[發明專利]一種耐海水腐蝕的超高強度馬氏體時效不銹鋼

有效

• 申請號: 201610592044.7
• 申請日: 2016-07-26
• 公開（公告）號: CN107653421B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 王威;田家龍;單以銀;嚴偉;楊柯
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所;波音(中國)投資有限公司
• 主分類號: C22C38/52
• 分類號: C22C38/52;C22C38/50;C22C38/44;C21D8/00
• 代理公司: 21001 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司
• 代理人: 崔曉蕾

本發明屬于高強度不銹鋼領域，提供了一種同時兼備高強韌性和良好耐蝕性的新型馬氏體時效不銹鋼，其強度達到2000MPa以上，具體化學成分為(wt.％)：C：≤0.03％，Cr：13.0?14.0％，Ni：5.5?7.0％，Co：5.5?7.5％，Mo：3.0?5.0％，Ti：1.9?2.5％，Si≤0.1％，Mn≤0.1％，P≤0.01％，S≤0.01％，Fe：余量。本發明所述不銹鋼具有優異的耐海水腐蝕性能，點蝕電位E_pit≥0.15V，且具有高的強韌性配合，σ_b≥2000MPa，σ_0.2≥1700MPa，δ≥8％，ψ≥40％，適用于在海水等含氯離子的苛刻腐蝕環境中使用的高強、高韌結構件的制造，且鋼中貴金屬Co的含量較低，有效降低了材料生產成本，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明屬于高強度不銹鋼領域，具體涉及到一種耐海水腐蝕的超高強度馬氏體時效不銹鋼，主要適用于在海水等含氯離子的苛刻腐蝕環境中使用的高強、高韌結構件的制造。

背景技術

不銹鋼作為傳統的合金體系，自1900年出現以來，以其特有的性質(不銹性)而廣泛應用于機械、核工業、航空航天、建筑業以及民用領域。不銹鋼在經濟及技術上的地位顯著，因而隨著科學技術的發展和人類文明的進步，優化和提高不銹鋼的綜合性能已成為必然趨勢。

對于不銹鋼的性能優化，核心的研究路線是在保證耐蝕性能的前提下提高不銹鋼的力學性能，以滿足更高的應用條件。傳統的高強度不銹鋼如PH13-8Mo、15-5PH等具有良好的耐蝕性，但其強度偏低，無法滿足苛刻使用環境對結構件可靠性的要求。具有較高強度級別的Custom475，雖然其抗拉強度達到了2000MPa，但其塑性明顯偏低(延伸率為5％左右)，嚴重限制了它的應用前景。強度超過1600MPa的超高強度鋼有低合金超高強度鋼300M和含鈷的18Ni馬氏體時效鋼，這些鋼的強韌性較高，可以滿足工業結構件的設計要求，但由于不含Cr元素，極差的耐蝕性使其應用受到了制約。

由此可見，如何在保證不銹鋼耐蝕性能的前提下提高其強韌性，以滿 足工程應用對不銹鋼綜合性能提出的更高要求，是不銹鋼領域的研究熱點與難點。馬氏體時效不銹鋼同時兼備高強韌性和良好的耐蝕性，已經成為高強度不銹鋼中最具應用前景的材料，在航空航天和海洋開發等領域具有廣泛的應用前景。因此，研制具有自主知識產權的新型超高強度馬氏體時效不銹鋼迫在眉睫。

表1超高強度(不銹)鋼的化學成分(wt.％)

表2超高強度(不銹)鋼的力學性能

發明內容

本發明的目的在于提供一種同時兼備高強韌性和良好耐蝕性的馬氏體時效不銹鋼。

根據上述目的，本發明的整體技術方案為：

本發明以現有的高強度不銹鋼為基礎，通過精確控制Cr、Ni、Mo和 Ti的元素配比，在保證單一馬氏體組織的前提下最大限度地保證了鋼的強韌性和耐蝕性，開發出抗拉強度＞2000MPa的新型高強度馬氏體時效不銹鋼，而且鋼中貴金屬Co的含量較低，有效降低了材料生產成本，具有廣泛的應用前景。

根據上述設計思想，本發明的具體技術方案為：

該新型馬氏體時效不銹鋼的化學成分為(wt.％)：

C：≤0.03％，Cr：13.0-14.0％，Ni：5.5-7.0％，Co：5.5-7.5％，Mo：3.0-5.0％，Ti：1.9-2.5％，Si≤0.1％，Mn≤0.1％，P≤0.01％，S≤0.01％，Fe：余量。

優選為：C：≤0.03％，Cr：13.0-13.1％，Ni：6.9-7.0％，Co：5.5-5.6％，Mo：3.4-3.5％，Ti：1.9-2.0％，Si≤0.1％，Mn≤0.1％，P≤0.01％，S≤0.01％，Fe：余量。