專利名稱：奧氏體不銹鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不銹鋼材料的制備技術(shù)。
背景技術(shù)：
奧氏體不銹鋼是不銹鋼中最重要的鋼中，生產(chǎn)量和使用量約占不銹鋼總產(chǎn)量及用量的70%，其具有光澤度好、耐蝕性和耐熱性強等特點，被廣泛應用于在石油、化工、輕工、食品、醫(yī)藥等行業(yè)中。奧氏體不銹鋼雖然具有高韌性、高塑性和良好的切削性，但強度較低，在使用時一般要受到拉、壓、彎、扭、沖擊等各種載荷，常常會發(fā)生過量變形、表面損傷、尺寸改變或斷裂等形式的失效，因此進一步提高其強度能夠很大程度上減小其用量，減少資源的消耗，并且對社會的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種奧氏體不銹鋼及其制備方法。本發(fā)明是奧氏體不銹鋼及其制備方法，奧氏體不銹鋼，基于304不銹鋼，按重量百分比計，其組分為A1 19 21%、Cr 9 ll%、Ni 4. 5 6. 5%、Mn ( I. 2%、Si ( 0. 6%、C ( 0. 05%,
余量為Fe203。奧氏體不銹鋼的制備方法，其步驟為
(1)按照權(quán)利要求I中不銹鋼原料成分配比稱取反應物原材料；
(2)將稱好的粉末在球磨機中混合8 16小時，然后將混合好的反應物料置于配有銅底材的銅模具中并用壓力機在3(T60MPa的壓力下壓實，在其表面放上引燃劑，然后在反應容器中進行反應；
(3)室溫下用氬氣吹掃反應容器排除其中的空氣并加熱，等到容器溫度升至18(T200°C時再次排氣，然后通入4 7MPa的氬氣繼續(xù)升高容器溫度；
(4)當容器內(nèi)溫度達到260°C左右時引燃劑開始反應并釋放出大量的熱，引發(fā)反應物料間的反應；
(5)生成的產(chǎn)物在氬氣保護下隨爐冷卻至室溫制得不銹鋼材料；
(4)將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進行80(Tl00(rC等溫處理61小時后，得到奧氏體不銹鋼材料。本發(fā)明的有益效果是，生產(chǎn)流程簡單，能源消耗低，可用低成本獲得高強度的奧氏體不銹鋼，且污染小，適于工業(yè)化生產(chǎn)。經(jīng)X射線衍射技術(shù)和透射電鏡表征，制備得到的304不銹鋼均由奧氏體相組成，材料以納米晶為主，是由納米晶和微米晶組成的復相材料。其中納米晶相的晶粒尺寸介于10 90nm之間，納米晶含量為80 85%左右，微米晶相晶粒尺寸為0. 2mm 2mm。將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進行80(ri000°C等溫處理6 8小時后，制備得到高強度的納米晶/微米晶雙相304奧氏體不銹鋼材料。對等溫處理后的納米晶/微米晶雙相不銹鋼材料進行了室溫拉伸性能測試。拉伸速度為0. 2mm/min,屈服強度為400MPa 500MPa，抗拉強度為 900 MPa "IlOOMPa0
具體實施例方式本發(fā)明是奧氏體不銹鋼及其制備方法，奧氏體不銹鋼，基于304不銹鋼，按重量百分比計，其組分為A1 19 21%、Cr 9 ll%、Ni 4. 5 6. 5%、Mn ( I. 2%、Si ( 0. 6%、C ( 0. 05%,
余量為Fe203。奧氏體不銹鋼的制備方法，其步驟為
(1)按照權(quán)利要求I中不銹鋼原料成分配比稱取反應物原材料；
(2)將稱好的粉末在球磨機中混合8 16小時，然后將混合好的反應物料置于配有銅底材的銅模具中并用壓力機在3(T60MPa的壓力下壓實，在其表面放上引燃劑，然后在反應容器中進行反應；
(3)室溫下用氬氣吹掃反應容器排除其中的空氣并加熱，等到容器溫度升至18(T200°C時再次排氣，然后通入4 7MPa的氬氣繼續(xù)升高容器溫度；·
(4)當容器內(nèi)溫度達到260°C左右時引燃劑開始反應并釋放出大量的熱，引發(fā)反應物料間的反應；
(5)生成的產(chǎn)物在氬氣保護下隨爐冷卻至室溫制得不銹鋼材料；
(4)將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進行80(Tl00(rC等溫處理61小時后，得到奧氏體不銹鋼材料。實施例I:
基于304不銹鋼，按重量百分比計，奧氏體不銹鋼的組分如表I所示
表I.
