[發明專利]具有較高密度的沉淀硬化型不銹鋼

無效

• 申請號: 200710024116.9
• 申請日: 2007-07-17
• 公開（公告）號: CN101092677A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 陳晴祺
• 申請（專利權）人: 陳晴祺
• 主分類號: C22C38/48
• 分類號: C22C38/48;C21D1/28
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司
• 代理人: 馬明渡

技術領域

本發明涉及一種合金材料，具體涉及一種具有較高密度的沉淀硬化型不銹鋼。

背景技術

不銹鋼一般是指鉻含量在10.5％以上的主成分為鐵的合金，這種材料不僅具有較好的機械強度，而且美觀、耐腐蝕，因此在工業各領域中得到廣泛應用。不銹鋼的種類繁多，按熱處理后的金相組織(即顯微組織)可分為五大類：即鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、奧氏體-鐵素體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼，其中沉淀硬化型不銹鋼按其組織形態還分為三類：沉淀硬化半奧氏體型、沉淀硬化馬氏體型和沉淀硬化奧氏體型不銹鋼。每種不銹鋼都在特定的應用領域具有良好的性能，其中，沉淀硬化型不銹鋼不僅具有良好的耐腐蝕，而且有很好的成型性能和良好的焊接性，甚至可作為高強度的材料加以應用。然而，在一些需要較大密度(比重)材料的場合，比如有慣性運動和穩固平衡要求(如驅動飛輪盤、機具底座或底盤、運動器材等)時，機構和零部件的整體或局部采用現有的沉淀硬化型不銹鋼，材料本身的密度(比重)還是不夠的，如果為了增加材料的密度(比重)，而簡單的在該合金材料的煉制過程中加入高密度(比重)元素，又容易產生重力偏析現象，造成材料內部不均勻。另外，這樣做雖然材料整體密度(比重)增加了，但材料強度反而下降，并且造成耐蝕性不佳，焊接強度下降等缺點。因此，如何研制一種既具有較高密度(比重)，又具有良好的耐腐蝕、材料強度以及成形性和焊接性的沉淀硬化型不銹鋼是本發明研究的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種既具有較高密度(比重)，又具有良好的耐腐蝕、材料強度以及成形性和焊接性的沉淀硬化型不銹鋼合金材料，以克服現有技術的不足。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種具有較高密度的沉淀硬化型不銹鋼，該合金材料的組份及含量如下：

C(碳)???0.01～0.09重量％；

Si(硅)??0.2～0.6重量％；

Mn(錳)??0.05～0.5重量％；

P(磷)???0.0001～0.03重量％；

S(硫)???0.0001～0.03重量％；

Cr(鉻)??11～14重量％；

Ni(鎳)??5～9重量％；

Cu(銅)??1.5～2.5重量％；

Nb(鈮)??0.01～0.1重量％；

W(鎢)???8～12重量％；

Fe(鐵)??余量；

所述合金材料的密度為8.1～8.4g/cm³，金相組織為馬氏體。

上述技術方案中的有關內容解釋如下：

1、上述方案中，所述合金材料的最佳組份及含量如下：

C(碳)???0.04重量％；

Si(硅)??0.33重量％；

Mn(錳)??0.37重量％；

P(磷)???0.008重量％；

S(硫)???0.008重量％；

Cr(鉻)??12.54重量％；

Ni(鎳)??5.68重量％；

Cu(銅)??1.98重量％；

Nb(鈮)??0.01重量％；

W(鎢)???10.1重量％；

Fe(鐵)??余量。

2、上述方案中，所述本合金材料在制備后，經950℃～1050℃恒溫1小時，再置于空氣中冷卻的固溶處理，材料硬度為HRC?28～32。這里所述的固溶處理是指將材料升溫到固溶線以上的單相區，恒溫保持一段時間，使介入析出硬化的合金元素全部溶于材料基質中，而成為單一過飽和固溶體的熱處理工藝。固溶處理的目的主要是改善鋼和合金的塑性和韌性，為沉淀硬化處理作好準備等。

3、上述方案中，所述合金材料在制備后，經第一步950℃～1050℃恒溫1小時，再置于空氣中冷卻的固溶處理，和第二步450℃～550℃恒溫3小時，再置于空氣中冷卻的時效處理，材料硬度為HRC?37～43。這里所述的時效處理是指合金工件經固溶處理，冷塑性變形或鑄造、鍛造后，在較高的溫度放置或室溫保持，其性能，形狀，尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。時效處理的目的，消除工件的內應力，穩定組織和尺寸，改善機械性能等。

4、上述方案中，所述合金材料在5重量％NaCl+95重量％H₂O的鹽霧測試下，其耐蝕性不小于72小時。

5、本發明合金材料在融煉過程需要足夠攪拌使材料成份混合均勻，并加入適量的微量元素增加分散效果及合金化程度。

由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點和效果：