高強(qiáng)度、高韌性奧氏體不銹鋼材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度、高韌性奧氏體不銹鋼材料，其各組分的重量百分比為：Cr為12.0～14.0%；Ni為12.0～16.0%；Mo為1.0～3.0%；C為0.04～0.08%；Al為0.1～1.0%；Mn為0.1～1.0%；Si為0.1～1.0%；不可避免的雜質(zhì)＜0.04%；其余為Fe。該材料的冷加工性能和抗拉強(qiáng)度不低于1Cr8Ni9Ti不銹鋼絲，而韌性和表面質(zhì)量比1Cr8Ni9Ti不銹鋼絲更加優(yōu)良，并且對(duì)許多無機(jī)酸（如：硫酸、硝酸等）、鹽類和海水中的耐腐蝕能力比18-8型鋼有顯著提升。
【專利說明】高強(qiáng)度、高韌性奧氏體不銹鋼材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種奧氏體不銹鋼，特別涉及一種高強(qiáng)度、高韌型的奧氏體不銹鋼材料。
【背景技術(shù)】
[0002]不銹鋼絲材(材料)一般可以分為三種，即奧氏體不銹鋼絲、鐵素體不銹鋼絲和馬氏體不銹鋼絲。奧氏體不銹鋼絲一般是通過大冷形變量來提高其強(qiáng)度性能，比如常見的18-8型系列的ICrSNiOTi不銹鋼絲。為了提高抗拉強(qiáng)度，必須減少熱處理次數(shù)以增大冷形變量，然而，奧氏體不銹鋼絲大冷變形后又會(huì)誘發(fā)合金發(fā)生馬氏體相變，并形成大量硬而脆的金屬間相，從而導(dǎo)致拉制的不銹鋼絲材表面質(zhì)量下降，高強(qiáng)度下的延伸率會(huì)很低，特別是不銹鋼絲材的韌性下降而脆性增加，給奧氏體不銹鋼絲應(yīng)用的普及和推廣使用造成了比較大的困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高強(qiáng)度、高韌性奧氏體不銹鋼材料，該材料的冷加工性能和抗拉強(qiáng)度不低于lCr8Ni9Ti不銹鋼絲，而韌性和表面質(zhì)量比lCr8Ni9Ti不銹鋼絲更加優(yōu)良，且因?yàn)楹辖鹬需€(Mo)元素的添加，使得合金對(duì)許多無機(jī)酸(如:硫酸、硝酸等)、鹽類和海水中的耐腐蝕能力比18-8型鋼有顯著提升。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是: [0005]高強(qiáng)度、高韌性奧氏體不銹鋼材料，各組分的重量百分比為:
[0006]Cr:12.0 ~14.0% ；N1:12.0 ~16.0% ；Mo:1.0 ~3.0% ；C:0.04 ~0.08% ；A1:
0.1~L 0% ；Mn:0.1~1.0% ；S1:0.1~1.0% ;不可避免的雜質(zhì)< 0.04% ;其余為Fe。
[0007]上述高強(qiáng)度、高韌性奧氏體不銹鋼材料，較好的技術(shù)方案是，各組分的重量百分比為:
[0008]Cr:12.5 ~13.0% ；N1:13.5 ~14.5% ；Mo:1.5 ~2.5% ；C:0.04 ~0.06% ；A1:
0.1~0.8 ；Mn:0.1~0.8% ；S1:0.1~0.8% ;不可避免的雜質(zhì)< 0.04% ;其余為Fe。
[0009]上述高強(qiáng)度、高韌性奧氏體不銹鋼材料，更好的技術(shù)方案是，各組分的重量百分比為:
[0010]Cr:12.5% ；N1:14.0% ；Mo:2.0% ；C:0.05% ；A1:0.3% ；Mn:0.20% ；S1:0.20% ；不可
避免的雜質(zhì)< 0.04% ;其余為Fe。
[0011]上述高強(qiáng)度、高韌性奧氏體不銹鋼材料中不可避免的雜質(zhì)為S和P，其總量不超過
0.04%O
[0012]上述的高強(qiáng)度、高韌性奧氏體不銹鋼材料的制備方法，有以下步驟:
[0013]a)、按照重量百分比稱取合金的各個(gè)組分，采用真空感應(yīng)爐進(jìn)行熔煉，熔煉工藝為:烘料(10Kw、5分鐘)、熔化(80Kw、15~20分鐘)、精煉(20~30Kw、20分鐘)、精煉后真空度I~2Pa、最后調(diào)溫澆鑄；[0014]b)、真空鑄棒經(jīng)電渣重熔成鑄錠，并在柴油爐中加熱至1100~1150°C，保溫I小時(shí)后熱鍛成棒還，然后經(jīng)過熱軋成為直徑為8mm的盤圓條；
[0015]C)、然后將直徑8mm的盤圓條經(jīng)過多次熱處理和冷拉加工成所需的成品冷拉絲材，最終的成品絲材采用金剛石鉆石模具拉制。
[0016]本發(fā)明的高強(qiáng)度、高韌性奧氏體不銹鋼材料絲材，其成分組成與lCr8Ni9Ti不銹鋼相比，降低了成分中的鉻(Cr)和碳(C)元素含量，去除了其中的鈦(Ti)元素，同時(shí)增加了鎳(Ni)元素和鑰(Mo)元素。
