[发明专利]一种记忆型双相不锈钢及其制备

说明书

本发明的一种记忆型双相不锈钢及其制备，属于钢铁材料技术领域，钢包括组分及质量百分比为：C 0.01~0.1%，Si 2~5%，Mn 7~16%，P≤0.01%，S≤0.01%，Ni≤1%，Al 0.2~1%，Cr 10~20%，Co 0.2~1%，余量为Fe及不可避免的杂质。制备过程为：(1)按照设定的成分选择原料进行熔炼，并浇铸成钢锭，钢锭在1050~1250℃热锻成锻坯后，冷却至室温，其中：所述的锻坯厚度为40~60mm，将锻坯在1200~1250℃下，进行均匀化处理5~8h，均匀化处理后的锻坯在1150~1200℃下热轧，终轧温度为850~1050℃，热轧后的钢板立刻进行水冷以固定高温组织，所述的热轧板厚度为2~6mm，将热轧板在750~1000℃下进行退火30~180min，制得具有优良形状记忆效应的双相不锈钢。该不锈钢成分简单、成本低、性能优良，形状回复率≥45%，屈服强度≥500MPa，抗拉强度≥850MPa，伸长率≥40%，点蚀电位≥200MV。

技术领域

本发明属于钢铁材料技术领域，具体涉及一种记忆型双相不锈钢及其制备。

背景技术

随着社会发展和科学技术的进步，对功能材料及其应用的研究越来越受到人们的重视。形状记忆合金作为功能材料进入了人们的视野。Fe-Mn-Si基合金的形状记忆效应是通过应力诱发马氏体相变来实现的。由于其成本低和良好的加工性而被视为昂贵Ti-Ni基形状记忆合金可能的候选材料，有望在许多机械和建筑领域中获得应用。尽管Fe-Mn-Si合金具有独特的性能，但是目前在实际中的应用较少，主要是由于其耐腐蚀性较差，这在一定程度上限制了其应用。

针对目前Fe-Mn-Si基形状记忆合金对耐蚀性的需求，在Fe-Mn-Si基形状记忆合金的基础上，通过成分调控和采用新的制备工艺开发一种新的兼具记忆效应、耐蚀性以及力学性能的Fe-Cr-Mn-Al-Si记忆型双相不锈钢，不但可以解决Fe-Mn-Si基形状记忆合金耐蚀性较低的技术难题，而且对于扩大双相不锈钢在钢铁行业中应用范围具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种记忆型双相不锈钢及其制备方法，在Fe-Mn-Si形状记忆合金的基础上，通过添加铬(Cr)、镍(Ni)、钴(Co)等元素，以提高其形状记忆效应和耐腐蚀性能。一般来说，Si和Co元素可以降低钢的奈尔温度(T_N)和奥氏体的层错能，但是由于Co的价格较高，因此不易加入过多。1％的Si可以使钢的T_N温度降低约25K。但是Si含量过高会引起合金脆性增加。本发明考虑以Co代替Si，进而可以适当降低Si元素的含量。通过采用添加Co元素来代替Si元素，从而在保证良好记忆效应的前提下，解决高Si所带来的脆性问题，探究其对记忆效应的影响规律。同时辅以合适的退火工艺制度，对双相不锈钢显微组织的相组成、晶粒尺寸及体积分数进行调控，开发出具有较好形状记忆效应以及良好力学性能和耐蚀性能相匹配的双相不锈钢。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种记忆型双相不锈钢，包括组分及质量百分比为：C 0.01～0.1％，Si 2～5％，Mn 7～16％，P≤0.01％，S≤0.01％，Ni≤2％，Al 0.2～1％，Cr 10～20％，Co 0.2～1％，余量为Fe及不可避免的杂质。

所述的双相不锈钢的形状回复率高达45～65％，屈服强度500～800MPa，抗拉强度850～1000MPa，伸长率40～65％，点蚀电位为200～450MV。

所述的记忆型双相不锈钢的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照设定的成分选择原料进行熔炼，并浇铸成钢锭；

(2)钢锭在1050～1250℃热锻成锻坯后，冷却至室温，其中：所述的锻坯厚度为40～60mm；

(3)将锻坯在1200～1250℃下，进行均匀化处理5～8h；