CN107598171A - 一种海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法，属于金属材料领域，采用等离子旋转电极雾化渗氮‑粉末注射成形工艺近净成形制备出具有优良的力学性能、耐腐蚀性能的复杂形状海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢。制备出的海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢N含量≥0.5％、C含量≤0.03％，抗拉强度R_m≥950MPa，屈服强度Rp_0.2≥770MPa，伸长率A≥15％，断面收缩率Z≥25％，洛氏硬度≤36HRC，室温冲击吸收功≥90J，临界点蚀温度CPT≥80℃。

Description

一种海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法

技术领域

本发明属于金属材料领域，发明一种海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法。

背景技术

反渗透海水淡化高压管路的分支和连接点要承受6～8MPa的压力，很容易发生缝隙腐蚀，目前所采用的不锈钢材料很难满足要求，此外，目前在制备该类连接件时通常采用焊接的方法，也进一步加剧了连接件的缝隙腐蚀程度。因此需要在该部位采用耐腐蚀、同时具有优异力学性能的不锈钢材料，同时改进制备方法，以降低管路接头发生缝隙腐蚀的倾向。

高氮双相钢通过在不锈钢中添加0.3～0.6％的氮来进一步提高其耐腐蚀性能和力学性能。现有技术中，制备高氮不锈钢的方法主要有氮气加压熔炼法、反压铸造法、粉末冶金法。氮气加压熔炼法存在设备复杂、高压危险、工艺控制困难、组织均匀性差、生产成本高等缺点；反压铸造法在凝固时所需的气体压力太大，所能制造的钢锭吨位有限；粉末注射成形可用于近终成形制备铸锻方法难以制造的海水淡化管道用复杂形状金属连接件，但是制备粉末冶金高氮双相不锈钢首先要获得高氮不锈钢粉末，目前，高氮不锈钢粉末的制备方法主要有机械合金化法、氮气雾化法，都存在着粉末中氮含量不易控制、氧含量和杂质含量高的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢材料及近净成形方法，通过增加高氮双相不锈钢中的氮含量，降低氧含量，提高高氮双相不锈钢的力学性能和耐腐蚀性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法，包括以下步骤：

(1)按照元素质量百分比26～33％Cr，3～5％Mo，5.5～9.5％Ni，0.5～1.5％Cu，0～1.0％Co，C≤0.03％，Mn≤1.5％，P≤0.035％，S≤0.01％，Si≤0.5％，O≤0.006％，余量的Fe进行配料，依次经熔炼和锻造，得到不锈钢电极棒；

(2)将所述步骤(1)得到的不锈钢电极棒进行等离子旋转电极雾化渗氮制粉，得到高氮双相不锈钢粉末；

(3)将所述步骤(2)得到的高氮双相不锈钢粉末与粘结剂混炼，得到混炼物料；

(4)将所述步骤(3)得到的混炼物料造粒后注射成形，得到成形试样；

(5)将所述步骤(4)得到的成形试样脱脂，得到脱脂坯体；

(6)将所述步骤(5)得到的脱脂坯体进行烧结渗氮，得到烧结试样；

(7)将所述步骤(6)得到的烧结试样进行固溶，得到海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢。

优选地，所述步骤(2)中，等离子旋转电极雾化渗氮制粉的条件包括：真空度为1×10^-3～10×10^-3Pa，氮气压力为0.1×10⁵～3×10⁵Pa，氧的质量百分数小于0.01％。

