CN110093567A - 高强韧抗菌刀具用不锈钢及其制备方法 - Google Patents

高强韧抗菌刀具用不锈钢及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强韧抗菌刀具用不锈钢及其制备方法，本发明不锈钢具有高性能，特别是高抗菌、高安全性、超高强度及较好韧性。本发明不锈钢在成分上添加了银元素，并优化了碳和铬元素的含量，严格控制[P]，[S]含量，使材料在拥有抗菌性的同时具有更高的强韧性，从而提高刀具用钢的性能以满足市场需求。本发明不锈钢具有2000～2200MPa的高强度，56.0～60.0HRC的高硬度，较好的冲击韧性，其KU2半标样冲击功为9.2～14.7J，具有高抗菌性，其大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率达99％。本发明高强韧抗菌刀具用不锈钢主要适用于厨刀用钢，也可用于家庭用品，公共设施，医疗器械。

Description

高强韧抗菌刀具用不锈钢及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种不锈钢及制备方法，特别是涉及一种高强韧不锈钢及制备方法，应用于不锈钢新材料技术和耐腐蚀抗菌金属功能材料技术领域。
背景技术
不锈钢产品在日常生活中必不可少，其中不锈钢刀具逐渐成为厨房的新宠。随着经济的发展，中产阶级比例和工资水平不断增加，人们生活水平日益提高，越来越注重健康绿色的生活理念，对厨刀的品质提出了更高的要求，希望其在锋利实用的同时，最好具有抗菌杀菌的能力。特别是由于近年来频发的细菌引起的中毒事件，人们对细菌的感染问题十分恐慌，对抗菌不锈钢材料的研制也越来越关注。在不锈钢中整体添加抗菌金属元素是目前最常用的方法，该种不锈钢的内部和表面都均匀弥散分布着抗菌金属元素的析出相，从而起到抗菌作用，一般添加的是Cu和Ag元素。含Cu不锈钢要经特殊热处理热处理，使得ε-Cu的析出相在不锈钢的表面和内部均匀分布，且在使用一段时间之后，表面的ε-Cu相会发生枯竭，抗菌性能减弱。Ag元素的抗菌性优于Cu元素，且不需要经过特殊热处理就能确保其抗菌性，其材料始终保持优良的抗菌性。除了抗菌性能之外，锋利度是衡量厨刀品质的必要条件，而我国刀具用钢用量最多的为2Cr13、3Cr13、4Cr13等普通低碳、中碳钢以及420系列Cr13型不锈钢，这类不锈钢经淬火和低温回火后虽可得到马氏体组织，但硬度较低，因此锋利度、耐磨性及使用寿命有限。此外，9Cr18(440C)也会用于刀具的生产，虽然硬度很高，但由于碳含量过高，微观组织中往往出现大量粗大的一次碳化物，严重损害材料的韧性。
中国专利申请号为200810117781.7的文献，公开了一种抗菌刀具不锈钢的成分及相关性能。其主要成分及其质量百分比(％)为：C：0.5～0.7、Si：≤0.40、Mn：≤0.40、P：≤0.030、S：≤0.030、Mo：0.10～1.0、Cr：14～16、Ni：0.80～1.20、V：0.05～0.50、Nb：0.05～0.15以及Ag：0.035～0.10，其余为Fe及不可避免的杂质，具有较高的硬度(53.5～60HRC)，较高的抗拉强度，抗拉强度为1780～1985MPa，较好的冲击吸收功，冲击吸收功为10.3～13J。此专利中，所生产的刀具用钢在具有良好综合力学性能的同时具有抗菌性。需要指出的是：
(1)该专利的P、S含量的上限较高，P、S作为钢种的有害元素，其含量过高将影响材料的性能。过高的S含量使材料的冲击韧性明显下降，FeS等低熔点化合物使钢在热加工过程中容易发生过热、过烧。过高的P含量降低塑性和韧性，碳量越高，引起的脆性也越大。因此，高性能钢种应尽量降低P、S元素的上限。
(2)通过添加Mo、Nb等微合金化元素提高材料的强度，但抗拉强度上限依然不足2000MPa(1985MPa)，此抗拉强度完全可以通过优化C/Cr比以及适当的热处理实现，避免Mo、Nb等贵重元素的加入，节约资源，降低生产成本。
