[发明专利]一种沉淀硬化型不锈钢及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及不锈钢材料技术领域，尤其涉及一种沉淀硬化型不锈钢及其制备方法和应用。该沉淀硬化型不锈钢包括以下质量百分比的下述成分：Ni11.00％～12.00％，Cr 9.50％～11.00％，Mo 1.30％～1.60％，Ti 1.80％～2.00％，Al 0.01％～0.04％，C≤0.005％，Mn≤0.05％，Si≤0.05％，S≤0.002％，P≤0.005％，H≤0.0001％，O≤0.0010％，N≤0.0010％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。本发明的沉淀硬化型不锈钢通过优选原材料，减少本钢中杂质元素的含量，提高本刚的纯净度，改善本钢的裂纹敏感性；通过化学成分的调整，合理添加合金元素的含量，提高合金元素间的交互作用，提高本钢的强硬性，并使塑韧性略微提高。

技术领域

本发明涉及不锈钢材料技术领域，具体涉及一种沉淀硬化型不锈钢及其制备方法和应用。

背景技术

沉淀硬化型不锈钢是一种超高强度的合金材料，具有抗腐蚀性能好、热处理简单的特点，被广泛应用于核工业、航空、航天工业等领域。沉淀硬化型不锈钢按其组织分为三类：沉淀硬化型半奥氏体型，沉淀硬化型奥氏体不锈钢和沉淀硬化型马氏体不锈钢。

现有技术的沉淀硬化型不锈钢存在以下问题：

(1)含有化学元素Al、Ti过多，当Al含量过多，造成晶粒长大，从而导致合金的的力学性能下降；当钛含量过多，导致合金的塑、韧性严重恶化。

(2)含有N、O、C、S、P等杂质元素过多，导致合金的裂纹敏感性高.

(3)真空感应炉冶炼原材料均为全新高纯度金属料，原材料成本较高。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种沉淀硬化型不锈钢及其制备方法和应用。该沉淀硬化型不锈钢的杂质元素含量少，提高钢的纯净度，改善裂纹敏感性；通过调整化学成分提高钢的强硬性，并使塑韧性略微提高。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种沉淀硬化型不锈钢，包括以下质量百分比的下述成分：

Ni 11.00％～12.00％，Cr 9.50％～11.00％，Mo 1.30％～1.60％，Ti 1.80％～2.00％，Al 0.01％～0.04％，C≤0.005％，Mn≤0.05％，Si≤0.05％，S≤0.002％，P≤0.005％，H≤0.0001％，O≤0.0010％，N≤0.0010％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。

本发明的沉淀硬化型不锈钢通过优选原材料，减少本钢中杂质元素的含量，提高本钢的纯净度，改善本钢的裂纹敏感性；通过化学成分的调整，合理添加合金元素的含量，提高合金元素间的交互作用，提高本钢的强硬性，并使塑韧性略微提高。

考虑受现阶段冶金技术限制，无法做到理想的纯净度，在生产能力的范围内，本发明通过多批次试制，总结出残余元素的最大数值，将有害元素C、Mn、Si、S、P和气体H、O、N等杂质元素做到尽量低，以提高本钢的纯净度，改善裂纹敏感性。

镍在本钢中作为扩大奥氏体相区的元素，在奥氏体化后的冷却过程中，可强烈抑制奥氏体向珠光体和贝氏体的转变，提高马氏体的淬透性；镍还降低了过冷奥氏体向马氏体转变的温度，增加残余奥氏体含量，对韧性有益；另外，还能提高本钢基体的层错能，使螺型位错易于产生交滑移，从而提高韧性。在本钢中镍可以和Ti形成金属间化合物Ni₃Ti，沉淀在晶界中，起到钉扎作用，大幅提高钢的强度。

铝在本钢中的作用为细化晶粒，提高低温下的韧性。这是由于铝在本钢中形成细小弥散分布的难熔化合物氮化铝，起阻抑晶粒长大的作用，但是过多的铝还会造成晶粒长大。