优选地，所述等离子旋转电极雾化渗氮制粉的等离子弧功率为100～400kW。

优选地，所述等离子旋转电极雾化渗氮制粉时，不锈钢电极棒的转速为18000～30000转/分，所述不锈钢电极棒的进给量为1～10毫米/秒。

优选地，所述步骤(3)中粘结剂包括以下质量百分比的组分：65～75％的石蜡，23～30％的高密度聚乙烯，2～5％的硬脂酸。

优选地，所述步骤(4)中注射成形的温度为150～170℃，所述注射成形的压力为100～120MPa。

优选地，所述步骤(5)中脱脂依次包括溶剂脱脂和热脱脂；

所述溶剂脱脂用脱脂溶剂的温度为20～40℃，所述溶剂脱脂的时间为2～4h。

优选地，步骤(5)中的热脱脂依次包括第一段热脱脂、第二段热脱脂、第三段热脱脂、第四段热脱脂和第五段热脱脂；

所述第一段热脱脂为室温升温至200～220℃进行第一段保温，升温至所述第一段热脱脂的时间为140～160min，所述第一段保温的时间为50～70min；

所述第二段热脱脂为200～220℃升温至300～320℃进行第二段保温，升温至所述第二段热脱脂的升温时间为190～210min，所述第二段保温的时间为50～70min；

所述第三段热脱脂为300～320℃升温至415～435℃进行第三段保温，升温至所述第三段热脱脂的时间为105～125min，所述第三段保温的时间为50～70min；

所述第四段热脱脂为415～435℃升温至490～510℃进行第四段保温，升温至所述第四段热脱脂的时间为65～85min，所述第四段保温的时间为50～70min；

所述第五段热脱脂为490～510℃升温至700～900℃进行第五段保温，升温至所述第五段热脱脂的时间为50～70min，所述第五段保温的时间为20～30min。

优选地，所述步骤(6)中烧结渗氮的温度为1250～1350℃，所述烧结渗氮的时间为2～4小时。

优选地，所述步骤(7)中固溶的温度为1040～1200℃，所述固溶的时间为1～2小时。

本发明提供了一种海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法，采用等离子旋转电极雾化渗氮-粉末注射成形工艺制备具有优良的力学性能、耐腐蚀性能的复杂形状近终形高氮双相不锈钢。等离子旋转电极雾化渗氮在雾化过程中能够提高高氮双相不锈钢粉末的氮含量，生产出流动性好、氮含量高、氧含量极低、粒径细小、球形度优良的高氮双相不锈钢球形粉末；粉末注射成形能够提高高氮双相不锈钢的组织结构均匀性，适用于制备复杂形状近终形高氮双相不锈钢。本发明制备出的海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢粉末球形度好、杂质含量低，解决粒度和N含量可控的高氮双相不锈钢高洁净度粉末的制备技术瓶颈，实现粉末注射成形高氮双相不锈钢α/γ双相组织及性能的精确调控，使具有优良的耐腐蚀性能和力学性能的复杂形状高氮双相不锈钢管道连接件在海水淡化装备中得以应用。实施例的数据表明，本发明制得的高氮双相不锈钢N含量≥0.5％、C含量≤0.03％，抗拉强度R_m≥950MPa，屈服强度Rp_0.2≥770MPa，伸长率A≥15％，断面收缩率Z≥25％，洛氏硬度≤36HRC，室温冲击吸收功≥90J，临界点蚀温度CPT≥80℃，力学性能和耐腐蚀性能超过铸锻件的水平。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法流程图；

图2为本发明实施例1制得的海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢粉末的扫描电镜谱图；

图3为本发明实施例1制得的海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢的XRD谱图；

图4为本发明实施例1制得的海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢的显微组织谱图；

图5为用本发明实施例1的海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢制得的三通件结构图。

具体实施方式

本发明提供了一种海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法，包括以下步骤：

(1)按照元素质量百分比26～33％Cr，3～5％Mo，5.5～9.5％Ni，0.5～1.5％Cu，0～1.0％Co，C≤0.03％，Mn≤1.5％，P≤0.035％，S≤0.01％，Si≤0.5％，O≤0.006％，余量的Fe进行配料，依次经熔炼和锻造，得到不锈钢电极棒；

(2)将所述步骤(1)得到的不锈钢电极棒进行等离子旋转电极雾化渗氮制粉，得到高氮双相不锈钢粉末；

(3)将所述步骤(2)得到的高氮双相不锈钢粉末与粘结剂混炼，得到混炼物料；

(4)将所述步骤(3)得到的混炼物料造粒后注射成形，得到成形试样；

(5)将所述步骤(4)得到的成形试样脱脂，得到脱脂坯体；

(6)将所述步骤(5)得到的脱脂坯体进行烧结渗氮，得到烧结试样；

(7)将所述步骤(6)得到的烧结试样进行固溶，得到海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢。

