[發(fā)明專利]一種精密電子用無磁硬態(tài)奧氏體不銹鋼及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310728556.8
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103741066B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張偉;鄭濤;劉圣磊;陳炳銓;胡錦程;王治宇;宋紅梅
• 申請（專利權(quán)）人: 寶鋼不銹鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C33/04;C21D8/12
• 代理公司: 上海開祺知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31114
• 代理人: 竺明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種精密電子用含氮節(jié)鎳不銹鋼及其制造方法，尤其一種耐蝕性優(yōu)良的Cu-Mo-Sn-Si合金化無磁硬態(tài)節(jié)鎳奧氏體不銹鋼及其制造方法。

背景技術(shù)

不銹鋼硬態(tài)材料常用于電子、儀器儀表等行業(yè)。常用的不銹鋼硬態(tài)材料主要為300系奧氏體不銹鋼中的S30400（304）和S30100（301）。所謂的硬態(tài)不銹鋼是指將不銹鋼板或者鋼帶進行調(diào)質(zhì)軋制，給予鋼帶一定的冷軋壓下量，冷加工后不做退火處理，獲得硬態(tài)不銹鋼產(chǎn)品。硬態(tài)不銹鋼一般比固溶處理（或退火處理）后的相同材料強度高、硬度高，因此材料更耐磨，使用壽命更長。

常用的不銹鋼硬態(tài)材料有304和301，其中304的耐蝕性較高，應(yīng)用較廣泛；301的耐蝕性低于304，一般用于制作軌道交通車輛。根據(jù)ASTM A240標(biāo)準(zhǔn)，304的標(biāo)準(zhǔn)成分為：C ≤0.08%，Si ≤0.75%，Mn ≤2.0%，Cr18.0～20.0%，Ni 8.0～10.5%，一般地304的典型成分為C 0.06%，Si 0.4%，Mn 1.0%，Cr 18%，Ni 8%。

退火態(tài)的304和301是無磁的。但是304、301等調(diào)質(zhì)軋制后產(chǎn)生大量的應(yīng)變誘發(fā)馬氏體，而馬氏體相具有磁性，因此導(dǎo)致整個材料帶有磁性。對于電子行業(yè)和儀器儀表行業(yè)，為了避免材料對設(shè)備的干擾，要求材料無磁。因此，硬態(tài)304不銹鋼在這些行業(yè)的應(yīng)用受到了限制。

因此開發(fā)了Ni含量更高（10%Ni）的305不銹鋼，增加奧氏體相的穩(wěn)定性，抑制馬氏體相磁性相產(chǎn)生，因此305在冷軋壓下較小的條件下能夠保持無磁或者弱磁的特性。305中添加了更多的鎳，將導(dǎo)致材料成本升高20%以上，限制了材料的推廣和應(yīng)用。相似的還有中國專利CN90107850.6公開了一種單相奧氏體無磁不銹鋼，其化學(xué)成份為（重量%）：C≤0.08%，Si≤1.5%，Mn 1.0～2.0%，Cr 13.2～14.95%，Ni 12.0～13.9%，Cu 2.5～3.5%，P≤0.025%，S≤0.015%，Re 0.005～0.05%，其余為Fe。通過調(diào)整鋼種中的各元素含量范圍，使材料基體組織穩(wěn)定，經(jīng)20%～80%變形后，仍為單相奧氏體組織，而且導(dǎo)磁率性能穩(wěn)定。該發(fā)明鋼主要適用于制作電器設(shè)備零部件。其成分特點是鎳含量高達12.0～13.9%。

M_d30/50=M_d30/50=580-520C%-2Si%-16Mn%-16Cr%-23Ni%-300N%-26Cu%-10Mo%可以表征磁性相產(chǎn)生的傾向。如果M_d30/50溫度越高，代表該材料中奧氏體相越不穩(wěn)定，材料發(fā)生應(yīng)變誘發(fā)馬氏體相變的趨勢就越明顯。M_d30/50（304）=60℃，305不銹鋼的典型成分代入M_d30/50溫度公式，計算得到M_d30/50（305）=5℃。可見304的M_d30/50溫度較高，易發(fā)生應(yīng)變誘發(fā)馬氏體相相變，導(dǎo)致材料產(chǎn)生磁性，305相比更穩(wěn)定。

Mn、N等也降低M_d30/50溫度，因此利用Mn、N取代鎳，形成和穩(wěn)定奧氏體相，開發(fā)出具有硬態(tài)無磁的節(jié)鎳奧氏體不銹鋼成為重要發(fā)展方向。典型產(chǎn)品和專利包括：

日本金屬的NAS NM15M，其典型成分為C 0.040/0.090，Mn14.00/15.00，P≤0.045，S≤0.045，Ni 4.00/4.60，Cr 16.50/17.50，N 0.30/0.35。NAS NM15M奧氏體穩(wěn)定性極高，M_d30/50溫度低于-150℃，即使冷軋壓下50%以上，仍保持沒有磁性的優(yōu)良特性。

中國專利CN93121570.6公開了一種新型奧氏體無磁不銹鋼，其化學(xué)成分為：<0.12%C，<1.0%Si，10～13%Mn，<0.03%P，<0.03%S，12～14%Cr，4～6%Ni，1.5～2.5%Cu，<0.02%Re，其余為Fe，優(yōu)先選擇<0.06～0.1%C，<1.0%Si，10～11%Mn，<0.03%P，<0.03%S，12～14%Cr，4～6%Ni，1.5～2.5%Cu，≤0.02%Re，其余為Fe。其成分特點是含一定量的稀土元素，且Cr含量遠低于304。專利指出該合金即使進行深加工，也不會產(chǎn)生磁性。