CN105568159A - 一种高韧性不锈钢及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高韧性不锈钢及其制备方法，属于不锈钢制备技术领域，其中各组分的重量份为Fe3O4？60~65份、MnO1~3份、MoO3？2~5份、SiO2？5~8份、Al2O3？1~3份、NiO？1~3份、TiO2？1~3份，其制备方法为将所述原料置于球磨机中进行研磨，直至球磨粉末晶粒细化至2~5nm；将研磨得到的粉末进行烧结，烧结的条件为：烧结压力为45~50MPa，烧结温度为950~1000℃，升温速度为50~55℃/min,烧结保温时间为30~35？min，烧结真空度为1~1.5？Pa；烧结后倒模，冷冻，即得高韧性不锈钢；该不锈钢性能优越，具有优越的断裂韧性、高冲击韧性，能应用在许多领域中，且其制备方法简单易行，成本较低，适于工业的大规模生产。

Description

一种高韧性不锈钢及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种不锈钢，具体涉及一种高韧性不锈钢及其制备方法，属于不锈钢制备技术领域。
背景技术
不锈钢（StainlessSteel）是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢；而将耐化学介质腐蚀（酸、碱、盐等化学浸蚀）的钢种成为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异而使他们的耐蚀性不同，普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀，而耐酸钢则一般均具有不锈性。
不锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低，因此，大多数不锈钢的含碳量均较低，最大不超过1.2%，有些钢的ωc（含碳量）甚至低于0.03%。不锈钢中的主要合金元素是Cr（铬），只有当Cr含量达到一定值时，钢材有耐蚀性。因此，不锈钢一般Cr（铬）含量至少为10.5%。不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。
由于不锈钢结构的造型美观、耐腐蚀性好、易于维护和全生命周期成本低等优点，使其在建筑结构中具有广阔的适用性。从20世纪初，不锈钢就已经开始在建筑结构中采用，初期主要应用在装饰工程中，并开始应用于建筑物的围护结构和屋盖结构。近20年来，随着欧洲和美国等相关设计规范的修订，不锈钢结构的应用逐渐增多。在一些标志性建筑中，由于不锈钢在满足结构要求的前提下，还能满足建筑美学、抗腐蚀性能和耐久性等要求，受到了建筑结构行业的青睐。
高韧性不锈钢是指具有高断裂韧性、高冲击韧性的不锈钢，适用于多种领域。CN201310532556.0涉及一种高韧性不锈钢咖啡壶材料及其制备方法，该材料的化学成分包括以下重量百分比的元素：C：0.006~0.01%、N：0.001~0.005%、Si：0.01~0.05%、Mn：0.1~0.5%、Cr：12~16%、Ni：0.5~1.5%、Mo：0.1~0.5%、V：0.05~0.25%、Re：0.02~0.08%、Nb：0.02~0.08%、Ti：0.08~0.12%、余量为铁和杂质，通过严格控制每种元素的含量，使材料具有较高的冲击韧性和断裂韧性，生产成本低，且还具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性，综合性能优异；CN200710062013.1公开一种生产低温高韧性钢及其钢板的方法，生产钢的方法包括以下次序的步骤：(一)装入转炉的原料全部为经铁水预处理的铁水；(二)顶底复吹转炉冶炼；(三)精炼IVOD(VD)工序；IILF炉工序出站钢水成分(重量)为C：≤0.06%，Si：0.01%~0.40%，Mn：0.20%~0.90%，P：≤0.004%，S：≤0.002%，Ni：8.50%~10.00%，Mo：≤0.5%V：≤0.5%，其余为铁和不可避免的杂质；(四)连铸板坯或模铸并将铸锭进行开坯；(五)把板坯轧制、热处理制成O6Ni9钢钢板，生产出的低温高韧性钢的方法生产的O6Ni9钢，轧制与热处理后，在-196℃低温度条件下的冲击韧性，横向-196℃Akv平均值达220-280J。虽然两项专利提高了不锈钢的韧性，可是其性能还不能满足一些特殊领域的需求，因此，开发一种具有高韧性的不锈钢，前景看好。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供一种高韧性不锈钢，该不锈钢性能优越，具有优越的断裂韧性、高冲击韧性，能应用在许多领域中，且其制备方法简单易行，成本较低，适于工业的大规模生产。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
一种高韧性不锈钢，各组分的重量份为：
Fe3O460~65份、MnO1~3份、MoO32~5份、SiO25~8份、Al2O31~3份、NiO1~3份、TiO21~3份；
Fe3O460~63份、MnO1~2份、MoO32~3.5份、SiO27~8份、Al2O32~3份、NiO2~3份、TiO22~3份；
Fe3O463~65份、MnO2~3份、MoO33.5~5份、SiO25~7份、Al2O32~3份、NiO2~3份、TiO22~3份；
Fe3O463.5~64.5份、MnO2~3份、MoO33.5~5份、SiO25~7份、Al2O31~2份、NiO1~2份、TiO21~2份；
Fe3O463.5份、MnO2份、MoO33.5份、SiO25份、Al2O31份、NiO1份、TiO21份；
Fe3O464.5份、MnO3份、MoO35份、SiO27份、Al2O32份、NiO2份、TiO22份。
本发明的另外一个目的是提供一种高韧性不锈钢的制备方法，包括以下步骤：
将所述原料置于球磨机中进行研磨，直至球磨粉末晶粒细化至2~5nm；将研磨得到的粉末进行烧结，烧结的条件为：烧结压力为45~50MPa，烧结温度为950~1000℃，升温速度为50~55℃/min,烧结保温时间为30~35min，烧结真空度为1~1.5Pa；烧结后倒模，冷冻，即得高韧性不锈钢。
本发明相对于现有技术的有益效果是：
本发明提供的一种高韧性不锈钢，通过严格控制每种元素的含量，使产品具有优越的断裂韧性、冲击韧性，且综合性能佳，能应用在许多领域中，包括一些特殊领域。同时，其制备方法简单易行，成本较低，适于工业的大规模生产。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
实施例1
一种高韧性不锈钢，各组分的重量份为：
Fe3O464.5份、MnO3份、MoO35份、SiO27份、Al2O32份、NiO2份、TiO22份。
其制备方法，包括以下步骤：
将所述原料置于球磨机中进行研磨，直至球磨粉末晶粒细化至2nm；将研磨得到的粉末进行烧结，烧结的条件为：烧结压力为45MPa，烧结温度为950℃，升温速度50℃/min,烧结保温时间为30min，烧结真空度为1Pa；烧结后倒模，冷冻，即得高韧性不锈钢。
实施例2
一种高韧性不锈钢，各组分的重量份为：
Fe3O463.5份、MnO2份、MoO33.5份、SiO25份、Al2O31份、NiO1份、TiO21份。
其制备方法，包括以下步骤：将所述原料置于球磨机中进行研磨，直至球磨粉末晶粒细化至5nm；将研磨得到的粉末进行烧结，烧结的条件为：烧结压力为50MPa，烧结温度为1000℃，升温速度为55℃/min,烧结保温时间为35min，烧结真空度为1.5Pa；烧结后倒模，冷冻，即得高韧性不锈钢。
实施例3
一种高韧性不锈钢，各组分的重量份为：
Fe3O463份、MnO2份、MoO33.5份、SiO25份、Al2O32份、NiO2份、TiO22份。
其制备方法，包括以下步骤：
将所述原料置于球磨机中进行研磨，直至球磨粉末晶粒细化至3.5nm；将研磨得到的粉末进行烧结，烧结的条件为：烧结压力为48MPa，烧结温度为970℃，升温速度为53℃/min,烧结保温时间为32.5min，烧结真空度为12.5Pa；烧结后倒模，冷冻，即得高韧性不锈钢。
实施例4
一种高韧性不锈钢，各组分的重量份为：
Fe3O460份、MnO1份、MoO32份、SiO27份、Al2O32份、NiO2份、TiO22份。
其制备方法，包括以下步骤：
将所述原料置于球磨机中进行研磨，直至球磨粉末晶粒细化至2.5nm；将研磨得到的粉末进行烧结，烧结的条件为：烧结压力为47MPa，烧结温度为960℃，升温速度为51℃/min,烧结保温时间为31min，烧结真空度为1.1Pa；烧结后倒模，冷冻，即得高韧性不锈钢。
实施例5
一种高韧性不锈钢，各组分的重量份为：
Fe3O465份、MnO3份、MoO35份、SiO28份、Al2O33份、NiO3份、TiO23份。
其制备方法，包括以下步骤：
将所述原料置于球磨机中进行研磨，直至球磨粉末晶粒细化至4nm；将研磨得到的粉末进行烧结，烧结的条件为：烧结压力为49MPa，烧结温度为980℃，升温速度为53.5℃/min,烧结保温时间为33.8min，烧结真空度为1.4Pa；烧结后倒模，冷冻，即得高韧性不锈钢。

