專利名稱：馬氏體鉻－氮鋼及其用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于刀和工具的鋼材料，其用途需要高硬度和好的抗腐蝕性。本發(fā)明特別涉及一種在鋼材的硬化和回火的條件下也具備良好的耐磨持久性的鋼材料。本發(fā)明也涉及該鋼材料在刀和工具，特別是食品工業(yè)中的機器刀和手工刀的用途，如用于切碎和剁碎被屠宰的動物和冷凍魚的斬切刀、用于切碎肉和除去外皮的工具、用于切割機器的振動器和圓刀片。用途的其它領域是制藥工業(yè)中的機器刀和用于切割濕軟皺紙張的刀。而其它可想象的應用是塑料的模壓工具和用于塑料的注射螺桿、用于切割食品和飲料的紙基層壓包裝產品的工具。另一個能想象的應用領域是用作滾珠軸承的材料。
發(fā)明的
背景技術：
在食品工業(yè)中，對使用的工具的抗腐蝕性和硬度有高要求。當廚房工具和含氯水接觸時它們經常受到點腐蝕。對這些工具的抗磨損性能要求也高。在已知具有這些特性的材料中，可提及一組氮化的馬氏體鋼，其組成和特性已公開在DE 3901 470 C1中。在本專利申請中，這些鋼被全部地被標成A。
另一個相關的商業(yè)鋼相應于Werkstoff No.1.4123的組合物并且標示為B。
從EP 0 810294進一步得知許多具有良好的抗腐蝕性能、高強度和高延展性的合金組合物。這些鋼全部被標示為C。
而另一種具有良好的抗腐蝕性的材料公開在EP 1 236 809中并且標示為D。
上述材料的組成示于下面的表中。
表一

上面四種鋼材通常具有良好的抗腐蝕性但是缺乏足夠的硬度和抗磨損性，至少在某些上述應用領域中是如此。1號和2號鋼達到57-59HRC的硬度。
發(fā)明說明本發(fā)明的目的在于提供一種具有上述應用領域的最優(yōu)性能的鋼材料。相應地，該鋼材料應當主要滿足一些或所有下列標準·優(yōu)良的抗腐蝕性能，特別是當該材料用于以下用途時具有良好的抗點腐蝕性能刀和工具，特別是食品工業(yè)的機器刀和手工刀以及在用于塑料模壓工具和用于塑料的注射螺桿，和用于切割食品和飲料的紙基包裝層壓件的工具。另一個能想象的應用領域是滾球軸承。
·在其硬化條件下的高硬度，為了在高機械應力下不會變形。在其硬化和回火條件下，硬度為58-65HRC，優(yōu)選60-64HRC和最優(yōu)選約62-63HRC。
·為了適合用作刀和其它應用的鋼材料的高韌性，對其撓性和高的刀刃銳度有要求。
·用于所述用途領域的足夠抗磨損性，如具有可與AISI 440C、AISI618、19C27、13C26、12C27、W1.4034或類似的相比的抗磨損性。
·在軟退火條件下硬度為230-240HB其它所需參數·良好的可加工性·良好的尺寸穩(wěn)定性·高抗疲勞性
·良好的延展性/韌性·良好的壓縮強度·使得鋼能用于多種不同應用領域的多功能性本發(fā)明特征是在公開的權利要求中所給出的，以獲得所需的性能。
考慮各個合金材料，使用下列材料。
碳可以相對低的量存在于鋼中，以避免在晶界析出碳化鉻。已知晶界的碳化物導致更高的晶間腐蝕風險，所謂的晶間腐蝕。從這個方面看，因此需要保持碳含量盡可能的低。從這個方面，基本上鋼中根本不需要碳，但可允許不超過約0.12％的碳含量而不明顯惡化材料的抗晶間腐蝕的能力。
然而，碳有利于材料的硬度，這意味著鋼能適當地含有少量的碳。碳含量的最優(yōu)選范圍取決于鋼的特定應用，主要是刀和工具，特別是食品工業(yè)中用的機器刀和手工刀，根據本發(fā)明的一個方面，特定的應用依次，對最合適氮含量的選擇應該很重要。因此，考慮最優(yōu)選碳含量的范圍時，涉及下面有關鋼的氮含量的討論。
