專利名稱：一種含錫鐵素體不銹鋼合金材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種含錫鐵素體不銹鋼合金材料及其制備方法，屬鋼鐵合金材料技術 領域。
背景技術：
鐵素體不銹鋼根據鉻含量一般分為低鉻(Crll-15%)、中鉻(16-20%)和高鉻 (21-30%)三類，它由于不含鎳或僅含少量鎳，是一種節鎳型不銹鋼。但由于它的室溫和低溫 韌性差，缺口敏感性高和晶間腐蝕敏感，且這些缺點隨其截面尺寸的增加、冷卻速度的變慢 和焊接熱影響而更加明顯。為了改善上述缺點，人們通過降低碳和氮，向超低碳氮和超純鐵 素體不銹鋼方向發展，但超低碳氮和超純鐵素體不銹鋼在成型過程中應變量較大時會產生 一種表面缺陷一起皺。為了進一步降低成本、提高耐蝕性和改善加工成型性，科研人員通過 努力，發明了系列含少量錫而性能優異的鐵素體不銹鋼。本發明的含錫鐵素體不銹鋼，可以 作為結構材料，廣泛應用于一般工業機械領域，制作結構件；同時也可作抗菌功能材料，廣 泛應用于食用器皿、廚房用具、家電產品等領域。
發明內容
本發明的目的在于提供一種具有高強韌高耐蝕的含錫鐵素體不銹鋼合金材料。本發明的高強韌高耐蝕的含錫鐵素體不銹鋼，其特征在于具有如下的成分及質量 百分比:C ( 0. 04,Si ( 1. 0、Mn ( 1. 0、P ( 0. 02,S ( 0. 02,N ( 0. 04,Cr :14. 0 30. 0， Sn :0. 05^1. 0，余量為Fe和不可避免的雜質，錫的含量隨Cr含量而變化，最大含量必須小 于Cr含量X3. 4%。此外，根據性能需要，以質量百分比計，該合金材料還含有Nb、Ti、V中 的至少一種，其含量為0. 05 0. 5%的Nb，0. 05 0. 5%的Ti，0. 05 0. 5%的V ；以及還含有Cu、 Zn、Ag中的至少一種，其含量為0. 5 2. 5%的Cu，0. 04 0. 08%的Ag，0. 05 0. 5的Zn。本發明高強韌高耐蝕的含錫鐵素體不銹鋼合金材料的制備方法，其特征在于采 用常規的熔煉方法，在冶煉過程中加入i^eOSMO (其中Sn含量為40wt%)中間合金，經綜合 配料熔制后，澆注成型，最終制得含錫鐵素體不銹鋼合金材料。該含錫鐵素體不銹鋼具有優 良的力學、抗菌、耐蝕和加工性能，可加工成各種形狀的產品，應用于一般工業機械領域，以 及需要抗菌的食用器皿、廚房用具、家電產品等領域。與傳統鐵素體和超純鐵素體相比，本發明的含錫鐵素體不僅成本低，而且加工成 型過程中不起皺，并耐蝕性有顯著的提高。本發明的機理如下所述
少量Sn的加入，固溶于基體材料中，除起固溶強化作用外，與鉻一起在表面形成Cr2O3 和SnO2,顯著改善該系列鐵素體不銹鋼的耐蝕性和加工成型性。
具體實施例方式現將本發明的具體實施例敘述于后。
實施例1
本實施例中，采用含錫鐵素體不銹鋼的成分及質量百分比如下
Cr17. 9%C0. 03%Sn0. 4%Si0. 7%N0. 01%Ti0. 08%S0. 005%P0. 015%Mn0. 8%Fe余量
采用傳統常規的熔煉工藝方法，在冶煉過程中加入i^eosMo (wt%)中間合金，經綜合 配料熔制后，澆注成型，最終制得含錫鐵素體不銹鋼合金材料。鑄態經熱鍛，退火處理，其室 溫拉伸斷裂強度大于400MPa，屈服強度大于300MPa，斷裂延伸率大于25%和斷面收縮率大 于 50%ο 實施例2
本實施例中，采用含錫鐵素體不銹鋼的成分及質量百分比如下
Cr24. 7%C0. 03%Sn0. 7%Si0. 8%Nb0. 07%N0. 02%S0. 005%P0. 015%Mn0. 7%Fe余量
采用傳統常規的熔煉工藝方法，在冶煉過程中加入i^eosMo (wt%)中間合金，經綜合 配料熔制后，澆注成型，最終制得含錫鐵素體不銹鋼合金材料。鑄態經熱鍛，退火處理，其室 溫拉伸斷裂強度大于450MPa，屈服強度大于300MPa，斷裂延伸率大于25%和斷面收縮率大 于 50%ο 實施例3
