CN107760973A - 一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法 - Google Patents

一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，步骤为：1) 将奥氏体不锈钢的各组分混合后在1500～1700℃下熔化成钢水，浇铸钢坯前对钢水进行电磁搅拌，搅拌过程中向钢水中混入MnO2‑TiO2氧化物粉末，充分搅拌均匀浇铸成钢坯；2) 切除冒口，打磨去除表面黑色氧化皮，然后将钢坯加热锻打，始锻温度为1100～1200℃，锻打变形量≥30%，终锻温度不低于950℃；3) 锻造后的不锈钢件加热到950～1000℃进行固溶处理，固溶保温时间为1～2h，固溶后油淬冷却至室温；4) 油淬冷却后将钢件洗净，打磨去除表面的氧化皮，即为所述建筑用奥氏体不锈钢。本发明通过在奥氏体不锈钢铸造钢液中混入MnO2‑TiO2氧化物粉末，使得奥氏体不锈钢退火态的屈服强度和抗拉强度显著提高，且对塑性影响较小。

Description

一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法。
背景技术
不锈钢材料具有优良的耐腐蚀性能和耐久性能，在国内外建筑结构中的应用逐渐增多，尤其不锈钢屋盖，已成为诸多大型体育场馆的重要组成部分。不锈钢通常指含铬量大于12.5％以上的一类高合金钢。不锈钢的耐蚀性、不锈性主要源于其钝化膜的稳定性和受到侵蚀后钝化膜的自我修复能力。这种钝化膜的保护作用以及钝化膜的自我修复能力是通过在钢中加入某些易钝化金属组分（如铬、镍、钼等）来实现的。而不同组织类型的不锈钢其钝化膜的稳定性是不一样的。一般粗略地把不锈钢分为三大类即铁素体型不锈钢、奥氏体型不锈钢、马氏体型不锈钢。随着不锈钢的发展，当今不锈钢的种类越来越多，然而都是基于钢的组织特点、性能特点区分，而组织是钢的基本特征。同一类型的不锈钢因组元的组合、含量的组合等不同，还可派生出许多品种和牌号。其中奥氏体型不锈钢所具有的自钝化能力及钝化膜的稳定性优于其他类型的不锈钢。在我国建筑领域广泛使用的典型钢号06Cr19Ni10、06Cr17Ni12Mo2 即是奥氏体型不锈钢。国际上通称之304、316 型不锈钢。
奥氏体型不锈钢的耐蚀性（不锈性）、力学性能、工艺性能及综合性能优异，其适用性、实用性范围广泛。采用精密铸造或机加工几乎能成型无数种用于建筑结构中的结构件、功能件、装饰件，例如在点式幕墙中、在室内外的所有结构配件中的应用。而且在大多数的实际应用中，国内外并未出现因腐蚀而造成的问题。但是，由于奥氏体型不锈钢质地较软，很容易发生塑性变形和表面划伤，因此怎样提高建筑用奥氏体不锈钢的强度和表面硬度，直接关系到不锈钢的使用寿命和美观。
目前提高奥氏体不锈钢强度的方法主要是采用冷拉加工硬化的方法，但是加工硬化后的不锈钢最大的问题在于塑性和晶间腐蚀性能的恶化，且容易产生应力腐蚀开裂，虽然满足了钢材的力学要求，但是牺牲了材料的寿命和耐腐蚀性；提高奥氏体不锈钢表面硬度的方法主要是采用渗碳的方法，但是渗碳后不锈钢表面必然会生产一层容易锈蚀的积碳层，且渗碳工序成本高，工序控制较难，大规模生产和推广应用的效果也不是很理想。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提供了一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其步骤为：
1) 将奥氏体不锈钢的各组分混合后在1500～1700℃下熔化成钢水，浇铸钢坯前对钢水进行电磁搅拌，搅拌过程中向钢水中混入MnO2-TiO2氧化物粉末，充分搅拌均匀浇铸成钢坯；
2) 将钢坯铸件的冒口切除，打磨去除表面黑色氧化皮，然后将钢坯加热锻打，始锻温度为1100～1200℃，锻打变形量≥30%，终锻温度不低于950℃；
3) 锻造后的不锈钢件加热到950～1000℃进行固溶处理，固溶保温时间为1～2h，固溶后油淬冷却至室温；
