CN1480550A - 一种超纯高氮奥氏体不锈钢及其制备方法 - Google Patents

一种超纯高氮奥氏体不锈钢及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1480550A
CN1480550A CNA021328536A CN02132853A CN1480550A CN 1480550 A CN1480550 A CN 1480550A CN A021328536 A CNA021328536 A CN A021328536A CN 02132853 A CN02132853 A CN 02132853A CN 1480550 A CN1480550 A CN 1480550A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stainless steel
austenitic stainless
high nitrogen
ultrapurification
nitrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA021328536A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1186471C (zh
Inventor
任伊宾
杨柯
张炳春
梁勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Metal Research of CAS
Original Assignee
Institute of Metal Research of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Metal Research of CAS filed Critical Institute of Metal Research of CAS
Priority to CNB021328536A priority Critical patent/CN1186471C/zh
Publication of CN1480550A publication Critical patent/CN1480550A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1186471C publication Critical patent/CN1186471C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

一种超纯高氮奥氏体不锈钢，其特征在于化学成分组成为重量百分比：铬Cr：17～19，锰Mn：12～16，钼Mo：2～3，铜Cu：0.5～1.5，镍Ni≤0.2，氮N：0.40－0.6，碳C≤0.05，硅Si≤0.5，硫S≤0.009，磷P≤0.009，铁Fe：余量。采用真空感应炉冶炼，要求气氛中N≥0.40(wt％)，合金中的氮通过粒状高氮合金FeCrN、CrN、MnN的方式加入。本发明不锈钢不仅适于医疗器械、食品餐饮器械、首饰及其它与人体经常接触的不锈钢产品方面，而且可广泛用于化工、环保等领域。

