本发明专利技术公开了一种马氏体不锈钢，其成分质量百分比为：碳：0.10-0.15％、硅：0.20-0.50％、锰：0.50-1.50％、镍：2.00-4.00％、铬：15.00-17.00％、钼：0.03-0.30％、氮：0.020-0.200％、稀土：0.01-0.10％、铜≤0.25％、硫≤0.025％、磷≤0.040％，余为Fe和不可避免杂质。本发明专利技术的马氏体不锈钢具有高强塑性、高低温冲击韧性和耐腐蚀性，可用于制造船的液压缸轴。本发明专利技术还公开了所述马氏体不锈钢的一种制造方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及马氏体不锈钢，尤其涉及具有高强塑性、高低温冲击韧性和耐腐蚀性 的可用于制造船的液压缸轴的马氏体不锈钢。
技术介绍
船舶液压系统是船体动力传输的枢纽，以液体作为工作介质，利用液体的压力 能来实现运动和动力传递的一种传动方式。近年来，随着船舶向大型化、高速化方向发 展，对舰船用钢(船用钢)的综合使用性能提出了更高的要求，按欧洲船级社的认证要 求(高标准要求)，该类材料的综合使用性能应达到抗拉强度(Rm)800MPa，屈服强度 (RpO. 2)600MPa，延伸率(A) 15%，断面收缩率(Z) 50 %，低温冲击韧性(_20°C冲击Akv要达 到27J以上)。按钢类分布，船用钢一般可划分成船用不锈钢和船用结构钢。按钢的金相组织分 类，船用不锈钢的材料主要有奥氏体不锈钢、双相不锈钢、马氏体不锈钢。耐海水腐蚀的船 用马氏体不锈钢，是目前用途较为广泛的船用不锈钢。目前，船用马氏体不锈钢主要分为不含Ni不锈钢(Ni含量小于5% )和含Ni不锈 钢。不含Ni不锈钢(例如17Crl6Ni2、14Crl6Ni2和X17CrNil6_2)的材料制造成本 较低(低Ni，或不含M)，其能满足普通的海洋运输需要，但是，其低温冲击韧性较差，仅为 10-20J (例如 17Crl6Ni2 的 _20°C冲击 Akv 仅为 10-15J，14Crl6Ni2 和 X17CrNil6_2 的 _20°C 冲击Akv仅为15-20J)，这不能满足低温海洋环境的海洋运输需要(欧洲船级社的高标准认 证要求_20°C冲击Akv大于27J)。含Ni不锈钢(例如X4CrNiMo 16-5-1)的低温冲击较好(-20 °C冲击Akv可 以达到100J以上)，能够满足低温海洋环境的海洋运输需要，然而，其中Ni含量高达 5. 0% -6. 0%，由于Ni是贵重金属元素，因此钢材的成本限制了该类材料的普及应用。已有一些专利申请涉及高韧性的马氏体不锈钢，例如CN200710099335. 3和 CN200310104844. 2公开的高韧性马氏体不锈钢，但其中Mo、Ti元素的含量较高，因此冶炼 成本明显过高。由此可见，设计一种经济型的高性能的马氏体不锈钢，以满足低温海洋环境的海 洋运输要求，尤其是满足欧洲船级社的高标准认证要求，已成为钢铁制造商的技术追求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种马氏体不锈钢，其综合使用性能达到船用钢的标 准(即抗拉强度(Rm) 800MPa,屈服强度(RpO. 2) 600MPa,延伸率(A) 15 %，断面收缩率 (Z) 50% )，低温冲击韧性符合欧洲船级社的高标准认证要求(即-20°C冲击Akv达到27J以 上)，并且制造成本低。本专利技术所提供的马氏体不锈钢，其成分质量百分比为碳0. 10-0. 15%，硅0. 20-0. 50 %，猛0. 50-1. 50 %, If 2. 00-4. 00 %，铬15. 00-17. 00 %，银0. 03-0. 30 %， 氮0. 020-0. 200%，稀土 0. 01-0. 10%，铜彡 0. 25%，硫彡 0. 025%，磷彡 0. 040%，余为 Fe和不可避免杂质。 优选地，上述马氏体不锈钢，其成分质量百分比为碳0. 10-0. 15 %、硅 0. 30-0. 50 %、猛0. 60-1. 00 %, Il 2. 40-4. 00 %、铬15. 30-17. 00 %、银0. 04-0. 20 %、 氮0. 024-0. 160%、稀土 0. 01-0. 10%、铜彡 0. 25%、硫彡 0. 025%、磷彡 0. 