為了得到其中良好的抗腐蝕性，將相當大量的氮加入鋼中。氮有助于使鉻在奧氏體中的均勻分布和通過有效地防止晶界析出而有助于更好的抗腐蝕性，以有利于析出十分小的、均勻分布的M2N氮化物的二次顆粒，其中M主要代表鉻但也代表鉬。
氮也有助于材料中得到足夠的硬度，盡管碳含量低。氮的增硬效應可取決于上述M2N碳化物的析出。除了鉻和鉬，金屬鐵、鈮和釩也形成小的氮化物顆粒。此外，元素氮、碳、鉻和鉬通過固溶硬化而有助于馬氏體的硬度。相應地和優(yōu)選地，鋼含有0.80-0.95％氮。額定的氮含量為約0.9％。
用于本發(fā)明的碳和氮之間的合適關系在實驗室測試中已表明氮與碳之比約為9∶1。鋼中碳總量，即溶解在鋼基材中的碳加上在碳化物中結合的碳，應不超過0.12％，優(yōu)選最多為0.11％并合適地為0.02-0.10％。合適地，鋼的平均組成包含約0.08％碳。然后，合適的氮含量為約0.9％，但是實驗室用于開發(fā)目的已生產的爐料中，碳和氮的含量都是變化的并且由下面進一步的測試中可清楚看到在氮含量為0.5-1.5、合適地0.7-1.2和優(yōu)選0.8-1.0％時能獲得所需性能。這導致了鋼中氮和碳的比例是在下列范圍中4∶1-75∶1、合適地6∶1-50∶1和優(yōu)選約9∶1。
硅是作為來自鋼制造中的剩余物而包含其中并且存在量至少是0.1％。硅增強鋼中碳的活性并因而它可有利于鋼的足夠的硬度而不引起脆化問題。然而，硅是強的鐵素體形成劑并降低硬化溫度的范圍，并因此它不能以高于0.5％的量存在。額定的硅含量是約0.2％。
錳也是作為來自鋼制造中的剩余物存在，并且它通過形成硫化錳而結合硫量，其在鋼中以低含量存在。錳也促進可淬硬性。然而，作為奧氏體形成劑錳在本發(fā)明的鋼中是不需要的，這意味著錳含量最好應小于0.5％，優(yōu)選小于0.4％和合適地小于0.3％。其額定性的錳含量為約0.3％。
鉻是重要的氮化物形成劑，并和氮一起它形成了氮化鉻(Cr2N)。這些使鋼具有改善的抗腐蝕性和具有考慮其不銹特性的不尋常硬度的馬氏體。該氮化鉻也有助于材料的所需的抗磨損性。鉻通過固溶硬化也有助于增高的硬度和降低馬氏體的腐蝕速率。因此，鉻應以至少12％的量存在，優(yōu)選至少12.5％和合適地至少13％，以使得鋼具有所需的抗腐蝕性。然而，鉻是強的鐵素體形成劑，為了避免在1050-1150℃下的硬化后的鐵素體，鉻含量應該不多于18％，優(yōu)選不多于17％和合適地不多于16％。額定的鉻含量為約14.5％。
因為鎳是奧氏體穩(wěn)定化合物，在本發(fā)明鋼中鎳是不需的。然而，鎳可作為不可避免的雜質存在，其含量可至高約0.5％。優(yōu)選地，該鎳含量小于0.4％。額定性的鎳含量是約0.3％。
鈷是任選的化合物，和它可任選地以最多2％的含量包含在其中，通過加速殘余奧氏體向馬氏體轉化以進一步增高硬度并通過固溶硬化達到某種程度的促進。但通常，為了達到鋼的所需特性鈷的添加不是必需的。因此，作為在鋼中可能來自在鋼制造中所含的原料以不超過0.5％的含量的雜質存在。
鉬應存在于鋼中以賦予它所需的抗腐蝕性，特別是良好的抗點蝕性能和良好的可淬硬性。鉬也是有價值的氮化物形成劑。然而當鉬以作為氮化物形成劑性質時，鉬可以基本上被雙倍量的鎢所取代。因此，鋼中Mo+W/2的總量應不少于1％，優(yōu)選至少是2％，合適地至少2.5％。然而，鉬和鎢是強的鐵素體形成劑，這意味著鋼不應含有超過最多5％，優(yōu)選最多4％，合適地最多3.5％的(Mo+W/2)。額定性(Mo+W/2)含量是3.0％。
