一种超高强度和塑性316L不锈钢的制备方法技术

本发明专利技术属于316L不锈钢的制备技术领域。为了获得具备高强度和塑性的316L不锈钢，本发明专利技术提出了一种制备超高强度和塑性316L不锈钢的方法。该超高强度和塑性316L不锈钢的制备方法，具体包括以下步骤：步骤S1，秤取反应原料；反应原料包括Fe

【技术实现步骤摘要】
一种超高强度和塑性316L不锈钢的制备方法
本专利技术属于316L不锈钢的制备
，具体涉及一种超高强度和塑性316L不锈钢的制备方法。
技术介绍
316L不锈钢具备优异的耐腐蚀性能，抗氧化性能和成形性，是一种非常常用的工程材料。然而，其相对较低的强度(退火态屈服强度在200～400MPa)限制了其在强度要求较高领域的使用和推广。近年来，研究者通过多种方法实现了对316L不锈钢强度的提升和改善，例如晶粒细化、固溶强化以及应变强化等，其中通过冷轧加工的应变强化是最有利于实现现代工业化生产的方法之一。然而，在冷轧316L不锈钢过程以获得由高密度的位错、应变诱导马氏体以及细化的变形奥氏体晶粒组成的微观组织提升强度的同时，其材料的塑性反而受到严重的削弱而大大下降，这样不仅为316L不锈钢的应用带来了极大风险，而且大大限制了其使用的范围。
技术实现思路
为了获得同时具备高强度和塑性的316L不锈钢，本专利技术提出了一种具备超高强度和塑性316L不锈钢的方法，其具体制备过程包括以下步骤：步骤S1，秤取反应原料；按质量百分比计，反应原料包括Fe2O3粉末60～61％、Al粉末19～20％、Cr粉末10～11％、Si粉末0.6～0.7％、Mn粉末1～2％、Ni粉末8～9％、Mo粉末1～2％以及C粉末0.01～0.03％；步骤S2，对反应原料进行混合处理,并对混合后的反应原料进行加压处理，获得圆饼状坯体；步骤S3，首先将坯体放入燃烧合成反应釜内，并在坯体上表面放置引燃剂；接着向反应釜内充入0.5MPa氩气并开始加热，待反应釜内温度加热至200℃时，对反应釜进行气体排放；然后再次向反应釜内充入4MPa氩气并继续加热，待反应釜内温度加热至260℃时，在反应釜内发生铝热反应；最后待铝热反应完成并冷却至室温后，获得316L不锈钢铸锭；步骤S4，对获得的316L不锈钢铸锭进行轧制和退火处理，获得超高强度和塑性316L不锈钢；其中，轧制变形量为70％，退火温度为600℃，退火时间为1～4h。优选的，在所述步骤S4中，对步骤S3中获得的316L不锈钢铸锭进行退火时间为1h。优选的，在所述步骤S2中，首先借助QM-1SP4行星式球磨机对反应原料进行混合处理，其中，将球磨机的转速设定为150r/min，将球料比设定为2：1，进行8h的混合，并且每隔2h改变球磨机的转向，保证反应原料的均匀混合，然后将混合均匀的反应物料放置在Y32-100t液压机上，压制成圆饼状坯体。优选的，在所述步骤S2中，采用15MPa～45MPa的压力对反应原料进行坯体压制。优选的，在所述步骤S4中，选用二辊热冷轧机进行轧制，并且轧辊转速为17r/min，轧制速度为0.2～0.6m/s，每次轧制的压下量为5％。优选的，在所述步骤S4中，首先对所述步骤S3中获得的316L不锈钢铸锭进行上下表面的打磨光滑处理，然后再进行轧制处理。在本专利技术的方法中，通过选用成本低廉的Fe2O3粉末、Al粉末、Cr粉末、Si粉末、Mn粉末、Ni粉末、Mo粉末以及C粉末，并且通过低成本、低能耗的铝热反应制备获得316L不锈钢铸锭，再经过对316L不锈钢铸锭依次进行轧制量为70％的轧制处理以及退火温度为600℃、退火时间为1～4h的退火处理后获得具备超高强度和塑性的316L不锈钢。这样，不仅可以通过低成本、低能耗的方法制备获得316L不锈钢，降低了制备超高强度和塑性316L不锈钢的成本，提高了制备316L不锈钢的效率，而且获得了具备超高强度和塑性的316L不锈钢，满足其在不同领域的推广和应用。附图说明图1为实施例1中制备超高强度和塑性316L不锈钢的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细介绍。实施例1结合图1所示，制备超高强度和塑性316L不锈钢的具体过程如下：步骤S1，秤取反应原料。按质量百分比计，反应原料包括Fe2O3粉末60.58％、Al粉末19.5％、Cr粉末10.75％、Si粉末0.63％、Mn粉末1.3％、Ni粉末8.8％、Mo粉末1.3％以及C粉末0.02％。步骤S2，对反应原料进行混合处理,并对混合后的反应原料进行加压处理，获得圆饼状坯体。在本实施例中，首先借助QM-1SP4行星式球磨机对反应原料进行混合处理。其中，将球磨机的转速设定为150r/min，将球料比设定为2：1，进行8h的混合，并且每隔2h改变球磨机的转向，保证反应原料的均匀混合。然后将混合均匀的反应物料放置在Y32-100t液压机上，并且在15～45MPa的压力作用下，在模具中将反应原料压制成直径为80mm、高度约15～20mm圆饼状坯体。步骤S3，进行铝热反应制备获得316L不锈钢铸锭。首先，将坯体放入燃烧合成反应釜内，并在坯体上表面放置3g的薄片状引燃剂。接着，向反应釜内充入0.5MPa氩气并开始加热，待反应釜内温度加热至200℃时，对反应釜内的气体进行排放。然后，再次向反应釜内充入4MPa氩气并继续加热，待反应釜内温度加热至260℃时，引燃剂被点燃，反应物料与引燃剂接触瞬间也达到燃烧温度，发生铝热反应。最后，待反应釜内的铝热反应完成并冷却至室温后，即可获得316L不锈钢铸锭。步骤S4，对获得的316L不锈钢铸锭进行轧制和退火处理，获得编号为316L-70％-600℃-1h的316L不锈钢试样。其中，轧制过程中，选用二辊热冷轧机进行轧制，并且轧辊转速为17r/min，轧制速度为0.2～0.6m/s，每次轧制的压下量为5％，最终达到70％的累积轧制变形量。退火处理中，采用SX-4-10箱式热处理炉，退火温度设定为600℃，退火时间为1h。优选的，在对步骤S3中获得的316L不锈钢铸锭进行机械处理前，预先对其进行上下表面的打磨光滑处理，清除其表面的杂质，保证后续机械处理的有效性。与此同时，还可以通过线切割的方式将整块圆柱形的试样铸锭切割为长条状结构，以便于后续进行轧制处理的操作以及对轧制变形量的准确控制。实施例2采用与实施例1相同的方法进行316L不锈钢的制备，其区别仅在于，在步骤S4中，对步骤S3中获得的316L不锈钢铸锭进行退火时间为2h，获得编号为316L-70％-600℃-2h的316L不锈钢试样。实施例3采用与实施例1相同的方法进行316L不锈钢的制备，其区别仅在于，在步骤S4中，对步骤S3中获得的316L不锈钢铸锭进行退火处理的时间为4h，获得编号为316L-70％-600℃-4h的316L不锈钢试样。对比例1采用与实施例1相同的方法进行316L不锈钢的制备，其区别仅在于，对步骤S3中获得的316L不锈钢铸锭只进行表面打磨处理，获得编号为316L-0-0-0的316L不锈钢试样。对比例2采用与实施例1相同的方法进行316L不锈钢的制备，其区别仅在于，在步骤S4中，对步骤S3中获得的316L不锈钢铸锭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高强度和塑性316L不锈钢的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：/n步骤S1，秤取反应原料；按质量百分比计，反应原料包括Fe

