[发明专利]一种高疲劳强度无磁钢及其制备方法

说明书

本发明无磁钢制备技术领域，具体涉及一种高疲劳强度、低磁导率高锰无磁钢及其制备方法。本发明提供的无磁钢，其成分按质量百分比计为：C：0.4～0.6％、Si：0.3～0.5％、Mn：17～19％、Cr：3.5～5.0％、V:1.2～1.6％、La:0.05～0.2％、P≤0.04％、S≤0.02％，其余为Fe。本发明提供的无磁钢通过组分的优选和制备方法的调整，制得的无磁钢力学性能优越，尤其是疲劳强度显著提高，磁导率低，生产工艺简单，适合制造变压器、电抗器等铁心拉杆，延长了器件的使用寿命。

技术领域

本发明无磁钢制备技术领域，具体涉及一种高疲劳强度、低磁导率高锰无磁钢及其制备方法。

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，相对磁导率略大于1，磁化作用很弱，基本不产生磁感应。无磁钢的用途非常广泛，在自动控制系统、精密仪表、电讯和电机中，以及许多军事领域中都需要采用无磁钢。

高强拉杆是变压器、电抗器铁心压紧装置的重要组成部分，也是承受铁心饼在交变磁场作用下振动的主要受力部件，其材质成分和力学性能决定着电抗器的整体噪声振动水平。随着城市建设的发展，电力负荷不断攀升，部分处于城市区域的变电站的噪声也随之开始影响居民生活。

变电站的噪声主要来源于铁心饼在交变磁场作用下产生的洛伦兹力引起的振动。电抗器铁心饼漏磁情况严重，油箱内的磁场强度较高，一旦结构件被磁化，并产生涡流发热效应，不仅增加了电抗器的损耗，而且容易导致高应力状态下的结构件蠕变。因此，一般变压器、电抗器的拉杆均选用高强度无磁材料制备。

AISI304和316作为传统的无磁钢，具有良好的耐蚀性和无磁性能，但屈服强度只有200～300MPa，并且冷变形后磁导率会升高，因此并不适合应用于铁心拉杆材料。现有技术中，已有相关文献研究如何提高无磁钢的抗拉强度和屈服强度，并取得了一定的效果。但是，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。现有技术中的无磁钢疲劳强度相对较低，会影响器件的使用寿命。因此，提高无磁钢的疲劳强度，延长器件的使用寿命是目前领域研究的重点问题之一。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的无磁钢疲劳强度低，影响器件使用寿命等缺陷，从而提供一种高疲劳强度、低磁导率高锰无磁钢及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高疲劳强度无磁钢，其成分按质量百分比计为：

C：0.4～0.6％；Si：0.3～0.5％；Mn：17～19％；Cr：3.5～5.0％；V:1.2～1.6％；La:0.05～0.2％；P≤0.04％；S≤0.02％；其余为Fe。

优选的，其成分按质量百分比计为：

C：0.45～0.55％；Si：0.35～0.45％；Mn：17.5～18.5％；Cr：4～4.8％；V:1.2～1.6％；La:0.1～0.2％；P≤0.04％；S≤0.02％；其余为Fe。

优选的，其成分按质量百分比计为：

C：0.48％；Si：0.4％；Mn：18.5％；Cr：4.5％；V:1.3％；La:0.15％；P：0.03％；S：0.02％；其余为Fe。

优选的，其成分按质量百分比计为：

C：0.52％；Si：0.42％；Mn：18％；Cr：4.2％；V:1.5％；La:0.16％；P：0.03％；S:0.01％；其余为Fe。

一种高疲劳强度无磁钢的制备方法，包括以下步骤：

真空熔炼：按照所述高疲劳强度无磁钢中各元素比例进行原料混合，真空熔炼成铸锭；