本發(fā)明屬于不銹鋼制作技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型不銹鋼材料的制備方法。

背景技術(shù)：

隨著冶金工業(yè)的快速發(fā)展及日常生活水平的提高，不銹鋼的使用量大大增加，大量美觀、耐用的不銹鋼制品已經(jīng)走入民用消費(fèi)領(lǐng)域，其中，器皿、廚房用品中不銹鋼的使用量占了絕大多數(shù)。不銹鋼指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼，又稱不銹耐酸鋼。實(shí)際應(yīng)用中，常將耐弱腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。目前，不銹鋼由于具有優(yōu)越耐磨性和強(qiáng)韌性，良好的可加工性，外觀精美性及無(wú)毒無(wú)害性，而在市面上倍受推廣。然而，大多數(shù)不銹鋼在耐蝕性上存在問(wèn)題，例如因孔蝕和生銹等腐蝕而產(chǎn)生的表面特性的劣化等問(wèn)題。

中國(guó)發(fā)明專利cn101338403公開(kāi)了一種節(jié)鎳含錳氮奧氏體不銹鋼，其c優(yōu)選為0.04～0.06％；mn優(yōu)選為9.0～10.0％；cr優(yōu)選為15.5～16.0％；ni含量與中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)cn1129259和中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)cn1772942相比則進(jìn)一步降低，優(yōu)選為1.8～2.0％。發(fā)明稱該節(jié)鎳含錳氮奧氏體不銹鋼具有在一般大氣環(huán)境下能替代18-8型不銹鋼，且節(jié)鎳，成本低廉，熱塑性好，易于加工的特點(diǎn)。此外，中國(guó)發(fā)明專利cn101545078公開(kāi)了一種室溫機(jī)械性能優(yōu)良的節(jié)鎳型亞穩(wěn)奧氏體不銹鋼，成分上含cr：15.0～17.0％、ni：1.50～2.50％、n：0.15～0.30％，在不同狀態(tài)下，材料室溫屈服強(qiáng)度為400～1370mpa，室溫抗拉強(qiáng)度為860～1700mpa，室溫延伸率為15～65％，可部分替代aisi304使用于弱腐蝕性環(huán)境。歐洲發(fā)明專利ep593158提出了一種含cu含n的cr-ni-mn奧氏體不銹鋼，其中含16.5-17.5％cr，6.4-8.0％mn，2.50-5.0％ni，2.0-3.0％cu，不大于0.15％c，不大于0.2％n，不大于1％si，該合金的冷加工硬化低于201，耐蝕性則接近430。上述發(fā)明專利提出的材料中cr含量都低于304奧氏體不銹鋼，同時(shí)添加了較高含量的不利于耐腐蝕性的mn，因此導(dǎo)致耐蝕性顯著低于304奧氏體不銹鋼。

為了提高耐腐蝕性能，中國(guó)發(fā)明專利cn101148740在材料中添加了0-3％mo，同時(shí)控制cr含量在16-18％，n含量0.1-0.4％，而ni含量降低到0-2％，但是成分中mn含量仍高達(dá)14-19％；同樣地，中國(guó)發(fā)明專利cn101381852在材料中添加了0.001-0.3％mo，以提高耐腐蝕性能，但是該發(fā)明中mn含量仍高達(dá)12.1~14.8％，同時(shí)材料中n含量高達(dá)0.2-0.45％，材料的冶煉和加工難度都較大。歐洲發(fā)明專利ep1690957中mn含量控制在7-8.5％，cr含量達(dá)到16.5-18％，同時(shí)添加0.1-0.5％的mo，材料可以獲得與304奧氏體接近的耐蝕性，但是合金中ni含量較高，為3.5-4.5％，使合金的原材料成本與304奧氏體不銹鋼相比差別不大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種新型不銹鋼材料的制備方法，

本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

一種新型不銹鋼材料的制備方法，包括以下步驟：

一、將鑄鐵在真空感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，待鑄鐵開(kāi)始融化時(shí)，加入鉻、硅和鉬，在鑄鐵完全融化時(shí)，加入鎢、錳、鎳、硼和釩進(jìn)行熔煉，之后澆鑄成自耗電極；