本发明按照元素质量百分比26～33％Cr，3～5％Mo，5.5～9.5％Ni，0.5～1.5％Cu，0～1.0％Co，C≤0.03％，Mn≤1.5％，P≤0.035％，S≤0.01％，Si≤0.5％，O≤0.006％，余量的Fe进行配料，依次经熔炼和锻造，得到不锈钢电极棒。

本发明优选按照元素质量百分比29～32％Cr，3.5～4％Mo，7～8％Ni，1％Cu，1.0％Co，C≤0.03％，Mn≤1.5％，P≤0.035％，S≤0.01％，Si≤0.5％，O≤0.006％，余量的Fe进行配料，依次经熔炼和锻造，得到不锈钢电极棒。

本发明对所述Cr、Mo、Ni、Cu、Co、C、Mn、P、S、O和Fe的来源没有任何特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的产品来源或市售商品即可，具体的，如纯铁、纯铜、纯钼、纯镍、纯钴等。

本发明对所述各原料的加入顺序、熔炼的温度、时间等工艺参数没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的能够使原料混合均匀即可，在本发明实施例中优选根据原料的种类将原料熔炼得到均匀的液体熔炼产物即可。

熔炼完成后，本发明将熔炼产物进行锻造得到不锈钢电极棒。在本发明中，所述锻造的温度优选为1150～1300℃，更优选为1200～1250℃；本发明对所述锻造的时间没有限定，能够得到所述要求的不锈钢电极棒即可。本发明通过锻造得到致密度大于99％，无明显疏松、缩孔等铸造缺陷的不锈钢电极棒。在本发明中，所述不锈钢电极棒的直径优选为60～75mm，更优选为65～70mm；所述不锈钢电极棒的长度优选为500～700mm，更优选为550～650mm；所述不锈钢电极棒的表面粗糙度Ra优选为不大于3μm，更优选为1～1.5μm。

得到不锈钢电极棒后，本发明将所述不锈钢电极棒进行等离子旋转电极雾化渗氮制粉，得到高氮双相不锈钢粉末，所述高氮双相不锈钢粉末中氮元素质量含量优选为0.5～1.0％，更优选为0.5～0.7％。本发明中，所述等离子旋转电极雾化渗氮可生产出流动性好、N含量高、O含量极低、粒径细小、球形度优良的高氮双相不锈钢粉末。

在本发明中，所述等离子旋转电极雾化渗氮制粉的条件包括：真空度优选为1×10^-3～10×10^-3Pa，更优选为1×10^-3～3×10^-3Pa；氮气压力优选为0.1×10⁵～3×10⁵Pa，更优选为2×10⁵～3×10⁵Pa；氧的质量百分数优选为小于0.01％。在本发明中，所述等离子旋转电极雾化渗氮制粉的等离子弧功率优选为100～400kW，更优选为200～300kW。

在本发明中，所述等离子旋转电极雾化渗氮制粉时不锈钢电极棒的转速优选为18000～30000转/分，更优选为25000～30000转/分；所述不锈钢电极棒的进给量优选为1～10毫米/秒，更优选为3～7毫米/秒。

本发明对所述等离子旋转电极雾化渗氮制粉的设备没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的、市售等离子旋转电极雾化制粉设备即可，在本发明实施例中优选采用俄罗斯设备，转速可以达到30000转/分，可以生产D₅₀＜30μm的细粉。

在本发明中，所述高氮双相不锈钢粉末的平均粒度D₅₀优选为15～65μm，更优选为15～40μm，最优选为20～30μm。

得到高氮双相不锈钢粉末后，本发明将所述高氮双相不锈钢粉末与粘结剂混炼，得到混炼物料。

在本发明中，所述粘结剂优选包括以下质量百分含量的组分：65～75％的石蜡、23～30％的高密度聚乙烯和2～5％的硬脂酸，所述各组分的质量百分比之和为100％；更优选包括：70％的石蜡、25％的高密度聚乙烯和5％的硬脂酸。

