[发明专利]一种18%Cr马氏体不锈钢

说明书

为了改善不锈钢材料的硬度、耐磨性，设计了一种18%Cr马氏体不锈钢。采用羰基Fe粉、Cr₃C₂、VC、Mo₂C为原料，所制得的18%Cr马氏体不锈钢，其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。其中，碳化物分布于晶界处及弥散分布于基体中。随回火温度升高，基体中碳及合金元素含量都较高，硬度明显提高，基体中的碳化物数量以及固溶碳含量都逐步增加，不锈钢的抗弯强度得到明显的提升。本发明能够为制备高性能的马氏体不锈钢提供一种新的生产工艺。

所属技术领域

本发明涉及一种不锈钢材料，尤其涉及一种18%Cr马氏体不锈钢。

背景技术

马氏体不锈钢是能够通过热处理调整其力学性能的不锈钢，通俗地说，是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为Cr13型，如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。淬火后硬度较高，不同回火温度具有不同强韧性组合，主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。根据化学成分的差异，马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。根据组织和强化机理的不同，还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。

铬是银白色有光泽的金属，纯铬有延展性，含杂质的铬硬而脆。密度7.20g/cm3。可溶于强碱溶液。铬具有很高的耐腐蚀性，在空气中，即便是在赤热的状态下，氧化也很慢。不溶于水。镀在金属上可起保护作用。

发明内容

本发明的目的是为了改善不锈钢材料的硬度、耐磨性，设计了一种18%Cr马氏体不锈钢。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

18%Cr马氏体不锈钢的制备原料包括：羰基Fe粉，Cr₃C₂，VC，Mo₂C。

18%Cr马氏体不锈钢的制备步骤为：将原始粉末按实验设计方案称重、配料，配好后倒入球磨机中进行湿磨，球磨介质为直径8mm的硬质合金球，球料比为7:1，球磨时间为32h。球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥，干燥时间为50min，干燥温度为40℃，随后加入成形剂进行制粒。将制好的粉末加至单柱液压机中进行压制成形。将制好的压坯置于石墨舟皿上，放入脱蜡-低压烧结一体炉中进行烧结，烧结温度为1460℃，保温时间为90min。当炉内温度达到烧结温度后充入氩气进行低压处理以减少Ni的损失和降低孔隙率，低压压力为1MPa，保压90min。将烧结不锈钢样品分别在1100℃和1250℃下淬火，保温10min，油冷。

18%Cr马氏体不锈钢的检测步骤为：硬度采用H150电子洛式硬度计测试，抗弯强度采用Inst3369材料力学性能测试机测定，冲击韧性采用落锤冲击试验机测试，显微组织采用Quan250型扫描电镜观察，碳化物的体积分数采用软件统计，固溶C的含量采用EPMA电子探针微量分析测定。

所述的18%Cr马氏体不锈钢，粉末冶金马氏体不锈钢的基体中存在2种碳化物：分布于晶界处的是富铬的M7C3型碳化物，弥散分布于基体中的是富钒的MC型碳化物。

所述的18%Cr马氏体不锈钢，随回火温度升高，基体中的碳化物数量以及固溶碳含量都逐步增加，碳化物形态由原来的部分连续状向孤立、块状转变。基体中碳及合金元素含量都较高，硬度明显提高，最高硬度为80。

所述的18%Cr马氏体不锈钢，随着回火温度的升高，不锈钢的抗弯强度得到明显的提升。在低于600℃的温度下回火，1100℃淬火的不锈钢冲击韧性高于1250℃淬火的不锈钢，但1100℃淬火的不锈钢的冲击韧性随回火温度升高而不断升高。

本发明的有益效果是：