[发明专利]一种细化高碳铬马氏体不锈钢液析碳化物的方法

说明书

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体为一种细化高碳铬马氏体不锈钢液析碳化物的方法，在钢液凝固过程中适宜的时间范围内进行永磁搅拌，永磁搅拌对钢液的剪切强度高，可以在凝固过程中加强对流，有效打碎凝固前沿枝晶组织，均匀凝固前沿钢液成分抑制碳化物形成元素偏析从而抑制液析碳化物的析出和长大，有效控制凝固组织以及液析碳化物的形成和生长；本发明永磁搅拌通过非接触的方式进行物理作用，不污染钢液，简便易行；且适用于不同尺寸钢锭的液析碳化物控制，具有能效高、成本低、冷却水要求低、结构简单、搅拌强度高、碳化物细化效果好的典型优势。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体为一种细化高碳铬马氏体不锈钢液析碳化物的方法。

背景技术

高碳铬马氏体不锈钢因具有较高的硬度、耐磨性及良好的耐蚀性广泛应用于高档刀具和结构件等的制备。此类钢种由于碳和铬等合金元素含量高，不可避免地在凝固过程产生液析碳化物。液析碳化物尺寸较大、形状不规则、熔点较高，能破坏钢材连续性，受力时其周围基体容易产生裂纹，降低钢材的加工性能和使用性能，因而对高端刀具和结构件用高碳铬马氏体不锈钢的强度、硬度、韧性、耐磨性等关键性能产生恶劣影响，也是造成产品档次差别较大的主要原因之一。液析碳化物在高碳铬马氏体不锈钢凝固过程中形成，在后续加工处理过程中难以有效消除。因此，高碳铬马氏体不锈钢的凝固过程是液析碳化物控制的关键环节。

专利CN202210823071.6公开了一种高碳高铬含氮马氏体不锈钢及其碳化物细化方法，采用N元素部分替代高碳高铬马氏体不锈钢中的C元素，调控C/N值，通过碳与氮的相互作用有效控制钢液凝固过程中碳化物的形核与长大行为，细化一次碳化物。此方法一方面不适于低N不锈钢，另一方面钢中N含量的精准控制在目前的生产中仍存在困难，限制了其广泛应用。专利CN202011637457.5公开了一种通过熔体处理控制高碳马氏体不锈钢一次碳化物的处理剂和方法，在LF或RH精炼后通过喂线加入适量熔体处理剂细化高碳马氏体不锈钢一次碳化物，其不足在于熔体处理剂含有Al、Cu、Bi等非设计成分，污染了钢液，不利于高碳马氏体不锈钢综合性能的提高。专利CN202111384142.9公开了一种改善超高碳马氏体不锈钢一次碳化物的方法，通过控制预加热段和加热段的温度与时间，促进一次碳化物及成分偏析通过高温扩散得到最大程度的均匀化和溶解。这种方法的难题在于碳化物的关键组成元素碳在固体钢中的扩散较为缓慢，短时间的扩散碳化物控制效果不佳，长时间的高温扩散造成能耗的增加和效率的降低。专利CN201810231362.X公开了一种细化不锈钢刀具一次碳化物的方法，所述方法将刀具刃部加热到奥氏体化温度以上保温一段时间后出炉，对刀具刃部进行多道次的辊锻，随后进行再结晶退火和二次淬火。其不足在于生产工艺环节较多，生产效率较低。

综上，如何在满足低成本高效率生产的前提下，实现高碳铬马氏体不锈钢液析碳化物的细化对此类不锈钢性能的改善尤为必要。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明的主要目的是提出一种细化高碳铬马氏体不锈钢液析碳化物的方法。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种细化高碳铬马氏体不锈钢液析碳化物的方法，包括如下步骤：

S1.重熔

高碳铬马氏体不锈钢原料进行重熔后获得高碳铬马氏体不锈钢钢液；

S2.凝固+永磁搅拌

在凝固过程中对高碳铬马氏体不锈钢钢液进行永磁搅拌。

作为本发明所述的一种细化高碳铬马氏体不锈钢液析碳化物的方法的优选方案，其中：所述步骤S1中，高碳铬马氏体不锈钢原料为高碳铬马氏体不锈钢母材，其为用于熔炼制备成分合格的高碳铬马氏体不锈钢的原材料在真空或氩气保护的感应炉中熔炼获得。

作为本发明所述的一种细化高碳铬马氏体不锈钢液析碳化物的方法的优选方案，其中：所述步骤S1中，重熔过程采用真空或氩气保护。