[发明专利]一种高锰高氮低镍无磁不锈钢的制造方法及其产物

权利要求书

1.一种高锰高氮低镍无磁不锈钢的制造方法，其特征在于，所述不锈钢为单相奥氏体不锈钢，其化学成分及质量百分比为：0<C≤0.1％，S≤0.01％，P≤0.015％，0<Si≤1.0％，16％≤Mn≤18％，0<Ni≤2％，10％≤Cr≤14％，1％≤N≤2％，0.3％≤Cu≤1％，0.3％≤Mo≤5％，0.3％≤Nb≤1％，余量为Fe；

该方法包括以下步骤：

(1)将原料放入电炉中加热熔化，待原料全部熔化后，调节熔池温度，使熔池温度控制在1550℃，然后向熔池中加入脱碳剂、脱硫剂、脱氧剂，对熔池中的铁水进行脱碳、脱硫、脱氧；

(2)脱碳、脱硫、脱氧工序完成后，升温熔池温度至1600℃，保持5min，加入金属镍，使镍含量达到预定要求，调节温度至1610℃，保持5min；

(3)步骤(2)完成后，调节熔池温度至1550℃，加入钼铁、铌铁和金属铜，使钼、铌、铜含量达到预定要求，调节温度至1600℃，保持5min；

(4)步骤(3)完成后，加入脱氧剂进行二次脱氧，通入氮气的流量为1500～2000Nm³/h，调节熔池温度至1610～1620℃，加入氮化铬铁，使铬含量达到预定要求，保持5min；

(5)在步骤(4)完成后，调节熔池温度至1150～1250℃，通入氮气的流量为1300～1700Nm³/h，加入氮化锰铁，使锰含量达到预定要求，保持5min；

(6)在步骤(5)完成后，将钢水倒出进行蜡模浇铸形成钢锭；

(7)将步骤(6)得到的钢锭加热至1050～1150℃水淬；

(8)将步骤(7)得到的钢锭加热至850～880℃，保持30min，空冷；

(9)将步骤(8)得到的钢锭进行机械加工形成板材，加热板材至650～700℃，保温30min，随炉冷却至室温。

2.根据权利要求1所述的高锰高氮低镍无磁不锈钢的制造方法，其特征在于，所述氮化铬铁的Cr含量为65％～76％，N含量为5～15％，余量为Fe。

3.根据权利要求1或2所述的高锰高氮低镍无磁不锈钢的制造方法，其特征在于，所述氮化铬铁的制备方法如下：在氮气手套箱中，将100目～200目的金属铬粉和金属铁粉按照3:1～4:1的质量比装入不锈钢球磨罐中，加入不锈钢球，金属粉与不锈钢球的质量比为1：(7～9)，总的装料量为球磨罐体积的1/3～1/2；将密封好的装好料的球磨罐置于高能球磨机中，以400～500r/min的转速研磨120～168小时；在氮气手套箱中，将研磨好的粉料倒出，压制成密度为6～7kg/m³的块体；将该块体在780～820℃、氮气中退火2h，形成氮化铬铁。

4.根据权利要求1所述的高锰高氮低镍无磁不锈钢的制造方法，其特征在于，所述氮化锰铁的Mn含量为75％～85.5％，N含量为5～15％，余量为Fe。

5.根据权利要求1或4所述的高锰高氮低镍无磁不锈钢的制造方法，其特征在于，所述氮化锰铁的制备方法如下：在氮气手套箱中，将100目～200目的金属锰粉和金属铁粉按照8:1～9:1的质量比装入不锈钢球磨罐中，加入不锈钢球，金属粉与不锈钢球的质量比为1：(7～9)，总的装料量为球磨罐体积的1/3～1/2；将密封好的装好料的球磨罐置于高能球磨机中，以400～500r/min的转速研磨120～168小时；在氮气手套箱中，将研磨好的粉料倒出，压制成密度为6～7kg/m³的块体；将该块体在780～820℃、氮气中退火2h，形成氮化锰铁。

6.一种如权利要求1所述的高锰高氮低镍无磁不锈钢的制造方法的产物，其特征在于，所述产物为单相奥氏体不锈钢，其化学成分及质量百分比为：0.01％≤C≤0.03％，S≤0.008％，P≤0.015％，0<Si≤0.5％，16％≤Mn≤18％，0<Ni≤1％，11％≤Cr≤13％，1％≤N≤2％，0.5％≤Cu≤1％，0.5％≤Mo≤2％，0.5％≤Nb≤1％，余量为Fe。

7.根据权利要求6所述的高锰高氮低镍无磁不锈钢的制造方法的产物，其特征在于，所述不锈钢经过机械加工后的磁导率≤1.0×10^-6H/m。