改进的不锈钢合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种改进的不锈钢合金，其特别适于生产耐用消费品，如刀具、奶壶、容器、厨具及各种器皿。生产本发明专利技术的合金较生产迄今所知的常规不锈钢要便宜得多，但同时又显示出与常规不锈钢相当，或更佳的机械性能。实际上本发明专利技术是用三种元素，即锰、铜和氮部分替代已知合金中昂贵的镍的含量，从而使生产成本明显下降。制备具有上述性能和优点的这类改进的不锈钢的方法也包括在本发明专利技术的范围中。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一般来说，本专利技术涉及新的合金，尤其是涉及改进等级的不锈钢合金及其制备方法。本专利技术特别是涉及冷轧板状的，特别适于制造耐用消费品，如刀具、奶壶、容器和厨具及包括长柄锅、小锅、锅、搅拌器、抹刀、烹调勺、长柄勺、量勺等器皿的改进的不锈钢。按常规，根据钢的最终使用目的，将包括不锈钢在内的钢按等分级。这些等级是按世界公认的这方面的权威机构-American lron&SteelInstitute(AISI)制定的标准来确定的。每个等级标出了百分比范围，在该范围中可有各种构成具体等级的金属和非金属元素。这些元素包括C、Mn、Si、Cr、Ni、Mo、N、P和S，而最后两种元素是作为不可避的杂质存在的。不锈钢的应用领域是如此之大，以致于实际上是无限的。比如，在重工业领域中，不锈钢在建筑物、化学加工设备、制药设备、石油炼制容器和反应器、运输业、环境防护设备和环保设备及纸浆和造纸设备中都有应用。在轻工业方面，不锈钢在民用范围的白色用具，如洗衣机、冰箱、深冷器、灶具、食品加工器、厨具等方面的用途是无法估量的。然而，除这些工业的和高科技的用途外，当今在民用领域又为不锈钢找到了一种非常特殊的用途，即将其用于生产耐用消费品，如刀具、餐具、食物容器和各种器皿，尤其是用于厨房目的器皿，但不限于此。不锈钢本身固有的不生锈、无划痕及凹痕最小的性质一直是将其用于生产器皿的主要原因，这类器皿远比早期的陶瓷或其他金属器皿更卫生。后者由于缺乏上述这些性质，所以有开裂、生锈和出现裂纹的倾向。由于这些缺陷，常规的陶瓷或金属的器皿其本身使得病菌或其他细菌积累在其粗糙的表面上。此外，在很短的使用期间内，这些变旧的器皿的外观就不再吸引人了。开始时，这类不锈钢器皿实际上仅在次大陆被发现过。在南印度，不锈钢一直是用于装饰餐具、盘和眼镜的标准材料，但不久以前，西方世界和澳洲大陆及太平洋周边地区开始意识到用不锈钢制成的器皿的优点。这些器皿目前构成了从诸如印度之类国家向西方和澳大利亚出口的重要项目。制造者经多年研究创造了某种等级的不锈钢，该等级不锈钢特别适于生产耐用消费品，如刀具、餐具、容器和器皿。这种钢一直用Americanlron&Steel Institute的Grade 304标识，通常称之为AISI-304。这种常规等级的不锈钢的近似平均化学成分如下C 0.01-0.08％Mn0.10-2.00％P 0.01-0.045％S 0.01-0.03％Si0.10-0.75％Cr18.00-20.00％Ni8.00-10.50％Fe平衡至100％进行过的实验已证实，常规的AISI-304不锈钢具有以下平均机械性能。AISI-304级不锈钢一机械性能拉伸强度，Mpa(最低)515屈服强度，Mpa(最低)20550mm标准的延伸率(最小)40最大硬度布氏硬度 201洛氏硬度 92在适于生产耐用消费品的不锈钢中，有两种金属元素起着特别重要的作用。第一种元素是铬，为赋予该钢的防锈特性，它的存在是重要的。第二种是镍，它控制该钢的可成形性。其中镍的百分含量越高，则该合金的可成形性越好。在用合金熔体拉制浅型制品，如刀子、或调羹勺或长柄勺的场合下，合金的高度成形性不是判断标准。对可成形性的要求随着被拉制的器皿深度的增加而提高。因此，中等深度的器皿，如茶盘或煎盘将要求钢具有中等程度的、大于制备刀子和长柄锅的可成形性。但在生产深型容器，如牛奶壶、筐子或锅的场合下，不锈钢则需具有最大可能的可成形性。实际上，被拉制的器皿深度越大，则要求该钢具有更大的可成形性，即，反过来又要求该钢中镍的百分含量更大。就印度所关心的镍而言，它是几乎全靠从国外进口的一个项目。