4) 油淬冷却后将钢件洗净，打磨去除表面的氧化皮，即为所述建筑用奥氏体不锈钢。
进一步地，所述奥氏体不锈钢为304、304L、316或316L中的任意一种。
进一步地，所述MnO2-TiO2氧化物粉末的制备方法为：
步骤1、将β-二氧化锰球磨成粉末，球磨粉末过1500目的筛网，收集过筛后的二氧化锰粉末；
步骤2、将过筛后的二氧化锰粉末分散在硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液中形成悬浊液，分散过程中充分搅拌溶液，并对溶液进行超声波震荡；
步骤3、将上述悬浊液加热蒸发结晶，液相蒸发完全后转入马弗炉中升温至400～500℃煅烧，保温1～2h，空冷；
步骤4、将煅烧后的固体球磨粉碎，球磨工艺为：
球料比为固体混料:球=0.5-1：2，球磨时间为7-10h，转速为400-500 r/min，球磨后粉末过目数为2000目的筛子，收集过筛后的粉末，即为所述MnO2-TiO2氧化物粉末。
进一步地，所述酒精溶液中的乙醇和水体积比为4:6，硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液中，硝酸锰的浓度为0.1～0.2mol/L，钛酸四丁酯的浓度为0.05～0.08mol/L。
进一步地，所述步骤2中二氧化锰的加入量为：
30～50g二氧化锰：500mL硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液。
进一步地，所述油淬冷却后的钢件打磨去除氧化皮，然后将钢件表面用布轮抛光，进行渗钨处理，所述渗钨处理方法为：
(1) 钢件表面用稀盐酸刻蚀3～5min，然后浸泡在多壁碳纳米管分散液中充分浸润5min以上，浸泡完成后烘干；
(2) 将烘干后的钢件放置在离子氮化炉的阴极盘上，用钨丝网罩住所述钢件，其中钨丝网距离钢件表面的距离≤1cm，但是和钢件不接触，所述钨丝网和阴极盘导通；
(3) 先对离子氮化炉抽真空处理，当炉内压强≤50Pa时，输入电压为600V，占空比为0.1的脉冲直流电压，钢件和钨丝网的表面同时起辉，向炉内充入氩气直到压强升高到150～200Pa，保持10～30min，对钢件和钨丝网表面进行氩等离子轰击，钢件和钨丝网温度开始升高；
(4) 缓慢提高占空比和电压值，同时向炉内充入氢气调节炉内压强，当钢件和钨丝网温度升高到420～450℃时，保持温度不变，设置电压值为700～750V，炉内压强保持400～450Pa，同时将氢气和氩气的流量比控制在H2：Ar=100：0.5；
(5) 保温15～20h后完成渗钨，停止通入氢气和氩气，关闭电压输入，将炉内的气体抽出，充入空气，炉内的钢件随空气冷却至室温；
(6) 将渗钨后的钢件加热到500～520℃之间回火处理，回火保温时间为0.5～1h，回火后水淬冷却至室温，打磨去除钢件表面氧化皮，即完成渗钨处理。
进一步地，所述刻蚀用稀盐酸的质量百分数为5%～10%，多壁碳纳米管分散液中C含量为7～8wt%。
进一步地，对于存在厚度≤3mm部位的钢件，回火保温后先水淬冷却至200～250℃，然后空冷至室温。
从以上技术方案可以看出，本发明的优点是：
1. 本发明通过在奥氏体不锈钢铸造钢液中混入MnO2-TiO2氧化物粉末，使得奥氏体不锈钢在退火态屈服强度和抗拉强度显著提高，且对塑性影响较小。
2. 本发明通过在奥氏体钢表面渗钨，提高了奥氏体钢回火后的表面硬度，而且不会恶化奥氏体原有的强耐腐蚀性能。
具体实施方式
下面结合实施例进行详细的说明：
实施例1
一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其步骤为：
1) 将304奥氏体不锈钢的各组分混合后在1600℃下熔化成钢水，浇铸钢坯前对钢水进行电磁搅拌，搅拌过程中向钢水中混入MnO2-TiO2氧化物粉末，MnO2-TiO2氧化物粉末的混入量为2kg/每吨钢水，充分搅拌均匀浇铸成钢坯；
