[發明專利]一種超高強度雙相不銹鋼絲及其制備方法

在審

• 申請號: 202310469851.X
• 申請日: 2023-04-27
• 公開（公告）號: CN116497289A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 方峰;劉騰洲;李強;蔣紅兵;陶文明;周雪峰;蔣建清
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/44;C22C38/00;C22C38/02;C22C33/04;C21D8/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種超高強度雙相不銹鋼絲及其制備方法，該鋼絲按質量百分比包含以下組分：C:0.02％～0.03％，Cr:21.5％～22.5％，Ni:0.8％～1.5％，Mn:3.5％～5.0％，Mo:0.05％～0.15％，N:0.20％～0.35％，P≤0.009％，S≤0.008％，Si:0.45％～0.60％，W:0.08％～0.20％，Ce:0.05％～0.15％，La:0.05％～0.15％，余量為Fe。其制法為：采用單向多道次冷拉拔法將不銹鋼盤條拉拔至應變量為2.47～2.57的不銹鋼絲。本發明的不銹鋼絲在室溫下的抗拉強度超過了2600MPa，延伸率大于3％，強度高、耐腐蝕性能好。

技術領域

本發明涉及一種不銹鋼絲及其制備方法，尤其涉及一種超高強度雙相不銹鋼絲及其制備方法。

背景技術

不銹鋼絲是一種具有良好耐腐蝕性能和高強度的金屬線材，被廣泛應用于海工、醫療、交通等領域。隨著科技和工業化的進步，不銹鋼絲的應用領域不斷擴大，尤其在高新技術領域。目前使用最廣泛的是304奧氏體不銹鋼絲。雙相不銹鋼是一種由奧氏體和鐵素體兩相組成的不銹鋼，兼具奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的優點。由于兩相共存，雙相不銹鋼的強度要高于304不銹鋼，其屈服強度提升了近一倍。和304不銹鋼相比，雙相不銹鋼中Ni含量較低，所以雙相不銹鋼的生產成本更低。因此，雙相不銹鋼絲在力學性能和成本上都要優于304不銹鋼絲，使用雙相不銹鋼絲替代304不銹鋼絲成為了一種趨勢。

由于雙相不銹鋼中含有鐵素體相，其塑性和冷加工性都要低于奧氏體不銹鋼，這使得通過冷拉拔制備雙相不銹鋼絲變得困難。目前對于雙相不銹鋼板材和管材的研究較多，對于雙相不銹鋼絲的研究較少。專利CN?103103457A公開了一種雙相不銹鋼編織軟管絲的制造方法，該專利在獲得雙相不銹鋼絲成品的過程中經過了4次固溶處理，更換了4次潤滑劑，最終鋼絲的抗拉強度為810MPa。專利CN?105624580B公開了一種雙相不銹鋼絲及其制備方法，該專利通過添加Ce等合金元素，提高了鋼絲的強度，最終成品鋼絲的抗拉強度約為1800MPa。但是其拉拔過程中仍需要經過多次高溫固溶處理。在生產過程中多次固溶處理以及更換潤滑劑，不僅提高了生產成本還降低了生產效率。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種能在簡化工序的同時仍能獲得較高強度的超高強度雙相不銹鋼絲；

本發明的第二個目的是提供上述的超高強度雙相不銹鋼絲的制備方法。

技術方案：本發明的超高強度雙相不銹鋼絲，按質量百分比包含以下組分：C:0.02％～0.03％，Cr:21.5％～22.5％，Ni:0.8％～1.5％，Mn:3.5％～5.0％，Mo:0.05％～0.15％，N:0.20％～0.35％，P≤0.009％，S≤0.008％，Si:0.45％～0.60％，W:0.08％～0.20％，Ce:0.05％～0.15％，La:0.05％～0.15％，余量為Fe。

本發明增加了Ce和La元素；Ce、La和鋼中的S和O元素有較強的親和力，具有脫硫脫氧、夾雜物改性的作用。鋼中夾雜物的主要危害是降低鋼的耐腐蝕性和塑性。所以Ce和La兩種稀土元素的加入可以提高鋼的潔凈度，改善鋼的可拉拔性，有利于更大形變量的拉拔。并且，由于Ce和La原子半徑比Fe大，可以對鋼中的固溶體提供固溶強化作用，使得晶粒細化，提高雙相不銹鋼的強度和塑性。提高了鋼絲的塑性，即提高了鋼絲的可拉拔性。

本發明增加了W元素；W元素可改善鋼的硬度和耐磨性，W是一種硬度很高的金屬，可以與鐵元素形成堅硬的鎢化合物。在鋼中添加適量的W元素，可以提高鋼的硬度和耐磨性，使得鋼的使用壽命更長；并且，也提高了鋼的強度和韌性，使得鋼具有更好的耐拉伸性能和抗沖擊性能。

上述的超高強度雙相不銹鋼絲的制備方法，包括以下步驟：

(1)將各元素的原料按照比例混合并進行熔煉，將熔煉得到的鋼水澆鑄得到鑄坯；

(2)將鑄坯加熱鍛造得到鍛造坯，將所述鍛造坯熱軋處理得到熱軋盤條；