[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

说明书

【技术领域】

本发明涉及钢铁领域，尤其涉及一种高锰高氮低镍无磁不锈钢的制造方法及其产物。

【背景技术】

奥氏体不锈钢是铬、镍等元素在γ-Fe中形成的间隙固溶体，为了使铬镍钢保持完全奥氏体组织，钢中的镍含量应不少于下列经验公式的数值：

Ni(％)＝1.1(Cr+Mo+1.5Si+1.5Nb)-0.5Mn-30C-8.2

奥氏体不锈钢的主要特点是：在室温下具有无磁性，钢的屈强比低，塑性好，焊接性能良好，易于冶炼及铸锻热成型；其成分特点是含有较高的铬(≥17％)，镍(8％～25％)及其它提高耐蚀性的元素(如钼、铜、硅、铌、钛等)。因此，奥氏体不锈钢不但有良好的耐蚀性，而且还有良好的力学性能和工艺性能，从而获得了广泛的应用。

然而，这类不锈钢尽管在室温下具有无磁性，但在进行深冲等机械加工后，会产生明显的磁性，该类材料在各种交通工具的安检中以及超市等场合的安检中面临磁检无法通过的问题。目前，消除上述机械磁的唯一方法是对金属件进行二次退火处理，然而，这种处理不仅增加了工序提高了成本，而且还会由于高温造成材料的不可逆变色，不能满足服装和箱包类对金属配件或附件的要求。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种高锰高氮低镍无磁不锈钢的制造方法，增氮效率高、对设备的损耗低。

本发明的另一目的在于提供上述高锰高氮低镍无磁不锈钢的制造方法的产物，经过深冲加工后仍然无磁，无需进行退火消磁。

本发明的技术方案之一是：

一种上述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)得到的钢锭进行固溶处理；具体固溶处理过程为加热至1050～1150℃水淬；

(8)将步骤(7)得到的钢锭进行稳定化处理；具体稳定化处理过程为加热至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，再进行去应力处理；具体去应力处理为加热板材至650～700℃，保温30min，随炉冷却至室温。

进一步的，上述氮化铬铁的Cr含量为65％～76％，N含量为5～15％，余量为Fe。

进一步的，上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。

进一步的，上述氮化锰铁的Mn含量为75％～85.5％，N含量为5～15％，余量为Fe。