[發(fā)明專利]一種超高強度和塑性316L不銹鋼的制備方法

在審

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• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111778442A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喇培清;李正寧;鄭月紅;毛宇奇;盛捷;朱敏;占發(fā)琦;石玉;卜哲涵;楊江仁;杜明宸;金靜
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州理工大學(xué)
• 主分類號: C22C33/02
• 分類號: C22C33/02;C21D8/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/58
• 代理公司: 北京市邦道律師事務(wù)所 11437
• 代理人: 段君峰

本發(fā)明屬于316L不銹鋼的制備技術(shù)領(lǐng)域。為了獲得具備高強度和塑性的316L不銹鋼，本發(fā)明提出了一種制備超高強度和塑性316L不銹鋼的方法。該超高強度和塑性316L不銹鋼的制備方法，具體包括以下步驟：步驟S1，秤取反應(yīng)原料；反應(yīng)原料包括Fe₂O₃粉末、Al粉末、Cr粉末、Si粉末、Mn粉末、Ni粉末、Mo粉末以及C粉末；步驟S2，對反應(yīng)原料進行混合處理,并進行加壓處理獲得圓餅狀坯體；步驟S3，進行鋁熱反應(yīng)，制備316L不銹鋼鑄錠。步驟S4，對獲得的316L不銹鋼鑄錠進行軋制量為70％的軋制和溫度為600℃、時間為1～4h的退火處理，得到超高強度和塑性的316L不銹鋼。采用本發(fā)明的方法不僅可以制備獲得超高強度和塑性的316L不銹鋼，而且可以降低制造成本，提高生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于316L不銹鋼的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超高強度和塑性316L不銹鋼的制備方法。

背景技術(shù)

316L不銹鋼具備優(yōu)異的耐腐蝕性能，抗氧化性能和成形性，是一種非常常用的工程材料。然而，其相對較低的強度(退火態(tài)屈服強度在200～400MPa)限制了其在強度要求較高領(lǐng)域的使用和推廣。

近年來，研究者通過多種方法實現(xiàn)了對316L不銹鋼強度的提升和改善，例如晶粒細化、固溶強化以及應(yīng)變強化等，其中通過冷軋加工的應(yīng)變強化是最有利于實現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)的方法之一。然而，在冷軋316L不銹鋼過程以獲得由高密度的位錯、應(yīng)變誘導(dǎo)馬氏體以及細化的變形奧氏體晶粒組成的微觀組織提升強度的同時，其材料的塑性反而受到嚴重的削弱而大大下降，這樣不僅為316L不銹鋼的應(yīng)用帶來了極大風(fēng)險，而且大大限制了其使用的范圍。

發(fā)明內(nèi)容

為了獲得同時具備高強度和塑性的316L不銹鋼，本發(fā)明提出了一種具備超高強度和塑性316L不銹鋼的方法，其具體制備過程包括以下步驟：

步驟S1，秤取反應(yīng)原料；按質(zhì)量百分比計，反應(yīng)原料包括Fe₂O₃粉末60～61％、Al粉末19～20％、Cr粉末10～11％、Si粉末0.6～0.7％、Mn粉末1～2％、Ni粉末8～9％、Mo粉末1～2％以及C粉末0.01～0.03％；

步驟S2，對反應(yīng)原料進行混合處理,并對混合后的反應(yīng)原料進行加壓處理，獲得圓餅狀坯體；

步驟S3，首先將坯體放入燃燒合成反應(yīng)釜內(nèi)，并在坯體上表面放置引燃劑；接著向反應(yīng)釜內(nèi)充入0.5MPa氬氣并開始加熱，待反應(yīng)釜內(nèi)溫度加熱至200℃時，對反應(yīng)釜進行氣體排放；然后再次向反應(yīng)釜內(nèi)充入4MPa氬氣并繼續(xù)加熱，待反應(yīng)釜內(nèi)溫度加熱至260℃時，在反應(yīng)釜內(nèi)發(fā)生鋁熱反應(yīng)；最后待鋁熱反應(yīng)完成并冷卻至室溫后，獲得316L不銹鋼鑄錠；

步驟S4，對獲得的316L不銹鋼鑄錠進行軋制和退火處理，獲得超高強度和塑性316L不銹鋼；其中，軋制變形量為70％，退火溫度為600℃，退火時間為1～4h。

優(yōu)選的，在所述步驟S4中，對步驟S3中獲得的316L不銹鋼鑄錠進行退火時間為1h。

優(yōu)選的，在所述步驟S2中，首先借助QM-1SP4行星式球磨機對反應(yīng)原料進行混合處理，其中，將球磨機的轉(zhuǎn)速設(shè)定為150r/min，將球料比設(shè)定為2：1，進行8h的混合，并且每隔2h改變球磨機的轉(zhuǎn)向，保證反應(yīng)原料的均勻混合，然后將混合均勻的反應(yīng)物料放置在Y32-100t液壓機上，壓制成圓餅狀坯體。

優(yōu)選的，在所述步驟S2中，采用15MPa～45MPa的壓力對反應(yīng)原料進行坯體壓制。

優(yōu)選的，在所述步驟S4中，選用二輥熱冷軋機進行軋制，并且軋輥轉(zhuǎn)速為17r/min，軋制速度為0.2～0.6m/s，每次軋制的壓下量為5％。

優(yōu)選的，在所述步驟S4中，首先對所述步驟S3中獲得的316L不銹鋼鑄錠進行上下表面的打磨光滑處理，然后再進行軋制處理。