一种含氮不锈轴承钢及制备方法技术

本发明专利技术的一种含氮不锈轴承钢，各组分重量百分含量为：C：0.18%～0.23％；N：0.25～0.67％；Co≤0.50％；Cr：14.00～18.00％；W：0.50～1.50％；Mo：≤1.5％；V：≤0.15%；Ni：1.00～2.00％；Si≤0.80％；Mn≤0.70％；Se≤0.02％；Al≤0.03％；Re≤0.03％；余量为Fe。本发明专利技术还提供了上述含氮不锈轴承钢的制备方法。本发明专利技术通过加入Al、Si推迟脆化温度范围，Si、Mn主要提高淬透性，Si还可提高钢的回火稳定性；V能细化晶粒，可减轻Mn的过热敏感性；Mo能提高回火稳定性;Re可改善夹杂物形态、分布及细化晶粒，W、Mo、V的加入量的重量比为5:5:1时，能够提高钢的热强性。而采用两段退火处理能够保证产品的硬度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于合金材料领域，具体是一种含氮马氏体不锈轴承钢及制备方法。
技术介绍
氮作为钢中一重要的合金元素，能够提高不锈钢的力学性能和耐烛性能，氮在马氏体不锈钢中与其它元素形成氮化物分布于晶界上,提高硬化能力,防止高温回火时奥氏体、铁素体晶粒的长大；不仅能显著提高材料的表面硬度和抗磨损性能，还能替代昂贵的镍以增强材料的耐腐蚀性能。因此，含氮马氏体不锈钢以其良好的强度、硬度和耐磨性、优异的耐腐蚀性和疲劳韧性，成为高性能轴承钢的一种新选择。而马氏体不锈钢作为轴承应用时，力求将其中的各元素含量调整到最佳配比，以达到在经济、性能、工艺等方面的最优化。
技术实现思路
本专利技术的一种含氮不锈轴承钢，通过调整各元素的配比，并对应制备方法，能够使不锈轴承钢在耐腐蚀性能、力学性能、耐高温性能、硬度各方面的优化，达到延长不锈轴承钢的使用寿命的目的。一种含氮不锈轴承钢，各组分重量百分含量为：C：0.18%～0.23％；N：0.25～0.67％；Co≤0.50％；Cr：14.00～18.00％；W：0.50～1.50％；Mo：≤1.5％；V：≤0.15%；Ni：1.00～2.00％；Si≤0.80％；Mn≤0.70％；Se≤0.02％；Al≤0.03％；Re≤0.03％；余量为Fe。进一步的，所述的各组分重量百分含量为：C：0.20％；N：0.45％；Co：0.20％；Cr：18.00％；W：0.75％；Mo：0.75％；V：0.15%；Ni：2.00％；Si：0.50％；Mn：0.50％；Se：0.015％；Al：0.02％；Re：0.015％；余量为Fe。优选的，所述的W、Mo、V的加入量的重量比为5:5:1。一种含氮马氏体不锈轴承钢的制备方法，包括如下步骤：步骤1、装料，将Fe、Cr、W、V、Mo、Re装入到真空感应炉中，抽真空，时间约为20min后，在3450-3800℃，精炼15-18min，再加入已经为熔化状态的C，通入氮气保护状态下，搅拌并加入FeCrN粉末；精炼5-8min后，浇铸成电渣电极棒。步骤2、SiO2、CaF2、Al2O3、CaO、P2O52以以熔融状态加入到电渣炉结晶器中，电极棒插入到熔融渣料中，熔化电极棒，电渣重熔成电渣锭。步骤3、将电渣锭在1500±50℃时，处于真空环境下保温5-8h，之后锻造成棒材。步骤4、热处理：两段退火法热处理：第一次600-750℃、空冷；第二次550-650℃、空冷；淬火：温度为1060-1100℃，并保温30-50min；回火：140-160℃×4-6h。进一步的，所述的步骤4中的两段退火法热处理：第一次650℃、空冷；第二次600℃、空冷，淬火：温度为1060℃，并保温50min，回火：160℃×4h。本专利技术通过加入Al、Si推迟脆化温度范围，Si、Mn主要提高淬透性，Si还可提高钢的回火稳定性；V能细化晶粒，可减轻Mn的过热敏感性；Mo能提高回火稳定性;Re可改善夹杂物形态、分布及细化晶粒，W、Mo、V的加入量的重量比为5:5:1时，能够提高钢的热强性。而采用两段退火处理能够保证产品的硬度。