Description

一种超纯高氮奥氏体不锈钢及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种无镍高氮奥氏体不锈钢和真空感应炉冶炼工艺。
背景技术：
奥氏体不锈钢中通常含有8％以上的镍来稳定其中的奥氏体相，但是由于元素镍的价格昂贵，以及价格的无控变化，导致钢铁材料制造商开发以氮代镍的低镍含量或无镍的高氮奥氏体不锈钢。发展无镍高氮奥氏体不锈钢不仅可以降低钢的成本，又可以节约宝贵的战略资源，但是制约其发展的其中一个因素就是高氮钢的冶炼。由于氮是气体元素，在钢中的溶解度较低，因此采取经济有效的方法来冶炼高氮钢一直备受关注。
目前高氮钢的冶炼通常采用加压电渣重熔和反压铸造来制造高氮钢(氮含量最高可达到1％以上)，其他还有采用热等静压熔炼、加压感应熔炼及粉末冶金法等冶炼工艺，但是这些冶炼工艺均需要特殊的冶炼设备，并且使用以上冶炼方法来控制钢中极低的杂质元素含量，都将极大地增加冶炼成本，难以达到以氮代镍降低成本的初衷。
发明内容：
本发明的目的是提供一种耐蚀耐磨，具有优良的强韧性组合，且价格较便宜的高氮无镍奥氏体不锈钢，同时，本发明也提供了一种真空感应炉冶炼高氮钢的冶炼工艺。
本发明提供了一种超纯高氮奥氏体不锈钢，其特征在于化学成分组成为重量百分比：铬Cr：17～19，锰Mn：12～16，钼Mo：2～3，铜Cu：0.5～1.5，镍Ni≤0.2，氮N：0.40-0.6，碳C＜0.05，硅Si≤0.5，硫S≤0.009，磷P≤0.009，铁Fe：余量。
本发明所提供的超纯高氮奥氏体不锈钢中，最好控制镍Ni≤0.08，碳C＜0.03。
本发明无镍奥氏体不锈钢由于抛弃了贵重的镍元素，所以廉价的氮元素就成为一种重要的合金元素，氮的奥氏体化能力大约是镍的20-30倍，为保证钢的单一奥氏体相，氮含量应≥0.40(wt)％。同时氮还可提高钢的耐点蚀性能。
碳也是重要的奥氏体化元素，但过多的碳会严重影响钢的塑性和耐蚀性，因此碳含量控制应在0.05(wt)％以下
锰是一种较弱的奥氏体化元素，氮锰增加了氮在钢中的溶解度，因此应至少有12(wt)％以上的锰元素。
铬是铁素体元素，尽管如此，由于它是不锈钢中主要的耐蚀元素，而且也提高氮的溶解度，铬含量可控制在不大于19(wt)％。
钼的加入可提高氮的溶解度和钢的耐点蚀性能，但含量过多会降低钢的韧性，因此控制在2-3(wt)％。
铜也是较强的奥氏体化元素，还适当提高耐蚀性，铜的含量若高于4(wt)％就会明显影响钢的可锻性，所以必须控制铜含量不大于1.5(wt)％。
硅可促使铁素体的形成，因此硅含量低于0.5(wt)％。
杂质元素硫和磷应分别控制在0.009(wt)％和0.009(wt)％以提高钢的综合性能。
本发明还提供了一种上述超纯高氮奥氏体不锈钢的制备方法，其特征在于采用真空感应炉冶炼，要求气氛中N≥0.40(wt％)，合金中的氮通过粒状高氮合金FeCrN、CrN、MnN的方式加入。
本发明超纯高氮奥氏体不锈钢的制备方法中，合金的后处理工艺为：
热加工：钢锭于1050～1150℃均匀化处理2～6小时，开坯，分多火锻造成棒材和初轧坯料，终锻温度不低于950℃；
热处理：1100～1150℃固溶处理0.5～4小时，空冷或水冷至室温，所得组织为单相奥氏体。
本发明不锈钢不仅适于医疗器械、食品餐饮器械、首饰及其它与人体经常接触的不锈钢产品方面，而且可广泛用于化工、环保等领域。
附图说明：
图1为无镍高氮奥氏体不锈钢经变形前后X-射线衍射图；
图2为无镍高氮奥氏体不锈钢热处理后的金相照片。
具体实施方式：
本发明使用普通真空感应炉(不加正压)，第一步先将配比好的原料加入炉中熔化和精炼。根据氮在钢中的溶解特性，控制炉内充氩气的压力，可适当加入少量的氮气，分步分批加入氮的合金化合物(包括氮化铬、氮化硅、氮化锰等氮化物)，并交叉加入脱杂原料，在浇注前控制浇注温度，避免钢中饱和气体上浮形成气孔。
本发明冶炼所得无镍高氮奥氏体不锈钢经过以下加工及热处理：
热加工：钢锭于1100℃±15℃均匀化处理2小时以上，开坯，分两火锻造成棒材和初轧坯料，终锻温度不低于950℃。初轧坯料在1100℃以上温度开轧，经多道次轧制成性能测试坯料。
热处理：1100℃±5℃固溶处理(1±0.1)小时，空冷或水冷至室温，所得组织为单相奥氏体。
所得棒材和轧制板材的力学性能：σb≥780MPa，σ0.2≥400MPa，δ5≥50%，ψ≥60％，Hv0.5＝190-320，ak≥120J/cm2。
实施例：
根据本发明所设定的化学成分范围，在25公斤真空感应炉内冶炼了5炉钢，其具体化学成分如表1所示。这5炉钢分别浇注成φ120×450钢锭各一个，并按以上加工及热处理规范进行加工。
所有测试试样均沿垂直于轧制方向取样，按以上热处理后本发明钢在室温状态下为单一奥氏体组织(如图1、图2所示)，测得无镍高氮奥氏体不锈钢的力学性能如表2所示。从实施例可以看出，本发明冶炼的无镍奥氏体不锈钢的强韧性和塑性已达到和超过传统镍铬不锈钢的水平。氮的添加有效地替代了镍的作用，而且在不损害韧性的条件下，提高了钢的强度。
                         表1真空感应炉冶炼的高氮钢的化学成分
  炉号     C  Cr   Mn   N   Mo   Cu   Ni  Si     S     P
    1     0.047  17.92  15.31  0.46  2.02  0.66  0.1  0.02  0.009  0.0065
    2     0.029  17.05  12.58  0.43  2.38  1.44  0.02  0.42  0.003  0.0065
    3     0.016  17.58  12.77  0.40  2.35  0.88  0.03  0.45  0.0056  0.007
    4     0.017  17.64  12.96  0.40  2.34  0.86  0.04  0.45  0.0054  0.0052
    5     0.018  17.61  12.76  0.41  2.38  0.86  0.02  0.48  0.005  0.0074
                         表2真空感应炉冶炼的高氮钢的力学性能
炉号 屈服强度б0.2(MPa) 抗拉强度бb(MPa) 延伸率δ5(％) 截面收缩率ψ(％) 夏比V型冲击功ak(J/cm2) 硬度Hv0.5
  1     555     936     51     65     124     286
  2     450     812     60     73     193     270
  3     428     794     55     63     164     252
  4     430     802     59     70     171     246
  5     432     814     53     60     177     251
工艺试验表明，该无镍奥氏体不锈钢具有良好的热加工和冷加工性能。

