一种高强韧高锋利持久度抗菌不锈钢制造技术

一种高强韧高锋利持久度抗菌不锈钢，属于不锈钢技术领域。该钢的化学成分重量％为：C：0.5～0.8％，Si：≤0.40％，S：≤0.030％，P：≤0.030％，Mn：≤0.40％，Cr：13.5～15.0％，Mo：0.1～1.0％，W：0.1～1.0％，V：0.1～0.3％，Ni：0.1～1.0％，Nb：0.05～0.15％，Co：1.0～5.0％，Ag：0.035～0.10％，余量为Fe及不可避免的杂质。优点在于，在保持优异强韧性的同时，具有更高的耐磨性和锋利持久度，综合性能良好。与现有常用的Cr13型和Cr17型马氏体不锈钢相比，本发明专利技术钢优化C、Cr、Mo、V合金元素的匹配，采用W-Mo和Co复合强化的思路，在不恶化冲击韧性的前提下，增加钢的耐磨性，具有更高的锋利持久度。添加元素Ag，使材料具有抗菌性能；并优异综合性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于不锈钢
，特别涉及一种高强韧高锋利持久度抗菌不锈钢。适 用于厨具用菜刀、剪刀等刀具用钢，也可以应用于医疗器械、公共设施、家用电器、文体用 品、日用杂品用钢等。
技术介绍
随着经济的发展，生活质量的提高，不锈钢在日用生活中的应用越来越广泛，人们 希望不锈钢在保持光洁的同时最好能够具有仿霉变、抗菌、杀菌的功能，对不锈钢提出了更 高的要求。菜刀用不锈钢既能保持较好的锋利度和韧性，又能具有抗菌功能将具有重要意 义。目前，我国的菜刀用钢主要使用Cr系和Cr-Mo系不锈钢。典型的钢材有3Crl3、3Crl3Mo、 40131〇￥、7017]\1〇、80131〇￥。作为马氏体型的3013、4013不锈钢材，主要特性是 :含碳量 高、淬透性好，一般油淬或空冷后即可得到马氏体组织，而此钢种硬度偏低，将直接影响到 刀具的锋利度和耐磨性。具有更高碳含量的7Crl7M 〇、8Crl3M〇V不锈钢具有更高的硬度和锋 利度，然而会损失韧性。这些材料都不具备抗菌功能。本专利技术重新匹配C及合金元素 Cr、Mo、V 的含量，采用W-Mo和Co复合强化的思路和方法，使钢在不恶化冲击韧性的前提下，增加钢的 耐磨性，使材料具有更高的锋利持久度，加入抗蚀元素 Ni与Cr良好匹配，增加耐蚀性能，加 入强抗菌元素 Ag，并加入微量Nb细化晶粒，设计出了一种新型刀具不锈钢，该不锈钢在拥有 良好的综合性能的同时，具有更持久的锋利保持性，具有抗菌性能，可以用于高档菜刀等刀 具用钢，具有良好的使用性和应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高强韧高锋利持久度抗菌不锈钢，具有抗菌性能、更 持久的锋利保持度，强度和韧性优异的高档刀具不锈钢。 根据上述目的，本专利技术整体的技术方案是：（1)设计最佳(：、&、1〇、￥匹配，使钢能 获得最佳硬度、韧性和耐蚀性匹配；（2)添加元素 W，以W-Mo复合强化的方式，形成W-Mo复合 的碳化物增加钢的耐磨性；（3)添加元素 Co，与W-Mo形成复合的增加耐磨性效果，使钢具有 更持久的锋利保持性，而且不损失韧性；（4)加入抗菌元素 Ag使钢材具有抗菌能力；（5)加入 耐蚀元素 Ni与Cr配合增加耐蚀性，改善工艺性能；（6)加入少量强碳化物形成元素 Nb，微合 金化产生第二相强化，并细化晶粒，以提高菜刀钢的耐磨性和韧性。 本专利技术钢的化学成分(重量％ )如下：C:0.5~0.8%，Si: <0.40%，S: < 0.030%， P:《0.030%，Mn: <0.40%，Cr:13.5~15.0%，Μ〇:0· 1~1.0%，W:0.1~1.0%，V:0.1~ 0.3%，Ni:0.1~1.0%，Nb:0.05~0.15%，C〇:1.0~5.0%，Ag:0.035~0.10%，余量为Fe及 不可避免的杂质。 上述各元素的作用及配比依据如下： C:碳是工业用钢的主要元素之一，钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中 的含量及其分布的形式，在不锈钢中碳的影响尤为显著。碳在不锈钢中对组织的影响主要 表现在两方面，一方面碳是稳定奥氏体的元素，并且作用的程度很大(约为镍的30倍），另一 方面由于碳和铬的亲和力很大，与铬形成一系列复杂的碳化物。所以，从强度与耐腐蚀性能 两方面来看，碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。碳含量过高，碳与铬的结合会影响耐腐蚀 性，同时降低冲击韧性。碳含量过低，不锈钢的强度不够。