[发明专利]一种Cr-Ni-Mn系无磁不锈钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种Cr‑Ni‑Mn系无磁不锈钢，该无磁不锈钢各组分所占质量百分比分别为：0.04％≤C≤0.06％、18.5％≤Cr≤19.5％、12.0％≤Ni≤14.0％、Mn≤1.0％、0.15％≤N≤0.25％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明还公开了一种Cr‑Ni‑Mn系无磁不锈钢的制备方法。

技术领域

本发明涉及不锈钢材料技术领域，特别涉及一种Cr-Ni-Mn系无磁不锈钢及其制备方法。

背景技术

无磁钢指的是在磁场中不产生磁感应的钢，其组织主要为奥氏体，磁导率μ≤1.29×10^-6H/m，相对磁导率μr≤1.05。无磁钢的用途非常广泛，自动控制系统、精密仪表、电讯、电机以及许多军事领域中都需要采用无磁钢。随着社会的进步和经济的发展，对高性能无磁钢的需求日益增加。

常见的奥氏体不锈钢，如型号为304、316等，其固溶状态下的组织为奥氏体，相对磁导率低于1.05，属于无磁范畴，但是经过一定量的冷变形加工后，奥氏体不锈钢容易产生形变，从而诱发马氏体相变。随着冷变形率增大，相对磁导率将大幅度提升，因此，奥氏体不锈钢加工成零件或产品后，或多或少都会产生磁性，在一些需要无磁的领域中无法应用。

相关技术中，在奥氏体组织较稳定的无磁不锈钢中，为保证奥氏体的稳定性以及不锈性能，一般都会在无磁不锈钢中加入足够量的Ni和Mn(或C)元素，但是如果Ni元素含量高的话，生产成本会过高，而如果C或Mn元素含量高的话，又易造成耐蚀性下降。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种Cr-Ni-Mn系无磁不锈钢及其制备方法，能够提高无磁不锈钢的无磁性能和耐蚀性能。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：本发明实施例的一方面提供了一种Cr-Ni-Mn系无磁不锈钢，该无磁不锈钢各组分所占质量百分比分别为：0.04％≤C≤0.06％、18.5％≤Cr≤19.5％、12.0％≤Ni≤14.0％、Mn≤1.0％、0.15％≤N≤0.25％，其余为Fe和不可避免的杂质。

上述方案中，C的质量百分比为0.059％；Cr的质量百分比为19.3％；Ni的质量百分比为13.2％；Mn的质量百分比为0.22％；N的质量百分比为0.21％。

上述方案中，C的质量百分比为0.043％；Cr的质量百分比为18.9％；Ni的质量百分比为12.7％；Mn的质量百分比为0.31％；N的质量百分比为0.21％。

上述方案中，C的质量百分比为0.047％；Cr的质量百分比为19.1％；Ni的质量百分比为12.2％；Mn的质量百分比为0.15％；N的质量百分比为0.18％。

上述方案中，所述无磁不锈钢中Cr、Ni、N三种元素的质量比为：Cr：Ni：N＝1～1.054：0.649～0.757：0.0081～0.1351。

上述方案中，所述不可避免的杂质包括P、S，P、S在所述无磁不锈钢中所占质量百分比分别为：P＜0.045％、S＜0.030％。

本发明实施例的另一方面还提供了一种Cr-Ni-Mn系无磁不锈钢的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将纯铁、金属铬和金属镍块放入真空熔炼炉中进行熔炼；

熔化成液体后，在所述液体中加入氮化铬铁和电解锰继续熔炼，直至所述氮化铬铁和所述电解锰熔化，形成钢水；

将所述钢水进行浇注，制成无磁不锈钢钢坯。

上述方案中，所述氮化铬铁的颗粒大小为10-20mm或2-4mm。

上述方案中，熔炼所述氮化铬铁和所述电解锰的时间为10min-11min。

上述方案中，所述浇注温度为1500-1600℃。