【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于不锈钢领域，具体涉及一种耐磨不锈钢及其制备方法与制件。
技术介绍
1、控制棒驱动机构是压水堆核电站控制系统的核心部件之一，用于在垂直方向上定位控制棒组件，通过改变或保持控制棒组件垂直方向上的高度来实现反应堆的启停控制以及在反应堆运行过程中调节功率水平或在事故工况下紧急停堆。控制棒驱动机构设置在反应堆压力容器内部，服役环境具有高温、高压、高辐照的特点，并需要长期承受冷却剂的冲刷。在一些新型反应堆方案中控制棒驱动机构采用由螺母与丝杠组成的螺旋传动部件来实现控制棒组件的插拔动作。在驱动控制棒组件上提时，驱动电机驱动螺旋传动部件的螺母旋转，将螺旋传动部件的丝杠提升；当驱动控制棒组件下插时，驱动电机驱动螺旋传动部件的螺母旋转，将螺旋传动部件的丝杠下降。螺旋传动部件需要具备良好的高温力学性能与高温耐腐蚀性能，同时在长期服役条件下需要保持良好的控制精度与可靠性，制造常规丝杠的各类工具钢或轴承钢无法满足反应堆控制棒驱动机构的设计需求，而各类镍基合金则存在成本高、机械加工困难的问题。因此，提供一种适用于反应堆螺旋传动部件的耐磨不锈钢对于提高反应堆控制系统的安全性与可靠性具有积极意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种耐磨不锈钢，在软态下具有良好的机加工性能，在硬态下具有高强度。本专利技术还体用一种耐磨不锈钢的制造方法以及一种耐磨不锈钢制件。
2、根据本专利技术一个方面的实施例，提供一种耐磨不锈钢，该耐磨不锈钢按重量比计包括14.5%-16.0%的cr，2.5
3、cr与mo能够促进不锈钢基在腐蚀性介质中的钝化，提高不锈钢的耐腐蚀性能，mo还能够有效提高不锈钢耐点蚀的性能；w和v能够提高不锈钢的耐磨性能和耐高温性能；si有较强的固溶强化作用，有助于提高不锈钢的硬度与强度，si还能够进一步在材料表面形成氧化层从而改善材料的耐腐蚀性能；mn能够提高材料的硬度与强度，同时起到脱硫与脱氧的作用，改善材料的热加工性能；ce能够细化晶粒、提高晶界密度，提高合金强度的同时促进cr、si等元素在腐蚀环境中沿晶界向外扩散以形成保护膜；c能够提高不锈钢基体的硬度与耐磨性能。
4、进一步地，在部分实施例中，按重量比计，所述耐磨不锈钢组织中含有0<n≤0.5%，cu≤0.5%，ni≤0.5%，ti≤0.01%，s≤0.02%。n与ni能够在一定程度上提高不锈钢的硬度与耐腐蚀性能，但含量过高会提高材料脆性倾向。
5、进一步地，在部分实施例中，所述耐磨不锈钢退火态组织包括珠光体与渗碳体，室温硬度≤230hb；所述耐磨不锈钢经过淬火、深冷和回火处理得到的硬态组织包括回火马氏体、碳化物和残余奥氏体，室温硬度≥52hrc，屈服强度≥1300mpa，抗拉强度≥1800mpa。
6、进一步地，在部分实施例中，所述耐磨不锈钢组织中非金属夹杂物≤d类细系1.5级，平均晶粒度为5.0级或更细。
7、根据本专利技术另一个方面的实施例，提供一种耐磨不锈钢的制造方法，包括以下步骤：提供合金铸锭，所述合金铸锭的成分按重量比计包括：14.5%-16.0%的cr，2.5%-3.8%的mo，1.2%-1.8%的w，0.6%-0.8%的v，0.1%-0.3%的si，1.0%-1.2%的mn，0.02%-0.08%的ce，0.4%-0.6%的c，余量为fe及不可避免的杂质；对所述合金铸锭进行电渣重熔，得到电渣锭；对所述电渣锭进行锻造和热轧，得到合金轧材。对合金铸锭进行电渣重熔能够有效控制其中的s、p、h等有害元素含量，调控非金属夹杂物的形态，改善表面质量。通过锻造与热轧能够调节合金组织，改善不锈钢的综合性能。