2) 将钢坯铸件的冒口切除，打磨去除表面黑色氧化皮，然后将钢坯加热锻打，始锻温度为1100～1200℃，锻打变形量≥30%，终锻温度为950～1000℃；
3) 锻造后的不锈钢件加热到950℃进行固溶处理，固溶保温时间为1h，固溶后油淬冷却至室温；
4) 油淬冷却后将钢件洗净，打磨去除表面的氧化皮，即为所述建筑用奥氏体不锈钢。
其中，所述MnO2-TiO2氧化物粉末的制备方法为：
步骤1、将β-二氧化锰球磨成粉末，球磨粉末过1500目的筛网，收集过筛后的二氧化锰粉末；
步骤2、将过筛后的二氧化锰粉末分散在硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液中形成悬浊液，二氧化锰的加入量为：
30g二氧化锰：500mL硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液，
酒精溶液中的乙醇和水体积比为4:6，溶液中硝酸锰的浓度为0.1mol/L，钛酸四丁酯的浓度为0.05mol/L，分散过程中充分搅拌溶液，并对溶液进行超声波震荡；
步骤3、将上述悬浊液加热蒸发结晶，液相蒸发完全后转入马弗炉中升温至400℃煅烧，保温1h，空冷；
步骤4、将煅烧后的固体球磨粉碎，球磨工艺为：
球料比为固体混料:球=0.5：2，球磨时间为7h，转速为400 r/min，球磨后粉末过目数为2000目的筛子，收集过筛后的粉末，即为所述MnO2-TiO2氧化物粉末。
将本实施例所得建筑用奥氏体不锈钢按照国家标准GB/T 228-2002进行拉伸测试，获得钢筋的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率，同时用维氏硬度计测试处理后不锈钢表面的硬度，结果如表1所示。
实施例2
一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其步骤为：
1) 将304L奥氏体不锈钢的各组分混合后在1500℃下熔化成钢水，浇铸钢坯前对钢水进行电磁搅拌，搅拌过程中向钢水中混入MnO2-TiO2氧化物粉末，MnO2-TiO2氧化物粉末的混入量为3kg/每吨钢水，充分搅拌均匀浇铸成钢坯；
2) 将钢坯铸件的冒口切除，打磨去除表面黑色氧化皮，然后将钢坯加热锻打，始锻温度为1100～1200℃，锻打变形量≥30%，终锻温度为950～1000℃；
3) 锻造后的不锈钢件加热到950～1000℃进行固溶处理，固溶保温时间为1～2h，固溶后油淬冷却至室温；
4) 油淬冷却后将钢件洗净，打磨去除表面的氧化皮，即为所述建筑用奥氏体不锈钢。
其中，所述MnO2-TiO2氧化物粉末的制备方法为：
步骤1、将β-二氧化锰球磨成粉末，球磨粉末过1500目的筛网，收集过筛后的二氧化锰粉末；
步骤2、将过筛后的二氧化锰粉末分散在硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液中形成悬浊液，二氧化锰的加入量为：
40g二氧化锰：500mL硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液，
酒精溶液中的乙醇和水体积比为4:6，溶液中硝酸锰的浓度为0.2mol/L，钛酸四丁酯的浓度为0.07mol/L，分散过程中充分搅拌溶液，并对溶液进行超声波震荡；
步骤3、将上述悬浊液加热蒸发结晶，液相蒸发完全后转入马弗炉中升温至450℃煅烧，保温1.5h，空冷；
步骤4、将煅烧后的固体球磨粉碎，球磨工艺为：
球料比为固体混料:球=0.7：2，球磨时间为8h，转速为450 r/min，球磨后粉末过目数为2000目的筛子，收集过筛后的粉末，即为所述MnO2-TiO2氧化物粉末。
将本实施例所得建筑用奥氏体不锈钢按照国家标准GB/T 228-2002进行拉伸测试，获得钢筋的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率，同时用维氏硬度计测试处理后不锈钢表面的硬度，结果如表1所示。
