專利名稱：一種奧氏體不銹鋼及其制備方法
技術領域：
本發明涉及不銹鋼的制備技術。
背景技術：
316L不銹鋼相當于我國的00Crl7Nil4Mo2不銹鋼。具有有光澤度好、耐腐蝕性能強、高溫強度高、加工硬化性好等特點。主要用于紙漿和造紙用設備熱交換器、染色設備、膠片沖洗設備、管道、沿海區域建筑物外部用材料，以及高級手表的表鏈、表殼等方面。傳統冶金工藝生產的不銹鋼，物理和力學性能較差，使316L不銹鋼的發展受到了限制，提高力學性能可以很大程度上減小其用量，減少對資源的消耗，對社會的可持續發展有著重要的意義。

發明內容
本發明的目的是提供一種奧氏體不銹鋼及其制備方法。本發明是一種奧氏體不銹鋼及其制備方法，奧氏體不銹鋼，基于316L不銹鋼，按重量百分比計，其組分為A1 18 20%、Cr 9 11%、Ni 7 10%、Mo I. 3 2%、Mn ( I. 3%、Si 彡 0. 6%、C 彡 0. 02%,余量為 Fe2O3。奧氏體不銹鋼的制備方法，其步驟為
(1)按照權利要求I所述的組分稱取反應物原材料；
(2)將稱好的粉末在球磨機中混合8 16小時，然后將混合好的反應物料置于配有銅底材的銅模具中并用壓力機在3(T60MPa的壓力下壓實，在其表面放上引燃劑，然后在反應容器中進行反應；
(3)室溫下用氬氣吹掃反應容器排除其中的空氣并加熱，等到容器溫度升至18(T200°C時再次排氣，然后通入4 7MPa的氬氣繼續升高容器溫度；
(4)當容器內溫度達到260°C左右時引燃劑開始反應并釋放出大量的熱，引發反應物料間的反應，生成的產物在氬氣保護下隨爐冷卻至室溫制得不銹鋼材料；
(5)將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進行80(Tl00(rC等溫處理61小時后，得到奧氏體不銹鋼材料。本發明的有益效果是，生產流程簡單，能源消耗低，可用低成本獲得高強度的奧氏體不銹鋼，且污染小，適于工業化生產。經X射線衍射技術和透射電鏡表征，制備得到的316L不銹鋼均由奧氏體相組成，材料以納米晶為主，是由納米晶和微米晶組成的復相材料。其中納米晶相的晶粒尺寸介于l(T90nm之間，納米晶含量為75 80%左右，微米晶相晶粒尺寸為0. 2mm 3mm。將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進行80(ri000°C等溫處理6 8小時后，制備得到高強度的納米晶/微米晶雙相316L奧氏體不銹鋼材料。對等溫處理后的納米晶/微米晶雙相不銹鋼材料進行了室溫拉伸性能測試。拉伸速度為0. 2mm/min，屈服強度為320MPa 450MPa，抗拉強度為 650 MPa "IOOOMPa0
具體實施例方式本發明是一種奧氏體不銹鋼及其制備方法，奧氏體不銹鋼，基于316L不銹鋼，按重量百分比計，其組分為A1 18 20%、Cr 9 11%、Ni 7 10%、Mo I. 3 2%、Mn ( I. 3%、Si ( 0. 6%、C 彡 0. 02%,余量為 Fe2O3。奧氏體不銹鋼的制備方法，其步驟為
(1)按照權利要求I所述的組分稱取反應物原材料；
(2)將稱好的粉末在球磨機中混合8 16小時，然后將混合好的反應物料置于配有銅底材的銅模具中并用壓力機在3(T60MPa的壓力下壓實，在其表面放上引燃劑，然后在反應容 器中進行反應；
(3)室溫下用氬氣吹掃反應容器排除其中的空氣并加熱，等到容器溫度升至18(T200°C時再次排氣，然后通入4 7MPa的氬氣繼續升高容器溫度；
(4)當容器內溫度達到260°C左右時引燃劑開始反應并釋放出大量的熱，引發反應物料間的反應，生成的產物在氬氣保護下隨爐冷卻至室溫制得不銹鋼材料；
(5)將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進行80(Tl00(rC等溫處理61小時后，得到奧氏體不銹鋼材料。實施例I:
基于316L奧氏體不銹鋼，按重量百分比計，如表I所示組分，稱取反應物原材料
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.~
將稱好的粉末在球磨機中混合8小時，然后將混合好的反應物料置于配有銅底材的銅
模具中并用壓力機在50MPa的壓力下壓實，在其表面放上引燃劑，然后在反應容器中進行
反應，室溫下用氬氣吹掃反應容器排除其中的空氣，等到容器溫度升至180°C時再次排氣，
然后通入5MPa的氬氣繼續升高容器溫度。當容器內溫度達到260°C時引燃劑開始反應并
釋放出大量的熱，從而引發反應物料間的反應。反應在幾秒鐘時間內完成，生成的產物在氬
氣保護下隨爐冷卻至室溫制得不銹鋼材料，經X射線衍射技術和透射電鏡表征，制備得到
不銹鋼由奧氏體相組成，材料以納米晶為主，是由納米晶和微米晶組成的復相材料。其中微
米晶晶粒尺寸范圍為0. 2 ii m I U m,納米晶平均晶粒尺寸為23. 56nm,納米晶體積分數約為
76%。將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進行800°C等溫處理8小時后，制備得到高強度的納米晶/微米晶雙相奧氏體不銹鋼材料。其拉伸屈服強度oa2為372MPa和抗拉強度G b為735MPa，都較熱軋板材料強度有明顯提高。實施例2:
基于316L奧氏體不銹鋼，按重量百分比計，如表2所示組分，稱取反應物原材料
表2.
