低温用奥氏体不锈钢阀门零件的深冷处理

低温用奥氏体不锈钢阀门零件的深冷处理

由温度应力引起弹性和塑性畸变 
在深冷过程中，由于零件各部分的温度差或由于不同组织间某些物理性能的差异，引起收缩不均，就产生了温度应力，当应力低于材料的弹性极*，就仅使零件产生可逆性的弹性扭曲。当某一部分的温度应力超过了材料的屈服相*，零件将发生不可逆转的扭曲变形。 
实践证明，无论那种原因引起的变形，其对零部件结构形式是非常敏感的，因此对低温阀门要十分注意结构形式的选择和设计。 
深冷处理 
由上述原因引起的变形，都会在使用中影响阀门的密封性。对于可逆的变形，一般是通过改进结构设计来解决，而为了消除*性的变形，一种办法是选择那些稳定性较高的材料，以便在应用中不发生马氏体转变，从而减少变形，如用316L材料代替304材料。但由于受成本等因素的制约，通常选用304（0Cr18Ni9）不锈钢，并通过深冷处理使马氏体转变和变形得充分发生。然后，通过精加工，使零件中保持组织和尺寸的相对稳定性。 
处于室温的奥氏体不锈钢大部分是处在亚稳定状态的，当继续冷却至Ms点温度以下，或在某一温度范围内长期保持都会发生马氏体转变。而在Ms点以上，由于加工变形的作用，也会有马氏体转变奥氏体不锈钢的马氏体转变过程及其zui终产物，主要取决于化学成分。 
深冷处理 
通过实践，确定其工艺参数。进行深冷处理的温度界限为-100℃，凡用于-100℃以下，各种类型阀门的阀体、阀盖和密封件需做深冷处理，低温处理的温度应不大于阀门的实际使用温度。深冷时间由30min延长到70h，试样的变形量和马氏体转变，均无明显规律性变化，基本表明了短时间内成核并立即长大的特点。为了保证深冷处理充分、均衡，选用2h。当保留时间为2h，深冷处理的次数从1次增加到8次，试样的变形量和马氏体转变量均无明显规律性增多。经反复深冷处理，马氏体的量在不断增加。密封零件经一次深冷处理并重新研平，经再次深冷处理后，其变形量非常微小，为了同时兼顾到等温马氏体转变的影响，保冷时间选2~3h，对于释介质压力密封的低温止回阀除经深冷处理外，还要根据试压的具体情况增加深冷次数及延长深冷时间，直至密封性合格。 
对奥氏体不锈钢制造的阀门零件进行深冷处理时，虽然主要是为了解决变温马氏体转变引起的变形问题，但与此同时，也必然伴随着等温马氏体转变。对于那些精度要求很高的止回阀密封件，只要通过增加保冷时间和增加深冷次数及深玲后进行适当的时效处理，也是有效果的。 
结论 
用奥氏体不锈钢制作低温阀门的零件，并进行深玲处理后，会有效地解决低温下变形的问题。但是，如果材料选用不当，或者材料的热处理不充分及不适当，将会给低温阀门带来致命的缺陷，其零件无论进行怎样的深冷处理，都不会改变其低温变形的特点，从而难以保证低温阀门产品的密封等性能。因此，制作低温阀门的零件时，须使用在低温条件下有良好韧性的材料，并进行适当的深冷处理，才能保证其性能。