实施例3
一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其步骤为：
1) 将316奥氏体不锈钢的各组分混合后在1700℃下熔化成钢水，浇铸钢坯前对钢水进行电磁搅拌，搅拌过程中向钢水中混入MnO2-TiO2氧化物粉末，MnO2-TiO2氧化物粉末的混入量为5kg/每吨钢水，充分搅拌均匀浇铸成钢坯；
2) 将钢坯铸件的冒口切除，打磨去除表面黑色氧化皮，然后将钢坯加热锻打，始锻温度为1100～1200℃，锻打变形量≥30%，终锻温度不低于950℃；
3) 锻造后的不锈钢件加热到1000℃进行固溶处理，固溶保温时间为1h，固溶后油淬冷却至室温；
4) 油淬冷却后将钢件洗净，打磨去除表面的氧化皮，即为所述建筑用奥氏体不锈钢。
其中，所述MnO2-TiO2氧化物粉末的制备方法为：
步骤1、将β-二氧化锰球磨成粉末，球磨粉末过1500目的筛网，收集过筛后的二氧化锰粉末；
步骤2、将过筛后的二氧化锰粉末分散在硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液中形成悬浊液，二氧化锰的加入量为：
50g二氧化锰：500mL硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液，
酒精溶液中的乙醇和水体积比为4:6，溶液中硝酸锰的浓度为0.2mol/L，钛酸四丁酯的浓度为0.08mol/L，分散过程中充分搅拌溶液，并对溶液进行超声波震荡；
步骤3、将上述悬浊液加热蒸发结晶，液相蒸发完全后转入马弗炉中升温至500℃煅烧，保温2h，空冷；
步骤4、将煅烧后的固体球磨粉碎，球磨工艺为：
球料比为固体混料:球=1：2，球磨时间为10h，转速为500 r/min，球磨后粉末过目数为2000目的筛子，收集过筛后的粉末，即为所述MnO2-TiO2氧化物粉末。
将本实施例所得建筑用奥氏体不锈钢按照国家标准GB/T 228-2002进行拉伸测试，获得钢筋的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率，同时用维氏硬度计测试处理后不锈钢表面的硬度，结果如表1所示。
实施例4
本实施例所述建筑用奥氏体不锈钢的加工方法和实施例2完全相同，其区别仅在于，在步骤4)后增加渗钨处理步骤，即油淬冷却的钢件打磨去除氧化皮后，将钢件表面用布轮抛光，进行渗钨处理，所述渗钨处理方法为：
(1) 钢件表面用质量百分数为5%的稀盐酸刻蚀3min，然后浸泡在C质量百分含量为7%的多壁碳纳米管分散液中充分浸润5min，浸泡完成后烘干；
(2) 将烘干后的钢件放置在离子氮化炉的阴极盘上，用钨丝网罩住所述钢件，其中钨丝网距离钢件表面的距离≤1cm，但是和钢件不接触，所述钨丝网和阴极盘导通；
(3) 先对离子氮化炉抽真空处理，当炉内压强≤50Pa时，输入电压为600V，占空比为0.1的脉冲直流电压，钢件和钨丝网的表面同时起辉，向炉内充入氩气直到压强升高到150Pa，保持10min，对钢件和钨丝网表面进行氩等离子轰击，钢件和钨丝网温度开始升高；
(4) 缓慢提高占空比和电压值，同时向炉内充入氢气调节炉内压强，当钢件和钨丝网温度升高到420℃时，保持温度不变，设置电压值为700V，炉内压强保持400Pa，同时将氢气和氩气的流量比控制在H2：Ar=100：0.5；
(5) 保温15h后完成渗钨，停止通入氢气和氩气，关闭电压输入，将炉内的气体抽出，充入空气，炉内的钢件随空气冷却至室温；
(6) 将渗钨后的钢件加热到500℃回火处理，回火保温时间为0.5h，回火后水淬冷却至室温，打磨去除钢件表面氧化皮，即完成渗钨处理。
除增加了上述渗钨处理外，其他步骤和实施例2完全相同。将本实施例所得建筑用奥氏体不锈钢按照国家标准GB/T 228-2002进行拉伸测试，获得钢筋的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率，同时用维氏硬度计测试处理后不锈钢表面的硬度，结果如表1所示。
