一种抗菌马氏体不锈钢的热处理工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种抗菌马氏体不锈钢的热处理工艺，该不锈钢以重量百分数计由下列组份组成：C：0.1～0.3％，Si：1.2～1.4％，Mn：1.6～1.8％，Cr：14～16％，Ni：1.5～1.7％，Cu：1.6～2.0％，Ag：0.5～0.7%，Nb：1.2～1.4％，Ti：0.3～0.5％，W：1.2～1.4％，Mo:3.4～3.6％，余量为Fe及不可避免的杂质；同时，所述抗菌马氏体不锈钢的基体中均匀弥散分布着纳米级析出相ε～Cu；所述的热处理工艺为：首先在1130～1150℃条件下保温1.5～2.5小时，之后空冷到室温；然后在570～590℃保温8～10小时，空冷到室温；然后在1050～1070℃保温1.5～2.5小时，油冷到室温；然后加热到430～450℃保温5～7小时，空冷到室温。
【专利说明】一种抗菌马氏体不锈钢的热处理工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢铁材料领域，特别涉及一种马氏体不锈钢的热处理工艺。
【背景技术】
[0002]抗菌不锈钢是将传统的材料学与新兴的抗菌技术结合起来而研究开发出的新产品。抗菌不锈钢兼具结构材料和功能材料的双重特性，既具有一般不锈钢作为构件的装饰和美化作用，又具有抗菌、杀菌的自清洁作用，投放市场以来很受欢迎，在厨房设备、食品工业的工作台及器皿、医疗器械、日常生活中的餐具及挂毛巾支架，冷藏柜的托架等领域全面推广使用，公共场所的一些设施如公交汽车的扶手、楼梯扶手、电话亭、护栏等为杜绝交叉感染也适用抗菌不锈钢。
[0003]以往开发的抗菌不锈钢多以添加铜元素为主，含铜抗菌不锈钢的生产需要增加特殊的热处理工艺，且较高含量的铜会使材料在连铸和热加工时产生裂纹，因此在冶炼时铜的添加量受到严格限制，其抗菌性也受到影响。含银抗菌不锈钢的生产不需要增加特殊的热处理工艺，且热成形性好、生产可行性强、长效抗菌性好、其成本与含铜抗菌不锈钢基本相当。因此，含银抗菌不锈钢的发展潜力巨大，是未来抗菌不锈钢研发和生产的重点，但是，Ag在不锈钢中溶解度很小，容易形成偏析，从而降低了抗菌性。如果加入量过多，会破坏不锈钢的原有加工性能及耐腐蚀等性能，并增加成本，因此研究如何使Ag元素均匀分布于不锈钢中是解决含Ag抗菌不锈钢生产的关键技术。
[0004]中国专利公开公报CN1272889A公开的含Ag抗菌不锈钢中含有:10% (重量)以上的铬、0.001~0.30% (重 量)的Ag、或者还含有0.001~1.0% (重量)的V，另外在不锈钢中分散有0.0005%以上的氧化银，该氧化银含量为银含量的1.1倍以下，为了将氧化银均匀分散于不锈钢中，当进行熔融钢的连铸时，连铸速率限定在0.8~1.6米/分钟。又如中国专利公开公报CN1256716A公开的抗菌不锈钢的成分为:10% (重量)以上的铬、0.001~1% (重量)的Ag、或者进一步含有选自Sn:0.0002~0.02% (重量)、Zn:0.002~0.02%(重量)、Pt:0.0002~0.02 % (重量)中的I种或I种以上，为了使平均为500 μ m以下的银粒子、银氧化物和银硫化物中的I种以上分散于该不锈钢中，合计面积率为0.001%以上，为了使银粒子、银氧化物和银硫化物均匀分散，连铸速率限定在0.8~1.6米/分钟。可见，这两种含Ag抗菌不锈钢均采用控制连铸速率，使银粒子及银化物均匀地分布于合金中，从而获得高的抗菌率，这样就要求一定的冶炼和连铸设备及熟练的操作技术。
[0005]中国专利公开公报CN1789471A公开了一种奥氏体抗菌不锈钢，该抗菌不锈钢是在普通300系奥氏体不锈钢中加入0.1~10% (重量)的Cu-Ag-Zn三元中间合金，但Cu-Ag-Zn三元中间合金的最佳成分不易掌握，且Zn会对不锈钢的热加工性能产生不良影响，此外，该抗菌不锈钢还需经过水淬热处理，工艺较为复杂。
[0006]中国专利公开公报CN1664154A也公开了一种奥氏体抗菌不锈钢，其含N量达到
0.06~0.3 %，增加了炼钢成本，且其含Cu量为1.0~3.0 %，需经水淬和时效处理，工艺复杂。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种抗菌马氏体不锈钢的热处
理工艺。
[0008]为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案:
[0009]一种抗菌马氏体不锈钢的热处理工艺，该不锈钢以重量百分数计由下列组份组成:C:0.I ~0.3%，S1:1.2 ~1.4%，Mn:1.6 ~1.8%，Cr: 14 ~16%，N1:1.5 ~1.7%，Cu:1.6 ~ 2.0%, Ag:0.5 ~0.7%, Nb:1.2 ~1.4 %，Ti:0.3 ~0.5 %，W:1.2 ~1.4 %，Mo:3.4~3.6%，余量为Fe及不可避免的杂质；同时，所述抗菌马氏体不锈钢的基体中均匀弥散分布着纳米级析出相ε~Cu;所述的热处理工艺为:抗菌马氏体不锈钢在经过热轧和冷轧处理之后，首先进行固溶处理，之后进行时效处理；具体的固溶处理过程为:首先在1130~1150°C条件下保温1.5~2.5小时，之后空冷到室温；具体的时效处理过程为:在570~590°C保温8~10小时，然后空冷到室温；然后再进行淬火和回火处理，过程为:首先在1050~1070°C保温1.5~2.5小时，油冷到室温；然后加热到430~450°C保温5~7小时，空冷到室温。
