[发明专利]一种低磁耐蚀低密度钢及制备方法

说明书

一种低磁耐蚀低密度钢及制备方法，属于金属材料领域，该钢的化学成分质量分数wt％为：C:1.45～1.7％、Mn:25～30％、Al:10～12％、Cr:4.5～5.5％、Nb:0.08～0.1％、S≤0.003％、P≤0.003％，余量为Fe及不可避免杂质。制备工艺步骤包括：冶炼，锻造，热轧，固溶淬火。本发明提供的低密度钢，通过各元素的控制，具备优良的磁学性能、耐腐蚀性能和机械性能。本发明还提供了所述的低磁耐蚀低密度钢的制备方法。

技术领域

本发明属于金属材料及冶金领域，特别涉及一种低磁耐蚀低密度钢及制备方法。

背景技术

低磁钢通常是在钢中添加大量的镍、锰等元素制成的，一般是奥氏体组织，具有磁导率低而电阻率高的特点，相对磁导率低于1.01的钢称为无磁钢。多用于工业电力机械制造等领域。另外，随着工业发展，生态环境问题日趋严重，通过减轻结构材料的重量可以实现节能减排的目标。而低密度钢一般是在钢中添加轻质元素铝来实现减重的目的，Fe-Mn-Al-C系低密度钢通过调控Mn、C和Al的含量进行成分优化，匹配简单的制备工艺即可得到特殊用途的低密度钢，因此Fe-Mn-Al-C系低密度钢成为了研究热点。

经对现有技术的文献进行检索发现，中国发明专利CN110066969B公开了一种高耐蚀高铝含量低密度钢及其制备方法，化学成分组成的质量百分比为：C:0.010～0.035％，Al:4.01～6.00％，Mn:0.010～0.20％，Ni:1.00～3.00％，Si:0.01～0.30％，Nb:0.008～0.020％，P≤0.015％，S≤0.005％，Mo:0.10～0.80％，Ce:0.00～0.050％，其他为Fe和不可避免的杂质，钢种的组织为单一的δ铁素体，密度相较于传统钢铁降低了6％。本发明尽管添加了较高的Al和C元素，但是通过调控Mn和C的含量使得组织为单一的奥氏体，并且密度将至6.5g/cm³以下，较传统钢铁密度降低了16％以上。

中国发明专利CN111235493A公开了一种无磁钢、无磁钢螺栓及其制备方法，化学成分按重量百分数包括：C:0.3～0.5％，Si:0.3～0.6％，Mn:18～19％，Cr:17～19％，Cu:0.2～0.3％，Ni:0.4～0.5％，V:1.0～1.3％，RE:0.05～0.1％，P≤0.2％，S≤0.01％，其余为Fe及不可避免杂质。由于其成分体系中没有添加Al，所以其密度较传统钢铁并没有明显降低，而本发明由于Al的添加使得密度大幅度降低，并且同时具备低磁性能。

中国发明专利CN104894471A公开了一种高锰高铝含钒无磁钢及其制造方法，化学成分组成的质量百分比为：C:0.14～0.20％，Al:1.50～2.50％，Mn:21.50～25.00％，V:0.04～0.10％,N＜0.05％，其他为Fe和不可避免的杂质。虽然实现了在16000奥斯特磁场强度下，相对磁导率μ＜1.005，但是其屈服强度仅有280～300MPa。本发明耐腐蚀低磁低密度钢屈服强度＞800MPa，且相对磁导率μ最低达到1.0008，综合性能得到明显提升。

发明内容

基于以上问题，本发明的目的在于提供一种低磁耐蚀低密度钢及制备方法，其密度均小于6.5g/cm³。相对磁导率为1.0008～2.28，在5％NaCl溶液中进行盐雾96h失重速率为0.763～1.384g/(m²·h)。

本发明采用的技术方案为：

一种低磁耐蚀低密度钢，其化学成分质量分数wt％为：C:1.45～1.70％、Mn:25～30％、Al:10～12％、Cr:4.5～5.5％、Nb:0.08～0.1％、S≤0.003％、P≤0.003％，余量为Fe及不可避免杂质。所述的低磁耐蚀低密度钢的密度均小于6.5g/cm³。相对磁导率μ为1.0008～2.28，在5％NaCl溶液中进行盐雾96h腐蚀速率为0.763～1.384g/(m²·h)。