[发明专利]一种超高强度铁素体时效不锈钢

说明书

技术领域

本发明属于不锈钢技术领域，涉及到一种超高强度且综合性能良好的Fe-Cr-Ni-Mo-Cu-Ti-Nb系铁素体时效不锈钢，可作为强度要求σ_0.2≥1000MPa的高强度结构材料，用于高氯海水腐蚀环境中。 

背景技术

不锈钢通常都是向Fe基体中加入Cr、Ni、Mo、Cu、Nb、Ti、Al等合金化元素来改善合金的耐蚀性能及综合性能，从而扩大不锈钢材料的服役范围。根据组织类型不锈钢一般可分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢、马氏体不锈钢。这四类不锈钢各具优点，其中铁素体不锈钢最大优势在于不含或个别牌号仅含少量镍，成本与价格均较低，且有优异的耐氯离子苛刻腐蚀及耐应力腐蚀的能力，广泛应用于厨房设备、家用电器、建筑装饰、汽车、环保、市政建设等等与人们生活密切相关的各个领域。其缺点主要有以下几个方面：存在475℃脆性、σ相脆性、高温脆性三个脆性区，且强度低、塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低及缺口敏感性较高等，因而极大地限制了它的应用范围。铁素体不锈钢在生产和使用时一般要避开脆性区，选择合适的热处理温度及轧制温度显得尤为重要。同时，降低铁素体不锈钢的碳、氮含量可以使其韧性得到极大改善，在此基础上发展了炉外精炼技术(如AOD或VOD)。 

鉴于陆地资源日益枯竭，海洋将成为人类矿产、能源和食物资源的主要供应基地。在现有四种类型的不锈钢中，只有铁素体不锈钢能够满足在海水中出 现的各种耐腐蚀，特别是孔蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂等要求。然而铁素体不锈钢的强度(屈服强度σ_0.2一般小于300MPa)还不能达到海洋用不锈钢的高强度指标，因此开发铁素体时效不锈钢具有重要意义。通过在铁素体基体上时效析出Ni₃M(M＝Mo、Ti等)金属间化合物来实现不锈钢的强化，如目前已有的铁素体时效不锈钢00Cr27Ni8Mo3Ti、00Cr26Ni6Mo4Cu1Ti，其屈服强度σ_0.2分别可达650、880MPa。但就目前形势发展而言，仍需开发具有更高强度、高韧和高耐海水腐蚀的铁素体时效不锈钢。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有铁素体不锈钢强度低，应用范围窄，可焊性差等方面不足，提供一种σ_0.2＞1000MPa的超高强度铁素体时效不锈钢，该钢成本低廉，具有优异的综合力学性能(σ_0.2≥1000MPa，σ_b≥1200MPa，δ₅≥12％，ψ≥42％)和高氯海水环境中耐腐蚀性能。 

本发明采用的技术方案：一种超高强度铁素体时效不锈钢，其特征在于：它包括Fe、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti、Nb、Al、V元素，其合金成分的质量百分比为(wt.％)，Cr：25.5-27.5，Ni：5.0-7.0，Mo：4.0-5.8，Cu：0.5-1.8，Ti：0.3-1.0，Nb：0.3-0.7，Al：0-0.3，V：0-0.3，Fe：余量。