CN116219277A - 一种高强度不锈钢材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度不锈钢材料及其制备方法，所述高强度不锈钢材料包括如下百分含量的组分：C 0.01％～0.05％、Mn 9.2％～10.5％、Cr 10.5％～13％、Ce 0.05％～0.15％、Al 0.2％～0.5％、Si 0.1％～0.5％、Ti 1.2％～3.6％、Ni 4.5％～6.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明高强度不锈钢材料通过对各元素的添加以及含量的限定，使得制备得到的不锈钢材料具有优异的抗腐蚀以及力学性能，具体地，其抗拉强度高达950～1265Mpa，进而扩展了不锈钢材料的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及不锈钢技术领域，具体涉及一种高强度不锈钢材料及其制备方法。
背景技术
不锈钢(Stainless Steel)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；而将耐化学腐蚀介质(酸、碱、盐等化学浸蚀)腐蚀的钢种称为耐酸钢。
随着科学的进步，不锈钢的应用领域越来越广，无论是生活用品、建筑建材、交通工具中都使用大量的不锈钢，然而，随着不锈钢的应用领域的扩展，对不锈钢性能的要求也越来越高，进而导致现有不锈钢材料的力学性能不能满足市场需求，进而限制了不锈钢的应用范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度不锈钢材料及其制备方法，该高强度不锈钢材料通过各元素的添加，提高了。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明第一方面提供一种高强度不锈钢材料，所述高强度不锈钢材料包括如下百分含量的组分：
C 0.01％～0.05％、Mn 9.2％～10.5％、Cr 10.5％～13％、Ce 0.05％～0.15％、Al0.2％～0.5％、Si 0.1％～0.5％、Ti 1.2％～3.6％、Ni 4.5％～6.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。
优选地，所述高强度不锈钢材料包括如下百分含量的组分：
C 0.02％～0.04％、Mn 9.5％～10.0％、Cr 11％～12％、Ce 0.08％～0.13％、Al0.3％～0.4％、Si 0.2％～0.4％、Ti 2.0％～3.0％、Ni 5.0％～6.0％，余量为Fe和不可避免的杂质。
优选地，所述组分还包括Mo。
优选地，所述Mo的百分含量为0.2％～0.8％。
优选地，所述的高强度不锈钢材料包括如下百分含量的组分：
C 0.03％、Mn 9.7％、Cr 11.5％、Ce 0.1％、Al 0.37％、Si 0.3％、Ti 2.5％、Ni5.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明第二方面提供一种所述高强度不锈钢材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(a)按照百分比称取合金的各个组分；
(b)将各组分添加至真空感应炉中，然后，以12～15Kw进行烘料5～10min，再以85～95Kw融化20～30min，随后以25～35Kw精炼30～50min；
(c)将精炼后的熔体进行浇铸、电渣重熔，即得所述高强度不锈钢材料。
优选地，所述步骤(b)中，将各组分添加至真空感应炉中，然后，以13Kw进行烘料8min，再以90Kw融化25min，随后以30Kw精炼40min。
优选地，所述真空感应炉中的真空压力为2～5Mpa。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
本发明高强度不锈钢材料通过对各元素的添加以及含量的限定，使得制备得到的不锈钢材料具有优异的抗腐蚀以及力学性能，具体地，其抗拉强度高达950～1265Mpa，进而扩展了不锈钢材料的应用范围。
本发明高强度不锈钢材料的制备工艺简单，易于操作，生产成本较低，便于工业生产。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1
本实施例为一种高强度不锈钢材料，该高强度不锈钢材料包括如下百分含量的组分：
C 0.01％、Mn 10.5％、Cr 10.5％、Ce 0.05％、Al 0.5％、Si 0.1％、Ti 3.6％、Ni4.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。
上述高强度不锈钢材料通过如下方法制得：
(a)按照百分比称取合金的各个组分；
