一种含锡铁素体不锈钢合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术的含锡铁素体不锈钢其组分质量百分比为：C≤0.04、Si≤1.0、Mn≤1.0、P≤0.02、S≤0.02、N≤0.04、Cr：14.0～30.0，Sn：0.05~1.0，余量为Fe和不可避免的杂质，锡的含量随Cr含量而变化，最大含量必须小于Cr×3.4%。采用常规的熔炼方法，在冶炼过程中加入Fe60Sn40（wt%）中间合金。该铁素体不锈钢具有优良的力学、抗菌、耐蚀和加工性能，可加工成各种形状的产品，应用于一般需要耐蚀的工业机械领域、以及需要抗菌的食用器皿、厨房用具、家电产品等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属钢铁合金材料技术 领域。
技术介绍
铁素体不锈钢根据铬含量一般分为低铬(Crll-15%)、中铬(16-20%)和高铬 (21-30%)三类，它由于不含镍或仅含少量镍，是一种节镍型不锈钢。但由于它的室温和低温 韧性差，缺口敏感性高和晶间腐蚀敏感，且这些缺点随其截面尺寸的增加、冷却速度的变慢 和焊接热影响而更加明显。为了改善上述缺点，人们通过降低碳和氮，向超低碳氮和超纯铁 素体不锈钢方向发展，但超低碳氮和超纯铁素体不锈钢在成型过程中应变量较大时会产生 一种表面缺陷一起皱。为了进一步降低成本、提高耐蚀性和改善加工成型性，科研人员通过 努力，专利技术了系列含少量锡而性能优异的铁素体不锈钢。本专利技术的含锡铁素体不锈钢，可以 作为结构材料，广泛应用于一般工业机械领域，制作结构件；同时也可作抗菌功能材料，广 泛应用于食用器皿、厨房用具、家电产品等领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有高强韧高耐蚀的含锡铁素体不锈钢合金材料。本专利技术的高强韧高耐蚀的含锡铁素体不锈钢，其特征在于具有如下的成分及质量 百分比:C ( 0. 04,Si ( 1. 0、Mn ( 1. 0、P ( 0. 02,S ( 0. 02,N ( 0. 04,Cr :14. 0 30. 0， Sn :0. 05^1. 0，余量为Fe和不可避免的杂质，锡的含量随Cr含量而变化，最大含量必须小 于Cr含量X3. 4%。此外，根据性能需要，以质量百分比计，该合金材料还含有Nb、Ti、V中 的至少一种，其含量为0. 05 0. 5%的Nb，0. 05 0. 5%的Ti，0. 05 0. 5%的V ；以及还含有Cu、 Zn、Ag中的至少一种，其含量为0. 5 2. 5%的Cu，0. 04 0. 08%的Ag，0. 05 0. 5的Zn。本专利技术高强韧高耐蚀的含锡铁素体不锈钢合金材料的制备方法，其特征在于采 用常规的熔炼方法，在冶炼过程中加入i^eOSMO (其中Sn含量为40wt%)中间合金，经综合 配料熔制后，浇注成型，最终制得含锡铁素体不锈钢合金材料。该含锡铁素体不锈钢具有优 良的力学、抗菌、耐蚀和加工性能，可加工成各种形状的产品，应用于一般工业机械领域，以 及需要抗菌的食用器皿、厨房用具、家电产品等领域。与传统铁素体和超纯铁素体相比，本专利技术的含锡铁素体不仅成本低，而且加工成 型过程中不起皱，并耐蚀性有显著的提高。本专利技术的机理如下所述少量Sn的加入，固溶于基体材料中，除起固溶强化作用外，与铬一起在表面形成Cr2O3 和SnO2,显著改善该系列铁素体不锈钢的耐蚀性和加工成型性。具体实施例方式现将本专利技术的具体实施例叙述于后。 实施例1本实施例中，采用含锡铁素体不锈钢的成分及质量百分比如下Cr17. 9%C0. 03%Sn0. 4%Si0. 7%N0. 01%Ti0. 08%S0. 005%P0. 015%Mn0. 8%Fe余量采用传统常规的熔炼工艺方法，在冶炼过程中加入i^eosMo (wt%)中间合金，经综合 配料熔制后，浇注成型，最终制得含锡铁素体不锈钢合金材料。铸态经热锻，退火处理，其室 温拉伸断裂强度大于400MPa，屈服强度大于300MPa，断裂延伸率大于25%和断面收缩率大 于 50%ο 实施例2本实施例中，采用含锡铁素体不锈钢的成分及质量百分比如下Cr24. 7%C0. 03%Sn0. 7%Si0. 8%Nb0. 07%N0. 02%S0. 005%P0. 015%Mn0. 