8、进一步地，在部分实施例中，所述合金铸锭中，0<n≤0.5%，cu≤0.5%，ni≤0.5%，ti≤0.01%，s≤0.02%。
9、进一步地，在部分实施例中，所述合金铸锭采用以下方法制造：采用加压真空感应冶炼，首先在1540℃-1670℃、不超过20pa的真空度下投入底料cr、w、mo并按0.6-0.8min/kg的时间冶炼；接下来在1520℃-1650℃、不超过10pa的真空度下依次投入v、si、mn并按0.6-0.8min/kg的时间冶炼；在1500℃-1600℃下投入纯c、fecrn、fe-ce中间合金，搅拌并按0.4-0.6min/kg的时间冶炼，在合金熔化完全后控制真空度不超过3.0pa，在氮气保护下静置调温至1480℃-1550℃浇铸。
10、进一步地，在部分实施例中，对所述合金铸锭进行电渣重熔过程中，渣系组分包括caf2、al2o3、cao和mgo，以纯铁或与所述合金铸锭相同的材料作为底板，电渣重熔冶炼温度为1675℃-1720℃，重熔速度为0.5-2.0kg/min，保护气氛为2mpa-10mpa的氮气。
11、进一步地，在部分实施例中，对所述电渣锭进行锻造过程中，在锻造前在1075℃-1150℃下保温40min-150min，开锻温度为1080℃-1150℃，终锻温度为830℃-950℃；锻造后在500℃-800℃下保温120min-240min退火得到合金锻材；对所述合金锻材热轧前在1150℃-1200℃下保温40min-120min，开轧温度为1150℃-1200℃，终轧温度为850℃-950℃，得到合金轧材。
12、进一步地，在部分实施例中，该耐磨不锈钢的制造方法还包括对所述合金轧材进行退火处理的步骤，退火处理保温温度为500℃-800℃，保温时间120min-240min，冷却方式为随炉冷却，得到退火态合金。
13、进一步地，在部分实施例中，该耐磨不锈钢的制造方法还包括以下步骤：对所述退火态合金或所述退火态合金的机械加工制件进行淬火处理，所述淬火处理的保温温度为900℃-1150℃，保温时间内60min-180min，水冷；水冷后在-190℃以下进行120min-480min的深冷处理；在深冷处理后进行回火处理，所述回火处理的保温温度为435℃-525℃，保温时间2h-4h，得到马氏体硬态合金。
14、根据本专利技术又一个方面的实施例，提供一种耐磨不锈钢制件，该耐磨不锈钢制件采用前述任一实施例中所提供的耐磨不锈钢的制造方法所制备的耐磨不锈钢制造。
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1.一种耐磨不锈钢，其特征在于，按重量比计所述耐磨不锈钢的成分包括14.5%-16.0%的Cr，2.5%-3.8%的Mo，1.2%-1.8%的W，0.6%-0.8%的V，0.1%-0.3%的Si，1.0%-1.2%的Mn，0.02%-0.08%的Ce，0.4%-0.6%的C，余量为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的耐磨不锈钢，其特征在于，按重量比计，所述耐磨不锈钢组织中包括：0<N≤0.5%，Cu≤0.5%，Ni≤0.5%，Ti≤0.01%，S≤0.02%。
3.根据权利要求1或2所述的耐磨不锈钢，其特征在于，所述耐磨不锈钢退火态组织包括珠光体与渗碳体，室温硬度≤230HB；所述耐磨不锈钢经过淬火、深冷和回火处理得到的硬态组织包括回火马氏体、碳化物和残余奥氏体，室温硬度≥52HRC，屈服强度≥1300MPa，抗拉强度≥1800MPa。