[0017]降低鉻(Cr)和碳(C)元素含量可有效改善合金的晶間腐蝕性能，減少碳化物析出，改善合金絲材的表面質(zhì)量；去除鈦(Ti)元素，可有效減少在大冷形變下析出硬脆相，從而改善絲材的表面質(zhì)量，絲材表面及橫截面形貌見圖1、圖2所示；增加鎳(Ni)元素含量，可有效擴(kuò)展合金的奧氏體相，使得合金性能更加穩(wěn)定，同時(shí)也可有效改善合金的力學(xué)性能，提高合金絲材的韌性固溶態(tài)金相組織見圖3所示；增加鑰(Mo)元素，可有效提高合金的耐腐蝕性能，特別是對(duì)各種無機(jī)酸、有機(jī)酸、堿和鹽類的耐腐蝕性及耐點(diǎn)蝕性顯著增強(qiáng)，并可提高合金的耐高溫性能。
[0018]本發(fā)明所述高強(qiáng)度、高韌性奧氏體不銹鋼材料，具有良好的冷熱塑性，可進(jìn)行高達(dá)99%以上大冷形變量的加工，該材料在大冷形變下具有高達(dá)2500MPa的抗拉強(qiáng)度，同時(shí)還可保持2~3%左右的延伸率，此時(shí)合金的內(nèi)部已經(jīng)變?yōu)橐环N纖維態(tài)組織，合金冷形變下的顯微組織見圖4所示，本發(fā)明所述的高強(qiáng)度、高韌性不銹鋼材料，可通過冷形變量的調(diào)整來控制最終成品冷拉絲材的力學(xué)性能，且絲材的表面質(zhì)量和韌性良好，使其能夠滿足較大范圍內(nèi)的使用要求。
[0019]本發(fā)明所述高強(qiáng)度、高韌性、耐腐蝕奧氏體不銹鋼材料所加工出的成品絲材，其最后一道次的冷形變量控制，根據(jù)元件實(shí)際使用的力學(xué)性能要求來確定。
[0020]本發(fā)明所述高強(qiáng) 度、高韌性奧氏體不銹鋼材料的主要性能如下:
[0021]1.合金棒材(固溶狀態(tài))的力學(xué)特性:
[0022]I)抗拉強(qiáng)度:σ b ≥ 520MPa ；
[0023]2)屈服強(qiáng)度:oa2> 205MPa;
[0024]3)斷后伸長率:δ 5≥40% ;
[0025]4)斷面收縮率:Ψ≥60% ；
[0026]5)硬度:HB ≥ 187。
[0027]2.合金絲材(冷拉狀態(tài))的力學(xué)特性:
[0028]抗拉強(qiáng)度σ b:1400MPa ~2500MPa。
[0029]3.合金(固溶狀態(tài))的沖擊韌性:
[0030]沖擊韌性ακυ ≥ 3500 (KJ/m2)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明所述合金絲材表面形貌；
[0032]圖2為本發(fā)明所述合金絲材橫截面形貌；
[0033]圖3為本發(fā)明所述合金固溶態(tài)顯微組織；
[0034]圖4為本發(fā)明所述合金冷形變態(tài)顯微組織?！揪唧w實(shí)施方式】
[0035]實(shí)施例1至5的高強(qiáng)度、高韌性奧氏體不銹鋼材料各組分的配比見表1:
[0036]表1高強(qiáng)度、高韌性奧氏體不銹鋼材料各組分的配比(以下為重量百分含量)
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)度、高韌性奧氏體不銹鋼材料，其特征在于，該材料各組分的重量百分比為: Cr12.0 ~14.0%; Ni12.0 ~16.0%;
Mo1.0~3.0%; C0.04 ~0.08%;
Al0.1~丨.0%;
Mn0.1 ~1.0%;
Siαι ~ι.ο%; 不可避免的雜質(zhì)< 0.04% ； 其余為Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度、高韌性奧氏體不銹鋼材料，其特征在于，該材料各組分的優(yōu)選重量百分比為: Cr12.5 ~13,0%; Ni13.5 ~14.5%;
Mo1.5-2.5%; C0.04 ~0.06%;

Al0.1 ~0.8%;
Mn0,1 ~0.8%;
SiO,卜 0,8%; 不可避免的雜質(zhì)< 0.04% ； 其余為Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度、高韌性奧氏體不銹鋼材料，其特征在于，該材料各組分的最佳重量百分比為:Cf12.5%； Ni14.0% I Mo2.0%； C0.05%；

Al0.3%*? Mn0.20%； Si0.20%； 不可避免的雜質(zhì)< 0.04% ； 其余為Fe。
4.根據(jù)權(quán)利要求1- 3任一所述的高強(qiáng)度、高韌性奧氏體不銹鋼材料，其特征在于:所述不可避免的雜質(zhì)為S和P，其總量< 0.04%。
【文檔編號(hào)】C22C38/44GK103469095SQ201310398089
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】郭衛(wèi)民 申請(qǐng)人:重慶材料研究院有限公司