中国专利申请号为201310544089的文献，公开了一种抗菌硬质不锈钢刀具及其制备方法。但专利未明确给出刀具钢的具体化学成分，主要采取高能离子束入射到刀刃表面，进行银离子和氮离子的注入，使刀具刃部达到超高硬度并具有抗菌性。离子注入后，刀具硬度达1200HV，会造成刀刃处韧性差，在使用过程中极易崩刃，一旦发生，由于硬度太高难以进行重新开刃继续使用。即使重新开刃成功，刀具也将不在具有抗菌性和超高硬度，只能重新进行离子注入。所以，该专利文献公开的技术方案在使用性方面略显不足。
中国专利申请号为201110201035.8的文献，公开了一种高硬度含银马氏体抗菌不锈钢。其主要成分及其质量百分比为：C：0.8～1.2、Cr：16～18、Mo：1.0～3.0、V：0.1～1.0、W：1.0～3.0、Al：0.7～1.2、Ag：0.1～0.2、Re：0.1～1.0、S≤0.035、P≤0.030，其他杂质元素≤2.0，其余为Fe。该专利所涉及的抗菌不锈钢，银含量较高，达到0.1％～0.2％，抗菌率大于99％，硬度不低于57HRC。但成分中添加含量较高的W元素，W本身具有很高的熔点，为3387℃，增加冶炼难度，在铸态组织中可能存在易溶相的偏析。使冶炼和加工的难度增加。含W的钢，塑性降低，变形抗力高，热加工性能差。W为强碳化物形成元素，极易形成碳化钨，且此类碳化物难以调控，将对材料的力学性能造成不利的影响，尤其是韧性。
中国专利申请号为201510712473.9的文献，公开了一种耐蚀抗感染马氏体不锈钢，其主要成分及质量百分比(％)为：C：0.15～0.38、N：0.10-0.25、Si：≤1.0、Mn≤1.0、P≤0.03、S≤0.03、Cr：15.0～18.0、Cu：2.5～3.5、Mo：0.50～1.5、Nb：0.05～0.25，余量为Fe和不可避免的杂质元素。该发明中P、S有害元素的上限较高，可能与钢中其他合金元素形成夹杂物，影响材料的力学性能和耐蚀性，夹杂物周围容易发生点蚀。此外，该发明采用Cu作为抗菌元素，虽然价格低廉，但抗菌性能远远不如Ag元素，Ag的抗菌性是Cu的100倍左右，且必须经过复杂热处理，使得ε-Cu的析出相在不锈钢的表面和内部均匀分布，才具有抗菌性，增加了工艺成本。当使用一段时间后ε-Cu在表面枯竭，抗菌性因此减弱。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种高强韧抗菌刀具用不锈钢及其制备方法，在成分设计上添加了银元素，并优化了碳和铬元素的含量，严格控制P、S含量，使材料在拥有抗菌性的同时具有更高的强韧性，从而提高刀具用钢的性能以满足市场需求，本发明刀具用不锈钢抗菌性好，强韧性高，耐磨性优异，硬度高，成本较低，易于生产。
为达到上述目的，本发明创造采用如下发明构思：
本发明在传统钢种的基础上适当调整C及合金元素Cr的含量，提高强硬度。降低Si含量，减少夹杂；增加Mn含量，提高淬透性，形成MnS，消除热脆性，改善加工性能。加入强抗菌元素Ag，产生抗菌性。使该不锈钢在拥有高强韧性，优异耐磨性的同时，具有抗菌性，可以用作高档菜刀等刀具用钢，具有良好的使用性和市场前景。
具体为：
(1)加入Ag元素使不锈钢具有抗菌性；
(2)重新调整C和Cr的含量，保证耐蚀性不降低的前提下提高强硬度和耐磨性；
(3)降低Si含量，改善B类夹杂的大小和含量；增加Mn含量，提高淬透性，形成MnS，消除热脆性，改善加工性能。
根据上述发明构思，本发明采用如下技术方案：
一种高强韧抗菌刀具用不锈钢，其组分质量百分比为：
C:0.55～0.75％，Si≤0.40％，S≤0.010％，P≤0.020％，Mn≤0.8％，Mo:0.1～1.0％，Cr:15.0～17.0％，V:0.1～0.5％，Ag:0.01～0.1％，其余部分为铁和不可避免的杂质。
作为本发明优选的技术方案，上述高强韧抗菌刀具用不锈钢组分质量百分比为：C:0.59～0.75％，Si≤0.35％，S≤0.001％，P≤0.015％，Mn：0.31～0.8％，Mo:0.49～1.0％，Cr:15.56～17.0％，V:0.21～0.5％，Ag:0.025～0.1％，其余部分为铁和不可避免的杂质。
