[发明专利]一种耐腐蚀、抗菌节镍性奥氏体不锈钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁材料领域，更具体地，本发明涉及一种耐腐蚀且抗菌的钢铁材料。

背景技术

随着人们生活水平的提高，大量美观、耐用的不锈钢制品已经走入民用消费领域。其中，器皿、厨房用品中不锈钢的使用量占了绝大多数。对于普通消费者来说，价格、耐用性(耐腐蚀性)是人们考虑不锈钢制品选购的两大因素，而抗菌性，随着人们保健意识的加强也被提到了相当重要的地位，传统的300系列(奥氏体不锈钢)、400系列(铁素体不锈钢)都出现了具备抗菌功能的新钢种。

由于镍资源短缺的结构性矛盾暂时无法解决，已出现200系列不锈钢(节镍型奥氏体)部分替代304钢种的现象，专利号为99110134.0的专利和申请号为200410041285.X的专利申请均提出了不同镍、铬含量等级的节镍型奥氏体不锈钢的概念，其耐腐蚀能力根据钢中Cr、Mo、Ni等元素含量不同而不同，但作为节镍型奥氏体不锈钢，上述专利申请均未涉及抗菌内容。

对于抗菌性能，主要通过在钢中加入铜、银等元素来实现。申请号为200510111742.2的专利申请提出在300系不锈钢中加入Ag-Zn-Zn合金来满足抗菌要求；申请号为02138281.6的专利申请提出在含镍量大于8％的奥氏体不锈钢中加入1.5-2.9％的铜来达到抗菌的效果，但大量镍的加入带来了产品价格高昂的问题，普通消费者承受力有限；申请号为200410047238.6的专利申请提出在节镍型奥氏体不锈钢中加入铜来达到抗菌要求，但由于单独铜离子的抗菌能力有限(约为同等重量银离子的1％)，因此铜的加入量比较高，2-5％的铜含量使钢的热塑性恶化，从而造成使用性能下降，且铜加入后必须通过高温时效处理才能起到抗菌作用，导致生产成本上升；申请号为200510013238.9的专利申请提出通过在节镍节铬奥氏体不锈钢中加入铜和少量银来满足抗菌要求，但由于镍含量(1-3.5％)和铬含量(11-15％)偏低，钢的耐腐蚀能力较弱，钢的使用范围受到限制。

根据上述现状，本发明者研制出一种节镍型奥氏体不锈钢，所述不锈钢具有银铜复合抗菌效果、且耐腐蚀能力接近304奥氏体不锈钢的特点。同时，由于对主要化学元素做了相应调整，该不锈钢的成本和其他节镍抗菌不锈钢接近。从而完成了本发明。

因此，本发明第一个目的在于提供一种耐腐蚀、抗菌节镍性奥氏体不锈钢。

本发明第二个目的在于提供这种耐腐蚀、抗菌节镍性奥氏体不锈钢的生产方法。

发明概述

本发明一方面提供一种耐腐蚀、抗菌节镍性奥氏体不锈钢，所述不锈钢包含以下化学成分(wt％)：C≤0.1、Mn：5.5-7.5、Cr：16-18、Ni：2.5-3.5、Cu：1.5-2.5、N：0.05-0.20、Ag：0.10-0.25、Si≤1.0、S≤0.025、P≤0.060、其余为Fe和不可避免的杂质元素。

上述化学成分中，镍是影响奥氏体不锈钢成本最大的元素，镍可以促进不锈钢钝化膜的稳定性，提高不锈钢的热力学稳定性，因此钢中镍与铬共存，可以显著提高不锈钢耐蚀性。由于镍价格昂贵，在保证基本组织形态的前提下，将镍控制在2.5-3.5％。

铬是影响不锈钢耐蚀性最大的元素，铬含量的高低决定了钢的耐腐蚀性，在保持镍/铬当量平衡的前提下，适当提高铬的加入量，控制范围为16-18％。

锰作为一种弱奥氏体形成元素，在镍含量下降的情况下，适当的锰加入量可以提高镍当量，因此将锰的含量控制在5.5-7.5％。

铜的加入可以提高镍当量，同时提高钢的冷加工性能，适当的铜含量还可以促进银离子突破不锈钢钝化膜，达到抗菌的作用。故此，铜的控制范围在1.5-2.5％。

氮是强奥氏体形成元素，但也会造成固溶强化，所以钢种氮含量不宜太高，控制在0.05-0.20％。

S、P作为有害元素，在兼顾冶炼设备能力和钢材性能的情况下，将S、P含量控制在S≤0.025％和P≤0.060％。