[发明专利]一种超高强度双相不锈钢丝及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超高强度双相不锈钢丝及其制备方法，该钢丝按质量百分比包含以下组分：C:0.02％～0.03％，Cr:21.5％～22.5％，Ni:0.8％～1.5％，Mn:3.5％～5.0％，Mo:0.05％～0.15％，N:0.20％～0.35％，P≤0.009％，S≤0.008％，Si:0.45％～0.60％，W:0.08％～0.20％，Ce:0.05％～0.15％，La:0.05％～0.15％，余量为Fe。其制法为：采用单向多道次冷拉拔法将不锈钢盘条拉拔至应变量为2.47～2.57的不锈钢丝。本发明的不锈钢丝在室温下的抗拉强度超过了2600MPa，延伸率大于3％，强度高、耐腐蚀性能好。

技术领域

本发明涉及一种不锈钢丝及其制备方法，尤其涉及一种超高强度双相不锈钢丝及其制备方法。

背景技术

不锈钢丝是一种具有良好耐腐蚀性能和高强度的金属线材，被广泛应用于海工、医疗、交通等领域。随着科技和工业化的进步，不锈钢丝的应用领域不断扩大，尤其在高新技术领域。目前使用最广泛的是304奥氏体不锈钢丝。双相不锈钢是一种由奥氏体和铁素体两相组成的不锈钢，兼具奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的优点。由于两相共存，双相不锈钢的强度要高于304不锈钢，其屈服强度提升了近一倍。和304不锈钢相比，双相不锈钢中Ni含量较低，所以双相不锈钢的生产成本更低。因此，双相不锈钢丝在力学性能和成本上都要优于304不锈钢丝，使用双相不锈钢丝替代304不锈钢丝成为了一种趋势。

由于双相不锈钢中含有铁素体相，其塑性和冷加工性都要低于奥氏体不锈钢，这使得通过冷拉拔制备双相不锈钢丝变得困难。目前对于双相不锈钢板材和管材的研究较多，对于双相不锈钢丝的研究较少。专利CN 103103457A公开了一种双相不锈钢编织软管丝的制造方法，该专利在获得双相不锈钢丝成品的过程中经过了4次固溶处理，更换了4次润滑剂，最终钢丝的抗拉强度为810MPa。专利CN 105624580B公开了一种双相不锈钢丝及其制备方法，该专利通过添加Ce等合金元素，提高了钢丝的强度，最终成品钢丝的抗拉强度约为1800MPa。但是其拉拔过程中仍需要经过多次高温固溶处理。在生产过程中多次固溶处理以及更换润滑剂，不仅提高了生产成本还降低了生产效率。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能在简化工序的同时仍能获得较高强度的超高强度双相不锈钢丝；

本发明的第二个目的是提供上述的超高强度双相不锈钢丝的制备方法。

技术方案：本发明的超高强度双相不锈钢丝，按质量百分比包含以下组分：C:0.02％～0.03％，Cr:21.5％～22.5％，Ni:0.8％～1.5％，Mn:3.5％～5.0％，Mo:0.05％～0.15％，N:0.20％～0.35％，P≤0.009％，S≤0.008％，Si:0.45％～0.60％，W:0.08％～0.20％，Ce:0.05％～0.15％，La:0.05％～0.15％，余量为Fe。

本发明增加了Ce和La元素；Ce、La和钢中的S和O元素有较强的亲和力，具有脱硫脱氧、夹杂物改性的作用。钢中夹杂物的主要危害是降低钢的耐腐蚀性和塑性。所以Ce和La两种稀土元素的加入可以提高钢的洁净度，改善钢的可拉拔性，有利于更大形变量的拉拔。并且，由于Ce和La原子半径比Fe大，可以对钢中的固溶体提供固溶强化作用，使得晶粒细化，提高双相不锈钢的强度和塑性。提高了钢丝的塑性，即提高了钢丝的可拉拔性。

本发明增加了W元素；W元素可改善钢的硬度和耐磨性，W是一种硬度很高的金属，可以与铁元素形成坚硬的钨化合物。在钢中添加适量的W元素，可以提高钢的硬度和耐磨性，使得钢的使用寿命更长；并且，也提高了钢的强度和韧性，使得钢具有更好的耐拉伸性能和抗冲击性能。

上述的超高强度双相不锈钢丝的制备方法，包括以下步骤：

(1)将各元素的原料按照比例混合并进行熔炼，将熔炼得到的钢水浇铸得到铸坯；

(2)将铸坯加热锻造得到锻造坯，将所述锻造坯热轧处理得到热轧盘条；