[发明专利]一种海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法

说明书

本发明提供了一种海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法，属于金属材料领域，采用等离子旋转电极雾化渗氮‑粉末注射成形工艺近净成形制备出具有优良的力学性能、耐腐蚀性能的复杂形状海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢。制备出的海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢N含量≥0.5％、C含量≤0.03％，抗拉强度R_m≥950MPa，屈服强度Rp_0.2≥770MPa，伸长率A≥15％，断面收缩率Z≥25％，洛氏硬度≤36HRC，室温冲击吸收功≥90J，临界点蚀温度CPT≥80℃。

技术领域

本发明属于金属材料领域，发明一种海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法。

背景技术

反渗透海水淡化高压管路的分支和连接点要承受6～8MPa的压力，很容易发生缝隙腐蚀，目前所采用的不锈钢材料很难满足要求，此外，目前在制备该类连接件时通常采用焊接的方法，也进一步加剧了连接件的缝隙腐蚀程度。因此需要在该部位采用耐腐蚀、同时具有优异力学性能的不锈钢材料，同时改进制备方法，以降低管路接头发生缝隙腐蚀的倾向。

高氮双相钢通过在不锈钢中添加0.3～0.6％的氮来进一步提高其耐腐蚀性能和力学性能。现有技术中，制备高氮不锈钢的方法主要有氮气加压熔炼法、反压铸造法、粉末冶金法。氮气加压熔炼法存在设备复杂、高压危险、工艺控制困难、组织均匀性差、生产成本高等缺点；反压铸造法在凝固时所需的气体压力太大，所能制造的钢锭吨位有限；粉末注射成形可用于近终成形制备铸锻方法难以制造的海水淡化管道用复杂形状金属连接件，但是制备粉末冶金高氮双相不锈钢首先要获得高氮不锈钢粉末，目前，高氮不锈钢粉末的制备方法主要有机械合金化法、氮气雾化法，都存在着粉末中氮含量不易控制、氧含量和杂质含量高的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢材料及近净成形方法，通过增加高氮双相不锈钢中的氮含量，降低氧含量，提高高氮双相不锈钢的力学性能和耐腐蚀性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢近净成形方法，包括以下步骤：

(1)按照元素质量百分比26～33％Cr，3～5％Mo，5.5～9.5％Ni，0.5～1.5％Cu，0～1.0％Co，C≤0.03％，Mn≤1.5％，P≤0.035％，S≤0.01％，Si≤0.5％，O≤0.006％，余量的Fe进行配料，依次经熔炼和锻造，得到不锈钢电极棒；

(2)将所述步骤(1)得到的不锈钢电极棒进行等离子旋转电极雾化渗氮制粉，得到高氮双相不锈钢粉末；

(3)将所述步骤(2)得到的高氮双相不锈钢粉末与粘结剂混炼，得到混炼物料；

(4)将所述步骤(3)得到的混炼物料造粒后注射成形，得到成形试样；

(5)将所述步骤(4)得到的成形试样脱脂，得到脱脂坯体；

(6)将所述步骤(5)得到的脱脂坯体进行烧结渗氮，得到烧结试样；

(7)将所述步骤(6)得到的烧结试样进行固溶，得到海水淡化管道连接件用高氮双相不锈钢。

优选地，所述步骤(2)中，等离子旋转电极雾化渗氮制粉的条件包括：真空度为1×10^-3～10×10^-3Pa，氮气压力为0.1×10⁵～3×10⁵Pa，氧的质量百分数小于0.01％。

优选地，所述等离子旋转电极雾化渗氮制粉的等离子弧功率为100～400kW。

优选地，所述等离子旋转电极雾化渗氮制粉时，不锈钢电极棒的转速为18000～30000转/分，所述不锈钢电极棒的进给量为1～10毫米/秒。