專利名稱：一種超級高氮馬氏體不銹鋼及其制備方法

　　技術領域：

　　本發明涉及一種超級高氮馬氏體不銹鋼及其制備方法，屬鋼鐵合金材料技術領 域。

　　背景技術：

　　馬氏體時效不銹鋼是由低碳馬氏體相變強化和時效強化效應疊加的高強度不銹 鋼，是20世紀60年代后期發展起來的新鋼類。它具有馬氏體時效鋼的全部優點，又具有 馬氏體時效鋼所不具備的不銹性，同時還對沉淀硬化不銹鋼的某些性能進行了改進。因而 用馬氏體時效不銹鋼逐步代替沉淀硬化不銹鋼是高強度不銹鋼發展的重要趨勢，是超高強 度不銹鋼最具有發展前途的鋼種。現已廣泛應用于航空、航天、機械制造、原子能等重要領 域。馬氏體時效不銹鋼的發展一方面是由于沉淀硬化不銹鋼某些性能較差或處理工藝復 雜而急待改進，另一方面是受到了馬氏體時效鋼合金化原理的啟發及其良好綜合性能的刺 激，因而受到國內外的普遍關注，也成為高強度不銹鋼最有前途的鋼種。其基本組織是在 固溶態為超低碳板條馬氏體，在時效狀態為板條馬氏體基體以及彌散分布其上的時效沉淀 相。板條馬氏體內部的亞結構主要為高密度的位錯，也發現在板條內部有孿晶出現。總之， 超低碳板條馬氏體本身的良好韌性和彌散分布其上的時效沉淀相的強化特性賦予了馬氏 體時效不銹鋼優良的強韌性。由金屬學知識可知，合金的馬氏體組織是由奧氏體組織經快 冷獲得。由Fe-Cr相圖可以看到，形成奧氏體組織的Cr含量必須低于11. 9wt. %，而C、N能 顯著增加形成奧氏體組織的Cr含量，提高不銹鋼的耐蝕性。早期的馬氏體沉淀硬化不銹鋼 就是通過提高合金中C含量，提高Cr含量并在高溫獲得奧氏體區，經快冷獲得馬氏體組織。 但，C提高Cr含量及合金強度的同時顯著降低不銹鋼耐蝕性。而N不僅可以提高Cr含量 及合金強度還能顯著提高不銹鋼耐蝕性，特別是耐點蝕性能。隨著AOD、VOD精煉工藝的發 展，尤其是AOD爐中能夠控制氮的加入，也促進了含氮馬氏體時效不銹鋼的開發。通過適當 的鐵、鉻、鎳，以及氮等的比例配合，以及成熟的熱處理工藝，可以在提高鉻，氮，降低鎳、鉬 的同時得到理想的組織，這樣不但提高馬氏體時效不銹鋼的力學性能，而且使其抗腐蝕性 能也得到很大的提高。此外，由于近年來金屬鎳價格波動很厲害，降低不銹鋼中鎳的含量有 利于維持不銹鋼市場的穩定。所以科研人員在提高不銹鋼的性能的同時保持不銹鋼市場的 穩定這方面做了大量的探索。

　　發明內容

　　本發明的目的在于提供一種具有高強高韌的超級高氮馬氏體不銹鋼合金材料。本發明的超級高氮馬氏體不銹鋼，其特征在于具有如下的成分及質量百分 比

　　0

　　C和N均是小原子半徑的原子，可以固溶到鋼中產生固溶強化的作用，同時可以提 高不銹鋼在高溫下獲得奧氏體組織的Cr含量，但加入C對不銹鋼的耐蝕性有害，而N可以 顯著提高抗腐蝕性能；同時Cu在高溫下可以固溶到鋼中，而低溫中的溶解度很低，通過時 效處理可以使Cu析出，產生析出相起到第二相強化的作用。同時向超級馬氏體不銹鋼合金 中加入稀土 Ce或Y后，合金中的硫含量大大降低或形成高熔點的稀土硫化物彌散于基體 中，避免了低熔點硫化物存在于相界上，從而有效地改善了鋼的高溫熱塑性。

　　具體實施例方式

　　現將本發明的具體實施例敘述于后。 實施例1

　　本實施例中，采用超級馬氏體不銹鋼的成分及質量百分比如下

　　權利要求

　　1.一種超級高氮馬氏體不銹鋼，其特征在于該不銹鋼具有如下的成分及質量百分比 0

　　2.一種用于權利要求1所述的超級高氮馬氏體不銹鋼的制備方法，其特征在于采用 常規的熔煉方法，在冶煉過程中同時加入i^e-Ce或i^e-Y中間合金，澆注成型，熱鍛后再經固 溶時效處理，最終制得超級高氮馬氏體不銹鋼。

　　全文摘要

　　本發明涉及一種超級高氮馬氏體不銹鋼及其制備方法，屬鋼鐵合金材料技術領域。本發明超級高氮馬氏體不銹鋼的成分及質量百分比為0

　　文檔編號C22C38/54GK102134688SQ20111004788

　　公開日2011年7月27日 申請日期2011年3月1日 優先權日2011年3月1日

　　發明者張莉芬, 聶恒, 肖學山, 馬正歡, 龍門 申請人:上海大學