一种本发明高强韧抗菌刀具用不锈钢的制备方法，包括如下步骤：
a.按照如下质量百分比称量原料：C:0.55～0.75％，Si≤0.40％，S≤0.010％，P≤0.020％，Mn≤0.8％，Mo:0.1～1.0％，Cr:15.0～17.0％，V:0.1～0.5％，Ag:0.01～0.1％，其余原料部分为铁和不可避免的杂质；
b.将在所述步骤a中取用的原料经电炉熔炼、炉外精炼、电渣重熔、锻造、热轧、冷轧一系列工艺，得到所需厚度的不锈钢板材；至少在冷轧之后设置退火工序，以保证后续加工，并在退火工艺后继续进行淬火处理和回火处理，最终得到高强韧抗菌刀具用不锈钢板材成品。采用淬火处理时，优选淬火温度为1000～1100℃，进一步优选淬火温度为1025～1100℃。采用回火处理时，优选回火温度为100～200℃，进一步优选淬火温度为110～200℃，更进一步优选淬火温度为130～200℃。
作为本发明优选的技术方案，在所述步骤a中进行原料配料准备时，按照如下质量百分比称量原料：C:0.59～0.75％，Si≤0.35％，S≤0.001％，P≤0.015％，Mn：0.31～0.8％，Mo:0.49～1.0％，Cr:15.56～17.0％，V:0.21～0.5％，Ag:0.025～0.1％，其余部分为铁和不可避免的杂质。作为本发明进一步优选的技术方案，在所述步骤a中进行原料配料准备时，为了严格控制杂质元素的含量与成分准确性，如尽量控制S、P含量尽量低，其中C元素原料和原料铁采用纯铁与石墨电极为入炉料，纯铁加入前进行预烧，保证清洁，无油污和少锈或无锈。
上述元素的作用及配比依据如下：
C：碳作为钢首要的合金元素，在钢中的存在和分布形式决定钢的组织和性能，其主要作用是强化钢的性能，强烈稳定奥氏体相，其作用是镍的30倍，可获得高强度的马氏体不锈钢。但碳与铬元素形成一系列复杂碳化物，会对钢的性能产生影响。增加C的含量会显著提高不锈钢的强硬度，但过多的C元素会与Cr形成碳化物，减少马氏体组织中的Cr含量，降低不锈钢的耐蚀性。本发明综合考虑材料的强度和耐蚀性，确定C含量为0.55％～0.75％。
Cr：铬是不锈钢中重要的合金元素。首先，铬能提高点蚀电位值，降低钢的点蚀敏感性。钢中有足够多的铬元素，在氧化性介质中会形成Cr2-xFexO3为基体的非常薄且稳定的钝化膜，防止内部进一步腐蚀。其次，铬能显著提高钢的淬透性，降低奥氏体向马氏体和碳化物的转变速率，使奥氏体等温转变曲线右移，减低钢的淬火临界冷却速率。由于本发明中C元素含量较高，为弥补碳化物对Cr元素的消耗，保证耐蚀性，设计的Cr含量为15％～17％。
Mo：钼也是铁素体形成元素，类似于Cr。在马氏体不锈钢中可以提高强度、硬度，增加回火稳定性，使钢在韧性提高的同时保持较高的强硬度。钼对淬火硬度也有一定影响，随着钼含量的增加，淬火硬度增加。钼能提高不锈钢钝化能力，扩大其钝化介质范围，如在热硫酸、稀盐酸、磷酸和有机酸中，含钼不锈钢中可以形成含钼的钝化膜，这种钝化膜在这些强腐烛介质中均具有很高的稳定性，尤其可显著提高不锈钢抗得氯离子侵蚀能力。但钢中的钼含量不宜过高，常小于1.0％，过高的钼促进δ-铁素体，以及脆性的金属间形成，如σ相，对不锈钢性能造成不良影响。在本发明中，控制Mo的含量为：0.1％～1.0％。
Mn：作为脱氧剂加入，一般钢种均含有一定量Mn元素。Mn可以提高淬透性，Mn与钢中的S形成MnS，避免了晶界上的FeS薄膜，消除钢的热脆性，改善加工性能。
Si：作为钢中的脱氧剂，含量一般控制在0.4％以下。Si含量增加，将增加C类夹杂在钢中形成的可能性。
P：在钢液凝固时形成微观偏析，随后在奥氏体化温度加热时偏聚在晶界，使钢发生冷脆。P的含量越低越好，本发明中P含量控制在0.020％在以下。
S：不可避免的不纯物，形成FeS，给钢带来热脆性。控制含量在0.010％以下，并且含量越低越好。
