的合金元素重量百分比及組成：c：≤0.02％；cr：12％；ni：9％；mo：4％；cu：2％；ti：1.8％；余量fe及不可避免的雜質(zhì)。時效熱處理方法用到的儀器有馬弗爐。將馬弗爐升溫至550℃，到溫后將鋼材放入，待溫度上升至550℃開始計時保溫1h，隨后空冷。之后將時效處理后的鋼材切割并進行三點彎曲試驗測試，結(jié)果如圖3所示。從圖中可以看出，斷口呈較淺的韌窩狀，屬于韌-脆混合斷口，說明鋼材在斷裂前進行了少量塑性變形，韌性較好。

實施例4

選用的馬氏體時效不銹鋼的合金元素重量百分比及組成：c：≤0.02％；cr：12％；ni：9％；mo：4％；cu：2％；ti：1.8％；余量fe及不可避免的雜質(zhì)。時效熱處理方法用到的儀器有馬弗爐。將馬弗爐升溫至550℃，到溫后將鋼材放入，待溫度上升至550℃開始計時保溫4h，隨后空冷。之后將時效處理后的鋼材切割并進行三點彎曲試驗測試，結(jié)果如圖4所示。從圖中可以看出，相較于圖1，斷口中原有的韌窩已被一些解理面所替代，屬于韌-脆混合斷口，說明裂紋又開始沿一些特定結(jié)晶面開始擴展，由韌性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔眩g性變差。

以上所述實驗方法僅表達了本發(fā)明的實施方式，不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。