专利名称：一种奥氏体不锈钢及其制备方法
技术领域：
本发明涉及不锈钢的制备技术。
背景技术：
316L不锈钢相当于我国的00Crl7Nil4Mo2不锈钢。具有有光泽度好、耐腐蚀性能强、高温强度高、加工硬化性好等特点。主要用于纸浆和造纸用设备热交换器、染色设备、胶片冲洗设备、管道、沿海区域建筑物外部用材料，以及高级手表的表链、表壳等方面。传统冶金工艺生产的不锈钢，物理和力学性能较差，使316L不锈钢的发展受到了限制，提高力学性能可以很大程度上减小其用量，减少对资源的消耗，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。本发明是一种奥氏体不锈钢及其制备方法，奥氏体不锈钢，基于316L不锈钢，按重量百分比计，其组分为A1 18 20%、Cr 9 11%、Ni 7 10%、Mo I. 3 2%、Mn ( I. 3%、Si 彡 0. 6%、C 彡 0. 02%,余量为 Fe2O3。奥氏体不锈钢的制备方法，其步骤为
(1)按照权利要求I所述的组分称取反应物原材料；
(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，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；
(5)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316L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l(T90nm之间，纳米晶含量为75 80%左右，微米晶相晶粒尺寸为0. 2mm 3mm。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316L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320MPa 450MPa，抗拉强度为 650 MPa "IOOOMPa0
具体实施例方式本发明是一种奥氏体不锈钢及其制备方法，奥氏体不锈钢，基于316L不锈钢，按重量百分比计，其组分为A1 18 20%、Cr 9 11%、Ni 7 10%、Mo I. 3 2%、Mn ( I. 3%、Si ( 0. 6%、C 彡 0. 02%,余量为 Fe2O3。奥氏体不锈钢的制备方法，其步骤为
(1)按照权利要求I所述的组分称取反应物原材料；
(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，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；
(5)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316L奥氏体不锈钢，按重量百分比计，如表I所示组分，称取反应物原材料
表I.
蒽料 |FeA |Al|Cr|Ni|Mo |Mn|Si |C 一316L |56. 09 |l9|ll|lo|l. 3 |l |o. 6 |o.~
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50MPa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，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 ii m I U m,纳米晶平均晶粒尺寸为23. 56nm,纳米晶体积分数约为
76%。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oa2为372MPa和抗拉强度G b为735MPa，都较热轧板材料强度有明显提高。实施例2:
基于316L奥氏体不锈钢，按重量百分比计，如表2所示组分，称取反应物原材料
表2.
料 |FeA |Al|Cr|Ni|Mo |Mn|Si |C 一 316L |56. 69 |2o|lo|lo|l. 7 |l |o. 6 |o.~
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40MPa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，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. 5 y m 2. 3 u m,纳米晶平均晶粒尺寸为22. 36nm,纳米晶体积分数约为79%。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Oci2为396MPa和抗拉强度O b为782MPa，都较热轧板材料强度有明显提高。实施例3:
基于316L奥氏体不锈钢，按重量百分比计，如表3所示组分，称取反应物原材料
权利要求
1.一种奥氏体不锈钢，基于316L不锈钢，按重量百分比计，其组分为Al 18^20%, Cr9 11%、Ni 7 10%、Mo I. 3 2%、Mn ( I. 3%、Si ( 0. 6%、C 彡 0. 02%,余量为 Fe2O30
2.根据权利要求I所述的奥氏体不锈钢，其特征在于是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，其特征在于其中的纳米晶相的晶粒尺寸介于l(T90nm之间，纳米晶含量为75 80%。
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 3mm。
5.奥氏体不锈钢的制备方法，其步骤为 (1)按照权利要求I所述的组分称取反应物原材料； (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，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； (5)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
一种奥氏体不锈钢及其制备方法，基于316L不锈钢，按重量百分比计，其组分为Al18~20%、Cr9~11%、Ni7~10%、Mo1.3~2%、Mn≤1.3%、Si≤0.6%、C≤0.02%，余量为Fe2O3；按上述组分称取反应物，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C22C33/02GK102747298SQ201210184420
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