[发明专利]具有高强度和高延展性的氮化不锈钢

说明书

本公开涉及具有高强度和高延展性的氮化不锈钢。本公开提供了一种硬化铁基合金的方法。该方法可包括冷轧铁基合金以形成冷轧合金。该方法还可包括在含氮气体中将冷轧合金加热至升高的温度以形成氮化硬化的铁基合金。该氮化硬化的铁基合金包含0.035重量％至2.0重量％的氮。

优先权

本公开根据35 U.S.C.§119(e)，要求2019年6月26日提交的名称为“NITRIDEDSTAINLESS STEELS WITH HIGH STRENGTH AND HIGH DUCTILITY”的美国临时专利申请62/866,865以及2019年9月26日提交的名称为“NITRIDED STAINLESS STEELS WITH HIGHSTRENGTH AND HIGH DUCTILITY”的美国临时专利申请62/906,323的优先权，前述专利申请中的每个全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及合金组合物和用于制造具有高强度和高延展性以及良好耐腐蚀性的氮化不锈钢的方法。

背景技术

常规地，薄不锈钢箔可由全硬301不锈钢(301SS)形成。用于形成301不锈钢(301SS)箔的方法是通过重复冷轧301SS以通过冷加工在不锈钢中产生位错，从而降低在冷加工工艺中的厚度。单一合金可能需要若干冷轧步骤来实现所需的强度、硬度或厚度。冷轧的副作用是降低了材料的延展性。低延展性可能导致材料失效。

301SS具有比其他不锈钢更好的加工硬化能力。然而，加工硬化的301SS是磁性的。301SS还具有不良的耐腐蚀性，这限制了其应用于非化妆品内部部件。

仍然需要开发具有改善的加工硬化能力和更好的耐腐蚀性的非磁性不锈钢合金。

发明内容

在一个方面，本公开提供了铁基合金。该铁基合金可包含：13重量％(wt％，重量百分比)至21重量％的铬；5重量％至16重量％的镍；小于或等于4.5重量％的锰；0.035重量％至2.0重量％的氮；小于或等于1.0重量％的硅；以及小于或等于0.15重量％的碳，其中余量为铁和微量元素。

在一个方面，本公开提供了铁基合金。在一些变型中，铁基合金可包含13重量％至21重量％的铬、5重量％至16重量％的镍、小于或等于3.0重量％的锰、0.035重量％至2.0重量％的氮、小于或等于1.0重量％的硅以及小于或等于0.15重量％的碳。余量为铁和微量元素。

在另一方面，铁基合金可包含17重量％至21重量％的铬、7重量％至13重量％的镍、小于或等于3.0重量％的锰、0.035重量％至1.50重量％的氮、小于或等于1.0重量％的硅以及小于或等于0.10重量％的碳，其中余量为铁和微量元素。

在另一方面，铁基合金可包含15重量％至19重量％的铬、10重量％至16重量％的镍、1重量％至4重量％的钼、小于或等于3.0重量％的锰、0.03重量％至1.5重量％的氮、小于或等于1.0重量％的硅以及小于或等于0.10重量％的碳，其中余量为铁和微量元素。

在另一方面，15重量％至19重量％的铬、5重量％至9重量％的镍、小于或等于3.0重量％的锰、0.02重量％至2.0重量％的氮、小于或等于1.0重量％的硅以及小于或等于0.10重量％的碳，其中余量为铁和微量元素。

在另一方面，本公开提供了一种硬化铁基合金的方法。该方法可包括冷轧铁基合金以形成冷轧合金。该方法还可包括在含氮气体中将冷轧合金加热至升高的温度以形成氮化硬化的铁基合金。该氮化硬化的铁基合金包含0.035重量％至2.0重量％的氮。