[發明專利]一種高彈性環保不銹鋼咖啡壺材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610233659.0
• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN105671446A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 焦德宏
• 申請（專利權）人: 萬寶力不銹鋼制品（東莞）有限公司
• 主分類號: C22C38/34
• 分類號: C22C38/34;C22C38/02;C22C38/44;C22C38/48;C22C38/50;C22C38/42;C22C38/04;C22C33/04;C21D8/06;C23G1/19;C23G1/08;A47G19/14
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司 44215
• 代理人: 李英華

技術領域

本發明涉及咖啡壺材料技術領域，具體涉及一種高彈性環保不銹鋼咖啡壺材料及其制備方法。

背景技術

咖啡壺是一種沖煮咖啡的器具，隨著人們生活水平的提高，咖啡壺的使用范圍越來越廣，咖啡壺的種類也越來越多，有不銹鋼咖啡壺、塑料咖啡壺、玻璃咖啡壺等，不銹鋼咖啡壺由于具有較高的韌性、強度、耐磨性、耐熱性和耐腐蝕性，是市場上的主要銷售種類。

由于咖啡壺的使用環境比較特殊，不銹鋼咖啡壺需要具有較高彈性的不銹鋼材料制造，而現有技術中的不銹鋼材料還不能完全滿足目前使用和制造的要求，存在彈性差、不環保等缺點，因此需要開發一種高彈性且環保的不銹鋼材料。

發明內容

為了克服現有技術中存在的缺點和不足，本發明的目的在于提供一種高彈性環保不銹鋼咖啡壺材料，該不銹鋼咖啡壺材料具有較高的彈性，環保，且還具有較高的強度、韌性、硬度、耐磨性、耐熱性和耐腐蝕性，綜合性能優異。

本發明的另一目的在于提供一種高彈性環保不銹鋼咖啡壺材料的制備方法，該制備方法與本發明的材料配合使用，可以發揮材料的最佳性能，工藝簡單，操作控制方便，質量穩定，生產效率高，生產環保，可大規模工業化生產。

本發明的目的通過下述技術方案實現：一種高彈性環保不銹鋼咖啡壺材料，其化學成分包括以下重量百分比的元素：C：0.06-0.10%、N：0.27-0.31%、Si：1.2-1.6%、Mn：0.4-0.8%、Cr：17-19%、Ni：11-13%、Mo：2.6-3.0%、Nb：0.4-0.8%、Ti：0.9-1.3%、Cu：1-5%、Ge：0.02-0.06%、K：0.01-0.05%、余量為鐵和雜質。

優選的，其化學成分包括以下重量百分比的元素：C：0.07-0.09%、N：0.28-0.30%、Si：1.3-1.5%、Mn：0.5-0.7%、Cr：17.5-18.5%、Ni：11.5-12.5%、Mo：2.7-2.9%、Nb：0.5-0.7%、Ti：1.0-1.2%、Cu：2-4%、Ge：0.03-0.05%、K：0.02-0.04%、余量為鐵和雜質。

更為優選的，其化學成分包括以下重量百分比的元素：C：0.08%、N：0.29%、Si：1.4%、Mn：0.6%、Cr：18%、Ni：12%、Mo：2.8%、Nb：0.6%、Ti：1.1%、Cu：3%、Ge：0.04%、K：0.03%、余量為鐵和雜質。

本發明的高彈性環保不銹鋼咖啡壺材料的化學成分設計理由如下：

C：0.06-0.10%

C（碳）是強力的奧氏體生成元素，因此使金屬組織中的馬氏體相的比例增加，C可以發揮固溶強化效果，以間隙固溶體的形式熔入晶格結構中，從而產生了向其中引入應變，以強化間隙固溶體的作用；此外，C具有形成科特雷耳氣團以使金屬組織中的位錯得到固著的作用，從而提高材料的強度，因此，為了有效地提高材料的強度，C的重量百分比應控制在0.06%以上。然而，C容易與鋼中的Cr、Nb、Ti等結合而形成碳化物，例如，當在晶粒間界存在有Cr碳化物時，由于Cr在奧氏體中的擴散速度較慢，會在晶界附近產生Cr耗盡層，使得材料的韌性和耐腐蝕性降低，因此，為了避免C過高造成材料的韌性和耐腐蝕性下降，C的重量百分比應控制在0.10%以下。本發明中C的重量百分比為0.06-0.10%，既可以滿足材料的強度要求，又可以保證材料的韌性和耐腐蝕性，優選的，C的重量百分比為0.07-0.09%，更為優選的，C的重量百分比為0.08%。

N：0.27-0.31%

N（氮）是形成奧氏體的最強有效元素之一，與C一樣，N也是以強化間隙固溶體的元素，并且也是形成科特雷耳氣團的元素；此外，N還可以與鋼中的Cr或Mo結合以形成簇合物，從而產生提高強度的作用，為了通過加入N有效地使奧氏體相穩定，并且通過形成Mo-N簇合物有效地使材料的強度提高，N的重量百分比應控制在0.27%以上。但是，N在奧氏體相中的固溶程度受到限制，加入較大量的N時，在鑄造鋼時會產生氣孔，雖然通過加入與N具有高親和力的元素（如Cr或Mn）來提高其固溶的限度，可在某種程度上抑制這種現象，但是當加入過多的這樣的元素時，在鋼被熔融時需要對環境條件（如溫度等）進行控制，使成本增加，因此，為了避免N過高增加熔融和鑄造的難度，N的重量百分比應控制在0.31%以下。本發明中N的重量百分比為0.27-0.31%，既可以滿足材料的強度要求，又可以保證材料的加工性能，優選的，N的重量百分比為0.28-0.30%，更為優選的，N的重量百分比為0.29%。