[发明专利]一种超高强度和塑性316L不锈钢的制备方法

说明书

本发明属于316L不锈钢的制备技术领域。为了获得具备高强度和塑性的316L不锈钢，本发明提出了一种制备超高强度和塑性316L不锈钢的方法。该超高强度和塑性316L不锈钢的制备方法，具体包括以下步骤：步骤S1，秤取反应原料；反应原料包括Fe₂O₃粉末、Al粉末、Cr粉末、Si粉末、Mn粉末、Ni粉末、Mo粉末以及C粉末；步骤S2，对反应原料进行混合处理,并进行加压处理获得圆饼状坯体；步骤S3，进行铝热反应，制备316L不锈钢铸锭。步骤S4，对获得的316L不锈钢铸锭进行轧制量为70％的轧制和温度为600℃、时间为1～4h的退火处理，得到超高强度和塑性的316L不锈钢。采用本发明的方法不仅可以制备获得超高强度和塑性的316L不锈钢，而且可以降低制造成本，提高生产效率。

技术领域

本发明属于316L不锈钢的制备技术领域，具体涉及一种超高强度和塑性316L不锈钢的制备方法。

背景技术

316L不锈钢具备优异的耐腐蚀性能，抗氧化性能和成形性，是一种非常常用的工程材料。然而，其相对较低的强度(退火态屈服强度在200～400MPa)限制了其在强度要求较高领域的使用和推广。

近年来，研究者通过多种方法实现了对316L不锈钢强度的提升和改善，例如晶粒细化、固溶强化以及应变强化等，其中通过冷轧加工的应变强化是最有利于实现现代工业化生产的方法之一。然而，在冷轧316L不锈钢过程以获得由高密度的位错、应变诱导马氏体以及细化的变形奥氏体晶粒组成的微观组织提升强度的同时，其材料的塑性反而受到严重的削弱而大大下降，这样不仅为316L不锈钢的应用带来了极大风险，而且大大限制了其使用的范围。

发明内容

为了获得同时具备高强度和塑性的316L不锈钢，本发明提出了一种具备超高强度和塑性316L不锈钢的方法，其具体制备过程包括以下步骤：

步骤S1，秤取反应原料；按质量百分比计，反应原料包括Fe₂O₃粉末60～61％、Al粉末19～20％、Cr粉末10～11％、Si粉末0.6～0.7％、Mn粉末1～2％、Ni粉末8～9％、Mo粉末1～2％以及C粉末0.01～0.03％；

步骤S2，对反应原料进行混合处理,并对混合后的反应原料进行加压处理，获得圆饼状坯体；

步骤S3，首先将坯体放入燃烧合成反应釜内，并在坯体上表面放置引燃剂；接着向反应釜内充入0.5MPa氩气并开始加热，待反应釜内温度加热至200℃时，对反应釜进行气体排放；然后再次向反应釜内充入4MPa氩气并继续加热，待反应釜内温度加热至260℃时，在反应釜内发生铝热反应；最后待铝热反应完成并冷却至室温后，获得316L不锈钢铸锭；

步骤S4，对获得的316L不锈钢铸锭进行轧制和退火处理，获得超高强度和塑性316L不锈钢；其中，轧制变形量为70％，退火温度为600℃，退火时间为1～4h。

优选的，在所述步骤S4中，对步骤S3中获得的316L不锈钢铸锭进行退火时间为1h。

优选的，在所述步骤S2中，首先借助QM-1SP4行星式球磨机对反应原料进行混合处理，其中，将球磨机的转速设定为150r/min，将球料比设定为2：1，进行8h的混合，并且每隔2h改变球磨机的转向，保证反应原料的均匀混合，然后将混合均匀的反应物料放置在Y32-100t液压机上，压制成圆饼状坯体。

优选的，在所述步骤S2中，采用15MPa～45MPa的压力对反应原料进行坯体压制。

优选的，在所述步骤S4中，选用二辊热冷轧机进行轧制，并且轧辊转速为17r/min，轧制速度为0.2～0.6m/s，每次轧制的压下量为5％。

优选的，在所述步骤S4中，首先对所述步骤S3中获得的316L不锈钢铸锭进行上下表面的打磨光滑处理，然后再进行轧制处理。