[发明专利]一种制造奥氏体铁合金的方法

说明书

本发明涉及一种制造奥氏体铁合金的方法。具体地，该方法包括将奥氏体铁合金粉末放入罐中（12），从罐中排空空气和其他气体（14），向罐中供应氮气（16），密封罐（18）和然后对罐中的奥氏体铁合金粉末进行热等静压以将氮扩散到奥氏体铁合金粉末中和制备富氮的奥氏体铁合金棒（20），并且移除罐以取出富氮的奥氏体铁合金棒（22）。

技术领域

本公开涉及制造奥氏体铁合金或奥氏体钢的方法。

背景技术

通常将氮添加到奥氏体铁合金（奥氏体钢）中，以对奥氏体铁合金或奥氏体钢提高强度和/或提高耐腐蚀性和/或提供奥氏体相稳定性。通常在奥氏体铁合金的原材料的生产过程中将氮添加到奥氏体铁合金中，例如在铸造过程中，例如通过使用具有相对高氮含量的母合金。可以在制造组件期间将氮添加到奥氏体铁合金中，例如通过氮化奥氏体铁合金组件。奥氏体铁合金的氮化在相对高的温度下进行，这可能影响奥氏体铁合金组件的机械性能。此外，必须掩蔽不需要氮化的奥氏体铁合金组件的区域以防止它们被氮化，这增加了氮化过程的时间和成本。

发明内容

奥氏体铁合金组件可以通过将合金铸造到模具中来制造。奥氏体铁合金组件也可以通过粉末冶金制造。这包括将奥氏体铁合金粉末放入罐中，从罐中排空空气和其他气体，密封罐和然后对罐进行热等静压（hot isostatically pressing）以制备奥氏体铁合金棒。然后移除罐以取出奥氏体铁合金棒，和然后使用奥氏体铁合金棒制造组件。

根据第一方面，提供一种制造奥氏体铁合金的方法，包括将奥氏体铁合金粉末放入罐中，从罐中排空空气和其他气体，向罐中供应氮气，密封罐和然后对罐中的奥氏体铁合金粉末进行热等静压以将氮扩散到奥氏体铁合金粉末中和制备富氮的奥氏体铁合金棒，并且移除罐以取出富氮的奥氏体铁合金棒，所述富氮的奥氏体铁合金由12至41重量%的铬，7至9重量%的锰，4至5重量%的硅，4至6重量%的镍，至多2.5重量%的碳，小于0.2重量%的氮和余量铁以及附带的杂质组成。

所述奥氏体铁合金粉末可以包括奥氏体铁合金粉末，或者奥氏体铁合金粉末与铁合金粉末的一种或多种其他相的混合物。

奥氏体铁合金粉末和铁合金粉末的一种或多种其他相的混合物可以包括奥氏体铁合金粉末和铁素体（ferritic）铁合金粉末的混合物。

氮降低了奥氏体铁合金的整个奥氏体基体中的堆垛层错能。

奥氏体铁合金粉末可以包括尺寸不大于150微米的粉末颗粒。

奥氏体铁合金粉末可以包括尺寸不小于50微米的粉末颗粒。

所述罐可以包括低碳钢（mild steel）罐。

所述方法可以包括在1000℃至1200℃的温度下对罐中的奥氏体铁合金粉末进行热等静压。该方法可以包括在1110℃至1130℃的温度下对罐中的奥氏体铁合金粉末进行热等静压。该方法可以包括在1120℃的温度下对罐中的奥氏体铁合金粉末进行热等静压。

该方法可以包括在80 MPa至140 MPa的压力下对罐中的奥氏体铁合金粉末进行热等静压。该方法可以包括在90 MPa至110 MPa的压力下对罐中的奥氏体铁合金粉末进行热等静压。该方法可以包括在100 MPa的压力下对罐中的奥氏体铁合金粉末进行热等静压。

所述富氮的奥氏体铁合金可以由28重量%的铬，9重量%的锰，5重量%的硅，6重量%的镍，至多2.5重量%的碳，小于0.2重量%的氮和余量的铁加上附带的杂质组成。

所述富氮的奥氏体铁合金可以包含0.8至1.2重量%的碳。所述富氮的奥氏体铁合金可以包含1.7至2.0重量%的碳。所述富氮的奥氏体铁合金可以包含2.2至2.5重量%的碳。

所述富氮的奥氏体铁合金可以包含0.08至0.2重量%的氮。

所述富氮的奥氏体铁合金不含钴。