阅读说明：本技术 一种316或316l不锈钢纤维的低温热处理强化方法 (Low-temperature heat treatment strengthening method for 316 or 316L stainless steel fibers ) 是由 李鹏 温斌 于 2020-08-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种316或316L不锈钢纤维的低温热处理强化方法,属于金属材料热处理技术领域。本发明在惰性气体保护下,将冷拔后的316或316L不锈钢纤维依次进行升温、保温和冷却；所述保温的温度为300～400℃,时间为40～90min。本发明通过热处理温度与时间的有效结合,能够在提高材料塑性的同时保证了材料的抗拉强度,同时还提高了材料的导电性。这是由于通过低温热处理有效降低位错密度,使得位错形核驱动力作为提高纤维强度的主要手段,同时减少位错密度也会使得金属纤维的导电性有所提高。(The invention provides a low-temperature heat treatment strengthening method for 316 or 316L stainless steel fibers, belonging to the technical field of heat treatment of metal materials. Under the protection of inert gas, the 316 or 316L stainless steel fiber after cold drawing is sequentially heated, insulated and cooled; the temperature for heat preservation is 300-400 ℃, and the time is 40-90 min. According to the invention, through the effective combination of the heat treatment temperature and the heat treatment time, the plasticity of the material can be improved, the tensile strength of the material is ensured, and the conductivity of the material is also improved. This is because the dislocation density is effectively reduced by the low temperature heat treatment, so that the driving force for dislocation nucleation is taken as a main means for improving the fiber strength, and the conductivity of the metal fiber is improved by reducing the dislocation density.)

一种316或316L不锈钢纤维的低温热处理强化方法

技术领域

本发明金属材料热处理技术领域，特别涉及一种316或316L不锈钢纤维的低温热处理强化方法。

背景技术

不锈钢纤维通常指的是采用304、304L、316、316L等不锈钢材料通过拉拔或切削方法制备丝径小于100μm的金属丝线。与其他无机或有机纤维材料相比，不锈钢金属纤维具有耐高温、耐腐蚀以及良好的力学性能而被应用于纺织品、混凝土、导电塑料等领域。

与304相比，316系列不锈钢大大提高了抗化学腐蚀的性能，且比其他钢种具有更高的抗高温蠕变、应力断裂和抗拉强度。由于金属纤维原料的特殊性和制备工艺的复杂性，通常来说，线材经拉伸后材料的硬度、刚性以及拉伸强度会有所增加，而延展率等塑性会有所降低，易发生“加工硬化”的现象。

目前，人们通常选取600℃以上高温对不锈钢纤维材料进行退火处理，目的是提高不锈钢纤维材料的塑性。然而，从实验结果来看，600℃以上高温退火处理在提升材料塑性的同时会降低纤维的抗拉强度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种316或316L不锈钢纤维的低温热处理强化方法。本发明所述强化方法能够在保证材料塑性的同时能够进一步提高材料的抗拉强度，同时还提高了材料的导电性。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种316或316L不锈钢纤维的低温热处理强化方法，包括以下步骤：

在惰性气体保护下，将冷拔后的316或316L不锈钢纤维依次进行升温、保温和冷却；

所述保温的温度为300～400℃，时间为40～90min；

所述冷拔后的316或316L不锈钢纤维的直径独立为1～20μm。

优选的，所述升温的速率为10～20℃/min。

优选的，所述惰性气体为氩气。

优选的，所述惰性气体的流速为2～5L/min。

优选的，所述冷却为冷却至室温，所述冷却的速率为10～20℃/s。

本发明提供了上述低温热处理强化方法得到的强化316或316L不锈钢纤维，所述强化316或316L不锈钢纤维的在1μm/s下拉伸强度为4.5～6.6GPa；电阻率为1.6×10^-7～3.2×10^-7Ω·m。

本发明提供了一种316或316L不锈钢纤维的低温热处理强化方法，本发明在惰性气体保护下，将冷拔后的316或316L不锈钢纤维依次进行升温、保温和冷却；所述保温的温度为300～400℃，时间为40～90min。本发明通过热处理温度与时间的有效结合，能够在提高不锈钢纤维材料塑性的同时保证了材料的抗拉强度，同时还提高了材料的导电性。这是由于通过低温热处理有效降低位错密度，使得位错形核驱动力作为提高纤维强度的主要手段，同时减少位错密度也会使得金属纤维的导电性有所提高。实施例结果表明，本发明低温热处理强化方法所得强化316L不锈钢纤维的拉伸强度为5.7GPa，为未热处理不锈钢纤维的2倍，为800℃高温热处理后不锈钢纤维的1.8倍。

同时本发明在300～400℃下进行低温热处理，能耗低，节约能源。

具体实施方式

本发明提供了一种316或316L不锈钢纤维的低温热处理强化方法，包括以下步骤：

在惰性气体保护下，将冷拔后的316或316L不锈钢纤维依次进行升温、保温和冷却；

所述保温的温度为300～400℃，时间为40～90min。

本发明对所述冷拔的方式没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的冷拔方式即可。在本发明中，所述冷拔后的316及316L不锈钢纤维的直径为1～20μm，优选为5～15μm；本发明对所述冷拔后的316及316L不锈钢纤维的长度没有特殊的限定，作为本发明的一个具体实施例，所述长度优选为20mm。

