[發明專利]一種高強度奧氏體抗菌不銹鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 202110541243.6
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113322412B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 胡光;王威;徐嘉蔭;馬天龍;郭亮
• 申請（專利權）人: 沈陽科宇科技有限公司;遼寧省煙草公司沈陽市公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/42;C22C38/06;C22C33/04;C21D8/00;C21D6/00;B21J5/00
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

本發明涉及一種具有高強度的奧氏體抗菌不銹鋼，屬于不銹鋼材料領域。該不銹鋼的重量百分比成分為：C：≤0.03％；Si：≤1.0％；Mn：≤1.0％；Cu：3.5～4.5％；Ni：11.0～13.0％；Al：1.0～1.5％；Cr：17.0～19.0％；N：≤0.005％；S≤0.010％；P：0.05～0.10％；余量為Fe。本發明利用P的強烈固溶強化作用，富Cu相、NiAl相兩種納米析出相析出強化方式，充分發揮它們在鋼中的復合強化作用。通過分級時效熱處理調控，達到NiAl相先析出，富Cu相后析出，獲得了一種具有高強度的奧氏體抗菌不銹鋼。

技術領域

本發明涉及不銹鋼領域，具體涉及一種具有高強度的奧氏體抗菌不銹鋼。

背景技術

奧氏體不銹鋼是在高溫和室溫下均以奧氏體組織為主的Fe-Cr-Ni或Fe-Cr-Mn-Ni-(N)型不銹鋼。Fe-Cr-Ni型奧氏體不銹鋼是現有五大類不銹鋼中綜合性能最好、牌號最多、品種規格最全、使用范圍最廣、發展最快、產量最大、消費領域最寬的一類不銹鋼。該類不銹鋼在多種腐蝕介質中具有優異的耐蝕性，并且綜合力學性能良好，同時工藝性能和可焊性能優良，因而在食品、化工及輕工等多種領域中獲得了廣泛的應用。奧氏體不銹鋼的非鐵磁性和良好的低溫韌性也進一步擴大了其應用范圍。

含銅奧氏體抗菌不銹鋼是在Fe-Cr-Ni型奧氏體不銹鋼基礎上發展的一種鋼鐵新材料，其利用Cu合金化，持續溶出的微量Cu離子，而表現出強烈、廣譜和持久的殺菌功能，這種兼具結構和功能一體化的新材料具有廣闊的應用前景。

然而，含Cu的Fe-Cr-Ni型奧氏體抗菌不銹鋼的強度、硬度偏低，不宜用于承受較重負荷及對硬度和耐磨性有要求的設備或部件。因此，如果能賦予含Cu奧氏體抗菌不銹鋼更高的強度和硬度，同時不降低原有Fe-Cr-Ni型奧氏體抗菌不銹鋼的優異綜合性能，那么將會更加拓寬奧氏體抗菌不銹鋼的應用領域。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高強度奧氏體抗菌不銹鋼及其制備方法，通過P的固溶強化和納米析出相協同強化技術以及分級熱處理工藝，實現富Cu相和NiAl相的析出，充分發揮固溶強化和析出強化的復合強化作用，實現含Cu奧氏體抗菌不銹鋼更高的強度。

本發明的技術方案是：

一種高強度奧氏體抗菌不銹鋼，按重量百分比計，化學成分如下：

C：≤0.03％；Si：≤1.0％；Mn：≤1.0％；Cu：3.5～4.5％；Ni：11.0～13.0％；Al：1.0～1.5％；Cr：17.0～19.0％；N：≤0.005％；S≤0.010％；P：0.05～0.10％；余量為Fe。

作為優選的技術方案，本發明所述高強度奧氏體抗菌不銹鋼中，限制了Ni和Al的含量關系，按重量百分比計，Ni和Al含量滿足：(Ni-8％)/Al≥3。

本發明所述高強度奧氏體抗菌不銹鋼的制備方法為：

(1)按化學成分要求混合原料，經過真空感應冶煉和澆注獲得鋼錠；

(2)鋼錠在1250～1300℃下保溫4小時以上后鍛造：初鍛溫度1150～1200℃，終鍛溫度1000～1100℃，鍛造過程進行多向(縱-橫-縱三向)大壓下量鍛打，首次壓下量不超過10％，其它單次壓下量高于20％，總鍛造比12，鍛造后空冷至室溫；

(3)鍛造后進行固溶處理和分級時效熱處理。

所述分級固溶處理和時效熱處理方法為：

1)首先，在1050～1100℃固溶，固溶時間為0.5～2小時，空冷；

2)其次，在760～860℃進行第一次時效熱處理，時效時間為2～4小時，空冷；

3)然后，在650～700℃進行第二次時效熱處理，時效時間為4～6小時，空冷；