低镍的奥氏体钢的应用制造技术

一种钢在至少有时会于人体或动物体接触的制品中作为材料的应用，所述钢由铁、不可避免的杂质和下列组分组成：　　　　锰：　　低于９．０重量％　　　　铬：　　至少１６和最高２２重量％　　　　镍：　　低于２．０重量％　　　　氮：　　大于０．３０和最高０．７０重量％　　　　碳：　　大于０．０８和最高０．３０重量％　　　　硅：　　低于２．０重量％　　　　钼：　　低于２．０重量％　　　　铜：　　低于２．０重量％　　　　钨：　　低于２．０重量％。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低镍的奥氏体钢，尤其涉及一种低镍、低钼、低锰和低铜的奥氏体钢在至少有时会与人体或动物体接触的制品中作为材料的应用。
技术介绍
术语“钢”这里像通常那样表示含铁的合金，包括含碳的铁。奥氏体在严格意义上是一种具有面心立方晶体结构的铁的高温变体(“γ-铁”)，它在740℃-1538℃之间是热动力学稳定的，并且含0-最大2.1重量％(在1153℃下)的呈固溶体的碳。但是，通常将具有立方-面心晶格的所有的钢皆称为奥氏体钢或奥氏体。钢的很多应用领域要求立方-面心奥氏体结构，或者说它比其它变体(例如铁素体或马氏体钢)更有效；例如奥氏体不是铁磁性的，这使奥氏体钢可在电气或电子部件中的应用或可在其它的不希望出现磁吸引力或磁排斥力的情况，例如钟表中应用。但是，由于奥氏体是一种高温变体，在较低温度下是热动力学不稳定的，因此奥氏体钢必须经稳定化，防止它转化为其它的变体，这样就能在一般温度下也保持其预期的奥氏体性质。例如可通过添加已知的作为奥氏体结构的稳定剂的合金元素来实现。为此目的最经常采用的合金元素是镍，其典型的量为8-10重量％。采用另一些合金元素，以按预期的方式影响钢的其它性质(例如耐腐蚀、耐磨蚀、硬度、强度和韧性)。但是，某些合金组分的应用常常(多数情况下与量有关)会导致一定的缺点，这些缺点在一定范围内可通过合金组成的调节加以克服。例如碳和锰照例有助于稳定奥氏体结构，但太高的量会降低抗腐蚀性。硅是一种常常不可避免的杂质，在某些情况下有意地作为氧俘获剂添加，但却促进δ-铁氧体的形成。铬，钼和钨对耐腐蚀性起决定作用，但同样有利于δ-铁氧体的形成。另一方面氮能稳定奥氏体结构并提高耐腐蚀性，但过高的氮含量却会降低钢的韧性。钢组成最优化的困难在于，钢的性质不是呈线性地随一定的合金组分的含量变化，而是组分微小变化可使材料性质出现突变。采用非铁金属作合金成分的另一缺点大多在于其较高的价格。很久以来就知道钢及其制造。关于钢的工艺的内容丰富的综合评论可在乌尔曼的“工业化学百科全书”第6版，1999电子出版物，Wiley-VCH，D-69541 Weinheim的关键词“Steel”下找到。低镍奥氏体钢在很多应用领域内是很好的材料。这种钢的日益重要的应用领域是直接与人体或动物体接触的制品，因为这种钢按其性质不会引起镍过敏反应。镍过敏反应通常是接触性湿疹或其它过敏反应现象的原因。这类过敏反应在与含镍的钢接触时，例如佩带首饰、手表或植入物或使用由这种钢制成的医疗器械时出现。因此，很多国家规定了材料含镍的限值或与人体或动物体接触时镍释放的限值，有的已经生效实施。因此为尽可能多的应用领域提供尽可能多的低镍奥氏体钢显得日益重要。已经报导了一系列的低镍奥氏体钢，甚至完全不含镍。通常这种钢的奥氏体结构用元素氮稳定。AT-B-266900公开了用奥氏体非磁性钢在制造运动的，尤其是有振动要求的机械部件方面的应用，其拟采用的钢仅以格外宽的可能的组成范围内来定义0-20重量％Mn、0-30重量％Cr、0-5重量％Mo和/或V、至少0.5重量％，优选至少1.4重量％N、0.02-0.55重量％C、0-2重量％Si、0-25重量％Ni、其余为铁。所列的广阔范围覆盖完全不同性质的不同钢种，没有给出选择一定钢种的准则，同样亦很少报导制造这种钢的措施。