实施例5
本实施例所述建筑用奥氏体不锈钢的加工方法和实施例2完全相同，其区别仅在于，在步骤4)后增加渗钨处理步骤，即油淬冷却的钢件打磨去除氧化皮后，将钢件表面用布轮抛光，进行渗钨处理，所述渗钨处理方法为：
(1) 钢件表面用质量百分数为8%的稀盐酸刻蚀5min，然后浸泡在C质量百分含量为8%的多壁碳纳米管分散液中充分浸润8min，浸泡完成后烘干；
(2) 将烘干后的钢件放置在离子氮化炉的阴极盘上，用钨丝网罩住所述钢件，其中钨丝网距离钢件表面的距离≤1cm，但是和钢件不接触，所述钨丝网和阴极盘导通；
(3) 先对离子氮化炉抽真空处理，当炉内压强≤50Pa时，输入电压为600V，占空比为0.1的脉冲直流电压，钢件和钨丝网的表面同时起辉，向炉内充入氩气直到压强升高到200Pa，保持20min，对钢件和钨丝网表面进行氩等离子轰击，钢件和钨丝网温度开始升高；
(4) 缓慢提高占空比和电压值，同时向炉内充入氢气调节炉内压强，当钢件和钨丝网温度升高到420℃时，保持温度不变，设置电压值为750V，炉内压强保持450Pa，同时将氢气和氩气的流量比控制在H2：Ar=100：0.5；
(5) 保温18h后完成渗钨，停止通入氢气和氩气，关闭电压输入，将炉内的气体抽出，充入空气，炉内的钢件随空气冷却至室温；
(6) 将渗钨后的钢件加热到510℃回火处理，回火保温时间为1h，回火后水淬冷却至室温，打磨去除钢件表面氧化皮，即完成渗钨处理。
除增加了上述渗钨处理外，其他步骤和实施例2完全相同。将本实施例所得建筑用奥氏体不锈钢按照国家标准GB/T 228-2002进行拉伸测试，获得钢筋的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率，同时用维氏硬度计测试处理后不锈钢表面的硬度，结果如表1所示。
实施例6
本实施例所述建筑用奥氏体不锈钢的加工方法和实施例2完全相同，其区别仅在于，在步骤4)后增加渗钨处理步骤，即油淬冷却的钢件打磨去除氧化皮后，将钢件表面用布轮抛光，进行渗钨处理，所述渗钨处理方法为：
(1) 钢件表面用质量百分数为10%的稀盐酸刻蚀3min，然后浸泡在C质量百分含量为8%的多壁碳纳米管分散液中充分浸润5min，浸泡完成后烘干；
(2) 将烘干后的钢件放置在离子氮化炉的阴极盘上，用钨丝网罩住所述钢件，其中钨丝网距离钢件表面的距离≤1cm，但是和钢件不接触，所述钨丝网和阴极盘导通；
(3) 先对离子氮化炉抽真空处理，当炉内压强≤50Pa时，输入电压为600V，占空比为0.1的脉冲直流电压，钢件和钨丝网的表面同时起辉，向炉内充入氩气直到压强升高到200Pa，保持30min，对钢件和钨丝网表面进行氩等离子轰击，钢件和钨丝网温度开始升高；
(4) 缓慢提高占空比和电压值，同时向炉内充入氢气调节炉内压强，当钢件和钨丝网温度升高到450℃时，保持温度不变，设置电压值为750V，炉内压强保持450Pa，同时将氢气和氩气的流量比控制在H2：Ar=100：0.5；
(5) 保温20h后完成渗钨，停止通入氢气和氩气，关闭电压输入，将炉内的气体抽出，充入空气，炉内的钢件随空气冷却至室温；
(6) 将渗钨后的钢件加热到520℃回火处理，回火保温时间为0.5h，回火后水淬冷却至室温，打磨去除钢件表面氧化皮，即完成渗钨处理。
除增加了上述渗钨处理外，其他步骤和实施例2完全相同。将本实施例所得建筑用奥氏体不锈钢按照国家标准GB/T 228-2002进行拉伸测试，获得钢筋的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率，同时用维氏硬度计测试处理后不锈钢表面的硬度，结果如表1所示。
对比例1～3
分别独立进行3次对比试验制备建筑用奥氏体不锈钢，三次对比试验的制备方法均和实施例2完全相同，其区别仅在于，3次对比试验中均不向钢水中混入MnO2-TiO2氧化物粉末，而用等质量的纳米铁粉代替，所述纳米铁粉同样采用过2000目筛子的粉末。
