[發(fā)明專利]一種低磁耐蝕低密度鋼及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110065209.6
• 申請(qǐng)日: 2021-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112899580A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何金珊;劉金旭;武會(huì)賓;汪水澤;吳宏輝;毛新平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C38/06
• 分類號(hào): C22C38/06;C22C38/26;C22C38/38;C21D1/18;C21D6/00;C21D8/12;C21D9/00;C22C33/04
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

一種低磁耐蝕低密度鋼及制備方法，屬于金屬材料領(lǐng)域，該鋼的化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)wt％為：C:1.45～1.7％、Mn:25～30％、Al:10～12％、Cr:4.5～5.5％、Nb:0.08～0.1％、S≤0.003％、P≤0.003％，余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。制備工藝步驟包括：冶煉，鍛造，熱軋，固溶淬火。本發(fā)明提供的低密度鋼，通過(guò)各元素的控制，具備優(yōu)良的磁學(xué)性能、耐腐蝕性能和機(jī)械性能。本發(fā)明還提供了所述的低磁耐蝕低密度鋼的制備方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料及冶金領(lǐng)域，特別涉及一種低磁耐蝕低密度鋼及制備方法。

背景技術(shù)

低磁鋼通常是在鋼中添加大量的鎳、錳等元素制成的，一般是奧氏體組織，具有磁導(dǎo)率低而電阻率高的特點(diǎn)，相對(duì)磁導(dǎo)率低于1.01的鋼稱為無(wú)磁鋼。多用于工業(yè)電力機(jī)械制造等領(lǐng)域。另外，隨著工業(yè)發(fā)展，生態(tài)環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)重，通過(guò)減輕結(jié)構(gòu)材料的重量可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。而低密度鋼一般是在鋼中添加輕質(zhì)元素鋁來(lái)實(shí)現(xiàn)減重的目的，F(xiàn)e-Mn-Al-C系低密度鋼通過(guò)調(diào)控Mn、C和Al的含量進(jìn)行成分優(yōu)化，匹配簡(jiǎn)單的制備工藝即可得到特殊用途的低密度鋼，因此Fe-Mn-Al-C系低密度鋼成為了研究熱點(diǎn)。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)進(jìn)行檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)發(fā)明專利CN110066969B公開(kāi)了一種高耐蝕高鋁含量低密度鋼及其制備方法，化學(xué)成分組成的質(zhì)量百分比為：C:0.010～0.035％，Al:4.01～6.00％，Mn:0.010～0.20％，Ni:1.00～3.00％，Si:0.01～0.30％，Nb:0.008～0.020％，P≤0.015％，S≤0.005％，Mo:0.10～0.80％，Ce:0.00～0.050％，其他為Fe和不可避免的雜質(zhì)，鋼種的組織為單一的δ鐵素體，密度相較于傳統(tǒng)鋼鐵降低了6％。本發(fā)明盡管添加了較高的Al和C元素，但是通過(guò)調(diào)控Mn和C的含量使得組織為單一的奧氏體，并且密度將至6.5g/cm³以下，較傳統(tǒng)鋼鐵密度降低了16％以上。

中國(guó)發(fā)明專利CN111235493A公開(kāi)了一種無(wú)磁鋼、無(wú)磁鋼螺栓及其制備方法，化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)包括：C:0.3～0.5％，Si:0.3～0.6％，Mn:18～19％，Cr:17～19％，Cu:0.2～0.3％，Ni:0.4～0.5％，V:1.0～1.3％，RE:0.05～0.1％，P≤0.2％，S≤0.01％，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)。由于其成分體系中沒(méi)有添加Al，所以其密度較傳統(tǒng)鋼鐵并沒(méi)有明顯降低，而本發(fā)明由于Al的添加使得密度大幅度降低，并且同時(shí)具備低磁性能。

中國(guó)發(fā)明專利CN104894471A公開(kāi)了一種高錳高鋁含釩無(wú)磁鋼及其制造方法，化學(xué)成分組成的質(zhì)量百分比為：C:0.14～0.20％，Al:1.50～2.50％，Mn:21.50～25.00％，V:0.04～0.10％,N＜0.05％，其他為Fe和不可避免的雜質(zhì)。雖然實(shí)現(xiàn)了在16000奧斯特磁場(chǎng)強(qiáng)度下，相對(duì)磁導(dǎo)率μ＜1.005，但是其屈服強(qiáng)度僅有280～300MPa。本發(fā)明耐腐蝕低磁低密度鋼屈服強(qiáng)度＞800MPa，且相對(duì)磁導(dǎo)率μ最低達(dá)到1.0008，綜合性能得到明顯提升。

發(fā)明內(nèi)容

基于以上問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種低磁耐蝕低密度鋼及制備方法，其密度均小于6.5g/cm³。相對(duì)磁導(dǎo)率為1.0008～2.28，在5％NaCl溶液中進(jìn)行鹽霧96h失重速率為0.763～1.384g/(m²·h)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種低磁耐蝕低密度鋼，其化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)wt％為：C:1.45～1.70％、Mn:25～30％、Al:10～12％、Cr:4.5～5.5％、Nb:0.08～0.1％、S≤0.003％、P≤0.003％，余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。所述的低磁耐蝕低密度鋼的密度均小于6.5g/cm³。相對(duì)磁導(dǎo)率μ為1.0008～2.28，在5％NaCl溶液中進(jìn)行鹽霧96h腐蝕速率為0.763～1.384g/(m²·h)。