在本发明中，所述粘结剂的制备方法优选包括以下步骤：将所述高密度聚乙烯于142～145℃条件下熔化，得到高熔点熔融物料；将所述石蜡和硬脂酸于58～68℃条件下混合熔化，得到低熔点熔融物料；将所述高熔点熔融物料与低熔点熔融物料混合，得到粘结剂。

在本发明中，所述高密度聚乙烯的熔化温度优选为143～144℃；所述石蜡和硬脂酸的混合熔化温度优选为60～62℃；所述高熔点熔融物料与低熔点熔融物料的混合温度优选为139～147℃，更优选为140～145℃。

在本发明中，所述高氮双相不锈钢粉末与粘结剂的质量比优选为5～20：1，更优选为8～17：1，最优选为9～15：1。

本发明对所述混炼的方式没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混炼方式即可；在本发明实施例中所述混炼具体在混炼机中进行，具体的将所述高氮双相不锈钢粉末与粘结剂混合后加入到混炼机中。在本发明中，所述高氮双相不锈钢粉末优选平均分成两次加入，可防止降温太快而导致的扭矩急增，减少设备损失，具体的，将粘结剂加入混炼机中后，将所述一半质量的高氮双相不锈钢粉末与粘结剂混合，待物料混合完全后，再将剩余一半质量的高氮双相不锈钢粉末加入到混炼机中。

在本发明中，所述混炼的温度优选为145～160℃，更优选为146～157℃。所述混炼的时间优选为1～2h，更优选为1.5～1.8h。

得到混炼物料后，本发明将所述混炼物料造粒后注射成形，得到成形试样。本发明对所述造粒的方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的造粒方式即可；在本发明中优选在造粒机中进行。

在本发明中，所述造粒得到颗粒物料的粒径优选为1～5mm，更优选为1.5～2.5mm。

得到颗粒物料后，本发明将所述颗粒物料注射成形，得到成形试样。在本发明中，所述注射成形的温度优选为150～170℃，更优选为160～165℃；所述注射成形的压力优选为100～120MPa，更优选为110～115MPa；所述注射成形的时间优选为6～10s，更优选为7～9s；所述注射成形的保压压力优选为80～100MPa，更优选为90～95MPa。本发明得到的成形试样无欠注、裂纹、飞边等缺陷。

在本发明中，所述注射成形时优选对模具进行预热，所述模具的预热温度优选为40～55℃，更优选为48～52℃；在本发明中对所述模具的形状没有任何特殊的限制，根据需要自行选择合适形状的模具。

得到成形试样后，本发明将所述成形试样脱脂，得到脱脂坯体。在本发明中，所述脱脂优选依次包括溶剂脱脂和热脱脂。

在本发明中，所述溶剂脱脂的温度优选为20～40℃，更优选为30～35℃；所述溶剂脱脂的时间优选为2～4h，更优选为3～3.5h。

在本发明中，所述溶剂脱脂用脱脂溶剂优选为正庚烷或三氯乙烯；所述脱脂溶剂的总用量与成形试样的质量比优选为10～20：1，更优选为14～18：1，最优选为15～17：1。

溶剂脱脂完成后，本发明优选对溶剂脱脂产物进行热脱脂。在本发明中，所述热脱脂优选依次进行第一段热脱脂、第二段热脱脂、第三段热脱脂、第四段热脱脂和第五段热脱脂；

所述第一段热脱脂为室温升温至200～220℃进行第一段保温，升温至所述第一段热脱脂的时间优选为140～160min，更优选为150～155min，所述第一段保温的时间优选为50～70min，更优选为60～65min；

所述第二段热脱脂为200～220℃升温至300～320℃进行第二段保温，升温至所述第二段热脱脂的升温时间优选为190～210min，更优选为200～205min，所述第二段保温的时间优选为50～70min，更优选为55～65min；

所述第三段热脱脂为300～320℃升温至415～435℃进行第三段保温，升温至所述第三段热脱脂的时间优选为105～125min，更优选为110～120min，所述第三段保温的时间为50～70min，更优选为55～65min；