除上述区别外，3组对比例的其他步骤和实施例2完全相同。将各个对比例所得建筑用奥氏体不锈钢按照国家标准GB/T 228-2002进行拉伸测试，获得钢筋的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率，同时用维氏硬度计测试处理后不锈钢表面的硬度，结果如表1所示。
表1. 各实施例或对比例获得奥氏体不锈钢的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和表面硬度
测试指标 屈服强度σs(MPa) 抗拉强度σb(MPa) δ(%) 维氏硬度(HV1)
实施例1 414 677 50.7% 231
实施例2 432 694 48.2% 249
实施例3 410 682 49.8% 244
实施例4 445 709 47.9% 413
实施例5 438 690 48.3% 447
实施例6 437 713 48.8% 475
对比例1 225 533 52.4% 222
对比例2 230 520 51.2% 228
对比例3 236 546 53.5% 225
如表1，对比实施例2和对比例1～3可知，通过在奥氏体不锈钢铸造钢液中混入MnO2-TiO2氧化物粉末，奥氏体不锈钢的屈服强度和抗拉强度显著提高，塑性和硬度影响较小可以忽略。这可能是由于MnO2-TiO2氧化物粉末作为非均匀形核点位，显著细化了奥氏体晶粒度，起到细晶强化的作用，且MnO2-TiO2氧化物呈金红石结构，在钢中较为稳定，不会溶解固溶到奥氏体晶格中，细颗粒MnO2-TiO2氧化物一般分布在晶界处，起到第二相强化作用。对比实施例2和实施例4～6可知，本发明通过在奥氏体钢表面渗钨，使得奥氏体不锈钢的表面硬度显著提高，这可能是因为：一方面，表面附着有C的不锈钢表面更利于W的渗入，另一方面，钢表面的附C在辉光等离子作用下也会渗入奥氏体内部，两者在回火时以稳定的化合物形式析出，表现为回火后表面硬度明显提高。

Claims (8)

1.一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其特征在于，方法步骤为：
1) 将奥氏体不锈钢的各组分混合后在1500～1700℃下熔化成钢水，浇铸钢坯前对钢水进行电磁搅拌，搅拌过程中向钢水中混入MnO2-TiO2氧化物粉末，充分搅拌均匀浇铸成钢坯；
2) 将钢坯铸件的冒口切除，打磨去除表面黑色氧化皮，然后将钢坯加热锻打，始锻温度为1100～1200℃，锻打变形量≥30%，终锻温度不低于950℃；
3) 锻造后的不锈钢件加热到950～1000℃进行固溶处理，固溶保温时间为1～2h，固溶后油淬冷却至室温；
4) 油淬冷却后将钢件洗净，打磨去除表面的氧化皮，即为所述建筑用奥氏体不锈钢。
2.根据权利要求1所述的一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其特征在于，所述奥氏体不锈钢为304、304L、316或316L中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其特征在于，所述MnO2-TiO2氧化物粉末的制备方法为：
步骤1、将β-二氧化锰球磨成粉末，球磨粉末过1500目的筛网，收集过筛后的二氧化锰粉末；
步骤2、将过筛后的二氧化锰粉末分散在硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液中形成悬浊液，分散过程中充分搅拌溶液，并对溶液进行超声波震荡；
步骤3、将上述悬浊液加热蒸发结晶，液相蒸发完全后转入马弗炉中升温至400～500℃煅烧，保温1～2h，空冷；
步骤4、将煅烧后的固体球磨粉碎，球磨工艺为：
球料比为固体混料:球=0.5-1：2，球磨时间为7-10h，转速为400-500 r/min，球磨后粉末过目数为2000目的筛子，收集过筛后的粉末，即为所述MnO2-TiO2氧化物粉末。