Ag：是钢中重要抗菌元素。大多数金属离子都具有很强的杀菌能力，就抗菌能力依次排列为：Ag>Co≥Ni≥Al≥Zn≥Cu＝Fe>Mn≥Sn≥Ba≥Mg≥Ca。但对人类和动物而言，只有某些金属离子的抗菌性是比较安全的，其中含Ag最佳。Ag离子可以和一些微生物用于呼吸的物质，比如一些含有O、S、N元素的分子形成强烈的结合键，以此使得这些物质不能为微生物所利用，从而使得微生物窒息而亡。从安全性和抗菌性综合考虑，并结合成本考虑，以Ag离子最好。本发明钢中添加含量为0.01～0.1％。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.与现有厨具切菜用刀到用钢相比，本发明高强韧抗菌刀具用不锈钢在拥有良好的硬度和韧性的同时具有抗菌性，提高刀具档次，本发明高强韧抗菌刀具用不锈钢具有56～60HRC的高硬度，满足了菜刀对锋利度的要求；本发明高强韧抗菌刀具用不锈钢具有相对较好的冲击韧性，KU2半标试样9.2～14.7J，还具有2000～2200MPa的高强度，可以满足菜刀用钢的性能要求；本发明高强韧抗菌刀具用不锈钢具有高的抗菌性，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率达99％，满足抗菌刀具的使用要求，并延长了利用本发明高强韧抗菌刀具用不锈钢制备的刀具的抗菌使用寿命；
2.本发明高强韧抗菌刀具用不锈钢严格控制杂质元素的含量，与成分准确性，并采用纯铁与石墨电极为入炉料，纯铁加入前进行预烧，保证清洁，无油污和少锈；在冷轧之后设有退火工序，以保证后续加工；其中，电渣重熔过程中可以使元素偏析减轻，同时可以减少一次碳化物的析出，大幅度提高了材料性能；
3.本发明高强韧抗菌刀具用不锈钢相比于传统的抗菌不锈钢，由于不含Ni元素，较为安全，适合应用于餐刀等技术厨具制造和使用，并且综合考虑了Ag的合理添加的成本，使合金成本较低，易于推广使用。
附图说明
图1为本发明实施例一高强韧抗菌刀具用不锈钢生产工艺流程示意图。
具体实施方式
以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：
实施例一：
在本实施例中，一种高强韧抗菌刀具用不锈钢，其化学成分如表1所示。
在本实施例中，参见图1，本实施例高强韧抗菌刀具用不锈钢制备方法，包括如下步骤：
a.按照制备的具有表1成分的目标不锈钢组分质量百分比称量原料：
C:0.59％，Mn:0.31％，Si:0.35％，Cr:15.56％，S:0.001％，P:0.015％，Mo:0.49％，V:0.21％，Ag:0.025％，其余原料部分为Fe和不可避免的杂质；为了严格控制合金熔体中杂质元素的含量[S]、[P]与成分准确性，其中，C元素原料和原料铁采用纯铁与石墨电极为入炉料，纯铁加入前进行预烧，保证清洁，无油污和少锈或无锈；
b.将在所述步骤a中取用的原料经电炉熔炼、LF工艺的炉外精炼、VD真空除气、电渣重熔、锻造、热轧、冷轧一系列工艺，得到所需厚度的不锈钢板材；在热轧、冷轧之后分别设置退火工序，并在冷轧之后的退火工艺后继续进行1025～1100℃的淬火处理和110～200℃回火处理，最终得到高强韧抗菌刀具用不锈钢板材成品，作为刀片样品。本实施例在LF工艺的炉外精炼和电渣重熔之间增加设置VD真空除气，能有效去除气体夹杂，提高不锈钢的纯净度。在在热轧、冷轧之后分别设置退火工序，减少材料内部缺陷和应力集中，以保证后续加工的质量。
对比例：
在本对比例中，一种5Cr15MoV不锈钢的制备方法，包括如下步骤：
a.按照制备的具有表1成分的目标不5Cr15MoV不锈钢组分质量百分比称量原料：
C:0.48％，Mn:0.41％，Si:0.50％，Cr:15.1％，S:0.012％，P:0.043％，Mo:0.60％，V:0.10％，其余原料部分为Fe和不可避免的杂质；
b.将在所述步骤a中取用的原料经电炉熔炼、LF工艺的炉外精炼、电渣重熔、锻造、热轧、冷轧一系列工艺，得到所需厚度的不锈钢板材；在冷轧之后设置退火工序，并在退火工艺后继续进行1025～1100℃的淬火处理和110～200℃回火处理，最终得到5Cr15MoV不锈钢样品，作为对比样。
试验测试分析：
根据上述实施例一和对比例采用的化学成分范围，采用电炉冶炼实施例一不锈钢板材与对比例钢5Cr15MoV进行对比，其化学成分如表1所示。钢材退火后，加工成试样，经1025～1100℃的淬、110～200℃的回火处理，其室温力学性能见表2～表5；实施例一刀片样品与对比样的抗菌性见表6。
