[发明专利]直饮水用耐蚀抗菌铁素体不锈钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种直饮水用耐蚀抗菌铁素体不锈钢、其应用及制备方法，其组分质量百分比为，C≤0.03％，N≤0.02％，S≤0.03％，P≤0.04％，Si≤1.0％，Mn≤1.0％，Cr:17.5～20.50％，Cu:1.7～2.7％，Mo：1.0～3.0％，Nb+Ti≤0.8％，其余部分为铁和不可避免的杂质；利用该成分的材料制备管材，再经900～1100℃退火和600～850℃的特种抗菌热处理，使钢中的Cu元素以10‑80纳米ε‑Cu相从基体中弥散析出，从而获得优良的抗菌性能，本发明的合金管具有较高强度，良好的耐腐蚀性能和优良的冷热加工性能，可广泛应用于高档建筑和公共卫生场合。

技术领域

本发明涉及一种不锈钢、特别是涉及一种含铜铁素体不锈钢及制备方法，应用于不锈钢新材料技术和直饮水用耐腐蚀抗菌金属功能材料技术领域。

背景技术

随着社会进步和人们生活水平的提高，人们越来越重视生活质量和生活环境。但微生物时时刻刻侵扰着人们，有害细菌的传播与蔓延更是严重威胁着人们的健康。防茵、抗菌的健康产品己成为当今社会的极大关注问题。在这种驱动力的作用下，抗菌产业得到了蓬勃发展，研究各种新型抗菌材抖势在必行。抗菌不锈钢是一种在普通不锈钢基体上，添加具有抗菌特性的抗菌元素如银、铜等，从而达到可以抑制甚至杀死细菌的一种新型不锈钢材料。抗菌不锈钢从其冶炼工艺考虑，可以添加如银、铜和锌等具有抗菌特性的金属元素。但是从生产成本、消费水平等经济方面考虑，满足以上两个方面的情况下，生产时添加铜元素使不锈钢具有抗菌特性的方法最合理。

抗菌不锈钢的研究开发始于上世纪90年代，在国际上，日本的川崎制铁公司首先研制出具有优异抗菌功能的含银抗菌不锈钢R304-AB、R430-AB和R430LN-AB，其对大肠杆菌的杀菌率达到99％上。其后，日本的日新钢铁公司成功研制出了具有优异抗菌性能的含铜抗菌不锈钢，按不锈钢基体的不同分为含铜铁素体抗菌不锈钢(17Cr-1.5Cu)、含铜马氏体抗菌不锈钢(13Cr-3Cu)和含铜奥氏体抗菌不锈钢(18Cr-9Ni-308Cu)。在国内，中科院金属研究所杨柯研究团队首先对抗菌不锈钢进行了相关研究，成功地研发出了基于304奥氏体型和基于430铁素体型抗菌不锈钢。上海材料研究所、宝钢公司、太钢公司等多家单位也对抗菌不锈钢进行了不同程度的研究与开发，但到目前为止，含钼耐蚀抗菌铁素体不锈钢合金材料及其抗菌直饮水管材的开发，世界各国尚处于空白，因此研发一种直饮水用含钼耐蚀抗菌铁素体不锈钢合金材料成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种直饮水用耐蚀抗菌铁素体不锈钢及制备方法，在普通444不锈钢的成分配比基础上，通过添加一定量的Cu，然后再进行特殊的抗菌热处理工艺，赋予该材料具有优良的抗菌性能，对大肠杆菌的灭菌率可以达到99％以上，并且这种抗菌不锈钢的力学性能、腐蚀性能等常规性能不低于普通的444不锈钢的水平。

为达到上述目的，本发明创造采用如下发明构思：

钼作为一种强稳定铁素体且扩大铁素体相区的元素加入不锈钢中，可有效提高铁素体的稳定性和耐蚀性，这种耐蚀抗菌铁素体不锈钢相比于奥氏体系抗菌不锈钢，由于不含Ni元素，较为安全，并且价格便宜，可以广泛用于食品加工工业、厨房、医疗卫生以及军队，特别是野战军队的饮食装备等领域。

含铜铁素体抗菌不锈钢的抗菌性能是由于钢中的抗菌相，该抗菌析出相被称为富铜相，或ε-Cu，这种抗菌相可以通过特殊的抗菌热处理得到。富铜相的析出行为与钢的化学成分、应力状态和热处理工艺密切相关。目前含钼耐蚀抗菌铁素体不锈钢的研究还较少，本发明着重研究了在普通444的成分配比和制备工艺基础上，添加一定量的Cu元素的抗菌耐蚀铁素体不锈钢及其热处理方法，为相关产品的生产提供参考依据。

根据上述发明构思，本发明采用如下技术方案：

一种直饮水用耐蚀抗菌铁素体不锈钢，其组分质量百分比为：