[0010]本发明的有益效果为:
[0011](I)本发明对不锈钢的化学成分进行了优化设计，采用正交试验，筛选出最佳的Cu和Ag的含量范围，同时考虑耐蚀性以及机械性能等综合性能，筛选出合金化元素S1、Mn、Cr、N1、Nb、T1、W和Mo的最佳含量范围，使得各合金化元素所起到的技术效果相互协同，使得该抗菌马氏体不锈钢的性能最佳。
[0012](2)本发明的热处理工艺的设计为在经过热轧和冷轧处理之后，然后进行固溶和时效处理，析出纳米ε~Cu相并使其在后续的淬火中即使在较高温度长时间保温也不会发生ε~Cu相的大量固溶，从而保证其抗菌性能不下降。同时选择合适的淬火和回火温度和时间，使材料本身保持良好的机械性能和耐腐蚀性能。因此，本发明的抗菌马氏体不锈钢综合性能优异。
【具体实施方式】
[0013]实施例一
[0014] 一种抗菌马氏体不锈钢的热处理工艺，该不锈钢以重量百分数计由下列组份组成:C:0.1%，Si:1.4%, Mn:1.6%, Cr:16%, Ni:1.5%, Cu:2.0%, Ag:0.5%, Nb:1.4%,Ti:0.3%, W:1.4%, Mo: 3.4%，余量为Fe及不可避免的杂质；同时，所述抗菌马氏体不锈钢的基体中均匀弥散分布着纳米级析出相ε~Cu;所述的热处理工艺为:抗菌马氏体不锈钢在经过热轧和冷轧处理之后，首先进行固溶处理，之后进行时效处理；具体的固溶处理过程为:首先在1130°C条件下保温2.5小时，之后空冷到室温；具体的时效处理过程为:在570°C保温10小时，然后空冷到室温；然后再进行淬火和回火处理，过程为:首先在1050°C保温2.5小时，油冷到室温；然后加热到430°C保温7小时，空冷到室温。
[0015]实施例二
[0016]一种抗菌马氏体不锈钢的热处理工艺，该不锈钢以重量百分数计由下列组份组成:C:0.3%, Si:1.2%, Mn:1.8%, Cr:14%, N1:1.7%, Cu:1.6%, Ag:0.7%, Nb:1.2%,T1:0.5%, W:1.2%, Mo: 3.6%，余量为Fe及不可避免的杂质；同时，所述抗菌马氏体不锈钢的基体中均匀弥散分布着纳米级析出相ε~Cu;所述的热处理工艺为:抗菌马氏体不锈钢在经过热轧和冷轧处理之后，首先进行固溶处理，之后进行时效处理；具体的固溶处理过程为:首先在1150°C条件下保温1.5小时，之后空冷到室温；具体的时效处理过程为:在590°C保温8小时，然后空冷到室温；然后再进行淬火和回火处理，过程为:首先在1070°C保温1.5小时，油冷到室温；然后加热到450°C保温5小时，空冷到室温。
[0017]实施例三
[0018]一种抗菌马氏体不锈钢的热处理工艺，该不锈钢以重量百分数计由下列组份组成:C:0.2%, Si:1.3%, Mn:1.7%, Cr:15%, N1:1.6%, Cu:1.8%, Ag:0.6%, Nb:1.3%,Ti:0.4%, W:1.3%, Mo:3.5%，余量为Fe及不可避免 的杂质；同时，所述抗菌马氏体不锈钢的基体中均匀弥散分布着纳米级析出相ε~Cu;所述的热处理工艺为:抗菌马氏体不锈钢在经过热轧和冷轧处理之后，首先进行固溶处理，之后进行时效处理；具体的固溶处理过程为:首先在1140°C条件下保温2.0小时，之后空冷到室温；具体的时效处理过程为:在580°C保温9小时，然后空冷到室温；然后再进行淬火和回火处理，过程为:首先在1060°C保温2小时，油冷到室温；然后加热到440°C保温6小时，空冷到室温。
[0019] 申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属【技术领域】的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
【权利要求】
1.一种抗菌马氏体不锈钢的热处理工艺，其特征在于，该不锈钢以重量百分数计由下列组份组成:c:0.1 ~0.3%,Si:1.2 ~1.4%,Mn:1.6 ~1.8%,Cr:14 ~16%，N1:1.5 ~1.7%, Cu:1.6 ~ 2.0%, Ag:0.5 ~0.7%, Nb:1.2 ~1.4%，Ti:0.3 ~0.5 %，W:1.2 ~1.4%，Mo: 3.4~3.6 %，余量为Fe及不可避免的杂质；同时，所述抗菌马氏体不锈钢的基体中均匀弥散分布着纳米级析出相ε~Cu;所述的热处理工艺为:抗菌马氏体不锈钢在经过热轧和冷轧处理之后，首先进行固溶处理，之后进行时效处理；具体的固溶处理过程为:首先在1130~1150°C条件下保温1.5~2.5小时，之后空冷到室温；具体的时效处理过程为:在570~590°C保温8~10小时，然后空冷到室温；然后再进行淬火和回火处理，过程为:首先在1050~1070°C保温1.5~2.5小时，油冷到室温；然后加热到430~450°C保温5~7小时，空冷到室温。
【文档编号】C21D1/18GK103667610SQ201210327224
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月6日 优先权日:2012年9月6日
【发明者】周明华 申请人:无锡新大中薄板有限公司