[发明专利]一种餐具用铁素体不锈钢及其制备方法

说明书

本发明适用于铁素体不锈钢冶金和热处理技术领域，涉及一种餐具用铁素体不锈钢及其制备方法，按照重量百分比计算，由以下成分组成：Cr：21～26％；Al：0.05～0.08％；Cu：0.15～0.30％；La：0.1～0.5％；Si：0.4～0.9％；Mn：0.6～0.8％；C：0.02～0.05％；N：0.008～0.02％；O：0.002～0.2％，余量为Fe和不可避免的杂质。采用La和Cu作为Fe的添加剂，与Cr、Al、Si、Mn、C、N、O等元素组合制备出铁素体不锈钢。其中，La通过Fe‑La中间合金的形式添加，Fe‑La中间合金中La的质量分数在18‑20％，利用稀土金属对不锈钢性质进行改善，使得制备的铁素体不锈钢不仅具有优良的力学性能，而且符合重金属离子溶出的标准，可满足意大利D.M.21‑03‑1973和德国的LFGB(2013)食品接触用不锈钢的标准。

技术领域

本发明属于铁素体不锈钢冶金和热处理技术领域，尤其涉及一种餐具用铁素体不锈钢及其制备方法。

背景技术

中铬铁素体不锈钢铁在铁素体不锈钢家族中占有非常重要的地位。与低铬铁素体不锈钢相比，它有着更好的耐蚀性，与高铬铁素体不锈钢相比，又有着优良的成型性，因此非常适合于不锈钢餐具的制造，包括刀，叉，勺等，这类不锈钢餐具用品不仅美观大方，而且耐蚀性较好，给人们用餐带来便利。

近年来，随着人们对饮食健康的日益重视，不锈钢制品中的重金属离子析出量渐渐进入人们的视野，据相关研究显示，不锈钢在酸洗环境中，可析出铅，镉，铬，镍，钡，砷，锑，硒等多种重金属元素，而这些重金元素对人的身体都会造成较大的伤害，因此，各个国家都在积极制定限制这些重金属元素在不锈钢中的析出标准，尤其是欧，美，日等发达国家，在使用食品接触用的不锈钢时，制定了非常严格的安全标准，以此保证国民的食品安全。

目前国内的不锈钢生产企业对铁素体不锈钢的研究大部分集中在中铬铁素体不锈钢的强度和塑性等力学性能的指标级别的提高，对铁素体不锈钢的耐蚀性研究较少。CN104250708B公开了一种食品接触用铁素体不锈钢，采用铝和稀土元素钇作为添加剂形成钝化膜防止金属析出。但是稀土元素钇来源少、价格较为昂贵，且需要严格控制组分之间各元素的重量比例，如铝％≥10×氧％、钒％≥4×氮％、铌≥5×碳％，不利于操作。

所以开发一种成本低、制备方法简便并符合食品级检测标准的餐具用铁素体不锈钢具有重要的意义。

发明内容

本发明提供一种餐具用铁素体不锈钢及其制备方法，旨在克服现有技术中食品接触用铁素体不锈钢中成本高、元素组成关系复杂的不足，提出了一种符合食品级检测标准的餐具用铁素体不锈钢及其制备方法。本发明采用La和Cu作为添加剂制备出的铁素体不锈钢不仅具有优良的力学性能，而且符合重金属离子溶出的标准，可满足意大利D.M.21-03-1973和德国的LFGB(2013)食品接触用不锈钢的标准。

本发明是这样实现的，一种餐具用铁素体不锈钢，所述铁素体不锈钢按照重量百分比计算，由以下成分组成：Cr：21～26％，Al：0.05～0.08％，Cu：0.15～0.30％，La：0.1～0.5％， Si：0.4～0.9％，Mn：0.6～0.8％，C：0.02～0.05％，N：0.008～0.02％，O：0.002～0.2％，余量为Fe和不可避免的杂质，所述La是通过Fe-La中间合金的形式添加的，所述Fe-La中间合金中La的质量分数在18-20％。

在本发明中，各成分的选择及作用如下：

Cr为铁素体不锈钢提供了耐蚀性能，是促进生成和稳定铁素体组织的主要合金元素。同样，本发明中Cr含量对铁素体不锈钢的耐蚀性具有良好的作用，随着合金中Cr含量的提高，其耐均匀腐蚀、耐点蚀性能均提高。此外，钢中Cr含量提高，铬贫化区中的含Cr水平也会提高，减少了不锈钢对晶界腐蚀的敏感性，Cr同时影响铁素体不锈钢的力学性能，当钢中含有一定量的C、N时，随Cr含量的提高，可促进σ相的析出，同时增加了475℃脆性的敏感性，不锈钢的韧性与塑性会变差，所以Cr含量控制在21～26％，防止性能变差。