专利名称：奥氏体不锈钢及其制备方法
技术领域：
本发明涉及不锈钢材料的制备技术。
背景技术：
奥氏体不锈钢是不锈钢中最重要的钢中，生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70%，其具有光泽度好、耐蚀性和耐热性强等特点，被广泛应用于在石油、化工、轻工、食品、医药等行业中。奥氏体不锈钢虽然具有高韧性、高塑性和良好的切削性，但强度较低，在使用时一般要受到拉、压、弯、扭、冲击等各种载荷，常常会发生过量变形、表面损伤、尺寸改变或断裂等形式的失效，因此进一步提高其强度能够很大程度上减小其用量，减少资源的消耗，并且对社会的可持续发展有着重要的意义
发明内容
本发明的目的是提供一种奥氏体不锈钢及其制备方法。本发明是奥氏体不锈钢及其制备方法，奥氏体不锈钢，基于304不锈钢，按重量百分比计，其组分为A1 19 21%、Cr 9 ll%、Ni 4. 5 6. 5%、Mn ( I. 2%、Si ( 0. 6%、C ( 0. 05%,
余量为Fe203。奥氏体不锈钢的制备方法，其步骤为
(1)按照权利要求I中不锈钢原料成分配比称取反应物原材料；
(2)将称好的粉末在球磨机中混合8 16小时，然后将混合好的反应物料置于配有铜底材的铜模具中并用压力机在3(T60MPa的压力下压实，在其表面放上引燃剂，然后在反应容器中进行反应；
(3)室温下用氩气吹扫反应容器排除其中的空气并加热，等到容器温度升至18(T200°C时再次排气，然后通入4 7MPa的氩气继续升高容器温度；
(4)当容器内温度达到260°C左右时引燃剂开始反应并释放出大量的热，引发反应物料间的反应；
(5)生成的产物在氩气保护下随炉冷却至室温制得不锈钢材料；
(4)将制备得到的不锈钢材料放入热处理炉中进行80(Tl00(rC等温处理61小时后，得到奥氏体不锈钢材料。本发明的有益效果是，生产流程简单，能源消耗低，可用低成本获得高强度的奥氏体不锈钢，且污染小，适于工业化生产。经X射线衍射技术和透射电镜表征，制备得到的304不锈钢均由奥氏体相组成，材料以纳米晶为主，是由纳米晶和微米晶组成的复相材料。其中纳米晶相的晶粒尺寸介于10 90nm之间，纳米晶含量为80 85%左右，微米晶相晶粒尺寸为0. 2mm 2mm。将制备得到的不锈钢材料放入热处理炉中进行80(ri000°C等温处理6 8小时后，制备得到高强度的纳米晶/微米晶双相304奥氏体不锈钢材料。对等温处理后的纳米晶/微米晶双相不锈钢材料进行了室温拉伸性能测试。拉伸速度为0. 2mm/min,屈服强度为400MPa 500MPa，抗拉强度为 900 MPa "IlOOMPa0
具体实施例方式本发明是奥氏体不锈钢及其制备方法，奥氏体不锈钢，基于304不锈钢，按重量百分比计，其组分为A1 19 21%、Cr 9 ll%、Ni 4. 5 6. 5%、Mn ( I. 2%、Si ( 0. 6%、C ( 0. 05%,
余量为Fe203。奥氏体不锈钢的制备方法，其步骤为
(1)按照权利要求I中不锈钢原料成分配比称取反应物原材料；
(2)将称好的粉末在球磨机中混合8 16小时，然后将混合好的反应物料置于配有铜底材的铜模具中并用压力机在3(T60MPa的压力下压实，在其表面放上引燃剂，然后在反应容器中进行反应；
(3)室温下用氩气吹扫反应容器排除其中的空气并加热，等到容器温度升至18(T200°C时再次排气，然后通入4 7MPa的氩气继续升高容器温度；·
(4)当容器内温度达到260°C左右时引燃剂开始反应并释放出大量的热，引发反应物料间的反应；
(5)生成的产物在氩气保护下随炉冷却至室温制得不锈钢材料；
(4)将制备得到的不锈钢材料放入热处理炉中进行80(Tl00(rC等温处理61小时后，得到奥氏体不锈钢材料。实施例I:
基于304不锈钢，按重量百分比计，奥氏体不锈钢的组分如表I所示
表I.