(b)将各组分添加至真空感应炉中，真空压力为2Mpa，然后，以12Kw进行烘料10min，再以85Kw融化30min，随后以35Kw精炼30min；
(c)将精炼后的熔体进行浇铸、电渣重熔，即得上述高强度不锈钢材料。
实施例2
本实施例为一种高强度不锈钢材料，该高强度不锈钢材料包括如下百分含量的组分：
C 0.05％、Mn 9.2％、Cr 13％、Ce 0.15％、Al 0.2％、Si 0.5％、Ti 1.2％、Ni6.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。
上述高强度不锈钢材料通过如下方法制得：
(a)按照百分比称取合金的各个组分；
(b)将各组分添加至真空感应炉中，真空压力为5Mpa，然后，以15Kw进行烘料5min，再以95Kw融化20min，随后以25Kw精炼50min；
(c)将精炼后的熔体进行浇铸、电渣重熔，即得上述高强度不锈钢材料。
实施例3
本实施例为一种高强度不锈钢材料，该高强度不锈钢材料包括如下百分含量的组分：
C 0.02％、Mn 10.0％、Cr 11％、Ce 0.08％、Al 0.4％、Si 0.2％、Ti 3.0％、Ni5.0％，余量为Fe和不可避免的杂质。
上述高强度不锈钢材料通过如下方法制得：
(a)按照百分比称取合金的各个组分；
(b)将各组分添加至真空感应炉中，真空压力为4Mpa，然后，以13Kw进行烘料8min，再以90Kw融化25min，随后以30Kw精炼40min；
(c)将精炼后的熔体进行浇铸、电渣重熔，即得上述高强度不锈钢材料。
实施例4
本实施例为一种高强度不锈钢材料，该高强度不锈钢材料包括如下百分含量的组分：
C 0.04％、Mn 9.5％、Cr 12％、Ce 0.13％、Al 0.3％、Si 0.4％、Ti 2.0％、Ni6.0％，余量为Fe和不可避免的杂质。
上述高强度不锈钢材料通过如下方法制得：
(a)按照百分比称取合金的各个组分；
(b)将各组分添加至真空感应炉中，真空压力为4Mpa，然后，以13Kw进行烘料8min，再以90Kw融化25min，随后以30Kw精炼40min；
(c)将精炼后的熔体进行浇铸、电渣重熔，即得上述高强度不锈钢材料。
实施例5
本实施例为一种高强度不锈钢材料，该高强度不锈钢材料包括如下百分含量的组分：
C 0.03％、Mn 9.7％、Cr 11.5％、Ce 0.1％、Al 0.37％、Si 0.3％、Ti 2.5％、Ni5.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。
上述高强度不锈钢材料通过如下方法制得：
(a)按照百分比称取合金的各个组分；
(b)将各组分添加至真空感应炉中，真空压力为4Mpa，然后，以13Kw进行烘料8min，再以90Kw融化25min，随后以30Kw精炼40min；
(c)将精炼后的熔体进行浇铸、电渣重熔，即得上述高强度不锈钢材料。
实施例6
本实施例为一种高强度不锈钢材料，该高强度不锈钢材料包括如下百分含量的组分：
C 0.03％、Mn 9.7％、Cr 11.5％、Ce 0.1％、Al 0.37％、Si 0.3％、Ti 2.5％、Ni5.5％、Mo 0.8％，余量为Fe和不可避免的杂质。
上述高强度不锈钢材料通过如下方法制得：
(a)按照百分比称取合金的各个组分；
(b)将各组分添加至真空感应炉中，真空压力为4Mpa，然后，以13Kw进行烘料8min，再以90Kw融化25min，随后以30Kw精炼40min；
(c)将精炼后的熔体进行浇铸、电渣重熔，即得上述高强度不锈钢材料。
实施例7
本实施例为一种高强度不锈钢材料，该高强度不锈钢材料包括如下百分含量的组分：
C 0.03％、Mn 9.7％、Cr 11.5％、Ce 0.1％、Al 0.37％、Si 0.3％、Ti 2.5％、Ni5.5％、Mo 0.2％，余量为Fe和不可避免的杂质。
上述高强度不锈钢材料通过如下方法制得：
(a)按照百分比称取合金的各个组分；
(b)将各组分添加至真空感应炉中，真空压力为4Mpa，然后，以13Kw进行烘料8min，再以90Kw融化25min，随后以30Kw精炼40min；
(c)将精炼后的熔体进行浇铸、电渣重熔，即得上述高强度不锈钢材料。
实施例8
本实施例为一种高强度不锈钢材料，该高强度不锈钢材料包括如下百分含量的组分：
C 0.03％、Mn 9.7％、Cr 11.5％、Ce 0.1％、Al 0.37％、Si 0.3％、Ti 2.5％、Ni5.5％、Mo 0.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。
上述高强度不锈钢材料通过如下方法制得：
(a)按照百分比称取合金的各个组分；
(b)将各组分添加至真空感应炉中，真空压力为4Mpa，然后，以13Kw进行烘料8min，再以90Kw融化25min，随后以30Kw精炼40min；