所述第四段热脱脂为415～435℃升温至490～510℃进行第四段保温，升温至所述第四段热脱脂的时间优选为65～85min，更优选为70～75min，所述第四段保温的时间为50～70min，更优选为55～65min；

所述第五段热脱脂为490～510℃升温至700～900℃进行第五段保温，升温至所述第五段热脱脂的时间优选为50～70min，更优选为55～65min，所述第五段保温的时间优选为20～30min，更优选为23～28min。

脱脂完成后，本发明优选将脱脂坯体冷却至室温，本发明对所述冷却的方式没有任何特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的冷却方式即可；在本发明实施例中优选采用随炉冷却的方式。

得到脱脂坯体后，本发明将所述脱脂坯体烧结渗氮，得到烧结试样。本发明中，所述烧结渗氮可以补充双相不锈钢在烧结过程中损失的氮，进而保证所需的力学性能和耐腐蚀性能。本发明中，所述烧结渗氮优选在氮气气氛中进行，所述氮气的分压优选为0.4～0.8MPa，更优选为0.7～0.8MPa。在本发明中，所述烧结渗氮的温度优选为1250～1350℃，更优选为1280～1330℃；所述烧结渗氮的时间优选为2～4小时，更优选为2.5～3.5小时。

烧结渗氮完成后，本发明优选将烧结渗氮产物冷却至室温，本发明对所述冷却的方式没有任何特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的冷却方式即可；在本发明实施例中优选采用随炉冷却的方式。

得到烧结试样后，本发明将所述烧结试样进行固溶，得到海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢。在本发明中，所述固溶的温度优选为1040～1200℃，更优选为1080～1180℃；所述固溶的时间优选为1～2小时，更优选为1.2～1.5小时。

固溶完成后，本发明将固溶产物急冷至室温，本发明对所述冷却的方式没有任何特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的冷却方式即可；在本发明实施例中优选采用水冷的方式。

本发明得到的海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢由以下质量百分含量的元素组成：26～33％Cr，3～5％Mo，5.5～9.5％Ni，0.5～1.0％N，0.5～1.5％Cu，0～1.0％Co，C≤0.03％，Mn≤1.5％，P≤0.035％，S≤0.01％，Si≤0.5％，O≤0.006％，余量的Fe。

下面结合实施例对本发明提供的海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

图1为本发明海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形制备方法的流程图，如图1所示：按照原料配比配料后制备得到不锈钢电极棒，然后对不锈钢电极棒进行等离子旋转电极雾化渗氮制粉，得到高氮双相不锈钢粉末，高氮双相不锈钢粉末与粘结剂混炼后注射成形，再依次进行脱脂、烧结渗氮和固溶，得到高氮双相不锈钢。

实施例1

按照27％Cr，4.8％Mo，6.5％Ni，0.5％Cu，1.0％Co，余量为Fe配料，依次在1500℃下熔炼4h、于1150℃下锻造0.5h、车床机械加工，得到致密度大于99％，无明显疏松、缩孔等铸造缺陷，直径为60mm，长度为700mm，表面粗糙度Ra为3μm的不锈钢电极棒。

将制备的不锈钢电极棒置于雾化设备内进行等离子旋转电极雾化渗氮，对雾化设备预抽真空处理，然后充入高纯氮气，真空度为1×10^-3Pa，氮气压力为3×10⁵Pa，气氛氧含量的质量百分数小于0.01％，电极棒转速为30000转/分，电极棒进给量为2毫米/秒，等离子弧功率在300kW，得到平均粒度D₅₀＝30μm，N含量为0.5％的球形高氮双相不锈钢粉末。对得到的高氮双相不锈钢粉末进行扫描电镜测试，结果如图2所示，由图2可以看出，制得的高氮双相不锈钢粉末球形度好，表面光滑，无卫星粉。

将高氮双相不锈钢粉末与粘结剂按质量比12:1在145℃的条件下混炼2h，得到混炼物料，粘结剂包括以下质量分数的组分：65％的石蜡、30％的高密度聚乙烯和5％的硬脂酸；

