[發(fā)明專利]耐腐蝕粉末冶金奧氏體不銹鋼材料

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810023711.5
• 申請日: 2008-04-18
• 公開（公告）號: CN101260498A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龍斌;包敢鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 包敢鋒
• 主分類號: C22C38/08
• 分類號: C22C38/08
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務(wù)所
• 代理人: 唐紉蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種不銹鋼材料，尤其是涉及一種耐腐蝕粉末冶金奧氏體不銹鋼材料。主要用于生產(chǎn)粉末冶金奧氏體不銹鋼材料產(chǎn)品。屬粉末冶金新材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，不銹鋼制品用途越來越廣。粉末冶金不銹鋼作為一種近凈成型技術(shù)，在生產(chǎn)原材料昂貴的不銹鋼零件時有很大優(yōu)勢。而且奧氏體不銹鋼加工性能差導(dǎo)致加工費用高昂，粉末冶金奧氏體不銹鋼制品可避免或減少機加工量，在成本上更有優(yōu)勢。但粉末冶金奧氏體不銹鋼零件由于存在孔隙，其耐腐蝕性能比熔鑄奧氏體不銹鋼低，這限制了奧氏體不銹鋼如SS-304，SS-316在對耐腐蝕性能有特殊要求領(lǐng)域的應(yīng)用(如海洋環(huán)境，強酸腐蝕性氣體環(huán)境)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種耐腐蝕性能能達(dá)到熔鑄奧氏體不銹鋼材料水平的耐腐蝕粉末冶金奧氏體不銹鋼材料。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種耐腐蝕粉末冶金奧氏體不銹鋼材料，其特征在于所述材料是將粒度≤45um的NiB粉末加入到粉末冶金奧氏體不銹鋼材料中，所述NiB粉末的加入量為粉末冶金奧氏體不銹鋼材料總重量的0.5％-0.7％。

本發(fā)明的目標(biāo)是：能提升粉末冶金奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性能30％以上，達(dá)到熔鑄不銹鋼水平；而力學(xué)強度不低于未加入添加劑的產(chǎn)品性能；加入添加劑后沒有提升生產(chǎn)工藝控制難度。

為提升產(chǎn)品耐腐蝕性能，在粉末冶金奧氏體不銹鋼中需要提升：晶界清潔度、奧氏體穩(wěn)定度和產(chǎn)品表面孔隙狀態(tài)。可以添加的合金元素為：Cu、Sn或B。其中加入Cu后，產(chǎn)品耐腐蝕性能因奧氏體穩(wěn)定度提高而提升，但加入銅后，產(chǎn)品的強度，硬度小幅提升，但延伸率下降為接近0％。為達(dá)到提升耐腐蝕性能30％以上，加入Cu含量需＞4％，Cu在燒結(jié)不銹鋼時形成大量液相，導(dǎo)致產(chǎn)品變形過大，生產(chǎn)工藝控制難度太大；Sn在加入后降低產(chǎn)品力學(xué)性能過多；B加入量適中，力學(xué)性能與耐腐蝕性能都有可觀提升，生產(chǎn)工藝控制變化不大。因此選擇B作為添加劑，加入方式選擇NiB，加入量為粉末冶金奧氏體不銹鋼材料總重量0.5％-0.7％。其他加入B的方式如元素B、CrB₂或Fe₂B，都存在部分不良反應(yīng)：元素B與不銹鋼粉混合的加入方式由于B元素粉末太輕容易造成偏析，使局部B含量過高造成產(chǎn)品力學(xué)性能降低。CrB₂加入不銹鋼粉后，使Cr的氧化物還原溫度推遲到1200℃，造成水蒸氣沉積在產(chǎn)品內(nèi)部造成大孔隙使產(chǎn)品力學(xué)性能穩(wěn)定性能降低；以Fe₂B方式加入后，燒結(jié)過程中Fe₂B與不銹鋼粉發(fā)生包晶反應(yīng)，但同時生成部分FeB，F(xiàn)eB在產(chǎn)品晶界上形成連續(xù)的沉積B化物，形成大而粗的沉積物網(wǎng)絡(luò)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品強度。而以NiB(粉末狀，粒度為≤45um)方式加入的產(chǎn)品中，晶粒細(xì)小，B擴散到不銹鋼晶粒中起到固溶強化作用，并且由于B的沉積物存在，清潔了晶界，在燒結(jié)過程中發(fā)生的包晶反應(yīng)使產(chǎn)品表面存在20um厚的一層致密無孔隙層，保證了粉末冶金奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性能達(dá)到熔鑄不銹鋼的水平。因加入量在1％以上后，產(chǎn)品在1240℃左右燒結(jié)時出現(xiàn)大量液相，使燒結(jié)區(qū)域僅在1230～1240℃之間，導(dǎo)致工藝控制難度提高，而且耐腐蝕性能的峰值在加入量0.5％時，強度峰值出現(xiàn)在0.7％時，所以本添加劑加入量為0.5％-0.7％之間。具體數(shù)據(jù)見附圖說明。采用本發(fā)明可以在成本不變的條件下生產(chǎn)適合特殊環(huán)境使用的粉末冶金奧氏體不銹鋼零件，相比熔鑄不銹鋼零件每噸可節(jié)省成本25000元。

本發(fā)明采用合金元素添加劑加入奧氏體不銹鋼如SS-304與SS-316中，大幅提升了粉末冶金奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性能，使粉末冶金奧氏體不銹鋼能用于對耐腐蝕性能有特殊要求領(lǐng)域。

附圖說明

圖1為在粉末冶金奧氏體不銹鋼材料中加入NiB后鹽霧實驗時間對比圖。

圖2為在粉末冶金奧氏體不銹鋼材料中加入不同NiB含量強度變化圖。

圖3為在粉末冶金奧氏體不銹鋼材料中加入不同NiB含量延伸率變化圖。

圖4為在粉末冶金奧氏體不銹鋼材料中加入不同添加劑尺寸變化圖。

圖5為在粉末冶金奧氏體不銹鋼材料中加入不同NiB含量尺寸變化圖。

具體實施方式

本發(fā)明所涉及的耐腐蝕粉末冶金奧氏體不銹鋼材料，是將粒度≤45um的NiB粉末加入到粉末冶金奧氏體不銹鋼材料(如SS-304，SS-316)中，所述NiB粉末的加入量為粉末冶金奧氏體不銹鋼材料總重量的0.5％-0.7％。加入后混合均勻。將混合好的粉末冶金奧氏體不銹鋼材料按通常粉末冶金生產(chǎn)方式生產(chǎn)粉末冶金奧氏體不銹鋼產(chǎn)品。