(c)将精炼后的熔体进行浇铸、电渣重熔，即得上述高强度不锈钢材料。
对比例1
本对比例为一种高强度不锈钢材料，该高强度不锈钢材料包括如下百分含量的组分：
C 0.03％、Mn 9.7％、Cr 11.5％、Al 0.37％、Si 0.3％、Ti 2.5％、Ni 5.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。
上述高强度不锈钢材料通过如下方法制得：
(a)按照百分比称取合金的各个组分；
(b)将各组分添加至真空感应炉中，真空压力为4Mpa，然后，以13Kw进行烘料8min，再以90Kw融化25min，随后以30Kw精炼40min；
(c)将精炼后的熔体进行浇铸、电渣重熔，即得上述高强度不锈钢材料。
对比例2
本对比例为一种高强度不锈钢材料，该高强度不锈钢材料包括如下百分含量的组分：
C 0.03％、Mn 8％、Cr 13.2％、Ce 0.1％、Al 0.37％、Si 0.3％、Ti 2.5％、Ni5.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。
上述高强度不锈钢材料通过如下方法制得：
(a)按照百分比称取合金的各个组分；
(b)将各组分添加至真空感应炉中，真空压力为4Mpa，然后，以13Kw进行烘料8min，再以90Kw融化25min，随后以30Kw精炼40min；
(c)将精炼后的熔体进行浇铸、电渣重熔，即得上述高强度不锈钢材料。
实验例
分别获取实施例2、4、5、实施例8以及对比例1～2的高强度不锈钢材料；
按照GB/T 24511-2017中的方法对上述不锈钢材料的抗拉强度进行检测，检测结果如表1所示：
表1不同不锈钢材料的力学性能
| 组别 | 抗拉强度(MPa) |
| 实施例2 | 950 |
| 实施例4 | 1080 |
| 实施例5 | 1135 |
| 实施例8 | 1265 |
| 对比例1 | 1025 |
| 对比例2 | 1060 |
由表1可知：
本申请技术方案通过对各元素以及用量的限定，能够更好地提高制备不锈钢材料的力学性能，通过比较可知，实施例8制备的不锈钢材料力学性能最佳，高达1265MPa。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (8)
1.一种高强度不锈钢材料，其特征在于，包括如下百分含量的组分：
C 0.01％～0.05％、Mn 9.2％～10.5％、Cr 10.5％～13％、Ce 0.05％～0.15％、Al0.2％～0.5％、Si 0.1％～0.5％、Ti 1.2％～3.6％、Ni 4.5％～6.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高强度不锈钢材料，其特征在于，包括如下百分含量的组分：
C 0.02％～0.04％、Mn 9.5％～10.0％、Cr 11％～12％、Ce 0.08％～0.13％、Al0.3％～0.4％、Si 0.2％～0.4％、Ti 2.0％～3.0％、Ni 5.0％～6.0％，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的高强度不锈钢材料，其特征在于，所述组分还包括Mo。
4.根据权利要求3所述的高强度不锈钢材料，其特征在于，所述Mo的百分含量为0.2％～0.8％。
5.根据权利要求1所述的高强度不锈钢材料，其特征在于，包括如下百分含量的组分：
C 0.03％、Mn 9.7％、Cr 11.5％、Ce 0.1％、Al 0.37％、Si 0.3％、Ti 2.5％、Ni5.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。
6.如权利要求1～5任一所述的高强度不锈钢材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)按照百分比称取合金的各个组分；
(b)将各组分添加至真空感应炉中，然后，以12～15Kw进行烘料5～10min，再以85～95Kw融化20～30min，随后以25～35Kw精炼30～50min；
(c)将精炼后的熔体进行浇铸、电渣重熔，即得所述高强度不锈钢材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中，将各组分添加至真空感应炉中，然后，以13Kw进行烘料8min，再以90Kw融化25min，随后以30Kw精炼40min。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述真空感应炉中的真空压力为2～5Mpa。
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