纳米/微米晶复相高强高塑304不锈钢板材的制备方法，其步骤为：按质量百分比计，其原料成分配比为：Cr：18%，Ni：9%，Mn：2%，Si：1%，C：0.04%，余量为Fe；按照上述原料配比计算得到反应物料的配比；准确称量原材料放入球磨罐中，然后在球磨机中干磨8h；将充分混合好的反应原料粉体利用不锈钢模具，在压力机上压制成坯体；将压好的坯体放在反应容器中的坩埚中，薄片状引燃剂放在块状反应物料之间；在室温下用0.5MPa氩气吹扫反应容器排出其中的空气，然后将反应容器加热到200℃时排气，然后通入4MPa氩气保温半小时后继续加热，引燃剂在反应容器内温度达到260℃左右时开始反应；将铝热法制备的铸态304不锈钢先通过1000℃热轧进行开坯，所得板材在400℃去应力退火0.5h。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米/微米晶复相304不锈钢板材的制备技术。
技术介绍
304不锈钢与316L奥氏体不锈钢相比，由于合金中镍元素含量少，使其具有较低 的制造成本，在室温下，具有高的拉伸、屈服强度和良好的塑性，常被用来制造医疗器械，生 活用品等。但是，其耐腐蚀性比316L不锈钢低，使得在有腐蚀介质存在的环境下，容易被腐 蚀。在所有金属材料的研制中，提高材料的强度而不降低塑性，同时提高抗腐蚀性能是所有 金属材料研究者所追求的目标。在纳米晶材料中加入一些微米晶使其形成纳米晶/微米晶 双相组织，不仅能提高材料的强度而且塑性基本不降低。目前，工业应用中的304不锈钢强 度较低，在应用中造成了大量浪费，加重了环境负担，带来了高的成本。因此，制备高强高塑 304不锈钢是非常紧迫和有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种纳米/微米晶复相高强高塑304不锈钢板材的制备方 法。 本专利技术是，其步骤为： (1) 按质量百分比计，其原料成分配比为：Cr:18%，Ni:9%，Mn:2%，Si:1%，C:0. 04%，余 量为Fe; (2) 按照Fe203+2Al=2Fe+Al203铝热反应化学方程式和上述原料配比计算得到反应物 料的配比； (3 )准确称量原材料放入球磨罐中，球磨罐事先用无水乙醇清洗干净；然后在球磨机中 干磨8h; (4) 原料粉体经充分混合之后用无水乙醇清洗过的筛子将原料粉体筛出待用，将充分 混合好的反应原料粉体利用不锈钢模具，在压力机上压制成坯体； (5) 将压好的坯体放在反应容器中的坩埚中，薄片状引燃剂放在块状反应物料之间；反 应容器内壁、坩埚等在使用前用无水乙醇清洗干净并保持坩埚水平； (6) 反应器封盖后在室温下用0. 5MPa氩气吹扫反应容器排出其中的空气，然后将反应 容器加热到200°C时排气，然后通入4MPa氩气保温半小时后继续加热，引燃剂在反应容器 内温度达到260°C左右时开始反应，而且能够在瞬间释放出大量的热，从而引发反应整个体 系内原料间的反应； (7) 将铝热法制备的铸态304不锈钢先通过1000°C热乳进行开坯，开坯变形量为40%， 然后分别在600和700°C乳制，乳制变形量分别为30%，50%和70%，所得板材在400°C去应力 退火0. 5h。 本专利技术的有益之处是：通过对铝热反应法制备的纳米/微米晶复合304不锈钢进 行上述的处理，随着乳制变形量的增加，使得强度得以大幅提高，而塑性基本不变，耐腐蚀 性能增加，性能的优化保证了此种乳制方法乳制的不锈钢的实际应用可行性。【具体实施方式】 本专利技术是，其步骤为： (1) 按质量百分比计，其原料成分配比为：Cr:18%，Ni:9%，Mn:2%，Si:1%，C:0. 04%，余 量为Fe; (2) 按照Fe203+2Al=2Fe+Al203铝热反应化学方程式和上述原料配比计算得到反应物 料的配比； (3) 准确称量原材料放入球磨罐中，球磨罐事先用无水乙醇清洗干净；球料比为1:2， 球磨速度选择150r/min，然后在球磨机中干磨8h; (4) 原料粉体经充分混合之后用无水乙醇清洗过的筛子将原料粉体筛出待用，将充分 混合好的反应原料粉体利用不锈钢模具，在压力机上压制成坯体； (5) 将压好的坯体放在反应容器中的坩埚中，薄片状引燃剂放在块状反应物料之间；反 应容器内壁、坩埚等在使用前用无水乙醇清洗干净并保持坩埚水平； (6) 反应器封盖后在室温下用0. 5MPa氩气吹扫反应容器排出其中的空气，然后将反应 容器加热到200°C时排气，然后通入4MPa氩气保温半小时后继续加热，引燃剂在反应容器 内温度达到260°C左右时开始反应，而且能够在瞬间释放出大量的热，从而引发反应整个体 系内原料间的反应； (7) 将铝热法制备的铸态304不锈钢先通过1000°C热乳进行开坯，开坯变形量为40%， 然后分别在600和700°C乳制，乳制变形量分别为30%，50%和70%，所得板材在400°C去应力 退火0. 5h。 