[发明专利]一种新型不锈钢材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于不锈钢制作技术领域，具体涉及一种新型不锈钢材料的制备方法。

背景技术

随着冶金工业的快速发展及日常生活水平的提高，不锈钢的使用量大大增加，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。不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。目前，不锈钢由于具有优越耐磨性和强韧性，良好的可加工性，外观精美性及无毒无害性，而在市面上倍受推广。然而，大多数不锈钢在耐蚀性上存在问题，例如因孔蚀和生锈等腐蚀而产生的表面特性的劣化等问题。

中国发明专利CN101338403公开了一种节镍含锰氮奥氏体不锈钢，其C优选为0.04～0.06％；Mn优选为9.0～10.0％；Cr优选为15.5～16.0％；Ni含量与中国发明专利申请CN1129259和中国发明专利申请CN1772942相比则进一步降低，优选为1.8～2.0％。发明称该节镍含锰氮奥氏体不锈钢具有在一般大气环境下能替代18-8型不锈钢，且节镍，成本低廉，热塑性好，易于加工的特点。此外，中国发明专利CN101545078公开了一种室温机械性能优良的节镍型亚稳奥氏体不锈钢，成分上含Cr：15.0～17.0％、Ni：1.50～2.50％、N：0.15～0.30％，在不同状态下，材料室温屈服强度为400～1370MPa，室温抗拉强度为860～1700MPa，室温延伸率为15～65％，可部分替代AISI304使用于弱腐蚀性环境。欧洲发明专利EP593158提出了一种含Cu含N的Cr-Ni-Mn奥氏体不锈钢，其中含16.5-17.5％Cr，6.4-8.0％Mn，2.50-5.0％Ni，2.0-3.0％Cu，不大于0.15％C，不大于0.2％N，不大于1％Si，该合金的冷加工硬化低于201，耐蚀性则接近430。上述发明专利提出的材料中Cr含量都低于304奥氏体不锈钢，同时添加了较高含量的不利于耐腐蚀性的Mn，因此导致耐蚀性显著低于304奥氏体不锈钢。

为了提高耐腐蚀性能，中国发明专利CN101148740在材料中添加了0-3％Mo，同时控制Cr含量在16-18％，N含量0.1-0.4％，而Ni含量降低到0-2％，但是成分中Mn含量仍高达14-19％；同样地，中国发明专利CN101381852在材料中添加了0.001-0.3％Mo，以提高耐腐蚀性能，但是该发明中Mn含量仍高达12.1~14.8％，同时材料中N含量高达0.2-0.45％，材料的冶炼和加工难度都较大。欧洲发明专利EP1690957中Mn含量控制在7-8.5％，Cr含量达到16.5-18％，同时添加0.1-0.5％的Mo，材料可以获得与304奥氏体接近的耐蚀性，但是合金中Ni含量较高，为3.5-4.5％，使合金的原材料成本与304奥氏体不锈钢相比差别不大。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型不锈钢材料的制备方法，

本发明提供了如下的技术方案：

一种新型不锈钢材料的制备方法，包括以下步骤：

一、将铸铁在真空感应炉中进行熔炼，待铸铁开始融化时，加入铬、硅和钼，在铸铁完全融化时，加入钨、锰、镍、硼和钒进行熔炼，之后浇铸成自耗电极；

二、将浇铸好的自耗电极进行真空电弧重熔精炼或电渣重熔精炼，制成电渣锭，熔体浇铸温度为1880-2300℃；

三、将电渣锭压制不锈钢片，接着将不锈钢片依次进行热锻、第一次退火和第二次退火，制得不锈钢基体；

四、将不锈钢基体热轧至厚度降低2-3mm，加热至1800-2000℃，保持50-70min，然后深度冷轧，使不锈钢基体的表层形成纳米晶不锈钢材料层；

五、再将步骤四的不锈钢基体浸渍于硫酸水溶液，使不锈钢基体上形成钝化膜，再采用液氮气化的方法对步骤四的不锈钢基体进行冷处理即可。

优选的，所述新型不锈钢材料包括以下重量份的原料：铸铁80-90份、铬15-17份、硅13-16份、钼11-13份、钨10-12份、锰12-14份、镍13-15份、硼10-13份和钒12-15份。

优选的，所述步骤一的真空感应炉内熔炼温度在20-30min内升高至1800-2300℃。

优选的，所述步骤三的不锈钢片沟渎在3-5cm。