二、將澆鑄好的自耗電極進(jìn)行真空電弧重熔精煉或電渣重熔精煉，制成電渣錠，熔體澆鑄溫度為1880-2300℃；

三、將電渣錠壓制不銹鋼片，接著將不銹鋼片依次進(jìn)行熱鍛、第一次退火和第二次退火，制得不銹鋼基體；

四、將不銹鋼基體熱軋至厚度降低2-3mm，加熱至1800-2000℃，保持50-70min，然后深度冷軋，使不銹鋼基體的表層形成納米晶不銹鋼材料層；

五、再將步驟四的不銹鋼基體浸漬于硫酸水溶液，使不銹鋼基體上形成鈍化膜，再采用液氮?dú)饣姆椒▽?duì)步驟四的不銹鋼基體進(jìn)行冷處理即可。

優(yōu)選的，所述新型不銹鋼材料包括以下重量份的原料：鑄鐵80-90份、鉻15-17份、硅13-16份、鉬11-13份、鎢10-12份、錳12-14份、鎳13-15份、硼10-13份和釩12-15份。

優(yōu)選的，所述步驟一的真空感應(yīng)爐內(nèi)熔煉溫度在20-30min內(nèi)升高至1800-2300℃。

優(yōu)選的，所述步驟三的不銹鋼片溝瀆在3-5cm。

優(yōu)選的，所述步驟三的熱鍛的保溫溫度為890-990℃，始鍛溫度1050-1100℃，終鍛溫度為1500-1600℃，熱鍛保溫2-3h后，再將不銹鋼片進(jìn)行第一退火和第二次退火，第一次退火中先將不銹鋼片在退火爐中保溫3-5h，溫度為800-900℃，然后以20℃/h的速度冷卻到300-500℃后，再空冷至常溫，第二次退火中先將不銹鋼片在退火爐中保溫1-2h，溫度為600-800℃，然后以15℃/h的速度冷卻到200-300℃后，再空冷至常溫。

優(yōu)選的，所述步驟四深度冷軋的冷軋變形度在75-80％。

優(yōu)選的，所述步驟五硫酸水溶液的硫酸體積百分比為15-25%。

優(yōu)選的，所述步驟五冷處理的溫度為-20℃，所述冷處理保溫時(shí)間為40-50min。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的硅和鉬、鎢、鉻等結(jié)合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用。且在煉鋼過(guò)程中加硅可作為還原劑和脫氧劑，另外硅能顯著提高鋼的彈性極限、屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度，但硅量的增加，會(huì)降低鋼的焊接性能，因此將硅的加入量控制在0.80～1.20%，可保證不銹鋼的抗腐蝕性、強(qiáng)度和焊接性能，保證強(qiáng)度可提高15-20%。

本發(fā)明的鎳是杰出的耐腐蝕材料，也是合金鋼的主要合金化元素，鎳可以促進(jìn)不銹鋼鈍化膜的穩(wěn)定性，可提高鋼的耐蝕性；另外鎳可顯著提高不銹鋼熱力學(xué)穩(wěn)定性，因此不銹鋼中鎳和鉻共存，可以顯著提高不銹鋼的耐蝕性。

本發(fā)明的鉬在奧氏體不銹鋼中的主要作用是提高鋼的耐還原性介質(zhì)的腐蝕性能和耐點(diǎn)腐蝕、耐縫隙腐蝕等的性能。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種新型不銹鋼材料的制備方法，包括以下步驟：

一、將鑄鐵在真空感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，待鑄鐵開(kāi)始融化時(shí)，加入鉻、硅和鉬，在鑄鐵完全融化時(shí)，加入鎢、錳、鎳、硼和釩進(jìn)行熔煉，之后澆鑄成自耗電極；