将混炼物料进行造粒，粒径为5mm，然后将造粒后的混炼物料注射成形，得到成形试样，注射温度150℃、注射压力100MPa、保压压力80MPa、注射时间6s。

对成形试样进行溶剂脱脂，溶剂选用正庚烷，溶剂脱脂温度为30℃，脱脂时间为4h，热脱脂工艺为：先从室温经140min升至200℃，保温50min，再经190min升至300℃，保温50min，再经105min升至415℃，保温70min，再经85min升至490℃，保温70min，再经50min升至700℃，保温20min，最后降至室温，得到脱脂坯体。

在氮气气氛下对脱脂坯体进行烧结渗氮，烧结温度1350℃，烧结时间为2小时，氮分压为0.6MPa，烧结后随炉冷却。

对烧结试样进行固溶，固溶的温度为1200℃，固溶的时间为1小时，固溶处理后立即水冷，得到海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢，对其组成进行分析，结果如下：27％Cr，4.8％Mo，6.5％Ni，0.5％Cu，1.0％Co，0.5％N，余量的Fe及少量杂质。

对制得的高氮双相不锈钢进行XRD分析和显微组织分析，结果分别如图3～4所示，由图3～4可以看出，制得的高氮双相不锈钢为铁素体(α相)和奥氏体(γ相)两相组织。

对实施例1制得的高氮双相不锈钢的力学性能和耐腐蚀性能进行测试，试验结果如下：抗拉强度R_m＝970MPa，屈服强度Rp_0.2＝770MPa，伸长率A＝25％，断面收缩率Z＝35％，洛氏硬度＝20HRC，室温冲击吸收功＝250J，临界点蚀温度CPT＝85℃。

用实施例1制得的高氮双相不锈钢三通件结构如图5所示，由图5可以看出，使用实施例1制得的高氮双相不锈钢可以用于制备复杂形状的零件。

实施例2

按照33％Cr，3.5％Mo，7％Ni，0.8％Cu，余量为Fe配料，依次在1500℃下熔炼5h、于1300℃下锻造0.5h、车床机械加工，得到致密度大于99％，无明显疏松、缩孔等铸造缺陷，直径为70mm，长度为700mm，表面粗糙度Ra为1μm的不锈钢电极棒。

将制备的不锈钢电极棒置于雾化设备内进行等离子旋转电极雾化渗氮，对雾化设备预抽真空处理，然后充入高纯氮气，真空度为1.5×10^-3Pa，氮气压力为3×10⁵Pa，气氛氧含量的质量百分数小于0.01％，电极棒转速为27000转/分，电极棒进给量为3毫米/秒，等离子弧功率在400kW，得到平均粒度D₅₀＝40μm，N含量为0.55％的球形高氮双相不锈钢粉末。

将高氮双相不锈钢粉末与粘结剂按质量比11:1在142℃的条件下混炼2h，得到混炼物料，粘结剂包括以下质量分数的组分：65％的石蜡、30％的高密度聚乙烯和5％的硬脂酸；

将混炼物料进行造粒，粒径为2mm，然后将造粒后的混炼物料注射成形，得到成形试样，注射温度170℃、注射压力120MPa、保压压力100MPa、注射时间10s。

对成形试样进行溶剂脱脂，溶剂选用三氯乙烯，溶剂脱脂温度为40℃，脱脂时间为4h，热脱脂工艺为：先从室温经160min升至220℃，保温50min，再经210min升至320℃，保温70min，再经125min升至435℃，保温50min，再经65min升至510℃，保温50min，再经70min升至900℃，保温30min，最后降至室温，得到脱脂坯体。

在氮气气氛下对脱脂坯体进行烧结渗氮，烧结温度1340℃，烧结时间为3小时，氮分压为0.8MPa，烧结后随炉冷却。

对烧结试样进行固溶，固溶的温度为1040℃，固溶的时间为2小时，固溶处理后立即水冷，得到海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢，对其组成进行分析，结果如下：33％Cr，3.5％Mo，7％Ni，0.8％Cu，0.55％N，余量的Fe及少量杂质。