本专利技术根据铬的含量并综合考虑 强度、韧性和耐蚀性确定碳含量为〇. 50~0.80 %。 Cr:铬在不锈钢中起决定作用，Cr是目前使钢钝化并赋予良好耐蚀性和不锈性唯 一有工业使用价值的元素。Cr还可以提高合金的淬透性。专利技术钢中必须含有足够数量的Cr 以提高耐蚀。目前广泛应用的Crl3型不锈钢，其Cr含量偏低，在相对较高C含量的情况下，耐 蚀性不足。Crl7型不锈钢虽然具有优异的耐蚀性能，但是在较高C含量的情况下会形成共晶 碳化物，进而降低钢的韧性。因此综合考虑到硬度、韧性和耐蚀性能，控制其含量在13.5~ 15.0%〇 Ni:镍是优良的耐腐蚀材料，也是合金钢的重要合金化元素。Ni在钢中是形成奥氏 体的元素，但低碳Ni钢要获得纯奥氏体组织，含Ni量要达到24%;而只有含Ni27%时才使钢 在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变。所以Ni不能单独构成不锈钢。但是Ni与Cr同时存在 于不锈钢中时，含Ni的不锈钢却具有许多可贵的性能。在马氏体不锈钢中Ni含量不能过高， 否则由于Ni扩大γ相区和降低Ms温度的双重作用，将使钢成为单相奥氏体不锈钢而丧失淬 火能力。Ni的另一重要作用是降低钢中的δ铁素体含量，在所有合金元素中其效果最好。在 本专利技术钢中，控制Ni含量在0.1~1.0 %。 Μη:作为脱氧剂而加入，含量一般控制在0.20~0.40 %。此外，控制钢中Mn/S 2 20， 利于提高不锈钢的锻、乳的热塑性，明显减少坯材裂纹及提高成材率。 Si :作为脱氧元素而加入，含量一般控制在0.20~0.40 %。 P:P在钢液凝固时形成微观偏析，随后在奥氏体化温度加热时偏聚在晶界，使钢的 脆性显著增大。控制P的含量在0.030%以下，并且含量越低越好。 S:不可避免的不纯物，形成FeS，给钢带来热脆性。控制S含量在0.030%以下，并且 含量越低越好。 Mo:钼具有细化钢微观晶粒而达到细晶强化的作用，提高钢的强度，并且能提高钢 的回火抗力使回火时减少马氏体的分解，保持硬度。同时能与碳形成高硬度的碳化物，是钢 中的强化相，同时Mo能提高不锈钢在稀硫酸和稀盐酸中的抗腐蚀能力和提高钢材的淬透 性。Mo是铁素体形成元素，促进α相形成能力相当于Cr。通常马氏体铬钢中Mo含量小于1%， 过高的Mo量将促进δ铁素体的形成引起一些不利影响。在本专利技术钢中，控制Mo含量在0.1~ 1.0%〇 W:妈是碳化物形成元素，具有与Mo及其相近的性质。本专利技术添加少量W，通过以W-Mo复合的方法，形成碳化物颗粒增强耐磨性能。在本专利技术钢中，控制W含量在0.1~1.0%。 V:钒具有细晶强化和提高回火抗力和提高材料的淬透性的作用，也能和碳形成 碳化物，少量V就能够与碳形成强碳化物，硬度可达HRC84，是钢的强化相，提高钢的力学性 能。在本专利技术钢中，添加少量V起到强化作用，含量控制在0.1~0.3%。 Nb:强碳化物形成元素，形成MC型碳化物，可用来部分替代V，将V含量降至仅保持 二次硬化的水平。利用Nb增加钢中MC型碳化物，从而增强钢的耐磨性。但Nb含量过高时，则 显示了对初生晶粒的粗化，碳化物颗粒较粗大。因此，Nb含量控制在0.05~0.15%。 Ag:银是钢中重要抗菌元素。大多数金属离子都具有很强的杀菌能力，但对人类和 动物而言，只有某些金属离子的抗菌性是比较安全的，其中含Ag最佳。就安全性依次排列 为:Ag>Co>Ni>Al>Zn>Cu = Fe>Mn>Sn>Ba>Mg>Ca。从安全性和抗菌性综合考虑，以Ag离子最 好。本专利技术钢中添加 Ag含量为0.035~0.10%。 Co:钴主要固溶在基体中，在钢中几乎不形成碳化物，只有极少量的Co原子能进入 到析出相中，因此，C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强韧高锋利持久度抗菌不锈钢，其特征在于，化学成分重量％为C：0.5～0.8％，Si：≤0.40％，S：≤0.030％，P：≤0.030％，Mn：≤0.40％，Cr：13.5～15.0％，Mo：0.10～1.0％，W：0.1～1.0％，V：0.1～0.3％，Ni：0.1～1.0％，Nb：0.05～0.15％，Co：1.0～5.0％，Ag：0.035～0.10％，余量为Fe及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马党参，迟宏宵，周健，苏杰，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11