一種經濟型高性能含銅易切削奧氏體不銹鋼合金材料的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種經濟型高性能含銅易切削奧氏體不銹鋼合金材料，其具有如下的成分及質量百分比（%）：0.1≤C≤0.15，Cr：16.0?18.0，Ni：1.4?3.4，N：0.15?0.35，Si≤0.75，8.0≤Mn≤12.0，P≤0.04，S≤0.03，1.0≤Cu≤2.5，余量為Fe和不可避免的雜質。該合金材料不僅具有良好的切削性能，而且具有較好的熱加工性能，并且在富氯離子環境中具有優異的耐腐蝕性能。
【專利說明】
一種經濟型高性能含銅易切削奧氏體不銹鋼合金材料
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種經濟型高性能含銅易切削奧氏體不銹鋼合金材料，屬鋼鐵合金材料技術領域。
【背景技術】
[0002]奧氏體不銹鋼具有優良的綜合性能而得到了廣泛的應用，但是隨著產品切削加工的自動化和高速化發展，奧氏體不銹鋼不良切削性能導致刃具壽命降低、生產效率低下、加工成本尚等諸多冋題。為了提尚奧氏體不鎊鋼的切削性能，可以通過進一步提尚鋼中的硫含量。但是硫含量的提高，將降低不銹鋼材料的熱加工性能以及在富氯離子環境中的耐腐蝕性能。因此，硫含量提高到一定程度，從切削性能方面來說是有益的，而對耐腐蝕性能和熱加工方面是不利的。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種不僅具有良好的切削性能，而且具有較好的熱加工性能的經濟型高性能含銅易切削奧氏體不銹鋼合金材料。
[0004]本發明是通過如下技術方案來實現的:
一種經濟型高性能含銅易切削奧氏體不銹鋼合金材料，其具有如下的成分及質量百分比(％):0.KC彡0.15，Cr: 16.0-18.0，N1: 1.4-3.4，Ν:0.15-0.35，Si彡0.75，8.0彡Mn彡12.0，？彡0.04，3彡0.03，1.0彡(:11彡2.5，余量為?6和不可避免的雜質。
[0005]其生產工藝包括以下步驟:采用傳統常規的感應熔煉工藝方法，經配料熔制后，澆注成型，熱鍛，980-1050° C退火處理，保溫處理;保溫時間根據合金材料的有效厚度，每Imm按照1.5min的標準進行。
[0006]其生產工藝還包括時效處理步驟:將上述奧氏體不銹鋼合金材料再在720-780° C進行時效處理2-4小時，讓納米級富銅相析出。
[0007]本發明奧氏體不銹鋼中加入了銅合金元素，銅是奧氏體形成和穩定元素，能明顯提尚奧氏體的穩定性。一定量的銅在鋼中能提尚低合金鋼的強度，提尚奧氏體不鎊鋼的耐腐蝕性能，改善加工性能。本發明在奧氏體不銹鋼中添加銅元素，配合優化后的熱處理工藝，通過在奧氏體基體中析出納米級的富銅析出相以獲得綜合性能更加優異的合金材料。本發明成分范圍內的鋼室溫拉伸抗拉強度在830-850MPa范圍，屈服強度在380-390MPa范圍，斷裂延伸率在53%以上。
[0008]本發明的機理如下所述:銅是奧氏體形成和穩定元素，能明顯提高奧氏體的穩定性。在奧氏體不銹鋼中添加銅元素，時效處理后在奧氏體基體中會析出納米級的富銅相，改善熱加工性能和切削性能。
[0009]本發明與現有技術相比具有如下有益效果:
1、本發明不僅可以提高奧氏體不銹鋼的切削性能，而且可以改善奧氏體不銹鋼的熱加工性能，克服現有技術中硫含量的提尚將降低奧氏體不鎊鋼材料熱加工性能的缺陷。
[0010]2、本發明的奧氏體不銹鋼合金材料在富氯離子環境中具有優異的耐腐蝕性能。
【具體實施方式】
[0011 ]下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步說明。
[0012]實施例1:一種經濟型高性能含銅易切削奧氏體不銹鋼合金材料，其具有如下的成分及質量百分比(％):
Cr16.7%
Ni2.1%
Cu1.4%
N0.24%
Mn10.1%
C0.12%
Si0.32%
S0.02%
P0.01%
Fe余量
其生產工藝包括以下步驟:采用傳統常規的感應熔煉工藝方法，經綜合配料熔制后，澆注成型，經熱鍛和1050° C退火處理，保溫處理，保溫時間根據合金材料的有效厚度，每Imm按照1.5min的標準進行，再經過720° C時效處理3小時，最終制得經濟型高性能含銅易切削奧氏體不銹鋼合金材料。該合金材料室溫拉伸抗拉強度845 MPa，屈服強度390 MPa，斷裂延伸率 53%。
[0013]實施例2:—種經濟型高性能含銅易切削奧氏體不銹鋼合金材料，其具有如下的成分及質量百分比(％):
Cr17.5%
Ni2.8%
Cu2.2%
N0.27%
Mn11.2%
C0.13%
Si0.37%
S0.01%
P0.01%
Fe余量
其生產工藝包括以下步驟:采用傳統常規的感應熔煉工藝方法，經綜合配料熔制后，澆注成型，經熱鍛和1000° C退火處理，保溫處理，保溫時間根據合金材料的有效厚度，每Imm按照1.5min的標準進行，再經過750° C時效處理3小時，最終制得經濟型高性能含銅易切削奧氏體不銹鋼合金材料。該合金材料室溫拉伸抗拉強度830 MPa，室溫屈服強度380 MPa，斷裂延伸率55%。
[0014]本發明具有良好的組織穩定性、切削性能和耐腐蝕性能。本發明的含銅易切削奧氏體不銹鋼合金材料在切削性方面要優于203S不銹鋼且經濟性更加顯著。
[0015]實施例只是為了便于理解本發明的技術方案，并不構成對本發明保護范圍的限制，凡是未脫離本發明技術方案的內容或依據本發明的技術實質對以上方案所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明保護范圍之內。
【主權項】
1.一種經濟型高性能含銅易切削奧氏體不銹鋼合金材料，其特征在于:其具有如下的成分及質量百分比(％):0.1彡(:彡0.15，0:16.0-18.0，祖:1.4-3.4，10.15-0.35，51彡0.75，8.0彡]?11彡12.0，？彡0.04，5彡0.03，1.0彡(:11彡2.5，余量為卩6和不可避免的雜質。2.根據權利要求1所述的經濟型高性能含銅易切削奧氏體不銹鋼合金材料，其特征在于:其生產工藝包括以下步驟:采用傳統常規的感應熔煉工藝方法，經配料熔制后，澆注成型，熱鍛，980-1050° C退火處理，保溫處理;保溫時間根據合金材料的有效厚度，每Imm按照1.5min的標準進行。3.根據權利要求2所述的經濟型高性能含銅易切削奧氏體不銹鋼合金材料，其特征在于:其生產工藝還包括時效處理步驟:將上述奧氏體不銹鋼合金材料再在720-780° C進行時效處理2-4小時。
【文檔編號】C22C38/42GK105970115SQ201610372423
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】徐裕來, 李鈞, 張華偉, 彭偉, 武昭妤, 肖學山
【申請人】上海大學興化特種不銹鋼研究院