-原料 |FeA |Al|Cr|Ni [Mn [Si |C —
304 丨62.67 |2o|ll|4. 5 |l. 2 |o. 6 |o. oF
按表I稱取反應物原材料，將稱好的粉末在球磨機中混合8小時,然后將混合好的反
應物料置于配有銅底材的銅模具中并用壓力機在40MPa的壓力下壓實，在其表面放上引燃
齊U，然后在反應容器中進行反應，室溫下用氬氣吹掃反應容器排除其中的空氣，等到容器溫
度升至180°C時再次排氣，然后通入5MPa的氬氣繼續(xù)升高容器溫度。當容器內(nèi)溫度達到
260°C時引燃劑開始反應并釋放出大量的熱，從而引發(fā)反應物料間的反應。反應在幾秒鐘時
間內(nèi)完成，生成的產(chǎn)物在氬氣保護下隨爐冷卻至室溫制得不銹鋼材料，經(jīng)X射線衍射技術(shù)
和透射電鏡表征，制備得到不銹鋼由奧氏體相組成，材料以納米晶為主，是由納米晶和微米
晶組成的復相材料。其中微米晶晶粒尺寸范圍為0.2 0.5 ym，納米晶平均晶粒尺寸為
18. 61nm,納米晶體積分數(shù)約占85%。將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進行800°C等溫處理8小時后，制備得到高強度的納米晶/微米晶雙相奧氏體不銹鋼材料。其拉伸屈服強度Oci 2為475MPa和抗拉強度ob為IOOlMPa都較熱軋板材料強度提高了將近一倍。實施例2:
基于304不銹鋼，按重量百分比計，奧氏體不銹鋼的組分如表2所示
表2.
原料 IFeaO, |Al|Cr|Ni|Mn|Si |C ~
304 丨64. 37 |19丨10丨5 |l |o. 6 |o. 03~按表2稱取反應物原材料,將稱好的粉末在球磨機中混合10小時,然后將混合好的反應物料置于配有銅底材的銅模具中并用壓力機在50MPa的壓力下壓實，在其表面放上引燃齊U，然后在反應容器中進行反應，室溫下用氬氣吹掃反應容器排除其中的空氣，等到容器溫度升至180°C時再次排氣，然后通入6MPa的氬氣繼續(xù)升高容器溫度。當容器內(nèi)溫度達到260°C時引燃劑開始反應并釋放出大量的熱，從而引發(fā)反應物料間的反應。反應在幾秒鐘時間內(nèi)完成，生成的產(chǎn)物在氬氣保護下隨爐冷卻至室溫制得不銹鋼材料，經(jīng)X射線衍射技術(shù)和透射電鏡表征，制備得到不銹鋼由奧氏體相組成，其中微米晶晶粒尺寸范圍為0. 5 y m I U m,納米晶平均晶粒尺寸為21. 46nm,納米晶體積分數(shù)為80%左右。將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進行800°C等溫處理7小時后，制備得到高強度的納米晶/微米晶雙相奧氏體不銹鋼材料。其拉伸屈服強度0(l.2S 493MPa和抗拉強度ob為IlOOMPa都較熱軋板材料強度提高了一倍以上。實施例3:
基于304不銹鋼，按重量百分比計，奧氏體不銹鋼的組分如表3所示
表3.
權(quán)利要求
1.奧氏體不銹鋼，基于304不銹鋼，按重量百分比計，其組分為AlI擴21%、Cr 9 11%、Ni 4. 5 6. 5%、Mn ( I. 2%、Si ( 0. 6%、C 彡 0. 05%,余量為 Fe2O3 =
2.由納米晶和微米晶組成的復相材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的奧氏體不銹鋼，其特征在于納米晶相的晶粒尺寸介于l(T90nm之間，納米晶含量為80 85%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的奧氏體不銹鋼，其特征在于微米晶相晶粒尺寸為0.2mm 2mm。
5.奧氏體不銹鋼的制備方法，其步驟為 (1)按照權(quán)利要求I中不銹鋼原料成分配比稱取反應物原材料； (2)將稱好的粉末在球磨機中混合8 16小時，然后將混合好的反應物料置于配有銅底材的銅模具中并用壓力機在3(T60MPa的壓力下壓實，在其表面放上引燃劑，然后在反應容器中進行反應； (3)室溫下用氬氣吹掃反應容器排除其中的空氣并加熱，等到容器溫度升至18(T200°C時再次排氣，然后通入4 7MPa的氬氣繼續(xù)升高容器溫度； (4)當容器內(nèi)溫度達到260°C左右時引燃劑開始反應并釋放出大量的熱，引發(fā)反應物料間的反應； (5)生成的產(chǎn)物在氬氣保護下隨爐冷卻至室溫制得不銹鋼材料； (4)將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進行80(Tl00(rC等溫處理61小時后，得到奧氏體不銹鋼材料。
全文摘要
奧氏體不銹鋼及其制備方法，按重量百分比計，其組分為Al19~21%、Cr9~11%、Ni4.5~6.5%、Mn≤1.2%、Si≤0.6%、C≤0.05%，余量為Fe2O3；按照以上組分稱取反應物，原料球磨并壓實后，在其表面放上引燃劑，然后置于反應容器中，通入氬氣進行反應。隨著溫度的升高，引燃劑開始反應并釋放出大量的熱，引發(fā)反應物料間的反應；生成的產(chǎn)物在氬氣保護下隨爐冷卻至室溫制得不銹鋼材料。將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進行800℃~1000℃等溫處理6~8小時后，得到奧氏體不銹鋼材料。
文檔編號C22C38/40GK102747296SQ20121018441
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者盧雪峰, 喇培清, 孟倩, 楚成剛, 歐玉靜, 魏玉鵬 申請人:蘭州理工大學