然而，鎢沒有象鉬那樣相同地改善抗腐蝕性和可淬硬性。此外，因為原子重量的關系，需要兩倍量的鎢以代替鉬。另一個鎢的缺陷是廢料處理更加困難，即在鋼的制造和加工成最終產品中所產生的殘余產品(廢料)的利用。因此，本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，鋼不應含有任何故意添加的鎢，但是可容許它以來自鋼的制造中所含原材料的殘余元素的形式而作為不可避免的雜質存在。
釩應包含在鋼中，為了在硬化和回火的條件下和氮以及任何存在的碳一起在鋼的馬氏體基材中形成M(N，C)-氮化物、-碳化物和/或碳氮化物。鈮是一種具有形成M(N，C)-氮化物、-碳化物和/或碳氮化物的強傾向的元素并它同時作為一次析出顆粒和較小的二次析出顆粒存在。一次析出的含有鈮的M(N，C)-氮化物、-碳化物和/或碳氮化物和尺寸為約1μm的不含鈮的M(N，C)-氮化物、-碳化物和/或碳氮化物相比是相當更小的尺寸，＜0.5μm。該鈮化合物有助于減小材料的晶粒尺寸和在約為相同韌性的條件下賦予更高的材料硬度。同釩一起鈮有助于改善的抗磨損性，所以鋼優(yōu)選地應該同時含有這兩種合金材料。鈦也可以形成M(N，C)-氮化物、-碳化物和/或碳氮化物，并通過析出一次和二次顆粒而賦予材料的硬度。然而在一個優(yōu)選的實施方式中，該鋼不合有任何故意添加量的鈦。鋼中(V+Nb/2+Ti)的總量應最多是1.5％，優(yōu)選0.35-1.0％，合適地約0.6％，Nb是最大為1.0％，優(yōu)選0.3-0.7％，合適地約0.5％，而V是最大為0.5％，優(yōu)選0.05-0.3％，合適地約0.1％。額定性(V+Nb/2)的含量是約0.6％。
除了提及的合金材料，該鋼不需要和不應該大量地含有任何其它合金元素。一些材料是明顯不需要的，因為它們以不希望的方式影響鋼的性能。真實的例子是磷，它應保持在盡可能低的程度，優(yōu)選最多為0.05％，最優(yōu)選最多為0.03％，以不對鋼的韌性產生負面影響。硫也是其中損害抗腐蝕性的不需要的元素。它的負面影響，主要針對韌性，能藉助于錳以基本上形成無害的硫化錳來大大地抵消。然而優(yōu)選地，通常該鋼含有不超過最多0.1％的S。
本發(fā)明鋼的一個優(yōu)選的額定性組成示于下表2中。根據上述，該鋼主要用于刀和工具，特別是食品工業(yè)中用的機器刀和手工刀。其它能想象到的應用是塑料模壓工具和用于塑料的注射螺桿、用于切割食品和飲料的紙基層壓包裝產品用的工具。另一個能想象到的應用領域是作為滾珠軸承的材料。
表2，額定性的％重量的化學組成，除了在表中給出的元素外余量為Fe和雜質。

鋼材料的制造包括優(yōu)選地為鋼粉末的粉末冶金制造，通過根據熟知的ASP方法(ASEA-STORA方法)用氮進行氣體噴霧，包括ESH精煉，該ESH精煉代表電渣加熱并制得十分低含量的渣夾雜物的極度均勻的鋼粉末。然而本發(fā)明也包括通過其它緊密相關的諸如噴霧成型的制備方法來制造根據本發(fā)明的鋼。
將粉末冶金制造的鋼粉末進行篩選到顆粒尺寸最大為500μm，和其某些量在550-600℃溫度下和在由氨氣和氮氣混合物組成的氣氛中進行氮化至足夠的如1-5％的氮含量。然后按照特定和精確的步驟將具有高氮含量的鋼粉末和剩余的具有較低氮含量的未氮化的鋼粉末進行混合，然后將該鋼粉末充入被抽空空氣的套管中。并通過熱等靜壓制(HIP)進行壓縮后，將套管充入惰性氮氣并通過氣密焊接進行密封，以形成均勻的鋼錠。在一個可選的步驟中，全部的篩過的鋼粉末進行氮化至足夠的氮含量，在這種情況下可以免除混合步驟。其后，在該材料被軟退火后使得本發(fā)明的鋼硬度達到220-250HB(布氏硬度)，優(yōu)選230-240HB之后，該材料被熱加工成棒或條。