相较于对比例5Cr15MoV，本发明实施例一不锈钢具有更高的硬度、抗拉强度、较好的韧性以及绝对的抗菌性能。
经过1025～1100℃的不同温度淬火，本发明实施例一不锈钢具有比对比钢有更高的硬度，如表2所示。
在1050℃淬火，再经110～200℃不同温度回火后，本发明实施例一不锈钢比对比钢5Cr15MoV有更高的硬度，如表3所示。
在1050℃淬火，再经110～200℃不同温度回火后，本发明实施例一不锈钢比对比钢5Cr15MoV有更高的抗拉强度，如表4所示。
经过1025～1100℃的不同温度淬火，再经160℃回火，本发明实施例一不锈钢比对比钢5Cr15MoV有更高的冲击吸收功，如表5所示。
进行室温抗菌试验，经24h，本发明实施例一不锈钢与对比样5Cr15MoV相比，有绝对的抗菌优势，如表6所示。
表1.实施例一不锈钢与对比样5Cr15MoV的化学成分对比表(重量％)
表2.实施例一不锈钢与对比样5Cr15MoV经不同温度淬火的硬度值对比表
表2说明：淬火试样在空气炉中进行不同温度加热，保温35min，油淬。
表3.实施例一不锈钢与对比样5Cr15MoV在1050℃淬火不同温度回火的硬度值对比表
表3说明：(1)淬火试样在空气炉中加热，保温35min，油淬。(2)不同温度回火1次，保温1h。
表4.实施例一不锈钢与对比样5Cr15MoV在1050℃淬火不同温度回火的抗拉强度值对比表
表4说明：(1)淬火试样在空气炉中加热，保温35min，油淬。(2)不同温度回火1次，保温1h。
表5.实施例一不锈钢与对比样5Cr15MoV在不同温度淬火160℃回火的冲击吸收功值对比
表5说明：(1)淬火试样在空气炉中进行不同温度加热，保温35min，油淬。(2)在160℃回火1次，保温1h。
表6.实施例一不锈钢与对比样5Cr15MoV抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌检测结果对比表
表6说明：送检样品为不锈钢厨刀，对比样品为标准PE。按照标准规定，将送检样和标准样均制成50mm×50mm大小的样片。(参照标准：GB/T 31402-2015)
从表1-6可知，本发明实施例一不锈钢采用淬火处理时，淬火温度为1025～1100℃，具有高硬度，达到58HRC以上。当采用回火处理时，回火温度为110～200℃时，硬度仍然保持很高水平，回火后抗拉强度明显提高，大于1958MPa，回火的冲击功明显提升，达到7.3AKU2/J以上；而回火温度为130～200℃时，回火后抗拉强度大于2000MPa，回火的冲击功达到7.3AKU2/J以上。因此，本发明实施例一不锈钢是高性能高碳抗菌刀具用不锈钢，本发明与现有刀具用钢相比具有抗菌性能，超高强度及较好韧性的优点。与现有刀具相比，本发明实施例一不锈钢在成分上添加了银元素，并优化了碳和铬元素的含量，严格控制[P]，[S]含量，使材料在拥有抗菌性的同时具有更高的强韧性，从而提高刀具用钢的性能以满足市场需求。本发明实施例一不锈钢具有高强度，能达到2000MPa，甚至能达到接近2200MPa，本发明实施例一不锈钢具有高硬度，能达到56.0～60.0HRC，此外还具有相对较好的冲击韧性，KU2半标样9.2～14.7J，特别是具有高的抗菌性，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率达99％。本实施例在5Cr15钢的基础上适当调整C及合金元素Cr的含量，提高强硬度。降低Si含量，减少夹杂；增加Mn含量，提高淬透性，形成MnS，消除热脆性，改善加工性能。加入强抗菌元素Ag，产生抗菌性。使该不锈钢在拥有高强韧性，优异耐磨性的同时，具有抗菌性，可以用作高档菜刀等刀具用钢，具有良好的使用性和市场前景。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种高强韧抗菌刀具用不锈钢，其化学成分如表7所示。
在本实施例中，本实施例高强韧抗菌刀具用不锈钢制备方法，包括如下步骤：