直到80年代后期，进口的镍还贵得不太可怕，因此制造商不管其生产是否涉及钢的浅拉伸、中等拉伸或深拉伸，仍能承受以AISI-304合金作为制造耐用消费品和器皿类的标准的费用。直到那时，成本不是问题。因此事先没有任何预告，世界每公吨镍的价格就上升了几个百分点。这样突然使得常规的AISI-304不锈钢的费用由于其自身的高镍含量而显现出费用上的大缺陷。这种不受欢迎的合金的原材料的成本增加，反过来导致了最终钢制品成本的增加。在这种情况下，自此钢制造者就着手在开发不锈钢合金方面进行努力，力争开发出既降低了费用指标，又不会给打算被用作制造器皿和耐用消费品的不锈钢性能带来负面影响的不锈钢合金。方法是通过定向替代，即在常规的不锈钢合金中用一种或多种经选择的合金组分来部分替代其中的镍的量。本专利技术的主要目的是提供一种比当今公知的如标记为AISI-304级的常规不锈钢便宜的具有适于制备器皿和耐用消费品的特殊用途的改进了的不锈钢合金。本专利技术的另一目的是提供一种具有与如AISI-304级合金的常规不锈钢相当机械性能或更佳机械性能的价格更为便宜的不锈钢合金。本专利技术的再一目的是提供一种用于制备该改进或至少机械性能相当的价格更为便宜的不锈钢合金的制备办法。为实现本专利技术的目的的研究不仅是围绕生产与如AISI-304级的常规不锈钢相比，具有实际上降低了的镍含量和更低的铬含量的不锈钢合金，而且是围绕该合金用于生产特殊钢器皿的广泛领域而开展的。实际上，本专利技术用了3种元素，即锰、铜和氮来部分替代这种公知合金中的昂贵的镍的含量，从而使生产成本明显下降。现已发现通过在该常规合金中明显地提高锰含量，就使所得不锈钢具有奥氏体非磁性组织。此后发现，通常被认为是常规不锈钢中不希望有的杂质氮，则显示出类似于锰的作用，从而改善氮在合金熔体中的溶解度。这种在合金中以中间元素存在的溶解氮起着奥氏体稳定剂的作用，从而有助于保持该合金的非磁性奥氏体组织。此外，不锈钢通常用于生产耐用消费品的较佳形态是冷轧板。在这方面已发现向该合金中加入部分替代镍和铬含量的铜有助于提高合金板的可成形性。以上述我们想到的和基于本文所述的发现的目的，本专利技术以最宽阔的新颖性提供了一种改进的不锈钢合金，它特别适于生产耐用消费品，如刀具、奶壶、容器、厨具及各种器皿，该不锈钢合金包括下列成分(重量％)C 0.03-0.08％Mn7.00-10.25％Si0.10-0.75％Cr14.25-16.50％Ni2.25-4.75％Cu0.90-2.00％N 0.01-0.20％杂质 0.02-0.10％Fe75.44-65.37％按照一优选实施方案，本专利技术还提供了一种具有提高了的成形性，特别适于生产深拉伸器皿及其他耐用消费品的改进的不锈钢合金，它含有如下成分(重量％)C 0.03-0.08％Mn7.00-8.00％Si0.10-0.75％Cr15.50-16.50％Ni4.25-4.75％Cu0.90-1.10％N 0.01-0.20％杂质 0.02-0.10％Fe72.19-68.52％按照另一实施方案，本专利技术提供的一种改进的不锈钢合金，它特别适于生产用于制造浅至中等深度的器皿和其他耐用消费品的冷轧板的成型，该不锈钢合金包括如下成分(重量％)C 0.03-0.08％Mn8.00-0.25％Si0.10-0.75％Cr14.25-15.25％Ni2.25-2.75％Cu1.60-2.00％N 0.01-0.02％杂质 0.02-0.10％Fe73.74-68.62％存在于本专利技术合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种特别适于生产耐用消费品，如刀具、奶壶、容器、厨具及各种器皿的改进的不锈钢合金，其包括按重量百分数计的下述成分： Ｃ：０．０３－０．０８％ Ｍｎ：７．００－１０．２５％ Ｓｉ：０．１０－０．７５％ Ｃｒ：１４．２５－１６．５０％ Ｎｉ：２．２５－４．７５％ Ｃｕ：０．９０－２．００％ Ｎ：０．０１－０．２０％ 杂质：０．０２－０．１０％ Ｆｅ：７５．４４－６５．３７％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：拉坦津达尔，
申请(专利权)人：津达尔带钢有限公司，
类型：发明
国别省市：IN[印度]