[發明專利]一種稀土型0Cr17Ni4Cu4Nb化纖纖維噴絲板模具鋼的制備工藝

有效

• 申請號: 201410719672.8
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN104357753A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 向花紅;王俊;周樂軍
• 申請（專利權）人: 什邡新工金屬材料有限公司
• 主分類號: C22C38/48
• 分類號: C22C38/48;C21D6/00
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 熊曉果;劉雪蓮

技術領域

本發明涉及一種化纖纖維噴絲板模具鋼材，主要應用于化纖纖維噴絲模具制備，是一種高品質的稀土型模具鋼材。?

背景技術

近年來我國技術裝備大量提高，對于不銹鋼特種鋼材的應用和需求越來越大，但是一些特殊工業領域，尤其是化纖纖維模具鋼應用領域，因為對鋼材的綜合性能要求極高，典型的單相不銹鋼難以滿足其需求，新型耐磨、耐腐蝕、加工成材率高的新材料需求越發明顯。?

典型的0Cr18Ni9型奧氏體不銹鋼具有優良的焊接性能和壓力加工性能，但不具有馬氏體鉻不銹鋼的高強度。典型的0Cr17Ni4Cu4Nb不銹鋼是一種高強度沉淀硬化型馬氏體不銹鋼，經特殊處理后耐蝕性優良，且保持超高的強度和良好的塑性加工能力，被廣泛應用于航天、汽輪機葉片、食品工業、海上平臺和化纖纖維模具制造等領域。但是，由于為了穩定材料金相組織，改善材料加工性能和耐蝕性所添加的Cu元素經過時效處理后，析出ε-Cu離子相，彌散分布在材料的晶粒內部和晶界處，成為裂紋應力源加劇了材料的脆斷敏感性。?

通常制備化纖纖維噴絲模具時使用的鋼材是0Cr17Ni4Cu4Nb馬氏體沉淀硬化不銹鋼鋼材。但是該鋼材裂紋敏感性較高，在加工使用過程中容易出現因顯微裂紋缺陷而導致產品成材率低。而且該鋼材還具有硬度高、脆性大、延伸率低的特點，在模具制造過程中，加工難度大，經常出現加工裂紋，使得材料應用被限制，不利于推廣應用。?

為此，一種具有優良耐腐蝕性能及加工性能的0Cr17Ni4Cu4Nb馬氏體沉淀硬化不銹鋼的開發越來越被人們所關注。?

近年來，隨著稀土元素逐漸被用于高品質合金鋼領域，稀土元素對提高鋼材冶金質量和產品力學性能的作用明顯，但在稀土加入方式上，若加入方式不當，容易造成稀土元素因鋼液二次氧化燒損，產品質量穩定性難以控制，難以達到稀土元素提高力學性能、使非金屬夾雜物變性和改善產品內部金相組織的目的。?

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種稀土型0Cr17Ni4Cu4Nb?特種鋼材的制備及加工工藝。?

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：?

一種稀土型0Cr17Ni4Cu4Nb特種鋼材，它的化學成份重量百分含量(wt％)為：C≤0.07，Si≤1.00，Mn≤1.00，P≤0.035，S≤0.03，Ni?3.00-5.00，Cr?15.5-17.5，Cu?3.00-5.00，Nb?0.15-0.45，Re?0.05～0.25％，余量為Fe。?

本發明的稀土型0Cr17Ni4Cu4Nb合金鋼材中含有微量稀土元素，不僅能夠凈化合金鋼母液，而且能細化鋼的凝固組織，改變非金屬夾雜物的性質、形態以及分布，從而提高鋼的各項性能。?

傳統工藝認為對于不銹鋼而言，碳(C)是一種有害元素，因為在不銹和耐蝕用途中的一些條件下，例如焊接熱影響區或650-850℃加熱，C與鋼中的Cr形成高Cr的碳化物Cr₂₃C₆，該種碳化物常出現在晶界處，使得碳化物周圍組織出現貧Cr現象，直接導致鋼的耐腐蝕性能，特別是耐晶間腐蝕性能急劇下降。因此在成份設計時，始終把降低C含量作為衡量其耐蝕性能好壞的中的重要指標，但C含量控制過低，會影響單一奧氏體組織穩定性及增加冶煉工藝成本。?

本發明的稀土型合金鋼中稀土元素能增加碳的溶解度，抑制Cr₂₃C₆型為主的富Cr相的析出，細化富Cr相，使得富Cr相的腐蝕過程和電化學過程特性顯著得到改善。同時，稀土是表面活性元素，富集于晶界的稀土Re可細化晶粒，改變晶界狀態，使晶界位錯可動性增加，從一個晶粒滑移到另一個晶粒變得更加容易，降低了晶內的位錯密度，改善了鋼的塑形和韌性。同時，稀土Re在本合金鋼中有凈化作用和微合金化作用，它不僅能夠脫硫、除氣，而且通過Re的硫氧化物改變了鋼種氧化物和硫化物形態、大小及分布，對鋼的性能產生了非常有利的影響。成份設計時，本發明稀土元素目標值按Re?0.15％進行控制，通過爐外精煉末期加入，并且在電渣重熔時通過稀土渣系進行成份調節和控制。?