料 |FeA |Al|Cr|Ni|Mo |Mn|Si |C 一 316L |56. 69 |2o|lo|lo|l. 7 |l |o. 6 |o.~
將稱好的粉末在球磨機中混合10小時，然后將混合好的反應物料置于配有銅底材的
銅模具中并用壓力機在40MPa的壓力下壓實，在其表面放上引燃劑，然后在反應容器中進行反應，室溫下用氬氣吹掃反應容器排除其中的空氣，等到容器溫度升至180°C時再次排氣，然后通入5MPa的氬氣繼續升高容器溫度。當容器內溫度達到260°C時引燃劑開始反應并釋放出大量的熱，從而引發反應物料間的反應。反應在幾秒鐘時間內完成，生成的產物在氬氣保護下隨爐冷卻至室溫制得不銹鋼材料，經X射線衍射技術和透射電鏡表征，制備得到不銹鋼由奧氏體相組成，材料以納米晶為主，是由納米晶和微米晶組成的復相材料。其中微米晶晶粒尺寸范圍為0. 5 y m 2. 3 u m,納米晶平均晶粒尺寸為22. 36nm,納米晶體積分數約為79%。將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進行800°C等溫處理8小時后，制備得到高強度的納米晶/微米晶雙相奧氏體不銹鋼材料。其拉伸屈服強度Oci2為396MPa和抗拉強度O b為782MPa，都較熱軋板材料強度有明顯提高。實施例3:
基于316L奧氏體不銹鋼，按重量百分比計，如表3所示組分，稱取反應物原材料
權利要求
1.一種奧氏體不銹鋼，基于316L不銹鋼，按重量百分比計，其組分為Al 18^20%, Cr9 11%、Ni 7 10%、Mo I. 3 2%、Mn ( I. 3%、Si ( 0. 6%、C 彡 0. 02%,余量為 Fe2O30
2.根據權利要求I所述的奧氏體不銹鋼，其特征在于是由納米晶和微米晶組成的復相材料。
3.根據權利要求I所述的奧氏體不銹鋼，其特征在于其中的納米晶相的晶粒尺寸介于l(T90nm之間，納米晶含量為75 80%。
4.根據權利要求I所述的奧氏體不銹鋼，其特征在于微米晶相晶粒尺寸為0.2mm 3mm。
5.奧氏體不銹鋼的制備方法，其步驟為 (1)按照權利要求I所述的組分稱取反應物原材料； (2)將稱好的粉末在球磨機中混合8 16小時，然后將混合好的反應物料置于配有銅底材的銅模具中并用壓力機在3(T60MPa的壓力下壓實，在其表面放上引燃劑，然后在反應容器中進行反應； (3)室溫下用氬氣吹掃反應容器排除其中的空氣并加熱，等到容器溫度升至18(T200°C時再次排氣，然后通入4 7MPa的氬氣繼續升高容器溫度； (4)當容器內溫度達到260°C左右時引燃劑開始反應并釋放出大量的熱，引發反應物料間的反應，生成的產物在氬氣保護下隨爐冷卻至室溫制得不銹鋼材料； (5)將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進行80(Tl00(rC等溫處理61小時后，得到奧氏體不銹鋼材料。
全文摘要
一種奧氏體不銹鋼及其制備方法，基于316L不銹鋼，按重量百分比計，其組分為Al18~20%、Cr9~11%、Ni7~10%、Mo1.3~2%、Mn≤1.3%、Si≤0.6%、C≤0.02%，余量為Fe2O3；按上述組分稱取反應物，原料球磨并壓實后，在其表面放上引燃劑，然后置于反應容器中，通入氬氣進行反應；隨著溫度的升高，引燃劑開始反應并釋放出大量的熱，引發反應物料間的反應；生成的產物在氬氣保護下隨爐冷卻至室溫制得不銹鋼材料。將制備得到的不銹鋼材料放入熱處理爐中進行800℃~1000℃等溫處理6~8小時后，得到奧氏體不銹鋼材料。
文檔編號C22C33/02GK102747298SQ201210184420
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月6日 優先權日2012年6月6日
發明者盧雪峰, 喇培清, 孟倩, 楚成剛, 歐玉靜, 魏玉鵬 申請人:蘭州理工大學