本发明优选在热处理炉中进行所述低温热处理，本发明对所述热处理炉的种类没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知种类的热处理炉即可。在本发明中，所述惰性气体优选为氩气，所述惰性气体的流速优选为2～5L/min，更优选为3～4L/min。

在本发明中，所述升温的速率优选为10～20℃/min，更优选为12～18℃/min，最优选为15℃/min。在本发明中，所述保温的温度为300～400℃，优选为320～370℃，最优选为350℃；时间优选为40～90min，更优选为50～80min，最优选为60～70min。

在完成所述保温后，本发明优选关闭热处理炉电源。在本发明中，所述冷却优选为冷却至室温，所述冷却的方式优选为随炉冷却，所述冷却的速率优选为10～20℃/s。

在所述冷却后，本发明优选关闭保护气体阀门，并取出强化316或316L不锈钢纤维。

本发明的实施例在热处理炉中进行低温热处理强化，将待处理样品置于热处理炉中，打开惰性气体开关，打开热处理炉电源加热热处理炉，升温至热处理温度保温处理，关闭电源样品随炉冷却至室温，关闭惰性气体阀门取出样品。

本发明还提供了上述低温热处理强化方法得到的强化316或316L不锈钢纤维。在本发明中，所述强化316或316L不锈钢纤维在1μm/s下拉伸强度为4.5～6.6GPa；电阻率为1.6×10^-7～3.2×10^-7Ω·m。

下面结合实施例对本发明提供的一种316或316L不锈钢纤维的低温热处理强化方法进行详细说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

将直径2μm的冷拔后的316L不锈钢纤维样品置于热处理炉中，同时通入氩气作为保护气，流速控制为4L/min，以20℃/min的升温速度加热热处理炉，当温度达到300℃时，保温60min，然后关闭热处理电源，并使不锈钢纤维随炉冷却至室温，随后关闭保护气体阀门，从热处理炉中取出强化316L不锈钢纤维。

实施例2

将直径12μm的冷拔后的316L不锈钢纤维样品置于热处理炉中，同时通入氩气作为保护气，流速控制为4L/min，以20℃/min的升温速度，加热热处理炉。当温度达到350℃时，保温50min，然后关闭热处理电源，并使不锈钢纤维随炉冷却至室温，随后关闭保护气体阀门，从热处理炉中取出强化316L不锈钢纤维。

实施例3

将直径18μm的冷拔后的316L不锈钢纤维样品置于热处理炉中，同时通入氩气作为保护气，流速控制为4L/min，以20℃/min的升温速度，加热热处理炉。当温度达到400℃时，保温40min，然后关闭热处理电源，并使不锈钢纤维随炉冷却至室温，随后关闭保护气体阀门，从热处理炉中取出强化316L不锈钢纤维。

实施例4

将直径12μm的冷拔后的316不锈钢纤维样品置于热处理炉中，同时通入氩气作为保护气，流速控制为2L/min，以15℃/min的升温速度，加热热处理炉。当温度达到400℃时，保温40min，然后关闭热处理电源，并使不锈钢纤维随炉冷却至室温，随后关闭保护气体阀门，从热处理炉中取出强化316L不锈钢纤维。

实施例5

将直径15μm的冷拔后的316不锈钢纤维样品置于热处理炉中，同时通入氩气作为保护气，流速控制为5L/min，以10℃/min的升温速度，加热热处理炉。当温度达到320℃时，保温90min，然后关闭热处理电源，并使不锈钢纤维随炉冷却至室温，随后关闭保护气体阀门，从热处理炉中取出强化316L不锈钢纤维。

对比例1

以直径12μm的冷拔后的316L不锈钢纤维不进行热处理，作为对比例1。

对比例2

以直径12μm的冷拔后的316不锈钢纤维作为对比例2，不对其进行热处理。

对比例3

对比例3与实施例2的区别在于，保温温度为800℃。

对比例4

对比例4与实施例4的区别在于，保温温度为800℃。

性能测试

按照《中国纤维标准》测试实施例1～5、对比例1～4所得的不锈钢纤维的抗拉强度，先裁剪成标准拉伸样品，在拉伸速率1μm/s下开展拉伸测试，将所得结果列于表1中。

按照《中国纤维标准》测试实施例1～5、对比例1～4所得的不锈钢纤维的延伸率，将所得结果列于表1中。

按照《中国纤维标准》测试实施例1～5、对比例1～4所得的不锈钢纤维的电阻率，将所得结果列于表1中。

表1实施例1～5、对比例1～4不锈钢纤维的性能测试结果

项目	抗拉强度(GPa)	延展率(％)	电阻率(Ω·m)
				实施例1	6.6	1.5	3.2×10<sup>-7</sup>
实施例2	5.7	2.0	2.2×10<sup>-7</sup>
				实施例3	4.5	2.5	1.6×10<sup>-7</sup>
实施例4	5.9	1.9	2.4×10<sup>-7</sup>
				实施例5	5.6	1.75	1.9×10<sup>-7</sup>
对比例1	2.85	1.32	3.5×10<sup>-7</sup>
				对比例2	2.9	1.21	3.2×10<sup>-7</sup>
对比例3	3.16	1.86	2.7×10<sup>-7</sup>
				对比例4	2.9	1.1	3.0×10<sup>-7</sup>

由表1可以看出，本发明所述低温热处理强化方法相较于800℃的高温热处理方法，可以在保证材料塑性的同时进一步提高材料的抗拉强度，同时还提高了材料的导电性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。