-原料 |FeA |Al|Cr|Ni [Mn [Si |C —
304 丨62.67 |2o|ll|4. 5 |l. 2 |o. 6 |o. oF
按表I称取反应物原材料，将称好的粉末在球磨机中混合8小时,然后将混合好的反
应物料置于配有铜底材的铜模具中并用压力机在40MPa的压力下压实，在其表面放上引燃
齐U，然后在反应容器中进行反应，室温下用氩气吹扫反应容器排除其中的空气，等到容器温
度升至180°C时再次排气，然后通入5MPa的氩气继续升高容器温度。当容器内温度达到
260°C时引燃剂开始反应并释放出大量的热，从而引发反应物料间的反应。反应在几秒钟时
间内完成，生成的产物在氩气保护下随炉冷却至室温制得不锈钢材料，经X射线衍射技术
和透射电镜表征，制备得到不锈钢由奥氏体相组成，材料以纳米晶为主，是由纳米晶和微米
晶组成的复相材料。其中微米晶晶粒尺寸范围为0.2 0.5 ym，纳米晶平均晶粒尺寸为
18. 61nm,纳米晶体积分数约占85%。将制备得到的不锈钢材料放入热处理炉中进行800°C等温处理8小时后，制备得到高强度的纳米晶/微米晶双相奥氏体不锈钢材料。其拉伸屈服强度Oci 2为475MPa和抗拉强度ob为IOOlMPa都较热轧板材料强度提高了将近一倍。实施例2:
基于304不锈钢，按重量百分比计，奥氏体不锈钢的组分如表2所示
表2.
原料 IFeaO, |Al|Cr|Ni|Mn|Si |C ~
304 丨64. 37 |19丨10丨5 |l |o. 6 |o. 03~按表2称取反应物原材料,将称好的粉末在球磨机中混合10小时,然后将混合好的反应物料置于配有铜底材的铜模具中并用压力机在50MPa的压力下压实，在其表面放上引燃齐U，然后在反应容器中进行反应，室温下用氩气吹扫反应容器排除其中的空气，等到容器温度升至180°C时再次排气，然后通入6MPa的氩气继续升高容器温度。当容器内温度达到260°C时引燃剂开始反应并释放出大量的热，从而引发反应物料间的反应。反应在几秒钟时间内完成，生成的产物在氩气保护下随炉冷却至室温制得不锈钢材料，经X射线衍射技术和透射电镜表征，制备得到不锈钢由奥氏体相组成，其中微米晶晶粒尺寸范围为0. 5 y m I U m,纳米晶平均晶粒尺寸为21. 46nm,纳米晶体积分数为80%左右。将制备得到的不锈钢材料放入热处理炉中进行800°C等温处理7小时后，制备得到高强度的纳米晶/微米晶双相奥氏体不锈钢材料。其拉伸屈服强度0(l.2S 493MPa和抗拉强度ob为IlOOMPa都较热轧板材料强度提高了一倍以上。实施例3:
基于304不锈钢，按重量百分比计，奥氏体不锈钢的组分如表3所示
表3.
权利要求
1.奥氏体不锈钢，基于304不锈钢，按重量百分比计，其组分为AlI扩21%、Cr 9 11%、Ni 4. 5 6. 5%、Mn ( I. 2%、Si ( 0. 6%、C 彡 0. 05%,余量为 Fe2O3 =
2.由纳米晶和微米晶组成的复相材料。
3.根据权利要求I所述的奥氏体不锈钢，其特征在于纳米晶相的晶粒尺寸介于l(T90nm之间，纳米晶含量为80 85%。
4.根据权利要求I所述的奥氏体不锈钢，其特征在于微米晶相晶粒尺寸为0.2mm 2mm。
5.奥氏体不锈钢的制备方法，其步骤为 (1)按照权利要求I中不锈钢原料成分配比称取反应物原材料； (2)将称好的粉末在球磨机中混合8 16小时，然后将混合好的反应物料置于配有铜底材的铜模具中并用压力机在3(T60MPa的压力下压实，在其表面放上引燃剂，然后在反应容器中进行反应； (3)室温下用氩气吹扫反应容器排除其中的空气并加热，等到容器温度升至18(T200°C时再次排气，然后通入4 7MPa的氩气继续升高容器温度； (4)当容器内温度达到260°C左右时引燃剂开始反应并释放出大量的热，引发反应物料间的反应； (5)生成的产物在氩气保护下随炉冷却至室温制得不锈钢材料； (4)将制备得到的不锈钢材料放入热处理炉中进行80(Tl00(rC等温处理61小时后，得到奥氏体不锈钢材料。
全文摘要
奥氏体不锈钢及其制备方法，按重量百分比计，其组分为Al19~21%、Cr9~11%、Ni4.5~6.5%、Mn≤1.2%、Si≤0.6%、C≤0.05%，余量为Fe2O3；按照以上组分称取反应物，原料球磨并压实后，在其表面放上引燃剂，然后置于反应容器中，通入氩气进行反应。随着温度的升高，引燃剂开始反应并释放出大量的热，引发反应物料间的反应；生成的产物在氩气保护下随炉冷却至室温制得不锈钢材料。将制备得到的不锈钢材料放入热处理炉中进行800℃~1000℃等温处理6~8小时后，得到奥氏体不锈钢材料。
文档编号C22C38/40GK102747296SQ20121018441
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者卢雪峰, 喇培清, 孟倩, 楚成刚, 欧玉静, 魏玉鹏 申请人:兰州理工大学