[发明专利]一种抗菌特超级双相不锈钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗菌特超级双相不锈钢及其制备方法，属于金属材料技术领域。按质量百分比之和为100%计，所述抗菌特超级双相不锈钢中各组分所占质量百分比为：C≤0.03%、Si≤0.80%、Mn≤1.50%、P≤0.035%、S≤0.01%、Ni：6.0～9.0%、Cr：29.0～33.0%、Mo：3.0～5.0%、N：0.40～0.60%、Cu：2.2%~4.0%，余量为Fe和不可避免杂质。本发明的抗菌特超级双相不锈钢是采用中频感应电炉熔炼的方法制备而成，工艺简单易行，保持了原有优良的力学性能，且具有良好的抗菌性，可加工成各种形状的产品，具备显著的经济和社会效益。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种抗菌特超级双相不锈钢及其制备方法。

背景技术

随着生活水平的日益提高，人们对厨房用具、公共设施、医疗器械等制品防菌、抗菌需求日益提高。传统的防菌、抗菌的方式是使用杀菌剂，但其易对自然环境造成污染、毒害作用，由此发明了抗菌功能型金属材料。目前抗菌金属材料的研究主要集中在含铜抗菌不锈钢。从工艺方面来看，含铜抗菌不锈钢熔炼制备过程简单，铜能很好地固溶于基体中，并经适当抗菌处理，使金属材料基体析出抗菌相，赋予不锈钢抗菌功能。从经济方面来看，铜的价格便宜，在生产成本方面具有很大优势。

以往的含铜抗菌不锈钢大都集中于奥氏体、铁素体及马氏体单相抗菌不锈钢的开发，如中国专利公开公报CN1504588、CN1498981和CN1401808公开的都是含铜的单相抗菌不锈钢。而关于含铜抗菌双相不锈钢的研究工作相对较少，特别是对含铜特超级双相不锈钢的研究鲜见报道。

双相不锈钢专指固溶组织由铁素体与奥氏体组成，一般较少相的含量要求达到30％以上的不锈钢钢种。其具有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的综合优点，与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的韧性高、脆性转变温度低、耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，且保留了铁素体不锈钢的热导率高、线膨胀系数小、具有超塑性等特点；而与奥氏体不锈钢相比，则其强度较高，特别是屈服强度显著提高，且耐晶间腐蚀、耐应力腐蚀、耐腐蚀疲劳等性能都有明显的改善。但是当双相不锈钢使用环境中存在细菌微生物时，其会对材料造成强有力的腐蚀破坏。如海洋装备工程材料性能要求具有高耐蚀性、高力学性能和抗菌性能，因此有必要针对细菌微生物这一环境，提供防微生物附着抗菌双相不锈钢材料的开发。特超级双相不锈钢是指耐点蚀当量(PREN)接近50的一组双相不锈钢，它在普通双相不锈钢的基础上，进一步提高了钢中的铬、钼、氮含量以提高强度和耐蚀性的同时，合理调节其他元素的成分配比。在特超级双相不锈钢中添加一定含量的铜可以使其具有抗菌功效，同时保持特超级双相不锈钢优秀的力学性能和耐蚀性能。现有的含铜抗菌不锈钢存在抗菌时效处理周期长，其它金属析出相析出导致加工性能和耐蚀性能恶化的问题。因此需要确定合适的含铜量加入特超级双相不锈钢中，使其不影响材料的加工性能，同时还需要制定合理的热处理工艺，缩短抗菌时效处理的时间，减少除富铜相外的其它金属析出相的析出，保持特超级双相不锈钢的优良的耐蚀性能的同时赋予其抗菌性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗菌特超级双相不锈钢及其制备方法，在特超级双相不锈钢的基础上，向材料中添加高含量的铜，通过对热处理工艺进行优化，在保持材料原有的优良的力学性能和耐蚀性能的同时，赋予材料优良的抗菌性能。该抗菌特超级双相不锈钢抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌率达到90％以上，且其制备工艺简单易行，效果显著，具备显著的经济和社会效益。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

所述的抗菌特超级双相不锈钢的成分及其质量百分比为：C≤0.03％、Si≤0.80％、Mn≤1.50％、P≤0.035％、S≤0.01％、Ni：6.0～9.0％、Cr：29.0～33.0％、Mo：3.0～5.0％、N：0.40～0.60％、Cu：2.2％～4.0％，余量为Fe和不可避免杂质。

下面，对本发明的双相抗菌不锈钢的化学成分作用作详细叙述。

C：强奥氏体形成元素，但含量过多会降低耐蚀性，最好在0.03％以下。