[发明专利]细化SUS316合金组织晶粒的方法

说明书

本分案申请涉及细化SUS316合金组织晶粒的方法。该方法将一定量的SUS316合金放入石墨管中，将石墨管放入电炉中使合金完全熔化，在电炉的开口处导入注射剂Fe‑Nb‑C合金，使注射剂Fe‑Nb‑C合金与SUS316合金完全接触并搅拌后取出石墨管，在空气中冷却得到晶粒细化的SUS316合金。本发明注射法相比于其他工艺方法操作简单，设备成本低，效率高。通过对SUS316合金添加Fe‑Nb‑C合金，可使其晶粒细化提高机械性能。对钢铁合金的在机械性能上的应用提供了有利的帮助。

本申请为申请号为201710457769X、申请日为2017年6月16日、发明名称为“通过注射Fe-Nb-C合金细化SUS316合金组织晶粒的方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及合金制备领域，具体涉及一种使用注射剂Fe-Nb-C对SUS316合金进行晶粒细化的方法。

背景技术

金属材料作为产业的基础被广泛使用，而钢铁材料在实际生产中拥有最高的使用性。随着产业技术的发展，拥有高强度，长寿命化等特性的钢铁材料成为本领域当务之急。钢铁材料为多晶体，晶粒粗大对机械特性有很大的负面影响。通过晶粒细化使材料的屈服强度，疲劳强度上升成为了本领域公认的方法。一般情况下人们所用的方法有急冷法，磁电震动搅拌法与注射法等。但急冷法对于大型材料或材料的形状的制定有很大的局限性。磁电震动搅拌法需要特定的设备。与其他方法相比，注射法制作的产品制品形状的自由度高，生产成本低，技术简单容易掌握。

发明内容

为弥补现有技术的不足，本发明提供一种通过使用注射剂Fe-Nb-C对SUS316合金进行晶粒细化的方法。该方法可使SUS316合金的晶粒细化提高合金机械性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。通过注射Fe-Nb-C合金细化SUS316合金组织晶粒的方法，将一定量的SUS316合金放入石墨管中，将石墨管放入1450-1520℃电炉中直至SUS316合金完全熔化，在电炉的开口处导入注射剂Fe-Nb-C合金，使注射剂Fe-Nb-C合金与SUS316合金完全接触并搅拌15s后取出石墨管，在空气中冷却得到晶粒细化的SUS316合金。

所述的注射剂Fe-Nb-C合金采用如下方法准备：首先取纯度99.9％的纯铁与石墨于电弧炉内溶解得到Fe-C合金。在充满Ar气的电弧炉中添加纯度99.5％以上纯Nb，得到Fe-Nb-C合金再通过捣碎机将其粉碎成颗粒状备用。所述Nb的加入量占Fe质量的20-40％，所述C的加入量占Fe质量的1-5％。

优选的，注射剂Fe-Nb-C合金中加入Fe质量50％Nb，Fe质量4％C。

进一步的，所述注射剂Fe-Nb-C合金添加量为SUS316合金体积份数的1-3％。

进一步的，所述SUS316合金成分如下：Fe:67.44wt％，Cr:18wt％，Ni:12wt％，Mo:2.5wt％，Mn:2wt％。

进一步的，所述电炉中温度为1480℃，保温时间30分钟。

本发明通过向液态金属SUS316中注射颗粒状的Fe-Nb-C合金后，Fe-Nb-C的母相溶解。高熔点的初晶NbC在液态金属中分散，最后通过NbC结晶成核生长，与SUS316合金的结晶粒生长相互抑制，通过初晶NbC的面积分布及晶粒尺寸来调节SUS316合金的晶粒细化程度，提高了材料的强度和硬度。对钢铁合金的在机械性能上的应用提供了有利的帮助。

本发明具有以下优点：

1、注射法相比于其他工艺方法操作简单，设备成本低，效率高。

2、本发明通过对SUS316合金添加Fe-Nb-C合金，可使其晶粒细化提高机械性能。

3、本发明通过合理控制注射工艺参数，达到最佳的细化效果。

附图说明