4.根据权利要求3所述的一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其特征在于，所述酒精溶液中的乙醇和水体积比为4:6，硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液中，硝酸锰的浓度为0.1～0.2mol/L，钛酸四丁酯的浓度为0.05～0.08mol/L。
5.根据权利要求3所述的一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其特征在于，所述步骤2中二氧化锰的加入量为：
30～50g二氧化锰：500mL硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液。
6.根据权利要求1～5任一项所述的一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其特征在于，所述油淬冷却后的钢件打磨去除氧化皮，然后将钢件表面用布轮抛光，进行渗钨处理，所述渗钨处理方法为：
(1) 钢件表面用稀盐酸刻蚀3～5min，然后浸泡在多壁碳纳米管分散液中充分浸润5min以上，浸泡完成后烘干；
(2) 将烘干后的钢件放置在离子氮化炉的阴极盘上，用钨丝网罩住所述钢件，其中钨丝网距离钢件表面的距离≤1cm，但是和钢件不接触，所述钨丝网和阴极盘导通；
(3) 先对离子氮化炉抽真空处理，当炉内压强≤50Pa时，输入电压为600V，占空比为0.1的脉冲直流电压，钢件和钨丝网的表面同时起辉，向炉内充入氩气直到压强升高到150～200Pa，保持10～30min，对钢件和钨丝网表面进行氩等离子轰击，钢件和钨丝网温度开始升高；
(4) 缓慢提高占空比和电压值，同时向炉内充入氢气调节炉内压强，当钢件和钨丝网温度升高到420～450℃时，保持温度不变，设置电压值为700～750V，炉内压强保持400～450Pa，同时将氢气和氩气的流量比控制在H2：Ar=100：0.5；
(5) 保温15～20h后完成渗钨，停止通入氢气和氩气，关闭电压输入，将炉内的气体抽出，充入空气，炉内的钢件随空气冷却至室温；
(6) 将渗钨后的钢件加热到500～520℃之间回火处理，回火保温时间为0.5～1h，回火后水淬冷却至室温，打磨去除钢件表面氧化皮，即完成渗钨处理。
7.根据权利要求6所述的一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其特征在于，所述刻蚀用稀盐酸的质量百分数为5%～10%，多壁碳纳米管分散液中C含量为7～8wt%。
8.根据权利要求6所述的一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其特征在于，对于存在厚度≤3mm部位的钢件，回火保温后先水淬冷却至200～250℃，然后空冷至室温。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112548959A (zh) * 2020-12-26 2021-03-26 九江如洋精密科技有限公司 一种双轴控温转台及其控温系统
CN113199030A (zh) * 2021-04-25 2021-08-03 西安建筑科技大学 一种利用离子渗氮制备3d打印不锈钢粉末的方法
CN113351550A (zh) * 2021-06-24 2021-09-07 江阴瀚洲特钢有限公司 构件的热处理工艺

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0738783A1 (fr) * 1995-04-21 1996-10-23 UGINE SAVOIE (société anonyme) Acier inoxydable austénitique pour l'élaboration notamment de fil
