一种30Cr13系马氏体抗菌不锈钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种30Cr13系马氏体抗菌不锈钢及其制备方法，所述不锈钢的化学成分按重量百分数(wt.％)计组成如下：C：0.25

【技术实现步骤摘要】
一种30Cr13系马氏体抗菌不锈钢及其制备方法


[0001]本专利技术属于不锈钢领域，尤其涉及一种30Cr13系马氏体抗菌不锈钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]抗菌不锈钢是指在现有不锈钢的基体中添加具有抗菌作用的金属元素，如铜(Cu)、银(Ag)及稀土(RE)等，通过特殊的热处理操作使材料获得兼具优良抗菌性能及良好力学、耐蚀性能的新型钢铁材料。由于其优异的性能，抗菌不锈钢的研发及应用也受到越来越多研究者的关注。
[0003]抗菌不锈钢自20世纪90年代兴起以来，经过多年发展，开发了诸如马氏体型、铁素体型、奥氏体型及双相不锈钢型等多种抗菌不锈钢，马氏体不锈钢优异的抗菌性能广泛应用于医疗器械、制药设备、食品加工、美容美发、各类刀具等行业。马氏体抗菌不锈钢的抗菌原理为：均匀弥散分布的纳米级析出的颗粒状抗菌相从金属表面层析出后，与细菌接触，通过与细胞的作用损伤细胞膜，使细菌的蛋白质凝固或损伤其DNA、破坏细菌细胞的正常组织和繁衍的平衡，达到阻止细菌生长繁殖或消灭细菌的目的。
[0004]抗菌不锈钢首先由日本于上世纪末提出并专利技术。在我国，抗菌不锈钢虽然起步较晚，但迄今也已基本掌握其原理和制造技术、方法。当前，奥氏体抗菌不锈钢以及铁素体抗菌不锈钢生产技术已相对成熟。奥氏体抗菌不锈钢以及铁素体抗菌不锈钢均通过在不锈钢的生产过程中添加铜或银等抗菌合金元素，并对其进行抗菌处理，由此达到了抗菌的功效，且正逐渐为人们所接受。如：JPA平8
‑
104952以及JPA平9
‑
170053、CN99800249.6均提出将铜或银直接加入到不锈钢中，经过抗菌处理，最终达到持久、良好的抗菌效果；中国专利CN1498981公开的含铜铁素体抗菌不锈钢通过添加0.4～2.2重量％的铜并使其基体中均匀弥散分布着纳米级析出的抗菌相ε
‑
Cu，从而赋予了铁素体不锈钢良好的抗菌性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种30Cr13系马氏体抗菌不锈钢，在马氏体不锈钢基体中添加Nd元素，通过精确调控钢中V与Nd元素的含量以及相应的热处理，能够使Nd元素包裹在碳化钒(VC)周围，从而使材料具备优异的抗菌性能。
[0006]本专利技术的技术方案是：
[0007]一种马氏体抗菌不锈钢，所述不锈钢的化学成分按重量百分数(wt.％)计组成如下：C：0.25
‑
0.38；Si：0.8
‑
1.2；Mn：0.6
‑
1.4；S：≤0.002；P：≤0.002；Cr：12
‑
15；V：0.05
‑
0.2；Cu：1.5
‑
4.5；Nd：0.05
‑
0.25；余量为Fe，其中V与Nd的重量比为1
‑
2.5。
[0008]根据本专利技术的技术方案，V与Nd的重量比可以为1、1.2、1.3、1.44、1,5、1.556、1.58、1.6、1.7、1.8、1.888、2、2.2、2.4、2.5。当V与Nd的重量比为1
‑
2.5时，在热处理后，可以使Nd元素包裹在碳化钒的周围，从而使材料具备优异的抗菌性能。
[0009]根据本专利技术的技术方案，V与Nd的重量比为V/Nd：1.1
‑
1.8。
[0010]根据本专利技术的技术方案，所述不锈钢的化学成分按重量百分数(wt.％)计组成如下：C：0.27
‑
0.35；Si：0.87
‑
1.13；Mn：0.8
‑
1.2；S：≤0.002；P：≤0.002；Cr：12.2
‑
14.1；V：0.12
‑
0.19；Cu：2.2
‑
3.5；Nd：0.06
‑
0.16；余量为Fe。
[0011]根据本专利技术的技术方案，所述不锈钢的化学成分按重量百分数(wt.％)计组成如下：C：0.27
‑
0.35；Si：0.87
‑
1.13；Mn：0.8
‑
1.2；S：≤0.0015；P：≤0.0015；Cr：12.2
‑
14.1；V：0.12
‑
0.19；Cu：2.2
‑
3.5；Nd：0.06
‑
0.16；余量为Fe。
[0012]根据本申请的技术方案，所述不锈钢的厚度为4
‑
40mm，优选为5mm。
[0013]本专利技术提供了上述马氏体抗菌不锈钢的热处理方法，包括以下步骤：在920
‑
1020℃固溶处理0.5
‑
1h，油冷至室温，然后在400
‑
500℃回火处理3
‑
6h，空冷至室温。
[0014]本专利技术还提供了上述马氏体抗菌不锈钢的制备方法，将各化学组分在真空感应炉中熔炼，并依次经铸造、锻造、热轧、热处理、冷轧工艺加工成型，制备不锈钢。
[0015]根据本专利技术的技术方案，真空感应炉的熔炼温度为1650
‑
1750℃，熔炼时间为30
‑
60分钟。
[0016]根据本专利技术的技术方案，真空感应炉的的真空度为1*10
‑3‑
2Pa。
[0017]根据本专利技术的技术方案，铸造的浇注温度为1680
‑
1720℃，浇注后保温12
‑
24h。优选地，浇注后在沙坑中保温。
[0018]根据本专利技术的技术方案，锻造温度不高于1000℃，保温时间2
‑
5h，终锻温度不低于850℃。优选地，锻造温度为1000℃，保温时间2h，终锻温度为880℃。
[0019]根据本专利技术的技术方案，热轧温度不高于1000℃，保温时间2
‑
5h，终轧温度不低于850℃。优选地，热轧温度为1000℃，保温时间2h，终锻温度为880℃。
[0020]根据本专利技术的技术方案，冷轧温度为20
‑
200℃，时间为20
‑
60min。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022](1)本专利技术创新性地将Nd元素添加到马氏体不锈钢中，提出了V/Nd比的概念，通过调控钢中V与Nd元素的含量以及相应的热处理，使稀土Nd元素在碳化物周围富集，设计出了一种具有优良抗菌及腐蚀性能的马氏体不锈钢。
[0023](2)本专利技术通过热处理工艺，能够使Cu元素完全固溶到基体中，并且减少一次碳化物的形成，之后回火处理不仅能使处于过饱和状态的Cu元素以第二相的形式析出，还能够在基体中形成弥散均匀分布的碳化钒等碳化物，回火过程能够使稀土Nd元素优先在碳化钒周围聚集，从而赋予材料优异的抗菌性能。
具体实施方式
[0024]下文将结合具体实施例对本专利技术的组合物及其制备方法做更进一步的详细说明。应当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种马氏体抗菌不锈钢，其特征在于，所述不锈钢的化学成分按重量百分数(wt.％)计组成如下：C：0.25
‑
0.38；Si：0.8
‑
1.2；Mn：0.6
‑
1.4；S：≤0.002；P：≤0.002；Cr：12
‑
15；V：0.05
‑
0.2；Cu：1.5
‑
4.5；Nd：0.05
‑
0.25；余量为Fe，其中V与Nd的重量比为1
‑
2.5。2.根据权利要求1所述的马氏体抗菌不锈钢，其特征在于，V与Nd的重量比为V/Nd：1.1
‑
1.8。3.根据权利要求1所述的马氏体抗菌不锈钢，其特征在于，所述不锈钢的化学成分按重量百分数(wt.％)计组成如下：C：0.27
‑
0.35；Si：0.87
‑
1.13；Mn：0.8
‑
1.2；S：≤0.002；P：≤0.002；Cr：12.2
‑
14.1；V：0.12
‑
0.19；Cu：2.2
‑
3.5；Nd：0.06
‑
0.16；余量为Fe。4.根据权利要求1所述的马氏体抗菌不锈钢，其特征在于，所述不锈钢的化学成分按重量百分数(wt.％)计组成如下：C：0.27
‑
0.35；Si：0.87
‑
1.13；Mn：0.8
‑
1.2；S：≤0.0015；P：≤0.0015；Cr：12.2
‑
14.1；V：0.12
‑
0.19；Cu：2.2
‑
3.5；...

【专利技术属性】
技术研发人员：敬和民，郝文俊，黄郦，张琦，钟嘉良，钟敏，杨柯，
申请(专利权)人：广东金辉刀剪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：