[發明專利]一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 202011504280.1
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112680668B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 馮泉;張擎宇;張強;張俊飛
• 申請（專利權）人: 遼寧五寰特種材料與智能裝備產業技術研究院有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/26;C22C38/28;C22C38/30;C21D6/00;C21D6/04;C21D8/00;C22C33/04
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 馬維駿

本發明屬于冶金技術領域，特別涉及一種超高強高硬馬氏體沉淀硬化不銹鋼及其制備方法。所述的馬氏體沉淀硬化不銹鋼為1Cr15Co14Mo5VN，所述鋼的化學成分質量百分比為：Cr：12.8?15.2，Co：11.0?15.0，Mo：4.0?5.5，V：0.2?0.8，C：0.13?0.19，N：0.02?0.10，Ti：0.02?0.10，Nb：0.02?0.10，Ta：0.02?0.10，Hf：0.02?0.10；Mn：≤0.20，P：≤0.02，S：≤0.01，Si：≤0.20，O≤0.005，Fe余量。采用本發明提供的制備方法制得的合金其抗拉強度達到2000MPa以上，硬度HRC超過52以上，具有高強度、高硬度和較高韌性，并具有良好的高溫耐蝕性能，能應用于航空、航天、核技術及艦船等領域高溫承受耐蝕的軸承鋼、齒輪鋼以及滾珠絲杠副等部件。其制備方法簡單，生產成本低，適合工業化生產。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，特別涉及一種超高強高硬馬氏體沉淀硬化不銹鋼及其制備方法。

背景技術

不銹鋼在機械部件或電子設備用材中占較大的比例，在機械部件或電子設備行業的轉型升級過程中對高品質、高性能不銹鋼新材料的需求極為迫切，主流的機械部件或電子設備廠也提出了開發高品質機械部件或電子設備用不銹鋼的需求。機械部件或電子設備用不銹鋼材質主要包括奧氏體不銹鋼304L、316L、317L和馬氏體不銹鋼20Cr13、30Cr13直至高碳的60Cr13等品種。以馬氏體不銹鋼3Cr13Mo制作的雙關節咬骨鉗為例，其硬度可以達到HRC 50以上，高強度和硬度可以避免手術過程中器械變形，但是材料的韌性和耐蝕性遠遠低于304等奧氏體不銹鋼，耐蝕性不足帶來的離子析出對人體組織存在污染風險，韌性不足導致骨鉗斷裂、破碎的風險，易造成術中危害。馬氏體不銹鋼具有高硬度和高耐磨性，但是其耐蝕性較低而且韌性較差。

馬氏體沉淀硬化不銹鋼因其具有高強度、高硬度和較高韌性，并具有良好的高溫耐蝕性能，應用于航空、航天、核技術及艦船等領域高溫承受耐蝕的軸承鋼、齒輪鋼以及滾珠絲杠副等部件。該鋼采用低碳馬氏體相變強化、時效強化、二次沉淀硬化等相疊加的強化方式，使鋼具有高強度高硬度優異的綜合性能。專利CN106119736A公開一種馬氏體時效不銹鋼1Cr14Co13Mo5的制備方法，抗拉強度達到1900MPa，硬度達到HRC50。

面對高溫耐蝕條件下部件高速化與高精密度的發展，要求在高溫與耐蝕條件下滿足超高強度與超高硬度以及良好韌性。故綜合提高馬氏體沉淀硬化不銹鋼的強度、硬度和韌性，具有重要的理論意義與應用價值。

發明內容

鑒于現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種超高強度、高硬度與良好韌性馬氏體沉淀硬化不銹鋼及其制備方法，采用本發明提供的制備方法制得的合金其抗拉強度達到2000MPa以上，硬度HRC超過52以上。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案。

一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼，所述的馬氏體沉淀硬化不銹鋼為1Cr15Co14Mo5VN，所述鋼的化學成分質量百分比為：Cr：12.8-15.2，Co：11.0-15.0，Mo：4.0-5.5，V：0.2-0.8，C：0.13-0.19，N：0.02-0.10，Ti：0.02-0.10，Nb：0.02-0.10，Ta：0.02-0.10，Hf：0.02-0.10；Mn：≤0.20，P：≤0.02，S：≤0.01，Si：≤0.20，O≤0.005，Fe余量。

優選的，所述馬氏體沉淀硬化不銹鋼的化學成分質量百分比為：Cr：13.0-15.0，Co：13-14，Mo：4.0-5.5，V：0.3～0.6，C：0.13-0.19，Ti：0.02-0.10，Nb：0.02-0.10，Ta：0.02-0.10，Hf：0.02-0.10；Mn：≤0.20，N：0.03～0.08，P：≤0.02，S：≤0.01，Si：≤0.20，O≤0.005，Fe余量。

所述的馬氏體沉淀硬化不銹鋼的制備方法具體包括以下步驟。