專利名稱：一種奧氏體不銹鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不銹鋼的制備技術(shù)。
背景技術(shù)：
316L不銹鋼相當(dāng)于我國(guó)的00Crl7Nil4Mo2不銹鋼。具有有光澤度好、耐腐蝕性能強(qiáng)、高溫強(qiáng)度高、加工硬化性好等特點(diǎn)。主要用于紙漿和造紙用設(shè)備熱交換器、染色設(shè)備、膠片沖洗設(shè)備、管道、沿海區(qū)域建筑物外部用材料，以及高級(jí)手表的表鏈、表殼等方面。傳統(tǒng)冶金工藝生產(chǎn)的不銹鋼，物理和力學(xué)性能較差，使316L不銹鋼的發(fā)展受到了限制，提高力學(xué)性能可以很大程度上減小其用量，減少對(duì)資源的消耗，對(duì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種奧氏體不銹鋼及其制備方法。本發(fā)明是一種奧氏體不銹鋼及其制備方法，奧氏體不銹鋼，基于316L不銹鋼，按重量百分比計(jì)，其組分為A1 18 20%、Cr 9 11%、Ni 7 10%、Mo I. 3 2%、Mn ( I. 3%、Si 彡 0. 6%、C 彡 0. 02%,余量為 Fe2O3。奧氏體不銹鋼的制備方法，其步驟為
(1)按照權(quán)利要求I所述的組分稱取反應(yīng)物原材料；
(2)將稱好的粉末在球磨機(jī)中混合8 16小時(shí)，然后將混合好的反應(yīng)物料置于配有銅底材的銅模具中并用壓力機(jī)在3(T60MPa的壓力下壓實(shí)，在其表面放上引燃劑，然后在反應(yīng)容器中進(jìn)行反應(yīng)；
(3)室溫下用氬氣吹掃反應(yīng)容器排除其中的空氣并加熱，等到容器溫度升至18(T200°C時(shí)再次排氣，然后通入4 7MPa的氬氣繼續(xù)升高容器溫度；
(4)當(dāng)容器內(nèi)溫度達(dá)到260°C左右時(shí)引燃劑開(kāi)始反應(yīng)并釋放出大量的熱，引發(fā)反應(yīng)物料間的反應(yīng)，生成的產(chǎn)物在氬氣保護(hù)下隨爐冷卻至室溫制得不銹鋼材料；
(5)將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進(jìn)行80(Tl00(rC等溫處理61小時(shí)后，得到奧氏體不銹鋼材料。本發(fā)明的有益效果是，生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單，能源消耗低，可用低成本獲得高強(qiáng)度的奧氏體不銹鋼，且污染小，適于工業(yè)化生產(chǎn)。經(jīng)X射線衍射技術(shù)和透射電鏡表征，制備得到的316L不銹鋼均由奧氏體相組成，材料以納米晶為主，是由納米晶和微米晶組成的復(fù)相材料。其中納米晶相的晶粒尺寸介于l(T90nm之間，納米晶含量為75 80%左右，微米晶相晶粒尺寸為0. 2mm 3mm。將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進(jìn)行80(ri000°C等溫處理6 8小時(shí)后，制備得到高強(qiáng)度的納米晶/微米晶雙相316L奧氏體不銹鋼材料。對(duì)等溫處理后的納米晶/微米晶雙相不銹鋼材料進(jìn)行了室溫拉伸性能測(cè)試。拉伸速度為0. 2mm/min，屈服強(qiáng)度為320MPa 450MPa，抗拉強(qiáng)度為 650 MPa "IOOOMPa0
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是一種奧氏體不銹鋼及其制備方法，奧氏體不銹鋼，基于316L不銹鋼，按重量百分比計(jì)，其組分為A1 18 20%、Cr 9 11%、Ni 7 10%、Mo I. 3 2%、Mn ( I. 3%、Si ( 0. 6%、C 彡 0. 02%,余量為 Fe2O3。奧氏體不銹鋼的制備方法，其步驟為
(1)按照權(quán)利要求I所述的組分稱取反應(yīng)物原材料；
(2)將稱好的粉末在球磨機(jī)中混合8 16小時(shí)，然后將混合好的反應(yīng)物料置于配有銅底材的銅模具中并用壓力機(jī)在3(T60MPa的壓力下壓實(shí)，在其表面放上引燃劑，然后在反應(yīng)容 器中進(jìn)行反應(yīng)；
(3)室溫下用氬氣吹掃反應(yīng)容器排除其中的空氣并加熱，等到容器溫度升至18(T200°C時(shí)再次排氣，然后通入4 7MPa的氬氣繼續(xù)升高容器溫度；
(4)當(dāng)容器內(nèi)溫度達(dá)到260°C左右時(shí)引燃劑開(kāi)始反應(yīng)并釋放出大量的熱，引發(fā)反應(yīng)物料間的反應(yīng)，生成的產(chǎn)物在氬氣保護(hù)下隨爐冷卻至室溫制得不銹鋼材料；
(5)將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進(jìn)行80(Tl00(rC等溫處理61小時(shí)后，得到奧氏體不銹鋼材料。實(shí)施例I:
基于316L奧氏體不銹鋼，按重量百分比計(jì)，如表I所示組分，稱取反應(yīng)物原材料
表I.