該鋼以熱加工和冷加工的鋼條的形式提供。在機加工到所需的形狀，特別是用于食品工業(yè)和制藥工業(yè)中的機器刀和手工刀、或用于塑料模制工具和用于塑料的注射螺桿、用于切割食品和飲料的紙基層壓產品的工具和用于滾珠軸承的形狀之后，該產品通過在1000-1200℃，優(yōu)選1050-1150℃，最優(yōu)選1100-1150℃溫度下的奧氏體化進行熱處理。在奧氏體化溫度下合適的維持時間是10-30分鐘。從提及的奧氏體化溫度，該鋼通過深度冷卻而冷卻至-80--200℃，以消除殘余的奧氏體。為了獲得所需二次硬化，該產品在400-600℃，優(yōu)選在460-520℃下至少回火兩次。在每次這樣的回火處理后，該產品進行冷卻，合適地至約室溫。在回火溫度下維持時間可以是1-10小時，合適地約1小時。
本發(fā)明的其它特征和方面由附屬權利要求和下列已經做過的測試的描述中是清楚的。
附圖的簡述在下列已經做過的測試的描述中，這是有關的附圖，其中

圖1表示在六個樣品合金中，材料中氮含量對硬度的影響的圖表。
圖2表示在放大倍數為x2000下的本發(fā)明鋼的顯微組織。
圖3a表示使用陽極極化的EPR測試結果的圖表。
圖3b表示使用陰極極化的EPR測試結果的圖表。
圖4表示本發(fā)明材料的熱延展性。
實施例制備許多鋼合金作為實驗室爐料，并根據上述制備步驟由這些鋼合金制得HIP鋼套管，30×100mm。每個套管已分成較小部分并分析其內含元素。表3列出了這些實驗室爐料的組成。對不同材料進行了進一步測試其硬度、抗腐蝕性和熱延展性，以發(fā)現最好的可能組成。
在制備用于刀的條狀材料后，測試該鋼的抗磨損性以作為刀的試驗。該條狀材料適于由原規(guī)模(full scall)爐料制造鋼，它和由導致具有可忽略量的渣含量的實驗室爐料制的鋼不同。低渣含量使得由刀測試和鋼強度的機械測試的兩者結果都有最好的可能條件。然而除實驗室試驗爐料之外，涉及鋼的化學組成，連同其它硬氮化物相，M(N，C)和Cr2N的化學相的鋼組成的熱力學計算，冶金檢測部分，即氮化物相的硬相顆粒的尺寸和數目，以及不是鋼的最少高硬度，但可以肯定的是該材料將最大可能地滿足抗磨損性的需求。
表3

在制得的實驗室爐料中，碳含量一直保持在約0.08％重量的含量而在幾種情況下為0.11％重量。氮含量在0.4-0.94％重量之間變化。在這些爐料中的合金材料鉬、釩、鈮和硅的量是變化的。在一種情況下，加入鈷。由這些組成的相對小的變化中的最重要的結果已限于鋼的機械性能、特別是涉及硬度的變化。
顯微組織該硬化的和回火的鋼具有一種基本上由在氮馬氏體基材中兩種不同硬相組成的顯微組織。參考圖2，描述了本發(fā)明鋼的顯微組織，它具有相當于表3中鋼號10-1的額定性組成。本發(fā)明鋼已進行熱處理，該熱處理包括在1100℃下奧氏體化、在-196℃下深冷和在460℃下3×1小時回火。該顯微組織十分精細和相之間的差異很小，這意味著同普通ASP鋼相比，更難于清楚地圖示該顯微組織。
基材相取決于硬化溫度，鋼的94-97％是所謂的氮馬氏體，它是一種其中的碳主要成分已被氮所取代的馬氏體。其化學含量，除了鐵，基本上是鉻、鉬和氮，而且類似于合金的平均組成，然而氮、鈮和釩例外，它們的含量較低。所有這些材料或多或少影響基材相的硬度。
該氮馬氏體通常難以具有不銹鋼性能。已經測得維氏硬度至HV 600-700，這是通過十分小的二次顆粒的析出-二次硬化而獲得的?？赡艿?，這些小顆粒具有類似于那些高速鋼的尺寸并其尺寸是5-20nm。此外，由材料氮、碳、鉻和鉬的固溶硬化可有助于氮馬氏體的硬度。
該氮馬氏體也含有3-6％重量的一次析出的硬相顆粒。這些硬相一次顆粒較二次顆粒更大，為100-500nm。
