[发明专利]一种精密电子用无磁硬态奥氏体不锈钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种精密电子用含氮节镍不锈钢及其制造方法，尤其一种耐蚀性优良的Cu-Mo-Sn-Si合金化无磁硬态节镍奥氏体不锈钢及其制造方法。

背景技术

不锈钢硬态材料常用于电子、仪器仪表等行业。常用的不锈钢硬态材料主要为300系奥氏体不锈钢中的S30400（304）和S30100（301）。所谓的硬态不锈钢是指将不锈钢板或者钢带进行调质轧制，给予钢带一定的冷轧压下量，冷加工后不做退火处理，获得硬态不锈钢产品。硬态不锈钢一般比固溶处理（或退火处理）后的相同材料强度高、硬度高，因此材料更耐磨，使用寿命更长。

常用的不锈钢硬态材料有304和301，其中304的耐蚀性较高，应用较广泛；301的耐蚀性低于304，一般用于制作轨道交通车辆。根据ASTM A240标准，304的标准成分为：C ≤0.08%，Si ≤0.75%，Mn ≤2.0%，Cr18.0～20.0%，Ni 8.0～10.5%，一般地304的典型成分为C 0.06%，Si 0.4%，Mn 1.0%，Cr 18%，Ni 8%。

退火态的304和301是无磁的。但是304、301等调质轧制后产生大量的应变诱发马氏体，而马氏体相具有磁性，因此导致整个材料带有磁性。对于电子行业和仪器仪表行业，为了避免材料对设备的干扰，要求材料无磁。因此，硬态304不锈钢在这些行业的应用受到了限制。

因此开发了Ni含量更高（10%Ni）的305不锈钢，增加奥氏体相的稳定性，抑制马氏体相磁性相产生，因此305在冷轧压下较小的条件下能够保持无磁或者弱磁的特性。305中添加了更多的镍，将导致材料成本升高20%以上，限制了材料的推广和应用。相似的还有中国专利CN90107850.6公开了一种单相奥氏体无磁不锈钢，其化学成份为（重量%）：C≤0.08%，Si≤1.5%，Mn 1.0～2.0%，Cr 13.2～14.95%，Ni 12.0～13.9%，Cu 2.5～3.5%，P≤0.025%，S≤0.015%，Re 0.005～0.05%，其余为Fe。通过调整钢种中的各元素含量范围，使材料基体组织稳定，经20%～80%变形后，仍为单相奥氏体组织，而且导磁率性能稳定。该发明钢主要适用于制作电器设备零部件。其成分特点是镍含量高达12.0～13.9%。

M_d30/50=M_d30/50=580-520C%-2Si%-16Mn%-16Cr%-23Ni%-300N%-26Cu%-10Mo%可以表征磁性相产生的倾向。如果M_d30/50温度越高，代表该材料中奥氏体相越不稳定，材料发生应变诱发马氏体相变的趋势就越明显。M_d30/50（304）=60℃，305不锈钢的典型成分代入M_d30/50温度公式，计算得到M_d30/50（305）=5℃。可见304的M_d30/50温度较高，易发生应变诱发马氏体相相变，导致材料产生磁性，305相比更稳定。

Mn、N等也降低M_d30/50温度，因此利用Mn、N取代镍，形成和稳定奥氏体相，开发出具有硬态无磁的节镍奥氏体不锈钢成为重要发展方向。典型产品和专利包括：

日本金属的NAS NM15M，其典型成分为C 0.040/0.090，Mn14.00/15.00，P≤0.045，S≤0.045，Ni 4.00/4.60，Cr 16.50/17.50，N 0.30/0.35。NAS NM15M奥氏体稳定性极高，M_d30/50温度低于-150℃，即使冷轧压下50%以上，仍保持没有磁性的优良特性。

中国专利CN93121570.6公开了一种新型奥氏体无磁不锈钢，其化学成分为：<0.12%C，<1.0%Si，10～13%Mn，<0.03%P，<0.03%S，12～14%Cr，4～6%Ni，1.5～2.5%Cu，<0.02%Re，其余为Fe，优先选择<0.06～0.1%C，<1.0%Si，10～11%Mn，<0.03%P，<0.03%S，12～14%Cr，4～6%Ni，1.5～2.5%Cu，≤0.02%Re，其余为Fe。其成分特点是含一定量的稀土元素，且Cr含量远低于304。专利指出该合金即使进行深加工，也不会产生磁性。