[發明專利]一種不銹鋼絲的制造方法

無效

• 申請號: 201310316174.4
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN103397262A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 陸海;徐一銘
• 申請（專利權）人: 張家港市勝達鋼繩有限公司
• 主分類號: C22C38/40
• 分類號: C22C38/40;C21D8/06;B23P15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種不銹鋼絲及其制造方法，屬金屬制品技術領域。

背景技術

以前在制造高強度螺釘、螺栓(бb1000-1400N/mm2)時，一般采用1Cr13，2Cr13等馬氏體鉻不銹鋼，但是，鉻不銹馬氏體鋼加工性能差、耐蝕性不好。而自20世紀60年代以來，又發展馬氏體Cr-Ni不銹鋼，以Ni代替鋼中的碳合金化發展一些新牌號，代表性鋼號為1Cr17Ni2(431)，形成了新的馬氏體Cr-Ni不銹鋼系列。可是近年來Ni價上漲，往往不銹鋼的成本和售價也常隨著Ni價的漲跌而波動，從而用戶對不銹鋼消費也產生消極影響。另外，由于Ni是比較稀缺的戰略資源。所以合理用Ni、科學用Ni、節約用Ni是當前擺在不銹鋼工作者面前的首選研究課題。在不降低原有牌號性能的前提下，尋找某種替代元素是一個技術難題，本發明就是在這個技術背景下提出來的。

原1Cr17Ni2最高抗拉強度僅達840Mpa，只能做8級螺栓。

發明內容

本發明的目的在克服上述不足，提供一種既可以節約用Ni、且鋼的強度和耐蝕性不但不會降低還可以適當提高的高強度螺栓用馬氏體不銹鋼絲及其制造方法。

本發明的目的是這樣實現的：一種高強度螺栓用含N馬氏體不銹鋼絲，所述不銹鋼絲主要是由以下重量百分比的合金元素組成：C0.08-0.15、Si＜0.80、Mn＜0.80、P＜0.020、S＜0.015、Cr16.00-18.00、Ni0.50-1.00、N0.15-0.25，余量Fe以及不可避免的雜質。

本發明各合金元素設計的理論依據：

馬氏體不銹鋼是一類可通過熱處理(淬火、回火)對其性能進行調整的不銹鋼。合金元素系是人們為了獲得所需要的組織和各種性能向不銹鋼中加入的具有一定含量范圍的元素。本發明主要元素的確定是C、Cr、Ni和N，其余合金元素為通常使用的含量范圍，在此不在詳述。

1)C含量的確定

C是傳統馬氏體不銹鋼中最重要合金元素，鋼中鉻、碳二元素的合理配比，可以組成高、中、低碳Fe-Cr-C不同的馬氏體不銹鋼。C的作用是擴大γ區，形成奧氏體的重要元素，提高鋼的淬透性。但隨著鋼中C量的增加，馬氏體鋼的強度、硬度增加的同時，鋼的塑、韌性、耐蝕性、冷成型和焊接性要顯著降低。為了保證馬氏體不銹鋼在高溫時為奧氏體，室溫下為馬氏體，通常是通過層片狀馬氏體的形成和碳化物的析出，獲得高強度和高硬度，通過回火后消除淬火應力并獲得均勻穩定的組織，使鋼具有一定的塑、韌性，所以鋼中碳元素不宜太低，一般為0.10％-0.30％，本發明考慮了鋼中加入N元素，確定C含量為0.08％-0.15％是適宜的。

2)Cr含量的確定

Cr對鋼的不銹性和耐蝕性有決定性影響，隨著Cr含量的增加，在氧化性酸、氯化物中耐蝕性增加，耐應力腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕等都能提高；Cr也能提高馬氏體不銹鋼的淬透性，使鋼的強度、硬度提高，但鋼的塑、韌性會有所降低。一般馬氏體不銹鋼Cr含量不宜少于13％，本發明確定Cr含量為16％-18％是為了保證鋼的綜合性能良好。

3)Ni含量的確定

Ni除了能形成穩定奧氏體外，可顯著提高不銹鋼塑、韌性，可降低不銹鋼的脆性轉變溫度，還可以提高成型性和焊接性等，一般Cr-Ni馬氏體不銹鋼Ni含量為2.0％-4.0％，本發明確定Ni含量為0.5％-1.0％是合理的。

4)N含量的確定

N和C是形成奧氏體能力相同的元素，所以加N降C是可行的，因為C在不銹鋼中的副作用比N大得多，N在提高鋼的強度同時，不顯著惡化鋼的塑、韌性，同時還能提高不銹鋼中耐點蝕、耐縫隙腐蝕的能力。耐點蝕當量值PRE＝Cr％+3.3×Mo％+16×N％，從公式中可以看出N在不銹鋼中耐點蝕的能力是鉻的16倍，馬氏體不銹鋼中加N是本發明主要創新點，確定N含量為0.15％-0.25％是科學的。

綜上所述，本發明是為了代替傳統的Cr-Ni馬氏體不銹鋼牌號1Cr17Ni2，制造不銹鋼絲用于高強度耐蝕螺栓。采用降C加N節Ni保Cr的方法實現本發明的目的。

降C是為了獲得低C板條狀馬氏體，使鋼既保留馬氏體不銹鋼的高強度，又具有良好的塑、韌性和可焊性；同時，用N代Ni是可行的，從鎳當量公式計算后，0.15％N相當于4.5％Ni形成奧氏體的能力，所以當Cr16.0％-18.0％這樣高時，在高溫下完全可以形成單一奧氏體，而耐蝕性還會大大提高；保留0.5％-1.0％Ni是為了更進一步提高1Cr17NiN鋼的塑、韌性，滿足高強度螺栓制造成型的工藝要求。