該氮馬氏體也含有5-20％的殘余奧氏體。這種相部分應該少，因為殘余的奧氏體是軟的。已經嘗試通過反復回火和/或在低溫下，例如在液態(tài)氮中深冷而降低殘余奧氏體部分。然而測試已顯示對本發(fā)明的材料而言，足夠的硬度，＞62HRC，已經在兩次回火處理之后得到，而另外的回火處理對硬度只是具有十分小的影響。
硬相在圖2中，出現M(N，C)的十分小的和明亮的顆粒，它是具有測試的維氏硬度為HV 2000-3000的最硬相。該顆粒通常具有小于0.5μm的尺寸。該硬相基本上含有鉻、鈮、一些釩和鉬，和很多的氮。其碳含量幾乎可以忽略。在該硬相中的合金材料的比例可如下描述(Cr 0.66，Nb 0.27，V 0.07，Mo～0)(N 0.98C 0.02)鈮含于M(N，C)顆粒中作為較大的一次顆粒和小的二次顆粒(在析出硬化過程中)，釩也是如此。鈮化合物在和釩相對應的硬化溫度下更難溶解并也具有防止奧氏體相中顆粒生長的優(yōu)點。
Cr2N也是較基材相更硬，(HV 1200-1600)，但是不像M(N，C)那樣硬。在圖2中，Cr2N呈現具有通常為0.2-1.0μm尺寸的深灰色顆粒的形式。它基本上含有如下比例的鉻和降低量的鐵和釩(Cr 0.79，Mo 0.07，Fe 0.09，V 0.05)2(N 0.98C 0.02)碳含量主要是可以忽略的，該相被簡單地指定為Cr2N。
在圖2中，M(N，C)顆粒是淺灰色并且它們在該材料中的存在量為1.5-2.0％。Cr2N-顆粒是深灰色并取決于在1100-1150℃內的奧氏體化溫度下，其存在量為4-1.5％。因此，Cr2N(4％)的含量大于附圖中的因在較低的奧氏體化溫度下的M(N，C)的含量。
根據上述，特別地是Cr2N的量受奧氏體化溫度的影響?；鼗鹩绊懥嘶南嗟挠捕?，但是也影響了它的抗腐蝕性，以致高回火溫度產生了較高的硬度但是損害了抗腐蝕性。基于所做的測試的結果，該回火溫度已經限定到450-500℃，以得到所需的性能。本發(fā)明鋼已經受包括在1100℃下奧氏體化，在-196℃下深冷和在460℃下3×1小時回火的熱處理。
硬度在硬化和回火條件下，本發(fā)明鋼的硬度應是58-65HRC，優(yōu)選60-64HRC，最優(yōu)選硬度應是62-63HRC。獲得的硬度取決于硬化溫度的選擇和回火溫度的選擇，不管該材料是否被深冷。深冷基本上消除了殘余的奧氏體的存在，這產生了所需的硬度。假如不進行深冷的話，硬度將會比應用深冷的小1-1.5HRC。
此外，該材料的硬度取決于所含合金材料的含量，如上所述。首先氮已經顯示通過形成氮馬氏體和硬相顆粒對材料的硬度影響很大。對許多具有表3組成的制得的實驗室爐料測試其洛氏硬度(HRC)并結果示于圖1的圖表中?？梢源_定的是較高的氮含量有助于材料的較高硬度。
抗腐蝕性抗腐蝕性取決于溶解在鋼基材中的合金材料氮、鉻和鉬的量，但是增高的碳含量對抗腐蝕性具有負面影響。一種表示抗腐蝕的方法，特別是最嚴重腐蝕類型的抗點腐蝕的保護程度的方法，是通過所謂的PREN值來表示的，該值通過如下計算獲得Cr+3.3Mo+16N(％重量)。表4顯示了一些商業(yè)鋼(A，B，E)和本發(fā)明鋼之間的對比，在該表中顯示了材料的硬度和PREN數值。
表4

按照兩種不同的測試方法檢測許多制得的實驗室爐料，以確定其腐蝕性能。這些測試方法之一的目標在于測定該材料對點腐蝕的抗性并且以標準EN ISO 8442.2定義。這些測試已經在瑞典腐蝕學院進行。第二測試方法的目標在于測定該材料對晶間腐蝕的抗性，也稱作抗晶間腐蝕性并且被指定為電化學動力學電位再活化(EPR)。那些測試已經在Aubert&Duval進行。關于這一點的一個重要方面在于本發(fā)明鋼要在400-560℃的溫度間回火。這對鋼的機械性能，即高硬度和外形穩(wěn)定性在直到回火溫度的寬溫度范圍內，是有利的。同時，高溫回火導致對鋼的抗腐蝕性有較大影響。因此，大部分有競爭性的材料是低溫回火以經受腐蝕測試。
