[发明专利]一种强抗菌性能马氏体不锈钢及其热处理方法与应用

说明书

一种强抗菌性能马氏体不锈钢及其热处理方法与应用，强抗菌性能马氏体不锈钢的化学成分按体积百分比为：C：0.40％～0.55％；Si：≤0.5％；Mn：≤0.5％；S：≤0.008％；P：≤0.008％；Cr：14.0％～16.0％；Mo：0.5％～1.0％；V：0.1％～0.3％；Ag：0.05％～0.15％；Ga：0.05％～0.15％；余量为Fe。将强抗菌性能马氏体不锈钢保温，再油冷至室温，在奥氏体区域保温处理，使Ga和其他元素固溶到不锈钢基体中，形成含Ga的过饱和固溶体后回火处理，空冷至室温，完成强抗菌性能马氏体不锈钢的热处理。在制备刃具、厨具、医疗器械等领域的不锈钢制品中应用。

技术领域

本发明涉及不锈钢，尤其是涉及通过在不锈钢基体中添加适量Ga元素，采用热处理工艺，使材料具有快速并强烈杀菌功能的一种强抗菌性能马氏体不锈钢及其热处理方法与应用。

背景技术

抗菌不锈钢是指在现有不锈钢的基体中添加具有抗菌作用的金属元素，如铜(Cu)、银(Ag)等，通过特殊的热处理操作使材料获得兼具优良抗菌性能及良好力学、耐蚀性能的新型钢铁材料。它能够有效抑制细菌的院内传播，从而降低交叉感染的风险，保护人体的健康和环境的清洁，因此抗菌不锈钢的研发及应用受到越来越多研究者的关注。

现阶段对于马氏体抗菌不锈钢，其主要思路为在马氏体不锈钢基体中添加具有杀菌作用的Cu和Ag等元素。如申请号为CN200610134868.6的中国专利中较早地开发出了一种含铜马氏体抗菌不锈钢及其热处理方法，通过基体中弥散分布的纳米级析出相ε-Cu，使材料本身保持良好机械性能的同时，还具备广谱及持久的抗菌性；申请号为CN200710199267.8，CN201110083730.9和CN201110266884.1的中国专利中同样在马氏体中添加Cu元素，通过特殊的热处理使材料基体中析出纳米级的ε-Cu析出相，从而具备抗菌性能；申请号为CN201110201035.8的专利中开发出了一种高硬度含银的马氏体抗菌不锈钢，通过在马氏体基体中添加一定含量的Ag元素，使材料具备了优良的抗菌性能，而且硬度和耐磨性能大大提高。总而言之，现阶段抗菌不锈钢中主要是添加Cu或Ag元素，但含Cu或Ag抗菌不锈钢的相关专利中并未提及材料的快速杀菌以及保证材料在高细菌浓度下的抗菌性能。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种强抗菌性能马氏体不锈钢。

本发明的第二目的在于提供一种强抗菌性能马氏体不锈钢的热处理方法。

本发明的第三目的在于提供一种强抗菌性能马氏体不锈钢的应用。

所述强抗菌性能马氏体不锈钢的化学成分按体积百分比为：C：0.40％～0.55％；Si：≤0.5％；Mn：≤0.5％；S：≤0.008％；P：≤0.008％；Cr：14.0％～16.0％；Mo：0.5％～1.0％；V：0.1％～0.3％；Ag：0.05％～0.15％；Ga：0.05％～0.15％；余量为Fe。

所述强抗菌性能马氏体不锈钢的热处理方法包括以下步骤：

1)将强抗菌性能马氏体不锈钢保温，再油冷至室温，在奥氏体区域进行保温处理，使Ga和其他元素固溶到不锈钢基体中，形成含Ga的过饱和固溶体；

2)将步骤1)得到的含Ga的过饱和固溶体回火处理后，空冷至室温，完成强抗菌性能马氏体不锈钢的热处理。

在步骤1)中，所述保温的温度可为980～1050℃，保温的时间可为0.5～1h；所述其他元素包括C、Si、Mn、S、P、Cr、Mo、V、Ag、Fe等。

在步骤2)中，所述回火处理的温度可为550～700℃，回火处理的时间可为2～4h，在回火处理过程中，不仅能够促使碳化物的析出，而且能使处于过饱和状态的Ga元素以第二相的形式析出，在马氏体基体中形成一定量的Fe₃Ga中间相，这些析出相的存在不仅能够提高马氏体的硬度，而且赋予材料优异的抗菌性能。