[發明專利]一種高錳低磁高強度奧氏體鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 202210607999.0
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN114934231B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 王敏;季宏偉;廉斌;黃林輝;劉強
• 申請（專利權）人: 江西寶順昌特種合金制造有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/24;C22C38/38;C21D1/00;C21D6/00;C21D8/06;C22C33/06
• 代理公司: 寧波甬致專利代理有限公司 33228
• 代理人: 李迎春

本發明公開了一種高錳低磁高強度奧氏體鋼，包括以下質量分數計的原料：C:0.35?0.50％；Mn:18.0?20.0％；Si:0.2?0.4％；Cr:4.0?6.0％；V:1.10?1.40％；N:0.30?0.80％；P:0?0.040％；S:0?0.020％；余量為Fe和其他不可避免的雜質；本發明還公開了上述高錳低磁奧氏體鋼的制造方法，包括S1冶煉、S2精煉、S3鋼錠初軋開坯、軋制成品以及S4時效熱處理，通過本發明能夠提高高錳低磁奧氏體鋼的成材率，且對原料的利用率高，制備得到的高錳奧氏體鋼具有高強度、低磁導率。

技術領域

本發明涉及冶金領域，具體而言，涉及一種高錳低磁高強度奧氏體鋼及其制造方法。

背景技術

奧氏體系不銹鋼是以面心立方晶體結構的奧氏體組織(γ相為主)，無磁性。高強度主要通過冷加工使其強化(并可能導致一定的磁性)。18-8不銹鋼是典型的奧氏體不銹鋼類型，含有約18％鉻和8％鎳。18-8不銹鋼中包括302、303、304等級別。主要特點是，在正常熱處理條件下，鋼的基體組織為奧氏體，在不恰當熱處理或不同受熱狀態下，在奧氏體基體中有可能存在少量的碳化物及鐵素體組織；奧氏體不銹鋼不能通過熱處理方法改變它的力學性能，只能采用冷變形的方式進行強化。可以通過加入鉬、銅、硅等合金化元素的方法得到適用于各種使用條件的不同鋼種，如316L、304Cu等；一般無磁性、但在冷加工過程后部分零件可能產生輕微的磁性。

上述奧氏體不銹鋼，主要是以高Cr和高Ni為主，為了保證無磁性或低磁性，Ni含量一定要高，這無形中增加了產品的成本，另外這類奧氏體不銹鋼強度低，耐磨、抗沖擊能力差。隨著經濟的不斷發展，對Ni的需求量不斷增加，但市場上Ni的價格不斷上漲和價格劇烈波動，制約著產品的開發和使用，研究機構和原材料公司，將研究重點投向于以Mn、N代Ni的低磁高強度奧氏體鋼。由于這種高錳或高錳高氮奧氏體鋼，具有比18-8型鋼高的強度、耐磨性、抗沖擊能力以及低的磁性能，特別是成本優勢，所以該類鋼得到了廣泛應用。高錳高氮鋼適于制造無磁要求的襯板、軸承座、導軌、變壓器防護欄、支撐架、防彈鋼板、保險箱鋼板等。

表1所示的是常規高錳低磁奧氏體鋼，其化學元素質量百分配比如表1所示：

表1(wt％)

表1所示牌號的高錳低磁奧氏體鋼為傳統的制造工藝，包括以下步驟：電爐澆注2.3噸鋼錠→快鍛開坯→精鍛開坯→軋制成材→固溶→時效。

常規方法在鋼種生產時存在以下問題：采用快鍛+精鍛兩次開坯，其鍛造成本提高，兩次加熱金屬燒損多，降低成材率；碳元素上限控制偏高，碳雖然可以提高強度，但碳控制的高，碳化物多，脆性增加；V元素控制偏高，V元素在鋼中起細化晶粒和提高強度作用，細化晶粒和提高強度可以通過采用其它手段來增加一部分，比如加入N元素，采取低溫軋制等。V元素是貴重金屬，高控V，將增加原材料成本；Mn元素控制偏低，Mn是穩定奧氏體元素，Mn含量的高低，直接影響奧氏體的穩定性，最終影響鋼的磁性能。常規的高錳鋼采用固溶+時效熱處理+剝皮后交貨，固溶處理溫度高(1100℃)，鋼材表面氧化嚴重，為保證交貨規格合格，軋制時加大軋制尺寸，這樣將增加修磨量，不僅影響生產效率，還將降低成材率。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種高錳低磁高強度奧氏體鋼，以解決奧氏體不銹鋼強度低，耐磨、抗沖擊能力差的問題。

為解決上述問題，本發明提供了一種高錳低磁高強度奧氏體鋼，包括以下質量份數計的原料：C:0.35-0.50％；Mn:18.0-20.0％；Si:0.2-0.4％；Cr:4.0-6.0％；V:1.10-1.40％；N:0.30-0.80％；P:0-0.040％；S:0-0.020％；余量為Fe和其他不可避免的雜質。