EN ISO 8442.2根據本發(fā)明的一個方面，要求該材料具有滿足測試方法EN ISO 8442-2要求的抗腐蝕性，該測試方法用于測試和食品接觸的材料，特別是和含有氯化物的水接觸的易于點腐蝕的切割工具和廚房工具。七個制得的實驗室爐料中以具有不同氮含量的2-4個不同的變量的方式制成。這些測試在測試之前進行如下熱處理在1100℃下奧氏體化、在液態(tài)氮中-196℃下深冷、在460℃下3×1小時回火。在該腐蝕測試中，被指定為10-1、10-2和10-3的系列合金已經在比其它材料更高的溫度于500℃下被回火3×1小時。
為了成為有效，要求該材料在每20cm2具有0.4和0.75mm的直徑間的點不超過3個和大于0.75mm的直徑的點不超過1個。以雙樣品的形式，所有的材料都通過了測試，但是有些具有較低氮含量的樣品由于在大的渣夾雜物的周圍區(qū)域的腐蝕而顯示輕微的變色。對比測試是在這里指定為F的商業(yè)馬氏體不銹鋼上進行。該材料的組成示于表5中。測試了該材料的兩種樣品。兩種樣品都在1050℃下進行奧氏體化，但是其中之一個在高溫(FHT)下回火而另一個在低溫(FLT)下回火。這些樣品都沒有通過測試。下面的表6列出了測試材料的選擇結果。
表5，鋼F的組成

表6，根據EN ISO 8422.2的腐蝕測試的結果

電化學動力學電位再活化(EPR)實驗室爐料對晶間腐蝕的抗性通過所謂的電化學動力學電位再活化(EPR)的電化學測試方法進行測量。藉助于EPR方法，可以測定該材料的基材和晶界兩者的抗腐蝕性能。晶間腐蝕對材料的硬度來說是十分嚴重的并由于在硬化材料的回火中碳化鉻在晶界的析出而呈現的。這使得鄰接晶界周圍的區(qū)域的材料中的鉻缺失，因此使該材料對腐蝕侵入敏感。
該檢測的結果示于圖3a和3b中和其中顯示了下列同其它高溫回火(HT)和低溫回火(LT)的參考材料的對比，分別是
·沒有引起晶間腐蝕機制，·有空氣氧氣存在時在1％硫酸中的十分低的基材溶解。
在圖中，檢測中所測試的電流密度顯示和材料硬度有關。低電流密度對應于高抗腐蝕性，而本發(fā)明材料具有測試材料的最好結果。
再者，該檢測最大驚喜地顯示在反復電壓循環(huán)下鈍化得到了加強，這可以在圖中看出第二電流峰值具有較第一電流峰值更低的值。在圖3a中(陽極極化)，對指定為A的參考材料得到了類似的結果，但是在圖3b中(陰極極化)這材料在第二電流峰值也顯示出損害的腐蝕性能。參考材料具有0.4％重量氮時，這是特別有趣，并因此能認為按本發(fā)明材料2-1和10-1的類似的方式進行反應。此外，材料A較本發(fā)明的兩種材料具有較差的硬度。
相應地，該檢測顯示和其它被測的高溫和低溫回火的參考鋼相比，本發(fā)明的不銹鋼刀具有最好的硬度和抗腐蝕性的結合。
表7。在450mV峰值時的電流密度(μA/cm2)

已經測試了兩個循環(huán)的極化，以研究該鈍化是增強還是被損害。如果第二值是最低，則鈍化是增強。
熱延展性在溫度900-1210℃范圍內的材料10-1的熱延展性，示于圖4中。測試尺寸為15×85mm，伸長率6.6s-1，升高溫度T≥1120℃和降低的溫度T≤1120℃。
權利要求
1.一種具有良好的抗腐蝕性的鋼材料，其特征在于它由含有下列％重量元素的合金所組成最多0.12C0.5-1.5N12-18Cr最多0.5Mn最多0.5Ni1-5(Mo+W/2)最多1.5(V+Nb/2+Ti)0.1-0.5Si痕量至最多2.0Co痕量至最多0.1S余量鐵和基本上僅通常含量的雜質。
