CN112195419A - 一种耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法 - Google Patents

一种耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法，包括以下步骤：对钢材进行冶炼后进行真空加压电渣炉冶炼；然后加入氮化钼、氮化铬、氮化镍和石墨，采用自由锻的方式进行锻打；在氢、氮混合气体保护下进行盐浴马氏体淬、回火处理；在氮气和HNO3气体环境下进行脱脂；最后在真空管式炉中进行烧结致密化处理，即可。本发明的高氮不锈钢材料通过调整不锈钢的成分并对钢材进行盐浴马氏体淬、回火处理和氮气和HNO3气体环境下的脱脂，最终达到耐腐蚀，不容易钝化的技术效果。

Description

一种耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法
技术领域
本发明涉及不锈钢技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法。
背景技术
自20世纪80年代末高氮不锈钢的研究受到国际冶金界的重视以来,国际冶金界对高氮钢的研究更加全面深人,高氮不锈钢的理论和实践有了更大的发展。同时各国冶金工作者在高氮钢领域的交流和合作更加广泛,国际高氮钢会议的如期召开就是各国冶金工作者互相交流高氮钢研究成果的一个舞台。2004年最新一届国际高氮钢会议在比利时召开,标志着国际高氮钢研究的最新发展。2006年,国际高氮钢会议将在我国召开,为我国高氮钢研究的发展创造了一个前所未有的机会。
由于受到试验装备的限制,国内高氮钢的研究已经远远落后于世界许多国家。近年来,国内许多高校、研究机构的冶金工作者对高氮钢的研究表现出浓厚兴趣,相继开展了高氮钢的研究。本发明提供了一种耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法，包括以下步骤：
A、将钢材依次放入电弧炉冶炼，然后精炼炉冶炼，最后真空加压电渣炉冶炼；
B、在氢、氮混合气体保护下采用中频加热线圈对不锈钢钢材加热，加入氮化钼、氮化铬、氮化镍、钨铁合金和石墨，采用自由锻的方式进行锻打；
C、在氢、氮混合气体保护下进行盐浴马氏体淬、回火处理；
D、在催化脱脂炉中且在氮气和HNO3气体环境下进行脱脂，得到脱脂坯体；
E、脱脂坯体置于真空管式炉中进行烧结致密化处理，即可。
优选的，所述的步骤C中，所述的淬火温度为785-805℃，回火温度为180-195℃。
优选的，所述的步骤C中，所述的氮气的通入速度为600-800mL/min，所述氢气通入速度为80-120mL/min。
优选的，所述的步骤D中，所述的氮气的通入速度为300-350mL/min，所述HNO3气体通入速度为0.15-0.25mL/min。
优选的，所述的步骤E中，所述的烧结致密化处理如下：1300-1350℃条件下在氮气流量为1.5-2.5L/min环境下烧结45-60min后随炉冷却。
优选的，所述的高氮不锈钢中，各元素的重量百分比如下：碳 0.55-0.65%、钼1.9-2.8%、铬 12-15%、镍 0.2-0.3%、氮 0.35-0.5%、钨 0.45-0.55%，余量为铁和不可避免的杂质。
进一步优选的，所述的杂质中，磷≤0.010%、硫≤0.010%。
进一步优选的，所述的杂质中，氧≤5ppm、氢≤1ppm。
本发明的有益之处在于：本发明的耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法，包括以下步骤：对钢材进行冶炼后进行真空加压电渣炉冶炼；然后加入氮化钼、氮化铬、氮化镍和石墨，采用自由锻的方式进行锻打；在氢、氮混合气体保护下进行盐浴马氏体淬、回火处理；在氮气和HNO3气体环境下进行脱脂；最后在真空管式炉中进行烧结致密化处理，即可。本发明的高氮不锈钢材料通过调整不锈钢的成分并对钢材进行盐浴马氏体淬、回火处理和氮气和HNO3气体环境下的脱脂，最终达到耐腐蚀，不容易钝化的技术效果。
具体实施方式
实施例1
一种耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法，包括以下步骤：
A、将钢材依次放入电弧炉冶炼，然后精炼炉冶炼，最后真空加压电渣炉冶炼；
B、在氢、氮混合气体保护下采用中频加热线圈对不锈钢钢材加热，加入氮化钼、氮化铬、氮化镍、钨铁合金和石墨，采用自由锻的方式进行锻打；
C、在氢、氮混合气体保护下进行盐浴马氏体淬、回火处理；
D、在催化脱脂炉中且在氮气和HNO3气体环境下进行脱脂，得到脱脂坯体；
E、脱脂坯体置于真空管式炉中进行烧结致密化处理，即可。
所述的步骤C中，所述的淬火温度为800℃，回火温度为185℃。
所述的步骤C中，所述的氮气的通入速度为750mL/min，所述氢气通入速度为105mL/min。
所述的步骤D中，所述的氮气的通入速度为320mL/min，所述HNO3气体通入速度为0.17mL/min。
所述的步骤E中，所述的烧结致密化处理如下：1325℃条件下在氮气流量为1.9L/min环境下烧结55min后随炉冷却。
所述的高氮不锈钢中，各元素的重量百分比如下：碳 0.62%、钼 2.5%、铬 13.7%、镍 0.25%、氮 0.42%、钨 0.48%，余量为铁和不可避免的杂质。
所述的杂质中，磷≤0.010%、硫≤0.010%、氧≤5ppm、氢≤1ppm。
实施例2
