[发明专利]一种奥氏体不锈钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及不锈钢的制备技术。

背景技术

316L不锈钢相当于我国的00Cr17Ni14Mo2不锈钢。具有有光泽度好、耐腐蚀性能强、高温强度高、加工硬化性好等特点。主要用于纸浆和造纸用设备热交换器、染色设备、胶片冲洗设备、管道、沿海区域建筑物外部用材料，以及高级手表的表链、表壳等方面。传统冶金工艺生产的不锈钢，物理和力学性能较差，使316L不锈钢的发展受到了限制，提高力学性能可以很大程度上减小其用量，减少对资源的消耗，对社会的可持续发展有着重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种奥氏体不锈钢及其制备方法。

本发明是一种奥氏体不锈钢及其制备方法，奥氏体不锈钢，基于316L不锈钢，按重量百分比计，其组分为：Al 18~20%、Cr 9~11%、Ni 7~10%、Mo 1.3~2%、Mn≤1.3%、Si≤0.6%、C≤0.02%，余量为Fe₂O₃。

奥氏体不锈钢的制备方法，其步骤为：

（1）按照权利要求1所述的组分称取反应物原材料；

（2）将称好的粉末在球磨机中混合8~16小时，然后将混合好的反应物料置于配有铜底材的铜模具中并用压力机在30~60MPa的压力下压实，在其表面放上引燃剂，然后在反应容器中进行反应；

（3）室温下用氩气吹扫反应容器排除其中的空气并加热，等到容器温度升至180~200℃时再次排气，然后通入 4~7MPa的氩气继续升高容器温度；

（4）当容器内温度达到260℃左右时引燃剂开始反应并释放出大量的热，引发反应物料间的反应，生成的产物在氩气保护下随炉冷却至室温制得不锈钢材料；

（5）将制备得到的不锈钢材料放入热处理炉中进行800~1000℃等温处理6~8小时后，得到奥氏体不锈钢材料。

本发明的有益效果是，生产流程简单，能源消耗低，可用低成本获得高强度的奥氏体不锈钢，且污染小，适于工业化生产。

经X射线衍射技术和透射电镜表征，制备得到的316L不锈钢均由奥氏体相组成，材料以纳米晶为主，是由纳米晶和微米晶组成的复相材料。其中纳米晶相的晶粒尺寸介于10~90nm之间，纳米晶含量为75~80%左右，微米晶相晶粒尺寸为0.2mm ~3mm。

将制备得到的不锈钢材料放入热处理炉中进行800~1000℃等温处理6~8小时后，制备得到高强度的纳米晶/微米晶双相316L奥氏体不锈钢材料。对等温处理后的纳米晶/微米晶双相不锈钢材料进行了室温拉伸性能测试。拉伸速度为0.2mm/min，屈服强度为320 MPa ~450MPa，抗拉强度为650 MPa ~1000MPa。

具体实施方式

本发明是一种奥氏体不锈钢及其制备方法，奥氏体不锈钢，基于316L不锈钢，按重量百分比计，其组分为：Al 18~20%、Cr 9~11%、Ni 7~10%、Mo 1.3~2%、Mn≤1.3%、Si≤0.6%、C≤0.02%，余量为Fe₂O₃。

奥氏体不锈钢的制备方法，其步骤为：

（1）按照权利要求1所述的组分称取反应物原材料；

（2）将称好的粉末在球磨机中混合8~16小时，然后将混合好的反应物料置于配有铜底材的铜模具中并用压力机在30~60MPa的压力下压实，在其表面放上引燃剂，然后在反应容器中进行反应；

（3）室温下用氩气吹扫反应容器排除其中的空气并加热，等到容器温度升至180~200℃时再次排气，然后通入 4~7MPa的氩气继续升高容器温度；

（4）当容器内温度达到260℃左右时引燃剂开始反应并释放出大量的热，引发反应物料间的反应，生成的产物在氩气保护下随炉冷却至室温制得不锈钢材料；

（5）将制备得到的不锈钢材料放入热处理炉中进行800~1000℃等温处理6~8小时后，得到奥氏体不锈钢材料。

实施例1:

基于316L奥氏体不锈钢，按重量百分比计，如表1所示组分，称取反应物原材料：

表1.