040%，余为 Fe和不可避免杂质。优选地，上述马氏体不锈钢，其中Cr eq = 16. 00-17. 73 %, Ni eq = 6. 35-11. 92%，并且 Cr eq/Ni eq 为1· 30-2. 20 ；所述Cr eq = Cr+2Si+l. 5Mo+5V+5. 5A1+1. 5Τ +1. 75Nb+0. 75W ；所述Ni eq = Ni+0. 5Mn+30C+25N+Co+0. 3Cu。优选地，其中所述稀土是镧系稀土元素镧。优选地，上述马氏体不锈钢，其屈服强度RpO. 2为600_750MPa，抗拉强度Rm为 800-950MPa，延伸率 A 为 15-25%，断面收缩率 Z 为 55-60%，-20°C冲击 Akv 为 35-65J。本专利技术的另一个目的在于提供所述马氏体不锈钢的一种制造方法，该方法包括(1)熔炼、精炼、采用模铸工艺生产钢锭和退火，所述退火包括720 士 10°C保温，然后以不超过50°C /小时的速度冷却到 1500C -250°C后空冷；(2)热锻、第一次退火和第二次退火，所述热锻的保温温度为1150士 10°C，开锻温度不低于1050°C，终锻温度不低于 900 °C,所述第一次退火包括690士 10°C保温，然后以不超过50°C /小时的速度冷却到 1500C 士50°C后空冷，所述第二次退火包括690士 10°C保温，然后以不超过20°C /小时的速度冷却到 150士50°C后空冷；(3)调质热处理，包括淬火、第一次回火、第二次回火，其中淬火包括950 1050°C保温，空冷至200°C 士50°C，其中第一次回火包括700士 10°C保温，然后以不超过30°C /小时的速度缓冷至 200 0C 士 50°C，其中第二次回火包括690士 10°C保温，空冷至室温。优选地，步骤(1)中退火在钢锭脱模后30分钟内进行。优选地，步骤(1)中退火的保温时间彡16小时。优选地，步骤(1)中的钢锭是2. 3吨锭型，其退火保温时间优选为16-18小时。优选地，步骤(1)中的钢锭是3. 7吨锭型，其退火保温时间优选为18-20小时。优选地，步骤(2)中第一次退火在终锻后30分钟内进行。优选地，步骤(2)中热锻的保温时间不低于4小时。优选地，步骤(2)中第一和第二次退火的保温时间为24小时以上。优选地，步骤(2)中第一次退火的空冷时间为2-4小时。优选地，步骤(2)中获得锻棒，其规格为Φ 100mm-400mm， 对于φ 100mm-150mm的锻棒，步骤(3)中的淬火保温时间优选为2_2. 5h，第一和第 二次回火的保温时间优选为3-4h ；对于φ 151mm-250mm的锻棒，步骤(3)中的淬火保温时间优选为3. 5_4h，第一和第 二次回火的保温时间优选为5-6h ；对于φ 250mm-400mm的锻棒，步骤(3)中的淬火保温时间优选为4_6h，第一和第二 次回火的保温时间优选为6-8h。本专利技术合金成分设计的说明如下碳是稳定奥氏体的元素，同时碳在不锈钢中与Cr、Mn、Mo等合金元素形成碳化物 固溶于铁素体中强化基体，使钢的强度和硬度大幅度提高，但C过高则对韧性及晶间腐蚀 不利，因此碳控制为0. 10-0. 15可以在获得高强度的同时确保良好的韧性及耐腐蚀性。锰是奥氏体稳定化元素，但锰的作用不在于形成奥氏体，而是在于它降低钢的临 界淬火速度，在冷却时增加奥氏体的稳定性，抑制奥氏体的分解。因此锰可以强烈增加钢的 淬透性，有利于在生产中采用直接空冷淬火就可得到马氏体组织。同时，Mn还起到脱氧剂 和脱硫剂的作用，可本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种马氏体不锈钢，其成分质量百分比为：碳：０．１０－０．１５％、硅：０．２０－０．５０％、锰：０．５０－１．５０％、镍：２．００－４．００％、铬：１５．００－１７．００％、钼：０．０３－０．３０％、氮：０．０２０－０．２００％、稀土：０．０１－０．１０％、铜≤０．２５％、硫≤０．０２５％、磷≤０．０４０％，余为Ｆｅ和不可避免杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31
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