CN103276302A

CN103276302A - 高铝17-7ph不锈钢及其制备方法

Info

Publication number: CN103276302A
Application number: CN2013102353323A
Authority: CN
Inventors: 喇培清; 姚亮; 魏玉鹏; 孟倩; 卢学峰; 郭鑫
Original assignee: Lanzhou University of Technology
Current assignee: Lanzhou University of Technology
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2013-09-04

Abstract

高铝17-7PH不锈钢的制备方法，按质量百分比计，其成分为：Cr：17%，Ni：7%，Mn：0.8%，Si：0.8%，C：0.08%，Al：1.5%~3.5%，余量为Fe；制备方法的步骤为：（1）按以上所述成分配制原料，进行熔炼，熔炼前反复抽3次真空，将工件反复翻转熔炼3次；（2）在600℃装炉，在1150℃开坯，压力为20MPa，变形量55%～58%，然后空冷，在1150℃开轧，终轧温度大于或等于900℃，每道次下压量为0.1mm，变形量20%～17%，并进行多次中间退火和空冷，最终得到厚度为3mm的板材；（3）将热轧后的板材进行热处理，在1050℃进行固溶处理，保温30min后水冷；随后在955℃条件下进行调整处理，保温10min后空冷至室温；然后在24h以内置于干冰酒精中进行深冷处理，保温8h；再加热到510℃进行时效，保温1h后空冷。

Description

高铝17-7PH不锈钢及其制备方法

技术领域

本发明涉及17-7PH不锈钢的制备技术。

背景技术

17-7PH不锈钢合金作为一种高强度不锈钢被广泛应用于航空工业，然而在湿度较大的环境中耐腐蚀性能不佳，容易发生应力腐蚀开裂，耐腐蚀性能介于18-8钢和马氏体不锈钢之间。其耐蚀性主要依靠表面形成Cr₂O₃钝化膜，但Cr₂O₃膜与基体之间的热膨胀系数相差较大，在长期的循环热应力下容易剥落，并且在含水环境中易于形成具有挥发性的含Cr氢氧化物，严重地恶化了Cr₂O₃钝化膜的稳定性。而与Cr₂O₃相比，Al₂O₃生长速度更慢，更稳定，在水蒸气环境中具有远低于Cr₂O₃形成易挥发性氢氧化物的速率。

发明内容

本发明的目的是提供一种高铝17-7PH不锈钢及其制备方法。

本发明是高铝17-7PH不锈钢及其制备方法，高铝17-7PH不锈钢，按质量百分比计，其成分为：Cr：17%，Ni：7%，Mn：0.8%，Si：0.8%，C：0.08%，Al：1.5%~3.5%，余量为Fe。

高铝17-7PH不锈钢的制备方法，其步骤为：

（1）以17-7PH不锈钢的成分为基础，按权利要求1所述成分配制含Al为1.5%~3.5%的原料，在真空电弧熔炼炉中熔炼，电流为200A，熔炼前反复抽3次真空，熔炼过程中采用氩气保护，将工件反复翻转熔炼3次，使它更好的熔化以减少缺陷；

（2）将熔炼的工件进行开坯热轧，其工艺如下：在600℃装炉，在1150℃开坯，压力为20MPa，变形量55%～58%，然后空冷，在1150℃开轧，终轧温度大于或等于900℃，每道次下压量为0.1mm，变形量20%～17%，并进行多次中间退火和空冷，最终得到厚度为3mm的板材；

（3）将热轧后的板材进行热处理，工艺过程如下：在1050℃进行固溶处理，保温30min后水冷；随后在955℃条件下进行调整处理，保温10min后空冷至室温；然后在24h以内置于干冰酒精中进行深冷处理保温8h；再加热到510℃进行时效，保温1h后空冷。

本发明的有益效果是，基于17-7PH钢，在该合金中加入铝时，由于Al为易钝化元素，钝化能力比Cr元素强，生成的Al₂O₃氧化膜具有很好的稳定性和腐蚀速率，可以应用于酸性氧化介质中。在合金中同时含有铬和铝，在两者的协同作用下，将提高耐腐蚀性能。

本发明的合金与17-7PH性能对比如下表：

以下拉伸实验在微机控制电子式万能材料试验机上进行，其最大载荷100KN，拉伸速率为0.2 mm/min；采用失重法测试材料的抗腐蚀性能，将试样置于沸腾的浓度为65%的HNO₃中进行均匀腐蚀实验，腐蚀时间为8小时。

从表中可以看出，本发明在维持合金室温力学性能的前提下，耐腐蚀性能得到明显提高。

具体实施方式

实施例1:

