一种高强高韧不锈钢及制造方法.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(10)申请公布号CNCN103695796103695796A(43)申请公布日2014.04.02(21)申请号201310682780.8(22)申请日2013.12.12(71)申请人钢铁研究总院地址100081北京市海淀区学院南路76号(72)发明人赵吉庆杨钢刘正东王立民包汉生何西扣李密(74)专利代理机构北京华谊知识产权代理有限公司11207代理人刘月娥(51)Int.Cl.C22C38/46(2006.01)C22C33/04(2006.01)C21D6/00(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书6页说明书6页(54)发明名称一种高强高韧不锈钢及制造方法(57)摘要一种高强高韧不锈钢及制造方法，属于不锈钢制造领域。化学成分按重量百分比为：C：0.13～0.19%、Si≤0.6%、Mn：0.6～1.0%、P≤0.01%、S≤0.01%、Ni：3.0～4.0%、Cr：15.0～16.0%、Mo：1.4～1.9%、Cu：1.0～2.0%、W：0.7～1.2%、V：0.2～0.6%、N:0.05～0.12，余量为Fe和不可避免的杂质；其制造方法包括：真空熔炼、锻造、热轧，其特征在于终轧温度850～900℃；产品最后进行热处理，其特征在于：1070±10℃×40～60min油冷，-192℃×2～3h自然恢复至室温，460～480℃×2±0.5h空冷。优点在于,具有良好的强韧性匹配，适用于制造核反应堆驱动机构用滚轮。CN103695796ACN1036957ACN103695796A权利要求书1/1页1.一种高强高韧不锈钢，其特征在于，化学成分按重量百分比为：：C：0.13～0.19%、Si≤0.6%、Mn：0.6～1.0%、P≤0.01%、S≤0.01%、Ni：3.0～4.0%、Cr：15.0～16.0%、Mo：1.4～1.9%、Cu：1.0～2.0%、W：0.7～1.2%、V：0.2～0.6%、N：0.05～0.12，余量为Fe和不可避免的杂质。2.一种权利要求1所述的高强高韧不锈钢的制造方法，包括真空冶炼、锻造、热轧、热处理，在工艺中控制的技术参数为：钢锭开锻温度1050～1100℃，终锻温度850～900℃，锻后保温空冷，热轧加热温度1160±10℃，咬入温度900℃，最后成品孔型采用等温轧制，成品保温空冷，终轧温度850～900℃；热处理工艺，淬火温度：1060～1080℃，保温时间：40～60min，油冷；冷处理温度：-192℃，保温时间：2～3h；时效温度：460～480℃，保温时间1.5～2.5h，空冷。2CN103695796A说明书1/6页一种高强高韧不锈钢及制造方法技术领域[0001]本发明属于不锈钢的制造领域，特别提供了一种高强高韧不锈钢及制造方法，适用于制造核反应堆驱动机构用滚轮。背景技术[0002]核反应堆驱动机构用滚轮材料要求具有良好的耐蚀性能、抗冲击性能和耐磨性能，通常采用高强不锈钢制造。现有技术中，采用9Cr18高碳马氏体不锈钢和0Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化不锈钢用作滚轮材料，9Cr18高碳马氏体不锈钢的硬度很高，耐蚀、耐磨性能较好，但抗冲击能力较差；0Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化不锈钢主要依靠富铜相的强化，最高硬度可达到HRC=45，但此时对应的冲击值AKU2≤12J，虽然可通过热处理调整强度、韧性，有较好的强度，但硬度比较低，耐磨性较差，同时材料的韧性非常低，虽然依靠回火产生的逆变奥氏体可大幅度提高韧性，但硬度显著降低；腔体材料(Y1Cr16Ni3Mo2CuN)主要依靠富铜相、Mo2C的析出强化以及P的固溶强化，强韧性匹配适当，具有较好的综合性能，但冲击韧性还需要提高。1Cr16Ni3Mo1Cu1N材料同Y1Cr16Ni3Mo2CuN材料类似，也具有良好的强韧性匹配，但通过热处理很难将硬度提高到HRC48以上，目前核反应堆驱动机构用滚轮材料的力学性能要求：[0003]室温：Rm≥1400MPa，RP0.2≥1100MPa，A≥12%，Z≥40%，AKU2≥72J，HRC≥48，350℃：Rm≥1000MPa，RP0.2≥800MPa。[0004]现有技术钢种的强韧性匹配尤其硬度与韧性的匹配并不能完全达到指标的要求，因此还需要进一步提升材料的强韧性匹配和组织稳定性。发明内容[0005]本发明的目的在于提供一种高强高韧不锈钢及制造方法，通过对1Cr16Ni3Mo1Cu1N沉淀硬化不锈钢材料添加合金元素得到一种高强高韧马氏体不锈钢，并通过控制其冶炼、锻造、轧制以及热处理工艺来实现提高强度和韧性的方法。[0006]本发明的高强高韧马氏体不锈钢化学成分按重量百分比为：C：0.13～0.19%、Si≤0