[發明專利]一種形變誘發馬氏體時效不銹鋼及其加工工藝

有效

• 申請號: 200910013445.2
• 申請日: 2009-08-27
• 公開（公告）號: CN101994066A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 王威;嚴偉;單以銀;楊柯
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C22C38/52
• 分類號: C22C38/52;C21D8/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明屬于鐵鎳基馬氏體沉淀硬化型合金領域，具體涉及到一種具有高強高韌和高耐腐蝕性能的形變誘發馬氏體時效不銹鋼及其加工工藝，它是主要應用于航空、航天、機械制造、原子能等重要領域的新型材料。

背景技術

超高強度馬氏體時效鋼的研究、發展和改進等都與航空航天等高技術領域對材料提出更高的要求密切相關。現有的超高強度鋼30CrMnSiNi2A、300M、18Ni鋼等已經大量應用于航空航天飛行器的重要部件，其強度級別在1600MPa以上，斷裂韌性K_IC在80MPa·m^1/2以上。但是其耐腐蝕性能，特別是耐海洋環境腐蝕性能較差，不能滿足海水等腐蝕介質環境下構件用鋼的要求。因此，從現有的不銹鋼中尋找可能成為候選鋼種的材料，或者進行新型不銹鋼鋼種的開發尤為重要。馬氏體時效不銹鋼是不銹鋼中強度級別最高的一種，因此其成為研究開發的熱點。國內外典型馬氏體時效不銹鋼的化學成分如表1所示，可以看出，為保證較好的強韌性配合，這些材料的碳含量均在0.05wt％以下，同時還添加適量的Cr、Ni、Co、Mo等重要合金元素，以保證它的綜合性能指標。有些鋼中也添加了Ti、Al、Cu、Si、Nb等微量元素，以起到強化和耐腐蝕等作用。表2列出了表1中所列鋼種的基本力學性能，不難看出馬氏體時效不銹鋼的強度普遍偏低，當強度較高時，延伸率則嚴重不足。在航空航天領域，目前應用最廣泛的馬氏體時效不銹鋼包括17-4PH、15-5PH和13-8Mo等。這些材料在經過450～500℃的時效處理后，可以獲得良好的抗應力腐蝕性能以及較高的抗拉強度，但是其最高強度也僅達到1500MPa。而一些強度達到2000MPa的馬氏體時效不銹鋼，如美國用于C5A以及C17等運輸機發動機裝備材料上的AFC-77，其韌性很低，僅為20MPa·m^1/2。由此可見，如何兼顧強度韌性以及耐腐蝕性能，以使材料滿足不斷發展對其綜合性能指標的更高要求，是冶金和材料工作者改進現有鋼種和設計新材料所面臨的主要問題。因此，為了發展我國的航空航天等重要領域，需自行研制能具有高強度高韌性同時兼具高耐腐蝕性能的新型馬氏體時效不銹鋼。

表1國內外典型馬氏體時效不銹鋼的化學成分

表2國內外典型馬氏體時效不銹鋼的力學性能