具体实施方式实施例1一种含氮不锈轴承钢，各组分重量百分含量为：C：0.20％；N：0.45％；Co：0.20％；Cr：18.00％；W：0.75％；Mo：0.75％；V：0.15%；Ni：2.00％；Si：0.50％；Mn：0.50％；Se：0.015％；Al：0.02％；Re：0.015％；余量为Fe。步骤1、装料，将Fe、Cr、W、V、Mo、Re装入到真空感应炉中，抽真空，时间约为20min后，在3600-3800℃，精炼15min，再加入已经为熔化状态的C，通入氮气保护状态下，搅拌并加入FeCrN粉末；精炼8min后，浇铸成电渣电极棒。步骤2、SiO2、CaF2、Al2O3、CaO、P2O52以以熔融状态加入到电渣炉结晶器中，电极棒插入到熔融渣料中，熔化电极棒，电渣重熔成电渣锭。步骤3、将电渣锭在1450℃时，处于真空环境下保温5h，之后锻造成棒材。步骤4、热处理：退火：第一次650℃、空冷；第二次600℃、空冷；淬火：温度为1060℃，并保温50min；回火：160℃×4h。实施例2一种含氮不锈轴承钢，各组分重量百分含量为：C：0.18％；N：0.50％；Co：0.50％；Cr：14.00％；W：1.40％；Mo：1.4％；V：≤0.15%；Ni：1.00％；Si：0.30％；Mn:0.40％；Se：0.01％；Al：0.03％；Re：0.03％；余量为Fe。一种含氮马氏体不锈轴承钢的制备方法：步骤1、装料，将Fe、Cr、W、V、Mo、Re装入到真空感应炉中，抽真空，时间约为20min后，在3450-3600℃，精炼18min，再加入已经为熔化状态的C，通入氮气保护状态下，搅拌并加入FeCrN粉末；精炼6min后，浇铸成电渣电极棒。步骤2、SiO2、CaF2、Al2O3、CaO、P2O52以以熔融状态加入到电渣炉结晶器中，电极棒插入到熔融渣料中，熔化电极棒，电渣重熔成电渣锭。步骤3、将电渣锭在1550℃时，处于真空环境下保温8h，之后锻造成棒材。步骤4、热处理：退火：第一次750℃、空冷；第二次550℃、空冷；淬火：温度为1100℃，并保温35min；回火：150℃×5.5h。对实施例1与实施例2得到的含氮不锈轴承钢的腐蚀性能进行测试：在盐雾环境中的腐蚀形态以点蚀为主。腐蚀面积随着腐蚀时间的延长没有显著增大，当腐蚀时间达到120h时，腐蚀面积比仅为0.40%，抗盐雾腐蚀能力明显提高；一次共晶碳化物含量减少，碳化物尺寸控制在了较好的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含氮不锈轴承钢，其特征在于：各组分重量百分含量为：C：0.18%～0.23％；N ：0.25 ～ 0.67％ ；Co≤0.50％；Cr：14.00～18.00％；W ：0.50～1.50％；Mo：≤1.5％；V：≤0.15%；Ni：1.00～2.00％； Si ≤ 0.80％ ；Mn ≤ 0.70％ ；Se≤ 0.02％ ；Al ≤ 0.03％ ；Re≤ 0.03％；余量为 Fe。

【技术特征摘要】
1.一种含氮不锈轴承钢，其特征在于：各组分重量百分含量为：C：0.18%～0.23％；N：0.25～0.67％；Co≤0.50％；Cr：14.00～18.00％；W：0.50～1.50％；Mo：≤1.5％；V：≤0.15%；Ni：1.00～2.00％；Si≤0.80％；Mn≤0.70％；Se≤0.02％；Al≤0.03％；Re≤0.03％；余量为Fe。2.根据权利要求1所述的含氮不锈轴承钢，其特征在于，所述的各组分重量百分含量为：C：0.20％；N：0.45％；Co：0.20％；Cr：18.00％；W：0.75％；Mo：0.75％；V：0.15%；Ni：2.00％；Si：0.50％；Mn：0.50％；Se：0.015％；Al：0.02％；Re：0.015％；余量为Fe。3.根据权利要求1所述的含氮不锈轴承钢，其特征在于，所述的W、Mo、V的加入量的重量比为5:5:1。4.根据权利要求1所述的含氮不锈轴承钢的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙瑞涛，李永栋，
申请(专利权)人：机械科学研究总院青岛分院，
类型：发明
国别省市：山东;37