Claims (4)

1、一种超纯高氮奥氏体不锈钢，其特征在于化学成分组成为重量百分比：铬Cr：17～19，锰Mn：12～16，铝Mo：2～3，铜Cu：0.5～1.5，镍Ni≤0.2，氮N：0.40-0.6，碳C＜0.05，硅Si≤0.5，硫S≤0.009，磷P≤0.009，铁Fe：余量。
2、按照权利要求1所述超纯高氮奥氏体不锈钢，其特征在于镍Ni≤0.08，碳C＜0.03。
3、一种权利要求1所述超纯高氮奥氏体不锈钢的制备方法，其特征在于采用真空感应炉冶炼，要求气氛中N≥0.40(wt％)，合金中的氮通过粒状高氮合金FeCrN、CrN、MnN的方式加入。
4、按照权利要求3所述超纯高氮奥氏体不锈钢的制备方法，其特征在于所述合金的后处理工艺为：
热加工：钢锭于1050～1150℃均匀化处理2～6小时，开坯，分多火锻造成棒材和初轧坯料，终锻温度不低于950℃；
热处理：1100～1150℃固溶处理0.5～4小时，空冷或水冷至室温，所得组织为单相奥氏体。
CNB021328536A 2002-09-03 2002-09-03 一种超纯高氮奥氏体不锈钢及其制备方法 Expired - Fee Related CN1186471C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB021328536A CN1186471C (zh) 2002-09-03 2002-09-03 一种超纯高氮奥氏体不锈钢及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB021328536A CN1186471C (zh) 2002-09-03 2002-09-03 一种超纯高氮奥氏体不锈钢及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1480550A true CN1480550A (zh) 2004-03-10
CN1186471C CN1186471C (zh) 2005-01-26