US-A-2764481公开了不同的奥氏体钢，其中以G-241为牌号的钢含有0.2重量％C、0.3重量％Mn、21.95重量％Cr、0.34重量％N、其余为铁及达1.5重量％的杂质。按后处理不同，这种钢可用作固定构件，如在透气中，或作为抗温度冲击和耐磨部件，如在阀门中。EP-A-875591报导了一种耐腐蚀的、基本不含镍的奥氏体钢，其主要组分为5-26重量％Mn、11-24重量％Cr、2.5-6重量％Mo、0.2-2.0重量％N，0.1-0.9重量％C、达0.5重量％Ni、其余为Fe，它作为制造与生物体直接接触的制品的材料。DE-A-19513407同样报导采用一种耐腐蚀的、基本不含镍的奥氏体钢作为制造与生物体直接接触的物品的材料。这种钢的主要组分为2-26重量％Mn、11-24重量％Cr、2.5-10重量％Mo、下列组成的钢8-15重量％Mn、13-18重量％Cr、2.5-6重量％Mo、0.55-1.1重量％N、达0.1重量％C、达0.5重量％Ni、其余为Fe，并报导其在制造各种部件，尤其是发电机的盖环方面的应用。在上列文献中公开的钢种，凡是要求高耐腐蚀的都含相当高的钼量，钼是常用的合金元素中价格最高的。DE-A-4242757建议采用有下列主要组分的钢21-35重量％Mn、9-20重量％Cr、0-7重量％Mo、0.3-0.7重量％N、达0.015重量％C、达0.1重量％Ni、达0.5重量％Si、达0.02重量％P、达0.02重量％S和达4重量％Cu、其余为Fe，它用作制造直接与生物体接触的物品的材料。EP-A-422360公开了下列组成的钢的用途17-20重量％Mn、16-24重量％Cr、0-3重量％Mo、0.5-1.3重量％N、达0.20重量％C、其余为Fe，用于制造轨道车辆的部件。EP-A-432434报导了一种由下列组成的钢制造连接件的方法，其钢的组成如下17.5-20重量％Mn、17.5-20重量％Cr、0-5重量％Mo、0.8-1.2重量％N、达0.12重量％C、0.2-1重量％Si、达0.05重量％P、达0.015重量％S、达3重量％Ni、其余为Fe。DE-A-2518452报导了一种制造奥氏体钢的方法，该钢组成为21-45重量％Mn、10-30重量％Cr、0.85-3重量％N、其余为Fe，该方法是通过至少在925℃下对无氮或低氮母合金进行渗氮来制造。此文献报导的钢虽然钼的含量小，但锰的含量较高，锰对腐蚀性能有负面影响。DE-A-2447318报导了一种奥氏体钢，其组成为15-45重量％Mn、10-30重量％Cr、0.85-3重量％N、达1重量％C、0-2重量％Si以及至少下列三种合金组分的一种1-3重量％Cu、1-4重量％Ni、1-5重量％Mo，而且最后所列的组分的含量可加到5重量％、其余为铁；而且合金组成还应满足一定的条件。另外如果采用相当高的锰含量，即至少为21重量％，则该合金可不含Cu和Ni。如果采用相当高含量的钼或锰则该钢中亦可仅不含镍，和/或至少含1重量％铜。EP-A-640695公开了一种钢，其组成为11-25重量％Mn、10-20重量％Cr、达1重量％Mo、0.05-0.55重量％N、达0.01重量％C、达0.5重量％Ni、达1重量％Si、其余为Fe，它可用于制造与生物体的皮肤直接接触的日用品。JP-A-07/157847报导一种钢，其组成为9-20重量％Mn、12-20重量％Cr、1-5重量％Mo、0.1-0.5重量％N、0.01-0.6重量％C、0.05-2.0重量％Si、0.05-4重量％Cu、其余为Fe，其用途为制造表壳。JP-A-06/116683(化学文摘文摘号121138554)公开了一种钢，其组成为5-23重量％Mn、13-22重量％Cr、达5重量％Mo、0.2-0.6重量％N、0.05-0.2重量％C、达0.1重量％In、达15重量％N本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：M·斯佩德，
申请(专利权)人：BASF公司，
类型：发明
国别省市：