專利名稱：空冷馬氏體不銹鋼的制作方法

　　技術領域：

　　本發明涉及一種特殊鋼，即BXG型空冷馬氏體不銹鋼(防盜器材用特殊鋼)。它具有非常的防盜性能，適用于制造金庫、保險柜、防盜門以及鎖具等。

　　鋼的種類很多，都是針對不同用途而設計的，目前還沒有針對防盜器材使用的特殊鋼。

　　高性能防盜器材對所用鋼鐵材料的性能要求是1)具有良好的抗火焰切割、抗砂輪切割的能力；2)具有足夠的抗爆炸、抗打擊的能力；3)硬度較高(HRC≥40)，有抗機械切割的能力。現有的鋼鐵材料中還沒有一種能夠同時滿足上述三項要求的。優質碳素鋼或合金鋼具有高強度、高韌性，抗爆抗打擊能力很強，同時也有足夠的硬度，但不能抗火焰切割。普通不銹鋼可以抗火焰切割，但硬度不夠。高鉻鑄鐵、白口鑄鐵以及合金球墨鑄鐵等可以抗火焰切割，硬度也足夠高，但韌性不好，抗打擊能力不能滿足要求。

　　美國研制成功了CA-6NM鋼，其主要合金成分為13％Cr-4％Ni-Mo的馬氏體不銹鋼。這種不銹鋼具有良好的耐水腐蝕性能和比較高的強度、硬度和抗磨性能。由于Cr、Ni、Mo的綜合作用，使鋼的淬透性良好，可在空冷的條件下淬火(例如在空冷條件下150mm厚的鑄件能夠淬透)。但是，該鋼的碳含量為小于0.06％，所以硬度還是不夠的，即不能滿足作為防盜器材使用的要求。

　　本發明的目的是提供一種防盜器材用特殊鋼，它能同時滿足抗火焰切割、高硬度和高韌性三項性能要求。同時也考慮了鑄造、焊接和熱處理等工藝要求，使之易于實現即，本發明是一種BXG型空冷馬氏體不銹鋼，該鋼的化學成分(質量％)由Cr12-14％、Ni3.0-5.0％、Mo0.4-1.0％、C0.27-0.35％、P≤0.04％、S≤0.04％、Si≤1.0％、Mn≤1.0％、余量為Fe和其它不可避免的微量雜質組成。

　　熱處理工藝正火980℃×0.5h，空冷低溫回火250℃×2h，空冷按照上述成分和熱處理工藝進行處理的本發明鋼的性能如下1．抗火焰切割性切割手段乙炔+氧氣，中號火焰切割槍，切割氣體壓力1MPa。

　　試驗結果火焰將試樣的邊緣加熱到接近熔化溫度時送高壓氧，高壓氧將已被加熱的區域急劇冷卻，顯示出馬氏體不銹鋼具有強烈的抗氧化能力，因此無法實現火焰切割。火焰不動，在一個點作穿透切割，結果同樣不可能。

