[发明专利]一种高碳高铬马氏体不锈钢及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高碳高铬马氏体不锈钢及其制备方法，属于材料技术领域。以重量百分比计，该高碳高铬马氏体不锈钢的化学成分为：C:0.40～0.55％，Cr:14.0～16.0％，Mo:0.5～1.0％，V:0.1～0.2％，Mn≤1.0％，Si≤1.0％，Ni≤0.30％，P＜0.05％，S＜0.005％，O＜0.004％，N≤0.1％，余量为铁。该高碳高铬马氏体不锈钢的制备方法为：配料→熔炼→浇注成型→锻造和热加工→冷加工和热处理。本发明通过控制材料中的碳和铬原子比在一定的范围内，热处理工艺后实现马氏体和奥氏体的比例的调控，获得材料强度和韧性的最佳搭配，并且表现出良好的耐腐蚀性。

技术领域

本发明涉及一种高碳高铬马氏体不锈钢及其制备方法，属于材料技术领域。

背景技术

高碳高铬马氏体不锈钢具有硬度高、耐磨性好等优点，常常被用来生产制造刀剪产品，目前国内外通常依据不同档次的刀剪产品选择不同的刀剪材料，高档刀具产品通常选用的材料为高碳马氏体不锈钢，欧美及日本等工业发达国家的刀剪材料是从低碳不锈钢逐步走向高碳高铬不锈钢的，其中选用铬含量14％～18％，碳含量0.4％～0.8％，同时在钢中添加其他合金元素来固溶强化或改善淬透性的优质不锈钢用来制造中高档产品。

我国刀剪不锈钢材料常用的有20Cr13、30Cr13和40Cr13等低碳低铬马氏体不锈钢，仍有生产厂家还在采用传统的碳钢，这些材料与国际知名品牌刀剪用材相比，材料品质相对较差，高档刀剪制品所用原材料高碳高铬马氏体不锈钢要求碳含量及纯净度高，国内大型钢厂生产的高碳高铬不锈钢质量不稳定，尚未掌握高碳高铬马氏体不锈钢的制备技术，这部分材料基本上依靠进口，目前欧洲诸如德国和瑞士的产品垄断高中档刀剪市场，严重制约我国刀剪产业在国际市场上的发展。因此，加强国内刀剪材料的研发与生产的创新工作有着重要的意义。但是由于刀剪用钢的需求量相对较小，且在原材料的要求上比较特殊，国内的刀剪行业新材料研究开发工作一直处于冷落状态，特别是高品质的高碳刀剪材料的开发研究更是有限，而且国外在高品质刀具用钢的制备技术上对我国长期封锁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强韧性优良的高碳高铬马氏体不锈钢及其制备方法，通过控制材料中的碳和铬原子比在一定的范围内，热处理工艺后实现马氏体和奥氏体的比例的调控，获得材料强度和韧性的最佳搭配，并且表现出优良的耐腐蚀性能。

本发明的技术方案是：

一种高碳高铬马氏体不锈钢，以重量百分比计，其化学成分为：C:0.40～0.55％，Cr:14.0～16.0％，Mo:0.5～1.0％，V:0.1～0.2％，Mn≤1.0％，Si≤1.0％，Ni≤0.30％，P＜0.05％，S＜0.005％，O＜0.005％，N≤0.1％，余量为铁。

所述的高碳高铬马氏体不锈钢，优选的，N:0.01～0.05wt.％。

所述的高碳高铬马氏体不锈钢，高碳高铬马氏体不锈钢中，铬和碳的原子比控制在6.5～8.5之间。

所述的高碳高铬马氏体不锈钢的制备方法，包括如下步骤：

(1)按比例将各化学成分混合，经过冶炼和浇注获得钢锭；

(2)将获得的钢锭在奥氏体单相区锻造；

(3)锻造后的钢锭进行控制轧制：首先在再结晶区初轧，轧制温度为1050～1200℃，轧制每道次压下量控制为20～25％，总压下量控制为80～90％，热轧后空冷至室温；

(4)热轧后的板材进行冷轧；

(5)冷轧后进行热处理。

所述的高碳高铬马氏体不锈钢的制备方法，步骤(2)中，锻造工艺为：初锻造温度1100～1200℃，锻造比大于8，锻后空冷至室温。