蒽料 |FeA |Al|Cr|Ni|Mo |Mn|Si |C 一316L |56. 09 |l9|ll|lo|l. 3 |l |o. 6 |o.~
將稱好的粉末在球磨機(jī)中混合8小時(shí)，然后將混合好的反應(yīng)物料置于配有銅底材的銅
模具中并用壓力機(jī)在50MPa的壓力下壓實(shí)，在其表面放上引燃劑，然后在反應(yīng)容器中進(jìn)行
反應(yīng)，室溫下用氬氣吹掃反應(yīng)容器排除其中的空氣，等到容器溫度升至180°C時(shí)再次排氣，
然后通入5MPa的氬氣繼續(xù)升高容器溫度。當(dāng)容器內(nèi)溫度達(dá)到260°C時(shí)引燃劑開(kāi)始反應(yīng)并
釋放出大量的熱，從而引發(fā)反應(yīng)物料間的反應(yīng)。反應(yīng)在幾秒鐘時(shí)間內(nèi)完成，生成的產(chǎn)物在氬
氣保護(hù)下隨爐冷卻至室溫制得不銹鋼材料，經(jīng)X射線衍射技術(shù)和透射電鏡表征，制備得到
不銹鋼由奧氏體相組成，材料以納米晶為主，是由納米晶和微米晶組成的復(fù)相材料。其中微
米晶晶粒尺寸范圍為0. 2 ii m I U m,納米晶平均晶粒尺寸為23. 56nm,納米晶體積分?jǐn)?shù)約為
76%。將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進(jìn)行800°C等溫處理8小時(shí)后，制備得到高強(qiáng)度的納米晶/微米晶雙相奧氏體不銹鋼材料。其拉伸屈服強(qiáng)度oa2為372MPa和抗拉強(qiáng)度G b為735MPa，都較熱軋板材料強(qiáng)度有明顯提高。實(shí)施例2:
基于316L奧氏體不銹鋼，按重量百分比計(jì)，如表2所示組分，稱取反應(yīng)物原材料
表2.
