逆变奥氏体韧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CN108251759A(43)申请公布日2018.07.06(21)申请号201810102932.5C21D8/00(2006.01)(22)申请日2018.02.01(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)C22C38/50(2006.01)C22C38/06(2006.01)C22C38/02(2006.01)C22C38/34(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称逆变奥氏体韧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逆变奥氏体韧化的马氏体不锈钢及其制造方法，按质量百分比计其组分如下：C0.001~0.40，Cr11.0~22.0，Ni1.0~12.0，Mo0~3.0，Ti0.07~1.50，Al0.05~1.50，Si0.10~2.0，余量为Fe和不可避免的杂质，该不锈钢的制造步骤为：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；深冷处理；回火。本发明以逆变奥氏体形成的热动力学条件和其马氏体转变的机理为依据，为逆变奥氏体创造细小弥散的形核位置，并提高奥氏体热稳定性，从而使马氏体板条间形成大量细长条状的逆变奥氏体，显著改善了马氏体不锈钢韧塑性。CN108251759ACN108251759A权利要求书1/1页1.逆变奥氏体韧化的马氏体不锈钢，其特征在于，以质量百分数计，其化学组成成分为：C0.001~0.40，Cr11.0~22.0，Ni1.0~12.0，Mo0~3.0，Ti0.07~1.50，Al0.05~1.50，Si0.10~2.0，余量为Fe和不可避免的杂质。2.如权利要求1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，并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）奥氏体化处理，然后空冷淬火；（4）深冷处理；（5）回火热处理。3.如权利要求2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%。4.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，步骤（3）中，奥氏体化处理温度为880-1250℃，保温时间为25-120min。5.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，步骤（4）中，深冷处理温度为-196~-50℃，保温时间为10~70min。6.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，步骤（5）中，回火热处理温度为500~750℃，保温时间为30-300min。2CN108251759A说明书1/5页逆变奥氏体韧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，涉及一种逆变奥氏体韧化的马氏体不锈钢及其制造方法，尤其适用于航空航天、火电核电、家用电器、汽车行业、精密医疗器械等高强韧耐蚀钢。背景技术[0002]马氏体不锈钢抗拉强度高，延展性好，具有良好的耐蚀性和可加工性以及较低的成本。目前，此类钢种主要应用于海上石油天然气开采用无缝管和输送管道、湿天然气处理设施、水力发电、压缩机叶轮、原子能电站铸件和压力容器等。[0003]其优异的性能源于特殊的微观组织结构。经过合适的淬火和回火热处理后，其组织为回火马氏体和弥散分布在片层中的逆变奥氏体的两相结构。逆变奥氏体由马氏体转变而来，与淬火过程中转变不完全的残余奥氏体不用。由于逆变奥氏体硬度低易变形，缓解了板条间密集排列的位错前端引起的应力集中，可阻止裂纹在马氏体板条之间的扩展，并且会在塑性变形过程中发生马氏体相变，进一步吸收变形功，从而显著改善材料的韧塑性。[0004]形成足够数量的细小逆变奥氏体并提高其稳定性是获得韧化效果的重要条件。在Q-P处理的TRIP钢中，获得奥氏体的方式是将钢从奥氏体化温度淬火至Ms~Mf之间某一温度，形成马氏体/贝氏体和未转变的残余奥氏体，此后加热至碳分配温度，使C元素从过饱和的马氏体或贝氏体扩散至奥氏体中，从而提高奥氏体稳定性并保留至室温，从本质上说这是一种残余奥氏体。在低合金钢如BA160、沉淀硬化不锈钢、马氏体回火钢中，逆变奥氏体是增加韧塑性的重要方式。其获得逆变奥氏体的方式是通过淬火+回火或多次淬火+多次回火，回火温度在Ac1~Ac3之间的两相区，从而使部分马氏体转变为奥氏体。上述方法主要是利用奥氏体形成元素C来稳定奥氏体，由于C扩散能力强，在回火后易从室温非平衡的奥氏体中扩散到周围基体中，减弱奥氏体稳定性。为使逆变奥氏体更细小，是通过反复相