一种耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法，包括以下步骤：
A、将钢材依次放入电弧炉冶炼，然后精炼炉冶炼，最后真空加压电渣炉冶炼；
B、在氢、氮混合气体保护下采用中频加热线圈对不锈钢钢材加热，加入氮化钼、氮化铬、氮化镍、钨铁合金和石墨，采用自由锻的方式进行锻打；
C、在氢、氮混合气体保护下进行盐浴马氏体淬、回火处理；
D、在催化脱脂炉中且在氮气和HNO3气体环境下进行脱脂，得到脱脂坯体；
E、脱脂坯体置于真空管式炉中进行烧结致密化处理，即可。
所述的步骤C中，所述的淬火温度为805℃，回火温度为180℃。
所述的步骤C中，所述的氮气的通入速度为800mL/min，所述氢气通入速度为80mL/min。
所述的步骤D中，所述的氮气的通入速度为350mL/min，所述HNO3气体通入速度为0.15mL/min。
所述的步骤E中，所述的烧结致密化处理如下：1350℃条件下在氮气流量为1.5L/min环境下烧结60min后随炉冷却。
所述的高氮不锈钢中，各元素的重量百分比如下：碳 0.55%、钼 2.8%、铬 12%、镍0.3%、氮 0.35%、钨 0.55%，余量为铁和不可避免的杂质。
所述的杂质中，磷≤0.010%、硫≤0.010%、氧≤5ppm、氢≤1ppm。
实施例3
一种耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法，包括以下步骤：
A、将钢材依次放入电弧炉冶炼，然后精炼炉冶炼，最后真空加压电渣炉冶炼；
B、在氢、氮混合气体保护下采用中频加热线圈对不锈钢钢材加热，加入氮化钼、氮化铬、氮化镍、钨铁合金和石墨，采用自由锻的方式进行锻打；
C、在氢、氮混合气体保护下进行盐浴马氏体淬、回火处理；
D、在催化脱脂炉中且在氮气和HNO3气体环境下进行脱脂，得到脱脂坯体；
E、脱脂坯体置于真空管式炉中进行烧结致密化处理，即可。
所述的步骤C中，所述的淬火温度为785℃，回火温度为195℃。
所述的步骤C中，所述的氮气的通入速度为600mL/min，所述氢气通入速度为120mL/min。
所述的步骤D中，所述的氮气的通入速度为300mL/min，所述HNO3气体通入速度为0.25mL/min。
所述的步骤E中，所述的烧结致密化处理如下：1300℃条件下在氮气流量为2.5L/min环境下烧结45min后随炉冷却。
所述的高氮不锈钢中，各元素的重量百分比如下：碳 0.65%、钼 1.9%、铬 15%、镍0.2%、氮 0.5%、钨 0.45%，余量为铁和不可避免的杂质。
所述的杂质中，磷≤0.010%、硫≤0.010%、氧≤5ppm、氢≤1ppm。
以下对实施例1-3制备的耐腐蚀高氮不锈钢制备的刀具进行检测，得到如下测试数据；
实施例1 实施例2 实施例3
常温钝化时间 110-120天 100-110天 105-115天
使用年限 8年 7年 7.5年
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将钢材依次放入电弧炉冶炼，然后精炼炉冶炼，最后真空加压电渣炉冶炼；
B、在氢、氮混合气体保护下采用中频加热线圈对不锈钢钢材加热，加入氮化钼、氮化铬、氮化镍、钨铁合金和石墨，采用自由锻的方式进行锻打；
C、在氢、氮混合气体保护下进行盐浴马氏体淬、回火处理；
D、在催化脱脂炉中且在氮气和HNO3气体环境下进行脱脂，得到脱脂坯体；
E、脱脂坯体置于真空管式炉中进行烧结致密化处理，即可。
2.如权利要求1所述的耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法，其特征在于，所述的步骤C中，所述的淬火温度为785-805℃，回火温度为180-195℃。
3.如权利要求1所述的耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法，其特征在于，所述的步骤C中，所述的氮气的通入速度为600-800mL/min，所述氢气通入速度为80-120mL/min。
4.如权利要求1所述的耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法，其特征在于，所述的步骤D中，所述的氮气的通入速度为300-350mL/min，所述HNO3气体通入速度为0.15-0.25mL/min。
5.如权利要求1所述的耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法，其特征在于，所述的步骤E中，所述的烧结致密化处理如下：1300-1350℃条件下在氮气流量为1.5-2.5L/min环境下烧结45-60min后随炉冷却。
6. 如权利要求1所述的耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法，其特征在于，所述的高氮不锈钢中，各元素的重量百分比如下：碳 0.55-0.65%、钼 1.9-2.8%、铬 12-15%、镍 0.2-0.3%、氮 0.35-0.5%、钨 0.45-0.55%，余量为铁和不可避免的杂质。
7.如权利要求6所述的耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法，其特征在于，所述的杂质中，磷≤0.010%、硫≤0.010%。
8.如权利要求6所述的耐腐蚀高氮不锈钢的制备方法，其特征在于，所述的杂质中，氧≤5ppm、氢≤1ppm。
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