Family

ID=34145343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB021328536A Expired - Fee Related CN1186471C (zh) 2002-09-03 2002-09-03 一种超纯高氮奥氏体不锈钢及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1186471C (zh)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100513019C (zh) * 2007-09-06 2009-07-15 安泰科技股份有限公司 一种采用气雾化法制备含高氮不锈钢粉末的方法
CN102199738A (zh) * 2010-03-23 2011-09-28 重庆仪表材料研究所 一种低碳节镍型高强高韧耐蚀无磁奥氏体不锈钢
CN101709423B (zh) * 2009-11-17 2012-06-27 北京科技大学 一种通过加氮改进h13模具钢性能的方法
CN102888568A (zh) * 2012-09-14 2013-01-23 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 一种奥氏体节镍耐热钢板及其制造方法
CN103374685A (zh) * 2012-04-23 2013-10-30 钢铁研究总院 一种不锈钢材料及其制造方法
CN105436699A (zh) * 2015-12-25 2016-03-30 江苏烁石焊接科技有限公司 一种搅拌摩擦焊用的高氮钢搅拌头及其制造工艺
CN105714206A (zh) * 2016-03-02 2016-06-29 苏州华冲精密机械有限公司 一种同食品相接触的材料
CN106480279A (zh) * 2016-12-28 2017-03-08 长春实越节能材料有限公司 一种提高高氮钢石油钻铤表面耐腐蚀耐磨损的方法
CN107598171A (zh) * 2017-08-16 2018-01-19 北京科技大学 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
WO2018032406A1 (zh) * 2016-08-17 2018-02-22 华为技术有限公司 一种高氮不锈钢及其热处理工艺
CN108526750A (zh) * 2018-04-08 2018-09-14 中国兵器科学研究院宁波分院 一种高强高韧高氮奥氏体不锈钢焊丝及其制备方法
CN108555285A (zh) * 2018-07-24 2018-09-21 宁夏先科新材料科技有限公司 一种高氮无镍不锈钢粉末及其制备方法、应用
CN108941492A (zh) * 2018-07-19 2018-12-07 山东泰山钢铁集团有限公司 一种高氮奥氏体不锈钢冶炼方法
CN109732034A (zh) * 2018-12-24 2019-05-10 河钢股份有限公司 一种含氮奥氏体不锈钢的锻造工艺
CN110859650A (zh) * 2019-11-27 2020-03-06 苏州森锋医疗器械有限公司 一种吻合钉
CN110952038A (zh) * 2019-11-27 2020-04-03 苏州森锋医疗器械有限公司 可生物降解铁合金、制备方法及器件
CN112322848A (zh) * 2020-11-23 2021-02-05 浙江宝武钢铁有限公司 一种高氮低镍不锈钢的热处理工艺
CN112359282A (zh) * 2020-10-28 2021-02-12 河钢股份有限公司 一种高氮304ln不锈钢盘条及生产方法
CN112442633A (zh) * 2020-10-28 2021-03-05 河钢股份有限公司 一种高氮316ln不锈钢焊丝及其生产方法
CN114934240A (zh) * 2022-04-25 2022-08-23 中国科学院金属研究所 一种超高强高耐蚀高氮奥氏体不锈钢的制备方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101691644B (zh) * 2009-07-11 2011-06-29 山西太钢不锈钢股份有限公司 无磁软质不锈钢盘条或不锈钢板及其制造方法