根据以上所述的，在 600°C乳制后的304不锈钢板材的抗拉强度为850~965MPa，屈服强度652~837MPa，延伸率 33~19%，硬度278~320HV;在700°C乳制后的304不锈钢板材的抗拉强度为925~995MPa，屈 服强度 616~743MPa，延伸率 24~22%，硬度 274~364HV，腐蚀速率I. 36~0. 46g/m2*h。 本专利技术的合金性能与普通304不锈钢对比如下表1: 以下拉伸实验在微机控制电子式万能材料试验机上进行，其最大载荷100KN，拉伸速率 为0. 2mm/min;测定了 700°C不同乳制变形量的晶间腐蚀性能，采用失重法测试材料的抗 腐蚀性能，将试样置于沸腾的浓度为65%的HN03中进行均匀腐蚀实验，腐蚀试验总时间为 240h，分为5个周期，每个周期保持腐蚀液连续微沸腾48h。硬度在HBRVU-187. 5型布洛维 氏光学硬度计上测定，载荷294N，加载时间是12s。每个样品硬度测试取6-8个点，每个点 误差小于5%，硬度值取平均值。 表1本专利技术的合金的性能与普通304不锈钢对比从表中可以看出，大变形量乳制后的纳米晶/微米晶304不镑钢能大幅度提尚合金的 强度，而塑性基本不变，耐腐蚀性能变好，上述的这些性能指数都是严格按照国家标准来执 行的。 实施例1 : 开坯后304不锈钢在600°C乳制，变形量为30%时，其抗拉、屈服强度、延伸率和硬度分 别为850MPa、652MPa、33%和278HV。纳米晶铁素体和纳米晶奥氏体的晶粒尺寸、纳米晶奥氏 体相的尺寸、纳米晶S铁素体相体积分数、纳米晶奥氏体相体积分数、微米晶奥氏体相体 积分数分别为1411111、4111111、100〇11111、7%、65%和28%。 实施例2: 开坯后304不锈钢在600°C乳制，变形量为50%时，其抗拉、屈服强度、延伸率和硬度分 别为930MPa、743MPa、25%和309HV。纳米晶铁素体和纳米晶奥氏体的晶粒尺寸、纳米晶奥氏 体相的尺寸、纳米晶S铁素体相体积分数、纳米晶奥氏体相体积分数、微米晶奥氏体相体 积分数分别为 41nm、45nm、500nm、18%、41% 和 41%。 实施例3: 开坯后304不锈钢在600°C乳制，变形量为70%时，其抗拉、屈服强度、延伸率和硬度分 别为965MPa、837MPa、19%和320HV。纳米晶铁素体和纳米晶奥氏体的晶粒尺寸、纳米晶奥氏 体相的尺寸、纳米晶S铁素体相体积分数、纳米晶奥氏体相体积分数、微米晶奥氏体相体 积分数分别为 36nm、50nm、150nm、20%、24% 和 56%。 实施例4: 开坯后304不锈钢在700°C乳制，变形量为30%时，其抗拉、屈服强度、延伸率、硬度和腐 蚀速率分别为925MPa、616MPa、24%、274HV和1.36g/m2*h。纳米晶铁素体和纳米晶奥氏体 的晶粒尺寸、纳米晶奥氏体相的尺寸、纳米晶S铁素体相体积分数、纳米晶奥氏体相体积 分数、微米晶奥氏体相体积分数分别为23nm、26nm、1500nm、10%、63%和28%〇 实施例5 : 开坯后304不锈钢在700°C乳制，变形量为50%时，其抗拉、屈服本文档来自技高网...
【技术保护点】
纳米/微米晶复相高强高塑304不锈钢板材的制备方法，其特征在于，其步骤为：（1）按质量百分比计，其原料成分配比为：Cr：18%，Ni：9%，Mn：2%，Si：1%，C：0.04%，余量为Fe；（2）按照Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3 铝热反应化学方程式和上述原料配比计算得到反应物料的配比；（3）准确称量原材料放入球磨罐中，球磨罐事先用无水乙醇清洗干净；然后在球磨机中干磨8h；（4）原料粉体经充分混合之后用无水乙醇清洗过的筛子将原料粉体筛出待用，将充分混合好的反应原料粉体利用不锈钢模具，在压力机上压制成坯体；（5）将压好的坯体放在反应容器中的坩埚中，薄片状引燃剂放在块状反应物料之间；反应容器内壁、坩埚等在使用前用无水乙醇清洗干净并保持坩埚水平；（6）反应器封盖后在室温下用0.5MPa氩气吹扫反应容器排出其中的空气，然后将反应容器加热到200℃时排气，然后通入4MPa氩气保温半小时后继续加热，引燃剂在反应容器内温度达到260℃左右时开始反应，而且能够在瞬间释放出大量的热，从而引发反应整个体系内原料间的反应；（7）将铝热法制备的铸态304不锈钢先通过1000℃热轧进行开坯，开坯变形量为40%，然后分别在600和700℃轧制，轧制变形量分别为30%，50%和70%，所得板材在400℃去应力退火0.5h。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：喇培清，魏福安，马付良，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62
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