[发明专利]一种含锡铁素体不锈钢合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含锡铁素体不锈钢合金材料及其制备方法，属钢铁合金材料技术领域。

背景技术

铁素体不锈钢根据铬含量一般分为低铬（Cr11-15%）、中铬（16-20%）和高铬（21-30%）三类，它由于不含镍或仅含少量镍，是一种节镍型不锈钢。但由于它的室温和低温韧性差，缺口敏感性高和晶间腐蚀敏感，且这些缺点随其截面尺寸的增加、冷却速度的变慢和焊接热影响而更加明显。为了改善上述缺点，人们通过降低碳和氮，向超低碳氮和超纯铁素体不锈钢方向发展，但超低碳氮和超纯铁素体不锈钢在成型过程中应变量较大时会产生一种表面缺陷—起皱。为了进一步降低成本、提高耐蚀性和改善加工成型性，科研人员通过努力，发明了系列含少量锡而性能优异的铁素体不锈钢。本发明的含锡铁素体不锈钢，可以作为结构材料，广泛应用于一般工业机械领域，制作结构件；同时也可作抗菌功能材料，广泛应用于食用器皿、厨房用具、家电产品等领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高强韧高耐蚀的含锡铁素体不锈钢合金材料。

本发明的高强韧高耐蚀的含锡铁素体不锈钢，其特征在于具有如下的成分及质量百分比：C≤ 0.04、Si≤1.0、Mn≤1.0、P≤0.02、S≤0.02、N≤0.04、Cr：14.0～30.0，Sn：0.05~1.0，余量为Fe和不可避免的杂质，锡的含量随Cr含量而变化，最大含量必须小于Cr含量×3.4%。此外，根据性能需要，以质量百分比计，该合金材料还含有Nb、Ti、V中的至少一种，其含量为0.05~0.5%的Nb，0.05~0.5%的Ti，0.05~0.5%的V；以及还含有Cu、Zn、Ag中的至少一种，其含量为0.5~2.5%的Cu，0.04~0.08%的Ag，0.05~0.5的Zn。

本发明高强韧高耐蚀的含锡铁素体不锈钢合金材料的制备方法，其特征在于：采用常规的熔炼方法，在冶炼过程中加入Fe60Sn40（其中Sn含量为40wt%）中间合金，经综合配料熔制后，浇注成型，最终制得含锡铁素体不锈钢合金材料。该含锡铁素体不锈钢具有优良的力学、抗菌、耐蚀和加工性能，可加工成各种形状的产品，应用于一般工业机械领域，以及需要抗菌的食用器皿、厨房用具、家电产品等领域。

与传统铁素体和超纯铁素体相比，本发明的含锡铁素体不仅成本低，而且加工成型过程中不起皱，并耐蚀性有显著的提高。

本发明的机理如下所述：

少量Sn的加入，固溶于基体材料中，除起固溶强化作用外，与铬一起在表面形成Cr₂O₃和SnO₂，显著改善该系列铁素体不锈钢的耐蚀性和加工成型性。

具体实施方式

现将本发明的具体实施例叙述于后。

实施例1

本实施例中，采用含锡铁素体不锈钢的成分及质量百分比如下：

Cr                         17.9%

C                                0.03%

Sn              0.4%

Si              0.7%

N               0.01%

Ti              0.08%

S               0.005％

P              0.015％

Mn              0.8%

Fe                             余量

采用传统常规的熔炼工艺方法，在冶炼过程中加入Fe60Sn40（wt%）中间合金，经综合配料熔制后，浇注成型，最终制得含锡铁素体不锈钢合金材料。铸态经热锻，退火处理，其室温拉伸断裂强度大于400MPa，屈服强度大于300MPa，断裂延伸率大于25％和断面收缩率大于50%。

实施例2

本实施例中，采用含锡铁素体不锈钢的成分及质量百分比如下：

Cr                         24.7%

C                                0.03%

Sn              0.7%

Si              0.8％

Nb              0.07%

N               0.02%

S               0.005％