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100513019C (zh) * 2007-09-06 2009-07-15 安泰科技股份有限公司 一种采用气雾化法制备含高氮不锈钢粉末的方法
CN101709423B (zh) * 2009-11-17 2012-06-27 北京科技大学 一种通过加氮改进h13模具钢性能的方法
CN102199738A (zh) * 2010-03-23 2011-09-28 重庆仪表材料研究所 一种低碳节镍型高强高韧耐蚀无磁奥氏体不锈钢
CN105296869A (zh) * 2012-04-23 2016-02-03 钢铁研究总院 一种不锈钢材料及其制造方法
CN103374685A (zh) * 2012-04-23 2013-10-30 钢铁研究总院 一种不锈钢材料及其制造方法
WO2013159669A1 (zh) * 2012-04-23 2013-10-31 钢铁研究总院 一种不锈钢材料及其制造方法
CN103374685B (zh) * 2012-04-23 2016-06-08 钢铁研究总院 一种不锈钢材料及其制造方法
CN102888568A (zh) * 2012-09-14 2013-01-23 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 一种奥氏体节镍耐热钢板及其制造方法
CN102888568B (zh) * 2012-09-14 2014-03-26 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 一种奥氏体节镍耐热钢板及其制造方法
CN105436699A (zh) * 2015-12-25 2016-03-30 江苏烁石焊接科技有限公司 一种搅拌摩擦焊用的高氮钢搅拌头及其制造工艺
CN105436699B (zh) * 2015-12-25 2018-10-12 江苏烁石焊接科技有限公司 一种搅拌摩擦焊用的高氮钢搅拌头及其制造工艺
CN105714206A (zh) * 2016-03-02 2016-06-29 苏州华冲精密机械有限公司 一种同食品相接触的材料
WO2018032406A1 (zh) * 2016-08-17 2018-02-22 华为技术有限公司 一种高氮不锈钢及其热处理工艺
CN106480279A (zh) * 2016-12-28 2017-03-08 长春实越节能材料有限公司 一种提高高氮钢石油钻铤表面耐腐蚀耐磨损的方法
CN107598171A (zh) * 2017-08-16 2018-01-19 北京科技大学 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
CN107598171B (zh) * 2017-08-16 2019-04-12 北京科技大学 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
CN108526750A (zh) * 2018-04-08 2018-09-14 中国兵器科学研究院宁波分院 一种高强高韧高氮奥氏体不锈钢焊丝及其制备方法
CN108941492A (zh) * 2018-07-19 2018-12-07 山东泰山钢铁集团有限公司 一种高氮奥氏体不锈钢冶炼方法
CN108555285A (zh) * 2018-07-24 2018-09-21 宁夏先科新材料科技有限公司 一种高氮无镍不锈钢粉末及其制备方法、应用
CN109732034A (zh) * 2018-12-24 2019-05-10 河钢股份有限公司 一种含氮奥氏体不锈钢的锻造工艺
CN110859650A (zh) * 2019-11-27 2020-03-06 苏州森锋医疗器械有限公司 一种吻合钉
CN110952038A (zh) * 2019-11-27 2020-04-03 苏州森锋医疗器械有限公司 可生物降解铁合金、制备方法及器件
CN112359282A (zh) * 2020-10-28 2021-02-12 河钢股份有限公司 一种高氮304ln不锈钢盘条及生产方法
CN112442633A (zh) * 2020-10-28 2021-03-05 河钢股份有限公司 一种高氮316ln不锈钢焊丝及其生产方法
CN112322848A (zh) * 2020-11-23 2021-02-05 浙江宝武钢铁有限公司 一种高氮低镍不锈钢的热处理工艺
CN114934240A (zh) * 2022-04-25 2022-08-23 中国科学院金属研究所 一种超高强高耐蚀高氮奥氏体不锈钢的制备方法
CN114934240B (zh) * 2022-04-25 2023-10-10 中国科学院金属研究所 一种超高强高耐蚀高氮奥氏体不锈钢的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1186471C (zh) 2005-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1186471C (zh) 一种超纯高氮奥氏体不锈钢及其制备方法
CN110499455B (zh) 一种时效硬化奥氏体不锈钢及其制备方法
CN105385939A (zh) 一种高强度高韧性合金钢的制造方法
CN1215191C (zh) 一种医用植入奥氏体不锈钢材料
CN102453843B (zh) 一种铁素体耐热钢
CN101077425A (zh) 一种医用无镍高氮不锈钢材料及其制备和应用
CN110438402B (zh) 一种1000Mpa级耐硫酸露点腐蚀螺栓钢及其制备方法
CN108220821B (zh) 一种高强度奥氏体不锈钢合金材料及其制备方法
EP1910583A1 (en) Corrosion-resistant, cold-formable, machinable, high strength, martensitic stainless steel
CN101586217B (zh) 一种低成本超高强韧马氏体钢及其制造方法
CN111511936A (zh) 用于冷镦的线材、使用其的加工产品、及其制造方法
CN102041450A (zh) 一种铁素体耐热钢及其制造方法
CN113802064B (zh) 一种调控晶界硼重分布改善超级奥氏体不锈钢晶界第二相析出的方法
CN101403076B (zh) 一种复合强化高韧性超高强度二次硬化钢
CN109609729B (zh) 一种屈服强度650MPa级不锈钢板及制造方法
EP1446509B9 (en) Duplex stainless steels
CN101775560B (zh) 一种节镍奥氏体不锈钢及其制造方法
CN106566951A (zh) 一种高强度耐磨锻件及其生产方法
CA2792615A1 (en) Tool steel for extrusion
JP2002146484A (ja) 高強度フェライト系耐熱鋼
CN102021480A (zh) 低铬铁素体不锈钢及其制造方法
CN106566953A (zh) 一种耐腐蚀合金锻件及其生产方法
JPH0598391A (ja) 析出硬化型高強度非磁性ステンレス鋼
JP3169977B2 (ja) ▲高▼強度非磁性ステンレス鋼
CN1151306C (zh) 高强度低膨胀的合金结构钢材料

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee