纳米相复合析出强化的马氏体不锈钢及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108251760A(43)申请公布日2018.07.06(21)申请号201810102947.1C22C38/06(2006.01)(22)申请日2018.02.01C22C38/02(2006.01)C21D8/00(2006.01)(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫200号(72)发明人陈光徐驰卜春成冯亚亚(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人邹伟红(51)Int.Cl.C22C38/44(2006.01)C22C38/42(2006.01)C22C38/58(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/50(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称纳米相复合析出强化的马氏体不锈钢及其制造方法(57)摘要本发明公开了一种纳米相复合析出强化的马氏体不锈钢，按质量百分比计，其组分如下：C0.001~0.20，Cr10.0~18.0，Ni3.0~12.0，Mo0.50~6.0，Cu0.35~3.50，Mn0.20~5.0，Ti0.25~1.50，Al0.10~1.0，Si0.15~1.0，余量为Fe和不可避免的杂质，其制造步骤为：首先用电炉熔炼，后用AOD炉精炼并铸造成钢锭；进行热轧或热锻处理；奥氏体化处理并空冷淬火；冷加工变形；时效处理。本发明基于纳米相形核、长大和结构转变的热动力学机制，通过冷轧变形和分级时效调控先析出相沉淀和后析出相在其周围异质形核，实现由多种纳米尺度析出相复合析出获得强化，在获得超高强度的同时，保持良好韧塑性。CN108251760ACN108251760A权利要求书1/1页1.纳米相复合析出强化的马氏体不锈钢，其特征在于，以质量百分数计，其化学组成成分为：C0.001~0.20，Cr10.0~18.0，Ni3.0~12.0，Mo0.50~6.0，Cu0.35~3.50，Mn0.20~5.0，Ti0.25~1.50，Al0.10~1.0，Si0.15~1.0，余量为Fe和不可避免杂质元素。2.如权利要求1所述的马氏体不锈钢，其特征在于，所述马氏体不锈钢的抗拉强度大于1800MPa，屈服强度大于1100MPa，断后延伸率大于8%。3.如权利要求1或2所述的不锈钢的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）根据目标不锈钢成分进行配料，对原料依次进行电炉熔炼、AOD炉精炼和铸造；（2）热轧或热锻处理；（3）固溶处理，然后空冷淬火；（4）冷轧变形；（5）时效处理。4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，步骤（2）中，始锻或初轧温度1000~1250℃；终锻或终轧温度600~850℃；变形量50~90%。5.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，步骤（3）中，固溶处理温度为880~1250℃，保温时间为25~120min。6.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，步骤（4）中，冷轧变形的变形量为30~90%。7.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，步骤（5）中，时效处理工艺如下：首先在350℃~450℃时效10~120min，然后在500~750℃时效30~600min。2CN108251760A说明书1/5页纳米相复合析出强化的马氏体不锈钢及其制造方法技术领域[0001]本发明属于合金钢领域，具体涉及一种纳米相复合析出强化的马氏体不锈钢及其制造方法。背景技术[0002]不锈钢的发明是世界冶金史上的一项重大成就，由于其耐腐蚀、易成型、外观赏心悦目等特点而获得广泛应用。随着资源、能源、环境压力的日益增大，环保和节能受到各国钢铁工业的重视。不锈钢需要在保证耐蚀性的同时，提高强度和韧性，以实现节能、减材，满足钢铁工业可持续发展。[0003]纳米析出强化是金属材料最有效、最有前途的强韧化机制之一，可在大幅提高强度的同时，不损害韧塑性。通过纳米团簇、纳米金属间化合物、纳米碳化物的复合析出，同时综合利用传统的细晶强化、固溶强化和位错强化等强化机制获得强化的新型高强韧不锈钢，可充分满足经济建设中结构和功能的需要，具有广阔的应用前景。[0004]由于纳米相比表面积大，界面能高，极易粗化长大，降低强化效果，因此如何提高纳米相热稳定性，形成细小、弥散的纳米相，是获得高强高韧的关键。发明内容[0005]本发明的目的是提供一种纳米相复合析出强化的马氏体不锈钢及其制备方法，其以纳米团簇、金属间化合物及碳化物同位共沉淀形成的细小、均匀、弥散的纳米相为主，综合利用细晶强化、固溶强化和位错强化等传统强化方式获得强化，制成具有超高强度、高韧塑性和优异耐蚀性的不锈钢。[0006]针对上述目的，本发明采用的具体技术方案为：一种纳米相复合析出强化的马氏体不锈钢，其化学