4.根据权利要求3所述的耐磨不锈钢，其特征在于，所述耐磨不锈钢组织中非金属夹杂物≤D类细系1.5级，平均晶粒度为5.0级或更细。
5.一种耐磨不锈钢的制造方法，其特征在于，包括以下
6.根据权利要求5所述的耐磨不锈钢的制造方法，其特征在于，所述合金铸锭中包括N≤0.5%，Cu≤0.5%，Ni≤0.5%，Ti≤0.01%，S≤0.02%。
7.根据权利要求5或6所述的耐磨不锈钢的制造方法，其特征在于，
8.根据权利要求5或6所述的耐磨不锈钢的制造方法，其特征在于，对所述合金铸锭进行电渣重熔过程中，渣系组分包括CaF2、Al2O3、CaO和MgO，以纯铁或与所述合金铸锭相同的材料作为底板，电渣重熔冶炼温度为1675℃-1720℃，重熔速度为0.5-2.0kg/min，保护气氛为2MPa-10MPa的氮气。
9.根据权利要求5或6所述的耐磨不锈钢的制造方法，其特征在于，
10.根据权利要求5或6所述的耐磨不锈钢的制造方法，其特征在于，还包括对所述合金轧材进行退火处理的步骤，退火处理保温温度为500℃-800℃，保温时间120min-240min，冷却方式为随炉冷却，得到退火态合金。
11.根据权利要求10所述的耐磨不锈钢的制造方法，其特征在于，还包括以下步骤：对所述退火态合金或所述退火态合金的机械加工制件进行淬火处理，所述淬火处理的保温温度为900℃-1150℃，保温时间内60min-180min，水冷；水冷后在-190℃以下进行120min-480min的深冷处理；在深冷处理后进行回火处理，所述回火处理的保温温度为435℃-525℃，保温时间2h-4h，得到马氏体硬态合金。
12.一种耐磨不锈钢制件，其特征在于，所述耐磨不锈钢制件采用如权利要求5至11中任一所述的耐磨不锈钢的制造方法所制备的耐磨不锈钢制造。
...【技术特征摘要】
1.一种耐磨不锈钢，其特征在于，按重量比计所述耐磨不锈钢的成分包括14.5%-16.0%的cr，2.5%-3.8%的mo，1.2%-1.8%的w，0.6%-0.8%的v，0.1%-0.3%的si，1.0%-1.2%的mn，0.02%-0.08%的ce，0.4%-0.6%的c，余量为fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的耐磨不锈钢，其特征在于，按重量比计，所述耐磨不锈钢组织中包括：0<n≤0.5%，cu≤0.5%，ni≤0.5%，ti≤0.01%，s≤0.02%。
3.根据权利要求1或2所述的耐磨不锈钢，其特征在于，所述耐磨不锈钢退火态组织包括珠光体与渗碳体，室温硬度≤230hb；所述耐磨不锈钢经过淬火、深冷和回火处理得到的硬态组织包括回火马氏体、碳化物和残余奥氏体，室温硬度≥52hrc，屈服强度≥1300mpa，抗拉强度≥1800mpa。
4.根据权利要求3所述的耐磨不锈钢，其特征在于，所述耐磨不锈钢组织中非金属夹杂物≤d类细系1.5级，平均晶粒度为5.0级或更细。
5.一种耐磨不锈钢的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的耐磨不锈钢的制造方法，其特征在于，所述合金铸锭中包括n≤0.5%，cu≤0.5%，ni≤0.5%，ti≤0.01%，s≤0.02%。
7.根据权利要求5或6所述的耐磨...
【专利技术属性】
技术研发人员：王煦嘉，李玲，傅弘伦，何曲波，仇伟夷，刘海定，江慧丰，沈朝，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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