CN106282844A - 一种高强度耐腐蚀无磁不锈钢工具及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度耐腐蚀无磁不锈钢工具，其采用的不锈钢的质量组成为：C≤0.08%，Si≤0.85%，Mn 1.4‑1.8%，Cr 18.0‑20.0%，Ni 8.0‑10.5%，S≤0.03%，P≤0.045%，N≤0.2%，余量为Fe和不可避免的杂质，其制备方法为：将原料脱氧后进行成分调整，除渣后浇筑得坯料，将坯料在特定条件下进行锻造、落边，自然冷却即可。本发明通过选择合适的组分配比和制备方法，制得的不锈钢304QF同时具有马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点，无磁性，具有高韧性和塑性，且具有良好的耐蚀性和高温强度，有较好的抗氧化性和良好的压力加工性能。

Description

一种高强度耐腐蚀无磁不锈钢工具及其制备方法

技术领域

本发明涉及合金领域，具体涉及一种高强度耐腐蚀无磁不锈钢工具及其制备方法。

背景技术

我们每个人都生活在磁场中，如地磁及各种各样的无线电电磁波磁场。一般意义的磁场环境，是指除上述磁场之外的较强磁场（还包括小环境和大范围），如：各工作的电动机、发电机、变压器、高压线、手机信号转播器等的附近，核磁共振工作室，就是磁场环境。在强磁场环境中作业，要求所使用的工具必须无磁，比如核磁共振工作室，如果有磁性物品存在，就会被核磁共振设备吸附而损坏设备，造成非常严重的后果。

此外，还有一些存在腐蚀性化学物品、化学气体的工作环境，海洋盐水腐蚀环境，需要所使用的工具必须耐腐蚀。

这些特殊的工作环境中所需要使用的工具，都是一般钢制工具所不能满足的。奥氏体不锈钢，尤其304不锈钢以它良好的塑性、韧性、焊接性、耐腐蚀性和弱磁性，可以满足这类特殊环境使用。但是市场上普通的304不锈钢材料虽然具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化。马氏体不锈钢是一类可以通过热处理（淬火、回火）对其性能进行调整的不锈钢，通俗地讲，是一类可硬化的不锈钢，但是它的磁性很高，耐腐蚀性不如奥氏体不锈钢好，不能适用于上述环境中。

发明内容

综合以上技术现状，本发明的目的是提供一种高强度耐腐蚀无磁不锈钢工具及其制备方法，其性能综合马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点，是一种无磁、高强度、耐腐蚀、塑性好、韧性高的新材料。

本发明采用以下技术方案：

一种高强度耐腐蚀无磁不锈钢工具，其采用的不锈钢工具包括如下质量百分比的组分：C≤0.08%，Si≤0.85%，Mn 1.4-1.8%，Cr 18.0-20.0%，Ni 8.0-10.5%，S≤0.03%，P≤0.045%，N≤0.2%，余量为Fe和不可避免的杂质。

所述高强度耐腐蚀无磁不锈钢工具的制备方法，包括以下步骤：

（1）将原料钢带升温至1550-1580℃，加入硅和锰脱氧；

（2）在上述温度下按所述质量百分比加入铬和镍元素；

（3）在上述温度下取样进行材质成分分析和调整，使所述各元素的质量百分比在所述范围内；

（4）升温至1620-1630℃，扒除炉渣；

（5）扒渣后的钢液进行浇注，得坯料；

（6）将坯料加热至始锻温度1050-1100℃，锻模预热至250-400℃，坯料置于锻模中，终锻温度控制在900℃以上；

（7）在不低于850℃下对锻件进行落边，然后自然冷却即可。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过选择合适的组分配比和制备方法，制得的不锈钢304QF同时具有马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点，无磁性，具有高韧性和塑性，且具有良好的耐蚀性和高温强度，有较好的抗氧化性和良好的压力加工性能。其各项物理性能参数见表1。

表1 304QF不锈钢物理性能

。

具体实施方式

下面用具体实施例来对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

按照如下方法制备高强度耐腐蚀无磁不锈钢工具：

（1）将原料钢带升温至1550-1580℃，（对于加工类产品，原料中新料和回炉料的质量比为3:7，对于抛光类产品，原料中新料和回炉料的质量比为4:6）加热熔化，待原料全部熔化后，加入硅和锰进行脱氧；

（2）在1550-1580℃下按所述质量百分比加入铬和镍元素；

（3）在上述温度下取样进行材质成分分析和调整，使所述各元素的质量百分比在所述范围内；

（4）升温至1620-1630℃，加入不锈钢铸造专用除渣剂（主要成分氧化硅）进行除渣；

（5）除渣后的钢液保持温度为1620-1650℃，精铸蜡壳温度升至1100-1150℃，进行浇注，得坯料；

（6）将坯料加热至始锻温度1050-1100℃（温度达到700℃后以后快速加热到始锻温度），锻模预热至250-400℃，坯料置于锻模中，终锻温度控制在900℃以上；

（7）在不低于850℃下对锻件进行落边，然后自然冷却即可。得到的高强度耐腐蚀无磁不锈钢的组成如下：C 0.07%，Si 0.80%，Mn 1.5%，Cr 18.9%，Ni 9.5%，S 0.02%，P 0.041%，N0.16%，余量为Fe和不可避免的杂质。

实施例2

制备方法与实施例1相同，各元素组成为：C 0.06%，Si 0.77%，Mn 1.4%，Cr 18.1%，Ni8.2%，S 0.02%，P 0.039%，N 0.15%，余量为Fe和不可避免的杂质。

实施例3

制备方法与实施例1相同，各元素组成为：C 0.06%，Si 0.79%，Mn 1.8%，Cr 20.0%，Ni10.4%，S 0.02%，P 0.042%，N 0.15%，余量为Fe和不可避免的杂质。

以上仅为本发明的较佳实施方式，而不是对本发明保护范围的限制，本领域技术人员在本发明精神和原则下所作的任何不具备创造性的改进，均应认为在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种高强度耐腐蚀无磁不锈钢工具，其特征在于所述不锈钢包括如下质量百分比的组分：C≤0.08%，Si≤0.85%，Mn 1.4-1.8%，Cr 18.0-20.0%，Ni 8.0-10.5%，S≤0.03%，P≤0.045%，N≤0.2%，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.权利要求1所述的高强度耐腐蚀无磁不锈钢工具的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将原料钢带中加入硅和锰，于1550-1580℃下脱氧；

（2）在上述温度下按所述质量百分比加入铬和镍元素；

（3）在上述温度下取样进行材质成分分析和调整，使所述各元素的质量百分比在所述范围内；

（4）升温至1620-1630℃，扒除炉渣；

（5）扒渣后的钢液进行浇注，得坯料；

（6）将坯料加热至始锻温度1050-1100℃，锻模预热至250-400℃，坯料置于锻模中，终锻温度控制在900℃以上；

（7）在不低于850℃下对锻件进行落边，然后自然冷却即可。