一种铁-锰-铝-铬不锈钢的制作方法

专利名称:一种铁-锰-铝-铬不锈钢的制作方法
本发明属于铁基合金，适用于抗腐蚀、抗氧化，尤其适用于抗海水腐蚀的结构材料。
抗腐蚀或抗氧化金属材料，通常采用镍铬不锈钢，但这类材料过于昂贵;1958年，美国J.LHam和R.E.Cairns发明了一种高强度铁-锰-铝耐热钢，其成分(按重量百分数计)0.76%C，10.2%Al，34.4%Mn;我国出版的《金属学报》VOL20№11984年中报导有铁-锰-铝-铬奥氏体热强钢37Mn31Al3Cr2MoVNbB和铁-锰-铬奥氏体低温钢。以上铁-锰-铝合金虽然价格比镍铬不锈钢便宜，但仅使用于高温或低温的特殊场合，并且其耐腐蚀性远低于镍铬不锈钢。日本专利昭56-18070的铁-铝合金，虽有抗海水腐蚀能力，但性脆，只能用离心铸造方法制成管材，不能采用锻造或其他压力加工。
本发明的目的是要制造一种铁基合金，即价格低廉，加工方便，在常温或高温条件下均具有较强抗腐蚀、抗氧化能力的高强度结构钢。
本发明提供的合金含有＜0.4%或0.75%～1%C，22～30%Mn，4～10%Al，＜0.5%或1～1.5%Si，3～5%Cr，0.02%Re，≤0.030%S，≤0.035%P。优先选择1%C，25%Mn，5%Al，4%Cr，0.4%或1.0%Si。
本发明合金Mn25Al5Cr4SiRe与常用镍铬奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti(18-8)相比，具有以下优点1.具有较强的耐腐蚀性，尤其在海水中抗腐蚀和抗空泡腐蚀的性能具有明显的优越性。图1表示在3.4%NaCl水溶液中空泡腐蚀后的表面形貌，其图1a为Mn25Al5Cr4SiRe，图1b为1Cr18Ni9Ti。在本发明之前，从未有人提供或报导过Fe-Mn-Al-Cr合金的极化曲线和空泡腐蚀试验数据。
2.强度高，耐磨损性好。屈服极限(σs)为70公斤/毫米2，比1Cr18Ni9Ti高121%;强度极限(σb)为100公斤/毫米2，比1Cr18Ni9Ti高53%，硬度为HRB99。
3.原材料可采用普遍废钢，常用的普通中、低碳锰铁，工业纯铝和中、高碳铬铁。来源充足，价格低廉，成本仅为18-8镍铬不锈钢的三分之一。
4.比重较轻，为7.36克/立方厘米，而1Cr18Ni9Ti为7.79克/立方厘米。
5.本合金韧性好，延伸率(δ5)为50.2%，冲击韧性(ak)为21公斤-米/平方厘米。可经受锻造或轧制等压力加工。
实施例本发明以废钢、普通锰铁(中、低碳锰铁)、工业纯铝和中、高碳铬铁为原材料。合金成分为1%C，25%Mn，5%Al，4%Cr，0.4%或1%Si，0.02%Re，其余为铁和杂质元素。按此配方在感应炉或电弧炉中熔炼成铸锭。在熔炼前对原材料铝块应去除表面氧化膜，加铝块前，钢液应充分脱氧、排渣。当材料要求高时，可进行电渣重熔。固溶温度为1050℃，保温二小时后空冷或水淬。本发明合金可根据需要进行铸造，或轧制成材，或在1100℃-850℃温度范围内锻造成坯，然后进行机械加工成另件。
权利要求
1.铁-锰-铝-铬不锈钢，其特征是含有(按重量)＜0.4%或0.75～1%C，22～30%Mn，4～10%AL，＜0.5%或1～1.5%Si，3～5%Cr，0.02%Re，≤0.03%S，≤0.035%P。
2.根据权利要求
1所述的不锈钢，其特征是含有(按重量)1%C，24～26%Mn，4～5%Al，4%Cr，0.4%或1.0%Si。
3.根据权利要求
1或2的不锈钢，其特征在于熔炼前应对铝块去除表面氧化膜，加铝块前钢液需充分脱氧，排渣。
4.根据权利要求
1或2的不锈钢，其特征在于进行电渣重熔。
5.根据权利要求
1或2的不锈钢，其特征在于固溶温度为1050℃保温二小时，后空冷或水淬。
6.根据权利要求
1或2的不锈钢，其特征在于锻造温度范围为1100℃-850℃。
专利摘要
本发明的不锈钢，具有较强的抗腐蚀、抗氧化能力和高的强度。在海水中抗腐蚀和抗空泡腐蚀的性能优于常用的不锈钢，而成本只有普通镍铬不锈钢的三分之一。这种不锈钢含22～30％(重量)Mn，4～10％Al，3～5％Cr，＜0.5％或1～1.5％Si，＜0.4％或0.75～1.0％C。优先选择的成分是1％C，25％Mn，5％Al，4％Cr，0.4％或1％Si。
文档编号C22C38/38GK85105573SQ85105573
公开日1986年7月2日 申请日期1985年7月18日
发明者陈才金, 张思彬, 袁廷中 申请人:浙江大学