7%Fe余量采用传统常规的熔炼工艺方法，在冶炼过程中加入i^eosMo (wt%)中间合金，经综合 配料熔制后，浇注成型，最终制得含锡铁素体不锈钢合金材料。铸态经热锻，退火处理，其室 温拉伸断裂强度大于450MPa，屈服强度大于300MPa，断裂延伸率大于25%和断面收缩率大 于 50%ο 实施例3本实施例中，采用含锡铁素体不锈钢的成分及质量百分比如下Cr17.9%C0.03% Sn 0.35% Cu 1. 5% Si 0. 7%N0.015%S0.005%P0.015%Mn0.8%Fe余量采用传统常规的熔炼工艺方法，在冶炼过程中加入i^eOSMO (wt%)中间合金，经综合 配料熔制后，浇注成型，最终制得含锡铁素体不锈钢合金材料。铸态经热锻，退火和抗菌处 理，其室温拉伸断裂强度大于400MPa，屈服强度大于300MPa，断裂延伸率大于25%和断面 收缩率大于50%，同时具有优异的抗菌效果。 实施例4本实施例中，采用含锡铁素体不锈钢的成分及质量百分比如下Cr17.9%C0.03%Sn0.45%Si0. 7%N0.015%S0.005%P0.015%Mn0.8%Fe余量采用传统常规的熔炼工艺方法，在冶炼过程中加入i^eOSMO (wt%)中间合金，经综合 配料熔制后，浇注成型，最终制得含锡铁素体不锈钢合金材料。铸态经热锻，退火和抗菌处 理，其室温拉伸断裂强度大于400MPa，屈服强度大于300MPa，断裂延伸率大于25%和断面 收缩率大于50%，同时具有优异的抗菌效果。 实施例5本实施例中，采用含锡铁素体不锈钢的成分及质量百分比如下Cr22. 3%C0.03%Sn0.55%Si0.6%V0.09%N0.01%S0.003%P0.025%Mn0.9%Fe余量采用传统常规的熔炼工艺方法，在冶炼过程中加入i^eOSMO (wt%)中间合金，经综合 配料熔制后，浇注成型，最终制得含锡铁素体不锈钢合金材料。铸态经热锻，退火处理，其室 温拉伸断裂强度大于400MPa，屈服强度大于300MPa，断裂延伸率大于25%和断面收缩率大于 50%ο 该类含锡铁素体不锈钢材料的力学性能与超低碳氮和超纯铁素体不锈钢相当，但 抗蚀性能和加工成型明显优于超低碳氮和超纯铁素体不锈钢，可应用于更加苛刻的环境。权利要求1.一种含锡铁素体不锈钢合金材料，其特征在于该不锈钢具有如下的成分及质量百分 比(％):C< 0. 04,Si 彡 1.0、Mn 彡 1. 0、P 彡 0. 02,S ^ 0. 02,N ^ 0. 04,Cr :14. 0 30. 0，Sn 0. 05 1. 0，余量为！^和不可避免的杂质，锡含量小于Cr含量X 3. 4%。2.根据权利要求1所述的含锡铁素体不锈钢合金材料，其特征在于该合金材料的以质 量百分比计，还含有Nb、Ti、V中的至少一种，其百分含量(％)为0. 05 0. 5的Nb，0· 05 0. 5 的 Ti，0. 05 0.5 的 V。3.根据权利要求1或2所述的含锡铁素体不锈钢合金材料，其特征在于该合金材料 的以质量百分比计，还含有Cu、Zn、Ag中的至少一种，其百分含量(％)为0. 5^2. 5的Cu， 0. 04 0. 08 的 Ag，0. 05 0. 5 的 Zn。4.一种用于权利要求1所述的含锡铁素体不锈钢合金材料的制备方法，其特征在于 采用常规的熔炼方法，在冶炼过程中加入i^eosMo中间合金。全文摘要本专利技术的含锡铁素体不锈钢其组分质量百分比为C≤0.04、Si≤1.0、Mn≤1.0、P≤0.02、S≤0.02、N≤0.04、Cr14.0～30.0，Sn0.05~1.0，余量为Fe和不可避免的杂质，锡的含量随Cr含量而变化，最大含量必本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种含锡铁素体不锈钢合金材料，其特征在于该不锈钢具有如下的成分及质量百分比（％）：Ｃ≤　０．０４、Ｓｉ≤１．０、Ｍｎ≤１．０、Ｐ≤０．０２、Ｓ≤０．０２、Ｎ≤０．０４、Ｃｒ：１４．０～３０．０，Ｓｎ：０．０５～１．０，余量为Ｆｅ和不可避免的杂质，锡含量小于Ｃｒ含量×３．４％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖学山，杨彩雄，张自兴，张磊，徐裕来，李钧，林根文，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31