a.按照制备的具有表7成分的目标不锈钢组分质量百分比称量原料：
C:0.75％，Mn:0.8％，Si:0.40％，Cr:17.0％，S:0.001％，P:0.015％，Mo:1.0％，V:0.5％，Ag:0.1％，其余原料部分为Fe和不可避免的杂质；为了严格控制合金熔体中杂质元素的含量[S]、[P]与成分准确性，其中，C元素原料和原料铁采用纯铁与石墨电极为入炉料，纯铁加入前进行预烧，保证清洁，无油污和少锈或无锈；
b.将在所述步骤a中取用的原料经电炉熔炼、LF工艺的炉外精炼、VD真空除气、电渣重熔、锻造、热轧、冷轧一系列工艺，得到所需厚度的不锈钢板材；在热轧、冷轧之后分别设置退火工序，并在冷轧之后的退火工艺后继续进行1000℃的淬火处理和100℃回火处理，最终得到高强韧抗菌刀具用不锈钢板材成品，作为刀片样品。本实施例在LF工艺的炉外精炼和电渣重熔之间增加设置VD真空除气，能有效去除气体夹杂，提高不锈钢的纯净度。在在热轧、冷轧之后分别设置退火工序，减少材料内部缺陷和应力集中，以保证后续加工的质量。
本实施例不锈钢具有高强度，达到2254MPa，本实施例不锈钢具有高硬度，达到60.1HRC，此外还具有相对较好的冲击韧性，KU2半标样8.7J，特别是具有高的抗菌性，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率达99％。
实施例三：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种高强韧抗菌刀具用不锈钢，其化学成分如表7所示。
在本实施例中，本实施例高强韧抗菌刀具用不锈钢制备方法，包括如下步骤：
a.按照制备的具有表7成分的目标不锈钢组分质量百分比称量原料：
C:0.55％，Mn:0.8％，Si:0.30％，Cr:15.0％，S:0.010％，P:0.020％，Mo:0.1％，V:0.1％，Ag:0.01％，其余原料部分为Fe和不可避免的杂质；为了严格控制合金熔体中杂质元素的含量[S]、[P]与成分准确性，其中，C元素原料和原料铁采用纯铁与石墨电极为入炉料，纯铁加入前进行预烧，保证清洁，无油污和少锈或无锈；
b.将在所述步骤a中取用的原料经电炉熔炼、LF工艺的炉外精炼、VD真空除气、电渣重熔、锻造、热轧、冷轧一系列工艺，得到所需厚度的不锈钢板材；在热轧、冷轧之后分别设置退火工序，并在冷轧之后的退火工艺后继续进行1000℃的淬火处理和100℃回火处理，最终得到高强韧抗菌刀具用不锈钢板材成品，作为刀片样品。本实施例在LF工艺的炉外精炼和电渣重熔之间增加设置VD真空除气，能有效去除气体夹杂，提高不锈钢的纯净度。在在热轧、冷轧之后分别设置退火工序，减少材料内部缺陷和应力集中，以保证后续加工的质量。
本实施例不锈钢具有高强度，达到1987MPa，本实施例不锈钢具有高硬度，达到58.5HRC，此外还具有相对较好的冲击韧性，KU2半标样10.1J，特别是具有高的抗菌性，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率达99％。
表7.实施例二、实施例三不锈钢的化学成分表(重量％)
本发明上述实施例高性能抗菌刀具用不锈钢所涉及钢种的化学成分(重量％)如下所示：C：0.55～0.75％，Si≤0.40％，S≤0.010％，P≤0.020％，Mn≤0.8％，Mo:0.1～1.0％，Cr:15～17％，V:0.1～0.5％，Ag:0.01～0.1％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明上述实施例不锈钢与现有刀具用钢相比具有抗菌性能，超高强度及较好韧性的优点。与现有刀具钢相比，本发明上述实施例不锈钢在成分上添加了银元素，并优化了碳和铬元素的含量，严格控制[P]，[S]含量，使材料在拥有抗菌性的同时具有更高的强韧性，从而提高刀具用钢的性能以满足市场需求。本发明上述实施例不锈钢具有高强度，为2000～2200MPa，高硬度，为56.0～60.0HRC，相对较好的冲击韧性，其KU2半标样冲击功为9.2～14.7J，具有高的抗菌性，其大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率达99％。本发明上述实施例高强韧抗菌刀具用不锈钢具有高性能、高抗菌和高安全性，主要适用于厨刀用钢，也可用于家庭用品，公共设施，医疗器械。
