CN103276302A - 高铝17-7ph不锈钢及其制备方法 - Google Patents
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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
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σb=1382MPa,屈服强度σ0.2=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σb=1351MPa,屈服强度σ0.2=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σb=962MPa,屈服强度σ0.2=559MPa,延伸率A=20%,腐蚀率为0.37 g/ m2·h。
Claims (2)
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:
(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。
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