二、將澆鑄好的自耗電極進(jìn)行真空電弧重熔精煉或電渣重熔精煉，制成電渣錠，熔體澆鑄溫度為1880℃；

三、將電渣錠壓制不銹鋼片，接著將不銹鋼片依次進(jìn)行熱鍛、第一次退火和第二次退火，制得不銹鋼基體；

四、將不銹鋼基體熱軋至厚度降低2mm，加熱至2000℃，保持50min，然后深度冷軋，使不銹鋼基體的表層形成納米晶不銹鋼材料層；

五、再將步驟四的不銹鋼基體浸漬于硫酸水溶液，使不銹鋼基體上形成鈍化膜，再采用液氮?dú)饣姆椒▽?duì)步驟四的不銹鋼基體進(jìn)行冷處理即可。

新型不銹鋼材料包括以下重量份的原料：鑄鐵80份、鉻15份、硅16份、鉬13份、鎢10份、錳14份、鎳13份、硼13份和釩12份。

步驟一的真空感應(yīng)爐內(nèi)熔煉溫度在20min內(nèi)升高至2300℃。

步驟三的不銹鋼片溝瀆在5cm。

步驟三的熱鍛的保溫溫度為890℃，始鍛溫度1050℃，終鍛溫度為1500℃，熱鍛保溫2h后，再將不銹鋼片進(jìn)行第一退火和第二次退火，第一次退火中先將不銹鋼片在退火爐中保溫3h，溫度為800℃，然后以20℃/h的速度冷卻到300℃后，再空冷至常溫，第二次退火中先將不銹鋼片在退火爐中保溫1h，溫度為600℃，然后以15℃/h的速度冷卻到200℃后，再空冷至常溫。

步驟四深度冷軋的冷軋變形度在75％。

步驟五硫酸水溶液的硫酸體積百分比為15%。

步驟五冷處理的溫度為-20℃，所述冷處理保溫時(shí)間為40min。

實(shí)施例2

一種新型不銹鋼材料的制備方法，包括以下步驟：

一、將鑄鐵在真空感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，待鑄鐵開(kāi)始融化時(shí)，加入鉻、硅和鉬，在鑄鐵完全融化時(shí)，加入鎢、錳、鎳、硼和釩進(jìn)行熔煉，之后澆鑄成自耗電極；

二、將澆鑄好的自耗電極進(jìn)行真空電弧重熔精煉或電渣重熔精煉，制成電渣錠，熔體澆鑄溫度為2300℃；

三、將電渣錠壓制不銹鋼片，接著將不銹鋼片依次進(jìn)行熱鍛、第一次退火和第二次退火，制得不銹鋼基體；

四、將不銹鋼基體熱軋至厚度降低3mm，加熱至2000℃，保持70min，然后深度冷軋，使不銹鋼基體的表層形成納米晶不銹鋼材料層；

五、再將步驟四的不銹鋼基體浸漬于硫酸水溶液，使不銹鋼基體上形成鈍化膜，再采用液氮?dú)饣姆椒▽?duì)步驟四的不銹鋼基體進(jìn)行冷處理即可。

新型不銹鋼材料包括以下重量份的原料：鑄鐵80份、鉻15份、硅13份、鉬13份、鎢10份、錳12份、鎳13份、硼10份和釩12份。

步驟一的真空感應(yīng)爐內(nèi)熔煉溫度在20min內(nèi)升高至2300℃。

步驟三的不銹鋼片溝瀆在5cm。

步驟三的熱鍛的保溫溫度為990℃，始鍛溫度1100℃，終鍛溫度為1600℃，熱鍛保溫2-3h后，再將不銹鋼片進(jìn)行第一退火和第二次退火，第一次退火中先將不銹鋼片在退火爐中保溫5h，溫度為900℃，然后以20℃/h的速度冷卻到500℃后，再空冷至常溫，第二次退火中先將不銹鋼片在退火爐中保溫2h，溫度為800℃，然后以15℃/h的速度冷卻到300℃后，再空冷至常溫。

步驟四深度冷軋的冷軋變形度在80％。

步驟五硫酸水溶液的硫酸體積百分比為25%。

步驟五冷處理的溫度為-20℃，所述冷處理保溫時(shí)間為50min。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。