本實施例中，采用含錫鐵素體不銹鋼的成分及質量百分比如下
Cr17.9%
C0.03% Sn 0.35% Cu 1. 5% Si 0. 7%N0.015%
S0.005%
P0.015%
Mn0.8%
Fe余量
采用傳統常規的熔煉工藝方法，在冶煉過程中加入i^eOSMO (wt%)中間合金，經綜合 配料熔制后，澆注成型，最終制得含錫鐵素體不銹鋼合金材料。鑄態經熱鍛，退火和抗菌處 理，其室溫拉伸斷裂強度大于400MPa，屈服強度大于300MPa，斷裂延伸率大于25%和斷面 收縮率大于50%，同時具有優異的抗菌效果。
實施例4
本實施例中，采用含錫鐵素體不銹鋼的成分及質量百分比如下
Cr17.9%
C0.03%
Sn0.45%
Si0. 7%
N0.015%
S0.005%
P0.015%
Mn0.8%
Fe余量
采用傳統常規的熔煉工藝方法，在冶煉過程中加入i^eOSMO (wt%)中間合金，經綜合 配料熔制后，澆注成型，最終制得含錫鐵素體不銹鋼合金材料。鑄態經熱鍛，退火和抗菌處 理，其室溫拉伸斷裂強度大于400MPa，屈服強度大于300MPa，斷裂延伸率大于25%和斷面 收縮率大于50%，同時具有優異的抗菌效果。
實施例5
本實施例中，采用含錫鐵素體不銹鋼的成分及質量百分比如下
Cr22. 3%
C0.03%
Sn0.55%
Si0.6%
V0.09%
N0.01%
S0.003%
P0.025%
Mn0.9%
Fe余量
采用傳統常規的熔煉工藝方法，在冶煉過程中加入i^eOSMO (wt%)中間合金，經綜合 配料熔制后，澆注成型，最終制得含錫鐵素體不銹鋼合金材料。鑄態經熱鍛，退火處理，其室 溫拉伸斷裂強度大于400MPa，屈服強度大于300MPa，斷裂延伸率大于25%和斷面收縮率大于 50%ο 該類含錫鐵素體不銹鋼材料的力學性能與超低碳氮和超純鐵素體不銹鋼相當，但 抗蝕性能和加工成型明顯優于超低碳氮和超純鐵素體不銹鋼，可應用于更加苛刻的環境。
權利要求
1.一種含錫鐵素體不銹鋼合金材料，其特征在于該不銹鋼具有如下的成分及質量百分 比(％):C< 0. 04,Si 彡 1.0、Mn 彡 1. 0、P 彡 0. 02,S ^ 0. 02,N ^ 0. 04,Cr :14. 0 30. 0，Sn 0. 05 1. 0，余量為！^和不可避免的雜質，錫含量小于Cr含量X 3. 4%。
2.根據權利要求1所述的含錫鐵素體不銹鋼合金材料，其特征在于該合金材料的以質 量百分比計，還含有Nb、Ti、V中的至少一種，其百分含量(％)為0. 05 0. 5的Nb，0· 05 0. 5 的 Ti，0. 05 0.5 的 V。
3.根據權利要求1或2所述的含錫鐵素體不銹鋼合金材料，其特征在于該合金材料 的以質量百分比計，還含有Cu、Zn、Ag中的至少一種，其百分含量(％)為0. 5^2. 5的Cu， 0. 04 0. 08 的 Ag，0. 05 0. 5 的 Zn。
4.一種用于權利要求1所述的含錫鐵素體不銹鋼合金材料的制備方法，其特征在于 采用常規的熔煉方法，在冶煉過程中加入i^eosMo中間合金。
全文摘要
本發明的含錫鐵素體不銹鋼其組分質量百分比為C≤0.04、Si≤1.0、Mn≤1.0、P≤0.02、S≤0.02、N≤0.04、Cr14.0～30.0，Sn0.05~1.0，余量為Fe和不可避免的雜質，錫的含量隨Cr含量而變化，最大含量必須小于Cr×3.4%。采用常規的熔煉方法，在冶煉過程中加入Fe60Sn40(wt%)中間合金。該鐵素體不銹鋼具有優良的力學、抗菌、耐蝕和加工性能，可加工成各種形狀的產品，應用于一般需要耐蝕的工業機械領域、以及需要抗菌的食用器皿、廚房用具、家電產品等領域。
文檔編號C22C38/28GK102127715SQ20111008536
公開日2011年7月20日 申請日期2011年4月7日 優先權日2011年4月7日
發明者張磊, 張自興, 徐裕來, 李鈞, 楊彩雄, 林根文, 肖學山 申請人:上海大學