沉淀硬化型马氏体不锈钢制造技术

本发明专利技术涉及一种沉淀硬化型马氏体不锈钢，其包含：0＜C＜0.10质量％、0＜Si10及一种质量％、0＜Mn10及一种质量％、8.0质量％量00及一种沉淀质量％、8.0质量％量00及一种沉淀质量％、0.4质量％量40及一种沉淀质量％，余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术实现步骤摘要】
沉淀硬化型马氏体不锈钢
本专利技术涉及一种沉淀硬化型马氏体不锈钢，更尤其涉及一种在室温下具有优异的强度和韧性、并且在低温下具有优异的韧性的沉淀硬化型马氏体不锈钢。
技术介绍
沉淀硬化型不锈钢是指在Cr-Ni不锈钢中添加少量的Al、Cu、Mo、Ti等，并通过热处理使金属间化合物在基体相中析出的钢。根据基体相的组织，将沉淀硬化型不锈钢分为马氏体不锈钢、半奥氏体不锈钢和奥氏体不锈钢。其中，诸如SUS630、PH13-8Mo或Custom465之类的沉淀硬化型马氏体不锈钢具有优异的耐腐蚀性、强度和韧性，因此被用于航空航天结构部件等中。关于这种沉淀硬化型马氏体不锈钢，迄今为止已经提出了各种建议。例如，专利文献1公开了一种其中分散并析出有金属间化合物的沉淀硬化型马氏体不锈钢，该马氏体不锈钢包含0.1质量％以下的C、11质量％以上13质量％以下的Cr、7.5质量％以上11质量％以下的Ni、0.9质量％以上1.7质量％以下的Al、0.85质量％以上1.35质量％以下的Mo、1.75质量％以上2.75质量％的W，余量为Fe和不可避免的杂质，其中Mo含量和W含量满足预定的关系。该文献描述了这样的沉淀硬化型马氏体不锈钢在机械强度和韧性之间具有高水平的平衡性并且具有优异的耐腐蚀性。专利文献2公开了一种沉淀硬化型马氏体不锈钢，以质量为基准，其包含：C：0.1％以下、Cr：11％至13％、Ni：10.5％至11.5％、Al：0.25％以下、Ti：0.9％至1.5％、Mo+0.5W：0.5％至1.5％、Si：1.0％以下、Mn：1.0％以下，Mo/W(质量％比)：0.4至0.6，余量为铁和不可避免的杂质。该文献描述了这样的沉淀硬化型马氏体不锈钢具有优异的结构稳定性、机械特性和耐腐蚀性。专利文献3公开了一种沉淀硬化型马氏体不锈钢，以质量为基准，其包含：0.1％以下的C、0.1％以下的N、9.0％以上14.0％以下的Cr、9.0％以上14.0的Ni、0.5％以上2.5％以下的Mo、0.5％以下的Si、1.0％以下的Mn、0.25％以上1.75％以下的Ti、0.25％以上1.75以下的Al，余量为Fe和不可避免的杂质。该文献描述了这样的沉淀硬化型马氏体不锈钢具有优异的结构稳定性、强度、韧性和耐腐蚀性，并且不需要零下处理。专利文献4公开了一种沉淀硬化型马氏体不锈钢，以质量为基准，其包含：0.05％以下的C、0.05％以下的N、10.0％以上14.0％以下的Cr、8.5％以上11.5％以下的Ni、0.5％以上3.0％以下的Mo、1.5％以上2.0％以下的Ti、0.25％以上1.00％以下的Al、0.5％以下的Si、1.0％以下的Mn，余量为Fe和不可避免的杂质。该文献描述了这种沉淀硬化型马氏体不锈钢具有优异的结构稳定性、强度、韧性和耐腐蚀性，并且不需要零下处理。专利文献5公开了一种耐腐蚀马氏体时效合金，其不是沉淀硬化型马氏体不锈钢，但包含47.4重量％至82.4重量％的Fe、6重量％至9重量％的Ni、11重量％至15重量％的Cr、0.5重量％至6重量％的Mo+1/2W、各自含量为0至6重量％的Co和Cu中的一种或多种、各自含量为0至1重量％的Ti、Nb、Al、Si、Mn和V中的一种或多种、各自含量为0至0.1重量％的稀土金属或复合金属中的一种或多种、0至0.1重量％的C和N、以及0.1重量％至0.5重量％的Be。该文献描述了这种耐腐蚀马氏体时效合金可以获得550HV以上的高硬度，同时在时效硬化后保持现有的耐腐蚀性。此外，专利文献6公开了一种马氏体不锈钢，包含：C：0.15％以下(不包括0)、Si：6.0％以下(不包括0)、Mn：10.0％以下(不包括0)、Ni：8.0％以下(不包括0)、Cr：10.0％至17.0％、N：0.3％以下(不包括0)、Mo：4.0％以下(包括0)、Cu：4.0％以下(包括不添加Cu的情况)、Co：4.0％以下(包括0)、Ni当量值范围为8.0至17.5，余量为Fe和不可避免的杂质。该文献描述了当对这种马氏体不锈钢进行适当的热处理时，疲劳特性得到改善。沉淀硬化型马氏体不锈钢的特征在于使微细的析出物分散以获得高强度。例如，在PH13-8Mo中，将Al用作强化元素，并使NiAl析出以获得高强度和高韧性(强韧性)。在Custom465中，将Ti用作强化元素，并使Ni3Ti析出以获得强韧性。然而，常规的沉淀硬化型马氏体不锈钢在低温下脆化，因此它们在低温下的使用受到限制。另外，在相关技术中还没有提出即使在低温下也能显示出高韧性的沉淀硬化型马氏体不锈钢。专利文献1：JP-A-2015-093991专利文献2：JP-A-2014-201792专利文献3：JP-A-2013-147698专利文献4：JP-A-2013-001949专利文献5：JP-A-H09-143626专利文献6：JP-A-H04-173926
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种沉淀硬化型马氏体不锈钢，其在室温下具有优异的强度和韧性，并且在低温下具有优异的韧性。为了解决上述问题，根据本专利技术的一种沉淀硬化型马氏体不锈钢包含：0<C<0.10质量％，0<Si≤0.20质量％，0<Mn≤1.00质量％，8.0质量％≤Ni≤15.0质量％，8.0质量％≤Cr≤14.0质量％，0.4质量％≤Nb≤2.50质量％，并且余量为铁和不可避免的杂质。在常规的沉淀硬化型马氏体不锈钢中，很少将Nb用作强化元素。这是因为，当添加Nb时，容易产生有害相。然而，当向沉淀硬化型马氏体不锈钢中添加适量的Nb作为强化元素并在适当的条件下进行热处理时，会在室温下表现出高强度和高韧性，甚至在低温下也表现出高韧性。当添加适量的Nb并在适当条件下进行热处理时，Ni3Nb在基体相中析出。据认为，在低温下高韧性的表现与析出的Ni3Nb晶粒的形状以及Ni3Nb晶粒与基体相之间的相容性有关。具体实施方式在下文中，将详细描述本专利技术的实施方案。[1.沉淀硬化型马氏体不锈钢][1.1.主要构成元素]根据本专利技术的沉淀硬化型马氏体不锈钢包含以下元素，余量为Fe和不可避免的杂质。添加元素的种类、其含量范围以及限制它们的原因如下。(1)0<C<0.10质量％C使M2X型氮化碳析出，有助于母材的强度提高。此外，C还有助于使原奥氏体晶粒直径微细化。为了获得这样的效果，C含量需要大于0质量％。C含量优选为0.0005质量％以上，并且更优选为0.0020质量％以上。另一方面，当C含量过高时，由于大量的M2X型氮化碳析出，因此需要提高固溶温度。因此，固溶时奥氏体晶粒粗大化，从而引起特性发生改变。另外，在时效处理时，(Cr，Mo)碳化物过度析出，并且韧性和耐腐蚀性劣化。此外，马氏体相变开始温度(Ms点)降低以稳定奥氏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沉淀硬化型马氏体不锈钢，由以下元素组成：/n0<C<0.10质量％，/n0<Si≤0.20质量％，/n0<Mn≤1.00质量％，/n8.0质量％≤Ni≤15.0质量％，/n8.0质量％≤Cr≤14.0质量％，/n0.4质量％≤Nb≤2.50质量％，以及/n任选地：/nAl≤2.50质量％，/nTi≤1.50质量％，/nCo≤10.0质量％，/nMo≤3.0质量％，/nW≤3.0质量％，/nV≤2.0质量％，/nTa≤1.0质量％，/nB≤0.0100质量％，/nCa≤0.0100质量％，/nMg≤0.0100质量％，/nZr≤0.050质量％，和/nREM≤0.050质量％，并且/n余量为铁和不可避免的杂质。/n

