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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115747436A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211358228.9C22C38/04(2006.01)(22)申请日2022.11.01C22C38/44(2006.01)(71)申请人东莞材料基因高等理工研究院地址523808广东省东莞市松山湖园区沁园路4号2栋902-905室申请人广东书彦材料基因创新科技有限公司(72)发明人魏亮亮王晨陈金山贾晓帅高建波张书彦张鹏(74)专利代理机构广州市越秀区哲力专利商标事务所(普通合伙)44288专利代理师莫月燕(51)Int.Cl.C21D7/04(2006.01)C22C38/02(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称一种奥氏体不锈钢的表层结构及其制备方法、奥氏体不锈钢(57)摘要本发明公开一种奥氏体不锈钢的表层结构及其制备方法、奥氏体不锈钢。沿靠近奥氏体不锈钢本体的方向表层结构的晶粒大小呈梯度增大分布,包括依次设置有纳米等轴晶层、纳米孪晶层、亚微米晶层、形变粗晶层;纳米等轴晶层的位错密度大于所述纳米孪晶层的位错密度,纳米等轴晶层和所述纳米孪晶层形成的纳米晶层的硬度为350~450Hv。本发明的奥氏体不锈钢的表层结构大幅提升了晶界的的体积分数,有助于促进高温氧化反应过程中反应元素的扩散并增加氧化物的形核点,并且位错密度越大,材料的强度越大,在高温氧化环境下会发生晶粒长大及再结晶现象,可进一步提升奥氏体不锈钢在高温环境下组织的稳定性,并改善其高温蠕变性能以及抗氧化性能。CN115747436ACN115747436A权利要求书1/1页1.一种奥氏体不锈钢的表层结构,其特征在于,沿靠近奥氏体不锈钢本体的方向表层结构的晶粒大小呈梯度增大分布,包括依次设置有纳米等轴晶层、纳米孪晶层、亚微米晶层、形变粗晶层;所述纳米等轴晶层的位错密度大于所述纳米孪晶层的位错密度,所述纳米等轴晶层和所述纳米孪晶层形成的纳米晶层的硬度为350~450Hv。2.根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢的表层结构,其特征在于,所述表层结构的位错密度由纳米等轴晶层至形变粗晶层逐渐递减。3.根据权利要求1或2所述的一种奥氏体不锈钢的表层结构,其特征在于,所述表层结构深度为80~850μm,纳米等轴晶层和纳米孪晶层的总厚度为15~240μm,纳米等轴晶层的厚度为5~150μm,亚微米晶层厚度为20~250μm,形变粗晶层厚度为50~650μm。4.根据权利要求1或2所述的一种奥氏体不锈钢的表层结构,其特征在于,所述纳米等轴晶层的晶粒尺寸为40~90nm;所述纳米孪晶层中的孪晶为机械孪晶,所述纳米孪晶层中相邻片层的间距为20~500nm。5.根据权利要求1或2所述的一种奥氏体不锈钢的表层结构,其特征在于,相邻层状结构之间无明显界面。6.一种奥氏体不锈钢的表层结构的制备方法,其特征在于,包括以下制备步骤:保持奥氏体不锈钢为转动状态,并将可转动球形头压入奥氏体不锈钢表面进行机械滚压处理,使其表层发生剧烈塑性变形,形成权利要求1~5任一项所述的奥氏体不锈钢的表层结构。7.根据权利要求6所述的一种奥氏体不锈钢的表层结构的制备方法,其特征在于,所述机械滚压处理的过程为:奥氏体不锈钢固定在转动系统上并以V1速度旋转,并将可转动球头压入不锈钢表面深度d,随后可转动球头以速度V2沿奥氏体不锈钢轴线方向移动=;重复上述步骤,以实现奥氏体不锈钢表层结构的构筑;其中,V1为25~800r/min,d为15~120μm,V2为0.5~120mm/min。8.根据权利要求7所述的一种奥氏体不锈钢的表层结构的制备方法,其特征在于,所述可转动球头的材质为WC/Co合金,所述可转动球头的曲率半径为3~6mm,重复的道次为3~12次。9.一种奥氏体不锈钢,其特征在于,包括奥氏体不锈钢本体和设置于所述奥氏体不锈钢本体的表层结构,所述表层结构为权利要求1~5任一项所述的奥氏体不锈钢的表层结构。10.根据权利要求9所述的奥氏体不锈钢,其特征在于,所述奥氏体不锈钢本体为Fe‑25Cr‑20Ni型耐热奥氏体不锈钢;所述表层结构与奥氏体不锈钢本体之间无明显界面。2CN115747436A说明书1/7页一种奥氏体不锈钢的表层结构及其制备方法、奥氏体不锈钢技术领域[0001]本申请涉及冶金材料技术与表面工程技术领域,具体涉及一种奥氏体不锈钢的表层结构及其制备方法、奥氏体不锈钢。背景技术[0002]耐热奥氏体不锈钢因其在高温环境下具有较好的耐腐蚀性能而广泛应用于化工以及能源领域。然而奥氏体不锈钢具有热膨胀系数高以及热导率低等特点,其在高温腐蚀性环境中服役时形成的一定厚度氧化膜会因为其与合金基体热膨胀系数的差异而发生剥落,降低了零部件的预期服役寿命。如Fe