料 |FeA |Al|Cr|Ni|Mo |Mn|Si |C 一 316L |56. 69 |2o|lo|lo|l. 7 |l |o. 6 |o.~
將稱好的粉末在球磨機(jī)中混合10小時(shí)，然后將混合好的反應(yīng)物料置于配有銅底材的
銅模具中并用壓力機(jī)在40MPa的壓力下壓實(shí)，在其表面放上引燃劑，然后在反應(yīng)容器中進(jìn)行反應(yīng)，室溫下用氬氣吹掃反應(yīng)容器排除其中的空氣，等到容器溫度升至180°C時(shí)再次排氣，然后通入5MPa的氬氣繼續(xù)升高容器溫度。當(dāng)容器內(nèi)溫度達(dá)到260°C時(shí)引燃劑開(kāi)始反應(yīng)并釋放出大量的熱，從而引發(fā)反應(yīng)物料間的反應(yīng)。反應(yīng)在幾秒鐘時(shí)間內(nèi)完成，生成的產(chǎn)物在氬氣保護(hù)下隨爐冷卻至室溫制得不銹鋼材料，經(jīng)X射線衍射技術(shù)和透射電鏡表征，制備得到不銹鋼由奧氏體相組成，材料以納米晶為主，是由納米晶和微米晶組成的復(fù)相材料。其中微米晶晶粒尺寸范圍為0. 5 y m 2. 3 u m,納米晶平均晶粒尺寸為22. 36nm,納米晶體積分?jǐn)?shù)約為79%。將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進(jìn)行800°C等溫處理8小時(shí)后，制備得到高強(qiáng)度的納米晶/微米晶雙相奧氏體不銹鋼材料。其拉伸屈服強(qiáng)度Oci2為396MPa和抗拉強(qiáng)度O b為782MPa，都較熱軋板材料強(qiáng)度有明顯提高。實(shí)施例3:
基于316L奧氏體不銹鋼，按重量百分比計(jì)，如表3所示組分，稱取反應(yīng)物原材料
權(quán)利要求
1.一種奧氏體不銹鋼，基于316L不銹鋼，按重量百分比計(jì)，其組分為Al 18^20%, Cr9 11%、Ni 7 10%、Mo I. 3 2%、Mn ( I. 3%、Si ( 0. 6%、C 彡 0. 02%,余量為 Fe2O30
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的奧氏體不銹鋼，其特征在于是由納米晶和微米晶組成的復(fù)相材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的奧氏體不銹鋼，其特征在于其中的納米晶相的晶粒尺寸介于l(T90nm之間，納米晶含量為75 80%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的奧氏體不銹鋼，其特征在于微米晶相晶粒尺寸為0.2mm 3mm。
5.奧氏體不銹鋼的制備方法，其步驟為 (1)按照權(quán)利要求I所述的組分稱取反應(yīng)物原材料； (2)將稱好的粉末在球磨機(jī)中混合8 16小時(shí)，然后將混合好的反應(yīng)物料置于配有銅底材的銅模具中并用壓力機(jī)在3(T60MPa的壓力下壓實(shí)，在其表面放上引燃劑，然后在反應(yīng)容器中進(jìn)行反應(yīng)； (3)室溫下用氬氣吹掃反應(yīng)容器排除其中的空氣并加熱，等到容器溫度升至18(T200°C時(shí)再次排氣，然后通入4 7MPa的氬氣繼續(xù)升高容器溫度； (4)當(dāng)容器內(nèi)溫度達(dá)到260°C左右時(shí)引燃劑開(kāi)始反應(yīng)并釋放出大量的熱，引發(fā)反應(yīng)物料間的反應(yīng)，生成的產(chǎn)物在氬氣保護(hù)下隨爐冷卻至室溫制得不銹鋼材料； (5)將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進(jìn)行80(Tl00(rC等溫處理61小時(shí)后，得到奧氏體不銹鋼材料。
全文摘要
一種奧氏體不銹鋼及其制備方法，基于316L不銹鋼，按重量百分比計(jì)，其組分為Al18~20%、Cr9~11%、Ni7~10%、Mo1.3~2%、Mn≤1.3%、Si≤0.6%、C≤0.02%，余量為Fe2O3；按上述組分稱取反應(yīng)物，原料球磨并壓實(shí)后，在其表面放上引燃劑，然后置于反應(yīng)容器中，通入氬氣進(jìn)行反應(yīng)；隨著溫度的升高，引燃劑開(kāi)始反應(yīng)并釋放出大量的熱，引發(fā)反應(yīng)物料間的反應(yīng)；生成的產(chǎn)物在氬氣保護(hù)下隨爐冷卻至室溫制得不銹鋼材料。將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進(jìn)行800℃~1000℃等溫處理6~8小時(shí)后，得到奧氏體不銹鋼材料。
文檔編號(hào)C22C33/02GK102747298SQ201210184420
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者盧雪峰, 喇培清, 孟倩, 楚成剛, 歐玉靜, 魏玉鵬 申請(qǐng)人:蘭州理工大學(xué)