【技术特征摘要】
20200204 JP 2020-016838;20201022 JP 2020-1776241.一种沉淀硬化型马氏体不锈钢，由以下元素组成：
0<C<0.10质量％，
0<Si≤0.20质量％，
0<Mn≤1.00质量％，
8.0质量％≤Ni≤15.0质量％，
8.0质量％≤Cr≤14.0质量％，
0.4质量％≤Nb≤2.50质量％，以及
任选地：
Al≤2.50质量％，
Ti≤1.50质量％，
Co≤10.0质量％，
Mo≤3.0质量％，
W≤3.0质量％，
V≤2.0质量％，
Ta≤1.0质量％，
B≤0.0100质量％，
Ca≤0.0100质量％，
Mg≤0.0100质量％，
Zr≤0.050质量％，和
REM≤0.050质量％，并且
余量为铁和不可避免的杂质。


2.根据权利要求1所述的沉淀硬化型马氏体不锈钢，包含：0.10质量％≤Al≤2.50质量％，和/或
0.10质量％≤Ti≤1.50质量％。


3.根据权利要求1所述的沉淀硬化型马氏体不锈钢，包含：0.10质量％≤Al≤2.50质量％，和
Ti＜0.10质量％。


4.根据权利要求1所述的沉淀硬化型马氏体不锈钢，包含：
0.10质量％≤Co≤10.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥伸幸，冈本晃彦，古庄千纮，高林宏之，小柳祯彦，
申请(专利权)人：大同特殊钢株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP