一种耐磨不锈钢及其制备工艺制造技术

本申请涉及不锈钢领域，尤其是涉及一种耐磨不锈钢及其制备工艺。一种耐磨不锈钢，耐磨不锈钢按质量百分比包括以下物质：C为0.08%以下；Si为1%以下；Mn为1

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨不锈钢及其制备工艺


[0001]本申请涉及不锈钢领域，尤其是涉及一种耐磨不锈钢及其制备工艺。

技术介绍

[0002]双相不锈钢指具有铁素体与奥氏体两种基体，一般较少相的含量最少也需要达到30％的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18％
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28％，Ni含量在3％
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10％。有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。
[0003]由于两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点，它将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起。
[0004]但现有的不锈钢，通常比较重视耐腐蚀性能，为了保持其耐腐蚀性能处于较高值，通常会增加耐腐蚀的元素，从而导致不锈钢的耐磨性能会有所降低，当不锈钢在恶劣工况中使用时，不锈钢仅能耐住恶劣工况带来的腐蚀，而不能耐住恶劣工况对不锈钢的磨损，导致不锈钢损坏。

技术实现思路

[0005]为了提高不锈钢的耐磨强度，本申请提供一种耐磨不锈钢及其制备工艺。
[0006]第一方面，本申请提供一种耐磨不锈钢，采用如下的技术方案：一种耐磨不锈钢，耐磨不锈钢按质量百分比包括以下物质：C含量为0.08％以下；Si含量为1.0％以下；Mn含量为1.0％
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3.0％；P含量为0.035％以下；S含量为0.030％以下；Cu含量为1.5％
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2.8％；Cr含量为23.0％
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27.0％；Mo含量为2.0％
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4.0％；Ni含量为4.0％
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9.0％；余量为Fe和不可避免的杂质；显微组织为铁素体和奥氏体为基体，经热处理后还含有析出硬化相。
[0007]通过采用上述技术方案，Cr、Mo、Ni是不锈钢中影响耐腐蚀性能的关键元素，三种元素的含量不同时，对于双相不锈钢的耐腐蚀性能和耐磨性能均有不同的影响，当Cr和Mo
元素的含量提高时，铁素体和奥氏体的耐腐蚀性能会逐渐提高，而Ni元素含量提高时，铁素体的耐腐蚀性能会逐渐提高，奥氏体的耐腐蚀性能会逐渐降低，所以Ni含量需要找到一个最佳点，使得铁素体和奥氏体的耐腐蚀性能较为平衡；在不降低腐蚀性能的情况下大大增强耐磨蚀能力，解决了既要耐腐又需高耐磨的恶劣工况中材料使用问题；C也是决定材料耐腐蚀性能的主要因素，C含量越高，材料的耐腐蚀性能越差，C含量越低，材料的成本就会高，因此取了性价比比较高的含量，不大于0.08％；Si加入，可以提高钢水浇铸的脱氧性能，但过高的Si含量，会影响材料的塑性以及耐腐蚀性能；P、S在不锈钢里面属于有害元素，对材料的塑性以及耐耐腐蚀性能都有明显的影响，为成本考虑把它们分别要求.不大于0.035％和0.030％。
[0008]优选的，所述耐磨不锈钢还包括RE，RE含量为0.10％以下。
[0009]通过采用上述技术方案，RE主要的功能是增加奥氏体量，细化晶粒，提高不锈钢的综合力学性能，尤其是提高热处理后不锈钢的硬度，以及不锈钢硬度提高后的材料塑性。
[0010]优选的，所述铁素体的含量为50％
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70％，所述奥氏体的含量为30％
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50％，经热处理后析出硬化相的含量为5％
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10％。
[0011]通过采用上述技术方案，铁素体能够对S、P、Si元素进行溶解，防止元素的偏析和形成低熔点共晶，从而阻止凝固裂纹产生，铁素体的存在也可以打乱单一奥氏体组织的方向性，从而避免贫Cr层贯穿于晶粒之间构成腐蚀介质的集中通道；δ相铁素体富Cr，碳化铬可优先在δ相边缘沉淀，不会在奥氏体晶粒表面形成贫铬层，从而也有利于提高焊缝的抗晶间腐蚀性能；但是当铁素体的含量过多时，材料的强度、延展性等力学性能会降低，使得材料更脆且韧性较差，容易产生裂纹，且过多的铁素体会影响奥氏体的抗腐蚀性能，使得材料的抗腐蚀性能下降，本申请通过对各元素含量的控制，从而控制铁素体与奥氏体的含量，较好地平衡了铁素体和奥氏体之间的相比例，使不锈钢具有更佳的耐腐蚀性及更高的强度。
[0012]优选的，所述Cr含量为24.0％
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26.0％。
[0013]通过采用上述技术方案，Cr是形成主要的铁素体基体元素，为确保材料的铁素体基体不小于50％以及耐腐蚀性能的要求，因此进一步限定Cr的含量，把Cr的含量定于不小于24％，又因为如果Cr的含量超过27％，则铁素体基体会大于70％，所以为了保证铁素体基体小于70％，因此把Cr的含量进一步限定于不大于26％。
[0014]优选的，所述Mo含量为2.5％
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3.5％。
[0015]通过采用上述技术方案，Mo是形成铁素体基体次要元素，而加入Mo可以明显提高材料的耐腐蚀性能，尤其能提高在含有氯离子的酸性介质中腐蚀性能，为了考虑材料的性价比，因此把Mo含量控制在2.5％
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3.5％。
[0016]优选的，所述Ni含量为5.0％
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8.0％。
[0017]通过采用上述技术方案，Ni是形成主要的奥素体基体元素，提高耐酸的腐蚀性能，且提高材料的塑性，从而提高材料的硬度，并且为确保奥素体基体在30％
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50％之间，把Ni含量控制在5.0％
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8.0％。
[0018]优选的，所述Mn含量为1.5％
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2.5％。
[0019]通过采用上述技术方案，Mn是形成奥素体基体元素次要元素，加入1.5％
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2.5％的Mn与Ni配合形成奥素体基体，提高材料的性价比。
[0020]优选的，所述Cu含量为1.8％
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2.5％。
[0021]通过采用上述技术方案，Cu提高不锈钢对酸的耐腐蚀性，尤其是耐硫酸的腐蚀，当Cu含量小于1.5％时，耐酸的腐蚀性能有明显的下降，而大于2.8％时，材料经过热处理后的塑性会明显变差，导致不锈钢的硬度降低，复杂的零件易开裂，因此综合考虑把Cu范围定在1.8％
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2.5％，使得不锈钢的耐腐蚀性和硬度均较好。
[0022]第二方面，本申请提供一种耐磨不锈钢的制备工艺，采用如下的技术方案：一种耐磨不锈钢的制备工艺，包括以下步骤：步骤1：工件浇铸成型，将Fe高温融化成铁水，然后将计量准确的C、Si、Mn、P、S、Cu、Cr、Mo、Ni和RE各元素加入至融化的铁水中，混合均匀后浇铸至模具中，冷却成型后制得工件；步骤2：工件热处理，将箱式电炉预热，温度不高于200℃，然后将工件放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐磨不锈钢，其特征在于：耐磨不锈钢按质量百分比包括以下物质：C含量为0.08%以下；Si含量为1.0%以下；Mn含量为1.0%
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3.0%；P含量为0.035%以下；S含量为0.030%以下；Cu含量为1.5%
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2.8%；Cr含量为23.0%
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27.0%；Mo含量为2.0%
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4.0%；Ni含量为4.0%
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9.0%；余量为Fe和不可避免的杂质；显微组织为铁素体和奥氏体为基体，经热处理后还含有析出硬化相。2.根据权利要求1所述的一种耐磨不锈钢，其特征在于：所述耐磨不锈钢还包括RE，RE含量为0.10%以下。3.根据权利要求1所述的一种耐磨不锈钢，其特征在于：所述铁素体的含量为50%
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70%，所述奥氏体的含量为30%
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50%，经热处理后析出硬化相的含量为5%
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10%。4.根据权利要求1所述的一种耐磨不锈钢，其特征在于：所述Cr含量为24.0%
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26.0%。5.根据权利要求1所述的一种耐磨不锈钢，其特征在于：所述Mo含量为2.5%

【专利技术属性】
技术研发人员：陈潜，
申请(专利权)人：杭州碱泵有限公司，
类型：发明
国别省市：