按质量百分比计，Ni：7%，Cr：17%，Al：1.5%，Mn：0.8%，Si：0.8%，C：0.08%，余量为Fe，称取相应的组分，将原料粉末放入行星式球磨机中混合8小时，将混合好的粉末压制成Φ20Χ50的圆柱，在WS-4非自耗真空电弧熔炼炉中熔炼，电流为200A，熔炼前反复抽3次真空，熔炼过程中采用氩气保护。将试样反复翻转熔炼3次，使它更好的熔化以减少缺陷。熔炼完成后试样在水冷铜坩锅中冷却至室温。将熔炼的合金进行开坯热轧，其工艺如下：600℃装炉→1150℃开坯，压力为20MPa，变形量55%～58%→空冷→1150℃开轧，终轧≥900℃，每道次下压量0.1mm，变形量20%～17%，并进行多次中间退火→空冷。经过开坯和热轧以后，最终得到厚度为3mm的板材试样。然后将热轧后的板材进行热处理，工艺过程如下：1050℃固溶处理，保温30min后水冷；随后在955℃条件下进行调整处理，保温10min后空冷至室温；然后在24h以内置于干冰酒精中进行深冷处理保温8h；再加热到510℃进行时效，保温1h后空冷。合金组织为马氏体+铁素体+少量残余奥氏体。性能数据：抗拉强度σ_b=1382MPa，屈服强度σ_0.2=1109MPa，延伸率A=14%，腐蚀率为1.16 g/ m²·h。

实施例2:

按质量百分比计，Ni：7%，Cr：17%，Al：2%，Mn：0.8%，Si：0.8%，C：0.08%，余量为Fe，称取相应的组分，将原料粉末放入行星式球磨机中混合8小时，将混合好的粉末压制成Φ20Χ50的圆柱，在WS-4非自耗真空电弧熔炼炉中熔炼，电流为200A，熔炼前反复抽3次真空，熔炼过程中采用氩气保护。将试样反复翻转熔炼3次，使它更好的熔化以减少缺陷。熔炼完成后试样在水冷铜坩锅中冷却至室温。将熔炼的合金进行开坯热轧，其工艺如下：600℃装炉→1150℃开坯，压力为20MPa，变形量55%～58%→空冷→1150℃开轧，终轧≥900℃，每道次下压量0.1mm，变形量20%～17%，并进行多次中间退火→空冷。经过开坯和热轧以后，最终得到厚度为3mm的板材试样。然后将热轧后的板材进行热处理，工艺过程如下：1050℃固溶处理，保温30min后水冷；随后在955℃条件下进行调整处理，保温10min后空冷至室温；然后在24h以内置于干冰酒精中进行深冷处理保温8h；再加热到510℃进行时效，保温1h后空冷。合金组织为马氏体+铁素体+少量残余奥氏体。性能数据：抗拉强度σ_b=1351MPa，屈服强度σ_0.2=1037MPa，延伸率A=15%，腐蚀率为0.98 g/ m²·h。

实施例3:

按质量百分比计，Ni：7%，Cr：17%，Al：2.5%，Mn：0.8%，Si：0.8%，C：0.08%，余量为Fe，称取相应的组分，将原料粉末放入行星式球磨机中混合8小时，将混合好的粉末压制成Φ20Χ50的圆柱，在WS-4非自耗真空电弧熔炼炉中熔炼，电流为200A，熔炼前反复抽3次真空，熔炼过程中采用氩气保护。将试样反复翻转熔炼3次，使它更好的熔化以减少缺陷。熔炼完成后试样在水冷铜坩锅中冷却至室温。将熔炼的合金进行开坯热轧，其工艺如下：600℃装炉→1150℃开坯，压力为20MPa，变形量55%～58%→空冷→1150℃开轧，终轧≥900℃，每道次下压量0.1mm，变形量20%～17%，并进行多次中间退火→空冷。经过开坯和热轧以后，最终得到厚度为3mm的板材试样。然后将热轧后的板材进行热处理，工艺过程如下：1050℃固溶处理，保温30min后水冷；随后在955℃条件下进行调整处理，保温10min后空冷至室温；然后在24h以内置于干冰酒精中进行深冷处理保温8h；再加热到510℃进行时效，保温1h后空冷。合金组织为奥氏体+铁素体。性能数据：抗拉强度σ_b=962MPa，屈服强度σ_0.2=559MPa，延伸率A=20%，腐蚀率为0.37 g/ m²·h。

Claims

1.高铝17-7PH不锈钢，按质量百分比计，其成分为：Cr：17%，Ni：7%，Mn：0.8%，Si：0.8%，C：0.08%，Al：1.5%~3.5%，余量为Fe。

2.高铝17-7PH不锈钢的制备方法，其步骤为：

（3）将热轧后的板材进行热处理，工艺过程如下：在1050℃进行固溶处理，保温30min后水冷；随后在955℃条件下进行调整处理，保温10min后空冷至室温；然后在24h以内置于干冰酒精中进行深冷处理，保温8h；再加热到510℃进行时效，保温1h后空冷。