　　2．抗打擊打擊手段12磅錘，在平砧上人工打擊，試樣10Kg鋼錠。

　　試驗結果5次打擊未出現斷裂。

　　3．抗切削切削手段Ф12mm臺式鉆床，Ф10高速鋼鉆頭標準刃角。

　　試驗結果不同轉速不同軸向壓力均不能鉆削。

　　4．硬度測定手段洛氏硬度計。

　　測定結果如表1所示。

　　5．沖擊韌性測定手段標準擺式沖擊試驗機，擺錘重10Kg。

　　測定結果如表1所示。

　　表1硬度和沖擊值測定結果 下面，著重說明將碳含量限定在0.27-0.35％的理由。

　　對馬氏體不銹鋼而言，抗火焰切割能力不成問題，但是如何使其硬度和韌性達到合理的匹配還需進一步地研究。

　　在馬氏體不銹鋼中，影響硬度和韌性的主要元素是它的碳含量。本發明對不同碳含量的馬氏體不銹鋼在不同熱處理工藝條件下的硬度和沖擊韌性進行了試驗。其結果如表2所示。

　　表2不同碳含量及熱處理工藝條件下硬度和沖擊韌性的測試結果 碳含量與硬度、沖擊韌性的關系以及不同狀態下的性能比較如

　　圖1、圖2、圖3所示。

　　從圖1、圖2可看出，碳含量對各種條件下的馬氏體不銹鋼的硬度和韌性有重要的影響，碳含量增加時，開始階段硬度快速增加，沖擊韌性快速下降。而后硬度增加速度變慢，沖擊韌性的下降幅度有所減小，但變化不大。所以當硬度合適后，嚴格控制碳含量，對于確保材料的沖擊韌性具有重要意義。從試驗結果可知，高溫回火后，其硬度都小于40HRC，所以它不適合防盜器材用。當碳含量大于0.27％后，低溫回火時的硬度都大于40HRC，從硬度值來看，是比較合適的。從圖3可以看出，硬度和沖擊韌性的合理搭配碳含量是0.27-0.35％之間的低溫回火狀態。這來源于此時的組織是回火馬氏體和少量的殘留奧氏體。其中回火馬氏體保證了鋼的硬度，殘留奧氏體為鋼的沖擊韌性作出了大的貢獻。

　　以下，簡要地說明本發明的實施例。

　　實施例1在堿性真空中頻感應爐中熔煉化學成分為C0.27％、Cr13.2％、Mn0.85％、Mo0.81％、Ni3.8％、Si0.62％、P0.02％、S0.05％、余量為Fe和不可避免的雜質的鋼水，進行澆鑄。然后制成硬度和沖擊韌性試樣。對上述試樣進行980℃×0.5h，空冷，250℃×2h，空冷的熱處理。性能的測定結果是硬度(HRC)為43，沖擊值αk(J/cm2)為54。

　　抗火焰切割、抗切削以及抗打擊試驗均合格。

　　實施例2在堿性真空中頻感應爐中熔煉化學成分為C0.31％、Cr13.3％、Mn0.86％、Mo0.78％、Ni4.0％、Si0.63％、P0.02％、S0.05％、余量為Fe和不可避免的雜質的鋼水，進行澆鑄。然后制成硬度和沖擊韌性試樣。對上述試樣進行980℃×0.5h，空冷，250℃×2h，空冷的熱處理。性能的測定結果是硬度(HRC)為44，沖擊值αk(J/cm2)為52。

　　抗火焰切割、抗切削以及抗打擊試驗均合格。

　　實施例3在堿性真空中頻感應爐中熔煉化學成分為C0.35％、Cr13.4％、Mn0.87％、Mo0.76％、Ni3.9％、Si0.62％、P0.02％、S0.05％、余量為Fe和不可避免的雜質的鋼水，進行澆鑄。然后制成硬度和沖擊韌性試樣。對上述試樣進行980℃×0.5h，空冷，250℃×2h，空冷的熱處理。性能的測定結果是硬度(HRC)為45，沖擊值αk(J/cm2)為51。

　　抗火焰切割、抗切削以及抗打擊試驗均合格。

　　權利要求

　　1．一種BXG型空冷馬氏體不銹鋼，其特征在于，鋼的化學成分(質量％)由Cr12-14％、Ni3.0-5.0％、Mo0.4-1.0％、C0.27-0.35％、P≤0.04％、S≤0.04％、Si≤1.0％、Mn≤1.0％、余量為Fe和其它不可避免的微量雜質組成。

　　全文摘要

　　本發明提供一種防盜器材用的空冷馬氏體不銹鋼,它能夠同時滿足抗火焰切割、高硬度和高韌性三項性能要求。該鋼的化學成分(質量%)由Cr12—14%、Ni3.0—5.0%、Mo0.4—1.0%、C0.27—0.35%、P≤0.04%、S≤0.04%、Si≤1.0%、Mn≤1.0%、余量為Fe和其它不可避免的微量雜質組成。

　　文檔編號C22C38/44GK1287184SQ0012149

　　公開日2001年3月14日 申請日期2000年7月26日 優先權日2000年7月26日

　　發明者常國慶 申請人:三亞市實業貿易總公司