[發明專利]一種氧化物強化奧氏體不銹鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 202110477902.4
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113201681B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 邱國興;李小明;賀蕓;韋旭立;白沖;李林波;梁李斯
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C22C33/02
• 分類號: C22C33/02;B22F9/04;B22F3/15;B22F3/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

本發明公開一種氧化物強化奧氏體不銹鋼及其制備方法，該氧化物強化奧氏體不銹鋼包括奧氏體不銹鋼基體和彌散均勻分布于奧氏體不銹鋼基體中的微米氧化物、亞微米氧化物和納米氧化物；其中，微米氧化物為Ti₂O₃、TiO₂或ZrO₂，亞微米氧化物為Y₂O₃，納米氧化物為Y?Zr?O。制備過程包括：將粉末A進行熱等靜壓成型，得到成型體；對成型體進行熱處理，釋放成型體中的熱應力；其中，粉末A為微米氧化物與粉末B球磨混合得到；粉末B為亞微米氧化物與粉末C經球磨固溶后得到；粉末C為納米Y₂O₃、納米Zr粉和奧氏體不銹鋼粉進行球磨固溶得到。本發明利用氧化物冶金技術和彌散強化理論向鋼中引入不同尺寸的多種氧化物粒子對奧氏體不銹鋼進行強化。

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶金技術領域，具體涉及一種氧化物強化奧氏體不銹鋼及其制備方法。

背景技術

奧氏體不銹鋼，是指在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18％、Ni8％～25％、C約0.1％時，具有穩定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性，但強度較低，而由于奧氏體不銹鋼中相組成特點，其不可能通過相變使之強化。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明的目的在于一種氧化物強化奧氏體不銹鋼及其制備方法，本發明利用氧化物冶金技術和彌散強化理論向鋼中引入不同尺寸的多種氧化物粒子對奧氏體不銹鋼進行強化。

本發明采用的技術方案如下：

一種氧化物強化奧氏體不銹鋼，包括奧氏體不銹鋼基體和彌散均勻分布于奧氏體不銹鋼基體中的微米氧化物、亞微米氧化物和納米氧化物；其中，微米氧化物為Ti₂O₃、TiO₂或ZrO₂，亞微米氧化物為Y₂O₃，納米氧化物為Y-Zr-O。

優選的，所述氧化物強化奧氏體不銹鋼中，微米氧化物的質量含量為0.0005％～0.001％，尺寸為0.5～1.0μm，數量為10¹⁵～10¹⁶個/m³；亞微米氧化物的質量含量0.002％～0.003％，尺寸為0.1～0.5μm，數量為10¹⁸～10¹⁹個/m³；納米氧化物的質量含量0.2％～0.3％，粒子尺寸為10～20nm，數量為10²³～10²⁴個/m³。

優選的，所述微米氧化物、亞微米氧化物和納米氧化物均為球形氧化物粒子。

優選的，奧氏體不銹鋼基體為304奧氏體不銹鋼、304L奧氏體不銹鋼、304N奧氏體不銹鋼、309奧氏體不銹鋼、316奧氏體不銹鋼、316L奧氏體不銹鋼或317奧氏體不銹鋼。

本發明還提供了一種制備本發明如上所述氧化物強化奧氏體不銹鋼的方法，包括如下過程：

將粉末A進行熱等靜壓成型，得到成型體；

對所述成型體進行熱處理，釋放成型體中的熱應力；

其中，所述粉末A為微米氧化物與粉末B球磨混合得到；

所述粉末B為亞微米氧化物與粉末C經球磨固溶后得到；

所述粉末C為納米Y₂O₃、納米Zr粉和奧氏體不銹鋼粉進行球磨固溶得到。