2.權利要求1的鋼材料，其特征在于在硬化和回火后，其硬度為58-65HRC和在基材中含有3-6％體積的兩種硬相M(N，C)和Cr2N的顯微組織，該基材基本上由回火氮馬氏體構成，該氮馬氏體包含5-20％的殘余奧氏體。
3.權利要求1或2的鋼材料，其特征在于它含有最多0.11C，優(yōu)選0.02-0.10C。
4.權利要求1-3中任一的鋼材料，其特征在于它含有0.7-1.2，優(yōu)選0.8-1.0N。
5.權利要求1-4中任一的鋼材料，其特征在于它含有12.5-17C，優(yōu)選13-16Cr。
6.權利要求1-5中任一的鋼材料，其特征在于它含有最多0.4，優(yōu)選最多0.3Mn。
7.權利要求1-6中任一的鋼材料，其特征在于它含有最多0.4，優(yōu)選最多0.3Ni。
8.權利要求1-7中任一的鋼材料，其特征在于它含有2-4，優(yōu)選2.5-3.5(Mo+W/2)。
9.權利要求1-8中任一的鋼材料，其特征在于它含有0.05-0.3，優(yōu)選0.1V。
10.權利要求1-9中任一的鋼材料，其特征在于它含有0.3-0.7，優(yōu)選0.5Nb。
11.權利要求2-10中任一的鋼材料，其特征在于它已通過如下處理而進行硬化在1000-1200℃、優(yōu)選1050-1150℃和最優(yōu)選1100-1150℃下的奧氏體化，在-80--200℃下的深冷和之后在400-560℃、優(yōu)選430-500℃和最優(yōu)選460-500℃溫度下的回火。
12.權利要求11的鋼材料，其特征在于其硬度為60-64HRC和最優(yōu)選約為62-63HRC。
13.前述權利要求中任一的鋼材料，其特征在于在硬相M(N，C)中的M基本上含有下列組成的鉻、鈮、釩和鉬0.66Cr，0.27Nb，0.07V+Mo，其中V含量是主要的并其中(N，C)基本上按下列組成含有氮但也含有某些量的碳0.98N，0.02C。
14.前述權利要求中任一的鋼材料，其特征在于在硬相Cr2N中的Cr基本上含有下列組成的鉻、鉬、鐵和釩0.79Cr，0.07Mo，0.09Fe和0.05V，并其中(N，C)基本上按下列組成含有氮但也含有某些量的碳0.98N，0.02C。
15.權利要求1或權利要求3-10中任一的鋼材料，其特征在于它是軟退火的并在軟退火的條件下它的硬度為220-250HB(布氏硬度)，優(yōu)選230-240HB。
16.前述權利要求中任一的鋼材料，其特征在于它是粉末冶金制造的材料。
17.權利要求15的鋼材料的用途，用于制造刀和工具。
18.權利要求15的鋼材料的用途，用于制造食品工業(yè)用的機器刀和手工刀。
19.權利要求15的鋼材料的用途，用于制造塑料模制工具和塑料的注射螺桿。
20.權利要求15的鋼材料的用途，用于制造切割食品和飲料的紙基層壓產品用的工具。
21.權利要求15的鋼材料的用途，用于制造滾珠軸承。
全文摘要
具有良好的抗腐蝕性的鋼材料，其由含有下列％重量元素的合金所構成最多0.12C、0.5－1.5N、12－18Cr、最多0.5Mn、最多0.5Ni、1－5(Mo+W/2)、最多1.5(V+Nb/2+Ti)、0.1－0.5Si、痕量至最多2.0Co、痕量至最多0.1S、余量鐵和基本上為通常含量的雜質。
文檔編號C22C38/22GK1882708SQ200480034024
公開日2006年12月20日 申請日期2004年12月6日 優(yōu)先權日2003年12月5日
發(fā)明者利夫·韋斯廷 申請人:伊拉斯蒂爾·克羅斯特公司