[发明专利]一种低镍高强不锈钢合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低镍高强不锈钢合金及其制备方法，该不锈钢合金的组成成分按重量百分比如下：铬24‑26％、硼8‑10％、锰5.5‑6.8％、钼3.5‑3.8％、镍0.5‑1.5％、钒0.1‑0.3％、磷0.01‑0.03％、硅0.2‑0.8％、氮0.35‑0.4％、碳0.03‑0.05％、稀土硒0.1‑0.4％、剩余为铁。本发明提供了一种低镍高强不锈钢合金及其制备方法，该不锈钢质地均匀，抗腐蚀性能好，制备方法操作简单且能够增加大量的氮元素，并在不锈钢表面进行渗氮使其具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。

技术领域

本发明涉及不锈钢合金制备技术领域，特别涉及一种低镍高强不锈钢合金及其制备方法。

背景技术

不锈钢按组织状态分为马氏体钢，铁素体钢，奥氏体钢，奥氏体-铁素体钢及沉淀硬化不锈钢。其中铁素体不锈钢具有耐腐蚀性，韧性和可焊接性；奥氏体钢具有耐腐蚀，同时具有良好的塑性，韧性，焊接和耐腐蚀性；奥氏体-铁素体兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并且具有超塑性，特别是对于具有奥氏体-铁素体，其中镍的价格昂贵，为了降低成本，应当降低镍的含量，增加锰和氮的含量，可以在保持不锈钢性能的同时，减少合金钢的成本。现有的制备低镍高强不锈钢合金的方法加入氮容易引入其他杂质或者添加不均匀，从而影响不锈钢合金的质量，所以，寻找一种能够解决上述问题的制备方法非常重要。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供了一种低镍高强不锈钢合金及其制备方法，该不锈钢质地均匀，抗腐蚀性能好，制备方法操作简单且能够增加大量的氮元素，并在不锈钢表面进行渗氮使其具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种低镍高强不锈钢合金，其特征在于，该不锈钢合金的组成成分按重量百分比如下：铬24-26％、硼8-10％、锰5.5-6.8％、钼3.5-3.8％、镍0.5-1.5％、钒0.1-0.3％、磷0.01-0.03％、硅0.2-0.8％、氮0.35-0.4％、碳0.03-0.05％、稀土硒0.1-0.4％、剩余为铁。

进一步地，所述不锈钢合金的制备方法如下：

(1)无氧熔融：将各个原料置于熔炼炉中，密封熔炼炉后从底部通入氮气将内部空气赶出后，开始升温熔融并保持氮气气氛；

(2)氮气反应：当所有原料呈熔融状态后，继续从熔炼炉的底部缓慢通入氮气并保持搅拌，反应一段时间后停止通入氮气；

(3)浇注成型：将步骤(2)中得到的熔融物浇注到模具中冷却成型得到不锈钢合金半成品；

(4)渗氮反应：将步骤(3)中的不锈钢合金半成品置于新的熔炼炉中，密封通入氮气使熔炼炉内为氮气气氛后，保持通入氮气，升温至1100-1400℃一段时间后，通入氨气并关闭出气口，增加熔炼炉内压力，使氨气在高温高压下与不锈钢合金半成品的表面发生反应生成氮化铁；

(5)锻造：步骤(4)中反应后的不锈钢合金进行升温锻造得到成品。

进一步地，在步骤(1)中，所述原料为生铁、铬、镍、锰、钼合金。

进一步地，在步骤(2)中，所述氮气通入的速率为0.5L/min，反应时间为4-10小时，通入的氮气气压为0.5-1MPa。

进一步地，在步骤(3)中，所述冷却是采用风冷的方式进行，将熔融物浇注后置于冷风循环箱中冷却至800-850℃后取出。

进一步地，所述冷风循环箱中出风口处设有喷雾口，该喷雾口可喷出不锈钢冷却液喷雾加速冷却，该不锈钢冷却液为乳化液。

进一步地，在步骤(4)中，所述氨气的通入速率为0.5-1L/min，反应时间为1-5h。