【技术特征摘要】
1.一种超高强度和塑性316L不锈钢的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤S1，秤取反应原料；按质量百分比计，反应原料包括Fe2O3粉末60～61％、Al粉末19～20％、Cr粉末10～11％、Si粉末0.6～0.7％、Mn粉末1～2％、Ni粉末8～9％、Mo粉末1～2％以及C粉末0.01～0.03％；
步骤S2，对反应原料进行混合处理,并对混合后的反应原料进行加压处理，获得圆饼状坯体；
步骤S3，首先将坯体放入燃烧合成反应釜内，并在坯体上表面放置引燃剂；接着向反应釜内充入0.5MPa氩气并开始加热，待反应釜内温度加热至200℃时，对反应釜进行气体排放；然后再次向反应釜内充入4MPa氩气并继续加热，待反应釜内温度加热至260℃时，在反应釜内发生铝热反应；最后待铝热反应完成并冷却至室温后，获得316L不锈钢铸锭；
步骤S4，对获得的316L不锈钢铸锭进行轧制和退火处理，获得超高强度和塑性316L不锈钢；其中，轧制变形量为70％，退火温度为600℃，退火时间为1～4h。


2.根据权利要求1所述超高强度和塑性316L不锈钢的制备方法，其特征在于，在所述步骤S4中，对步骤S3...

【专利技术属性】
技术研发人员：喇培清，李正宁，郑月红，毛宇奇，盛捷，朱敏，占发琦，石玉，卜哲涵，杨江仁，杜明宸，金静，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62