Claims (7)

1.一种高韧性不锈钢，其特征在于：各组分的重量份为：
Fe3O460~65份、MnO1~3份、MoO32~5份、SiO25~8份、Al2O31~3份、NiO1~3份、TiO21~3份。
2.一种高韧性不锈钢，其特征在于：各组分的重量份为：
Fe3O460~63份、MnO1~2份、MoO32~3.5份、SiO27~8份、Al2O32~3份、NiO2~3份、TiO22~3份。
3.一种高韧性不锈钢，其特征在于：各组分的重量份为：
Fe3O463~65份、MnO2~3份、MoO33.5~5份、SiO25~7份、Al2O32~3份、NiO2~3份、TiO22~3份。
4.一种高韧性不锈钢，其特征在于：各组分的重量份为：
Fe3O463.5~64.5份、MnO2~3份、MoO33.5~5份、SiO25~7份、Al2O31~2份、NiO1~2份、TiO21~2份。
5.一种高韧性不锈钢，其特征在于：各组分的重量份为：
Fe3O463.5份、MnO2份、MoO33.5份、SiO25份、Al2O31份、NiO1份、TiO21份。
6.一种高韧性不锈钢，其特征在于：各组分的重量份为：
Fe3O464.5份、MnO3份、MoO35份、SiO27份、Al2O32份、NiO2份、TiO22份。
7.根据权利要求1~6所述的6.一种高韧性不锈钢，其特征在于：其制备方法，包括以下步骤：
将所述原料置于球磨机中进行研磨，直至球磨粉末晶粒细化至2~5nm；将研磨得到的粉末进行烧结，烧结的条件为：烧结压力为45~50MPa，烧结温度为950~1000℃，升温速度为50~55℃/min,烧结保温时间为30~35min，烧结真空度为1~1.5Pa；烧结后倒模，冷冻，即得高韧性不锈钢。
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