CN101135023A (zh) * 2006-08-31 2008-03-05 宝山钢铁股份有限公司 含纳米TiO2氧化物铁合金中间体及其制备方法和用途
CN101263233A (zh) * 2004-10-20 2008-09-10 阿塞洛法国公司 生产铁-碳-锰奥氏体钢板材的方法和如此生产的板材
CN102676905A (zh) * 2012-06-18 2012-09-19 上海加宁新技术研究所 一种超纯奥氏体核级不锈钢的熔炼方法
CN102691019A (zh) * 2012-06-18 2012-09-26 上海加宁新技术研究所 一种控氮核级不锈钢的熔炼方法
CN103436805A (zh) * 2013-07-13 2013-12-11 瞿立双 一种合金钢轧辊的制备方法
CN105648344A (zh) * 2014-11-14 2016-06-08 北大方正集团有限公司 一种轴承钢的冶炼工艺、生产方法以及轴承钢
CN106868402A (zh) * 2016-12-31 2017-06-20 马鞍山市川金属科技有限公司 一种发动机ecu安装支架

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0738783A1 (fr) * 1995-04-21 1996-10-23 UGINE SAVOIE (société anonyme) Acier inoxydable austénitique pour l'élaboration notamment de fil
CN101263233A (zh) * 2004-10-20 2008-09-10 阿塞洛法国公司 生产铁-碳-锰奥氏体钢板材的方法和如此生产的板材
CN101135023A (zh) * 2006-08-31 2008-03-05 宝山钢铁股份有限公司 含纳米TiO2氧化物铁合金中间体及其制备方法和用途
CN102676905A (zh) * 2012-06-18 2012-09-19 上海加宁新技术研究所 一种超纯奥氏体核级不锈钢的熔炼方法
CN102691019A (zh) * 2012-06-18 2012-09-26 上海加宁新技术研究所 一种控氮核级不锈钢的熔炼方法
CN103436805A (zh) * 2013-07-13 2013-12-11 瞿立双 一种合金钢轧辊的制备方法
CN105648344A (zh) * 2014-11-14 2016-06-08 北大方正集团有限公司 一种轴承钢的冶炼工艺、生产方法以及轴承钢
CN106868402A (zh) * 2016-12-31 2017-06-20 马鞍山市川金属科技有限公司 一种发动机ecu安装支架

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112548959A (zh) * 2020-12-26 2021-03-26 九江如洋精密科技有限公司 一种双轴控温转台及其控温系统
CN112548959B (zh) * 2020-12-26 2022-05-20 九江如洋精密科技有限公司 一种双轴控温转台及其控温系统
CN113199030A (zh) * 2021-04-25 2021-08-03 西安建筑科技大学 一种利用离子渗氮制备3d打印不锈钢粉末的方法
CN113199030B (zh) * 2021-04-25 2023-08-15 西安建筑科技大学 一种利用离子渗氮制备3d打印不锈钢粉末的方法
CN113351550A (zh) * 2021-06-24 2021-09-07 江阴瀚洲特钢有限公司 构件的热处理工艺

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Pledgor: Jiangxi Zhongwei Construction Group Co.,Ltd.

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