上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明高强韧抗菌刀具用不锈钢及其制备方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高强韧抗菌刀具用不锈钢，其特征在于，其组分质量百分比为：
C:0.55～0.75％，Si≤0.40％，S≤0.010％，P≤0.020％，Mn≤0.8％，Mo:0.1～1.0％，Cr:15.0～17.0％，V:0.1～0.5％，Ag:0.01～0.1％，其余部分为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述高强韧抗菌刀具用不锈钢，其特征在于，其组分质量百分比为：C:0.59～0.75％，Si≤0.35％，S≤0.001％，P≤0.015％，Mn:0.31～0.8％，Mo:0.49～1.0％，Cr:15.56～17.0％，V:0.21～0.5％，Ag:0.025～0.1％，其余部分为铁和不可避免的杂质。
3.一种权利要求1所述高强韧抗菌刀具用不锈钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.按照如下质量百分比称量原料：C:0.55～0.75％，Si≤0.40％，S≤0.010％，P≤0.020％，Mn≤0.8％，Mo:0.1～1.0％，Cr:15.0～17.0％，V:0.1～0.5％，Ag:0.01～0.1％，其余原料部分为铁和不可避免的杂质；
b.将在所述步骤a中取用的原料经电炉熔炼、炉外精炼、电渣重熔、锻造、热轧、冷轧一系列工艺，得到所需厚度的不锈钢板材；至少在冷轧之后设置退火工序，并在退火工艺后继续进行淬火处理和回火处理，最终得到高强韧抗菌刀具用不锈钢板材成品。
4.根据权利要求3所述高强韧抗菌刀具用不锈钢的制备方法，其特征在于：在所述步骤a中，按照如下质量百分比称量原料：C:0.59～0.75％，Si≤0.35％，S≤0.001％，P≤0.015％，Mn：0.:31～0.8％，Mo:0.49～1.0％，Cr:15.56～17.0％，V:0.21～0.5％，Ag:0.025～0.1％，其余部分为铁和不可避免的杂质。
5.根据权利要求3所述高强韧抗菌刀具用不锈钢的制备方法，其特征在于：在所述步骤a中，C元素原料和原料铁采用纯铁与石墨电极为入炉料，纯铁加入前进行预烧，保证清洁，无油污和少锈或无锈。
6.根据权利要求3所述高强韧抗菌刀具用不锈钢的制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，采用淬火处理时，淬火温度为1000～1100℃。
7.根据权利要求6所述高强韧抗菌刀具用不锈钢的制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，采用淬火处理时，淬火温度为1025～1100℃。
8.根据权利要求3所述高强韧抗菌刀具用不锈钢的制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，采用回火处理时，回火温度为100～200℃。
9.根据权利要求8所述高强韧抗菌刀具用不锈钢的制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，采用回火处理时，回火温度为110～200℃。
10.根据权利要求8所述高强韧抗菌刀具用不锈钢的制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，采用回火处理时，回火温度为130～200℃。
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