对实施例2制得的高氮双相不锈钢的力学性能和耐腐蚀性能进行测试，试验结果如下：抗拉强度R_m＝985MPa，屈服强度Rp_0.2≥800MPa，伸长率A＝25％，断面收缩率Z＝30％，洛氏硬度＝18HRC，室温冲击吸收功＝90J，临界点蚀温度CPT＝85℃。

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。

Claims (10)

1.一种海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法，包括以下步骤：

(1)按照元素质量百分比26～33％Cr，3～5％Mo，5.5～9.5％Ni，0.5～1.5％Cu，0～1.0％Co，C≤0.03％，Mn≤1.5％，P≤0.035％，S≤0.01％，Si≤0.5％，O≤0.006％，余量的Fe进行配料，将原料依次经熔炼和锻造，得到不锈钢电极棒；

(2)将所述步骤(1)得到的不锈钢电极棒进行等离子旋转电极雾化渗氮制粉，得到高氮双相不锈钢粉末；

(3)将所述步骤(2)得到的高氮双相不锈钢粉末与粘结剂混炼，得到混炼物料；

(4)将所述步骤(3)得到的混炼物料造粒后注射成形，得到成形试样；

(5)将所述步骤(4)得到的成形试样脱脂，得到脱脂坯体；

(6)将所述步骤(5)得到的脱脂坯体进行烧结渗氮，得到烧结试样；

(7)将所述步骤(6)得到的烧结试样进行固溶，得到海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢。

2.根据权利要求1所述的海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法，其特征在于，所述步骤(2)中，等离子旋转电极雾化渗氮制粉的条件包括：真空度为1×10^-3～10×10^-3Pa，氮气压力为0.1×10⁵～3×10⁵Pa，氧的质量百分数小于0.01％。

3.根据权利要求2所述的海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法，其特征在于，所述步骤(2)中，等离子旋转电极雾化渗氮制粉的等离子弧功率为100～400kW。

4.根据权利要求3所述的海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法，其特征在于，所述步骤(2)中，等离子旋转电极雾化渗氮制粉时，所述不锈钢电极棒的转速为18000～30000转/分，所述不锈钢电极棒的进给量为1～10毫米/秒。

5.根据权利要求1所述的海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中粘结剂包括以下质量百分比的组分：65～75％的石蜡，23～30％的高密度聚乙烯，2～5％的硬脂酸。

6.根据权利要求1所述的海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中注射成形的温度为150～170℃，所述注射成形的压力为100～120MPa。

7.根据权利要求1所述的海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法，其特征在于，所述步骤(5)中脱脂依次包括溶剂脱脂和热脱脂；所述溶剂脱脂用脱脂溶剂的温度为20～40℃，所述溶剂脱脂的时间为2～4h。

8.根据权利要求7所述的海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法，其特征在于，所述步骤(5)中的热脱脂依次包括第一段热脱脂、第二段热脱脂、第三段热脱脂、第四段热脱脂和第五段热脱脂；

所述第一段热脱脂为室温升温至200～220℃进行第一段保温，升温至所述第一段热脱脂的时间为140～160min，所述第一段保温的时间为50～70min；

所述第二段热脱脂为200～220℃升温至300～320℃进行第二段保温，升温至所述第二段热脱脂的升温时间为190～210min，所述第二段保温的时间为50～70min；

所述第三段热脱脂为300～320℃升温至415～435℃进行第三段保温，升温至所述第三段热脱脂的时间为105～125min，所述第三段保温的时间为50～70min；

所述第四段热脱脂为415～435℃升温至490～510℃进行第四段保温，升温至所述第四段热脱脂的时间为65～85min，所述第四段保温的时间为50～70min；

所述第五段热脱脂为490～510℃升温至700～900℃进行第五段保温，升温至所述第五段热脱脂的时间为50～70min，所述第五段保温的时间为20～30min。

9.根据权利要求1所述的海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法，其特征在于，所述步骤(6)中烧结渗氮的温度为1250～1350℃，所述烧结渗氮的时间为2～4小时。

10.根据权利要求1所述的海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法，其特征在于，所述步骤(7)中固溶的温度为1040～1200℃，所述固溶的时间为1～2小时。