一种经济型高性能含铜易切削奥氏体不锈钢合金材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种经济型高性能含铜易切削奥氏体不锈钢合金材料，其具有如下的成分及质量百分比（%）：0.1≤C≤0.15，Cr：16.0?18.0，Ni：1.4?3.4，N：0.15?0.35，Si≤0.75，8.0≤Mn≤12.0，P≤0.04，S≤0.03，1.0≤Cu≤2.5，余量为Fe和不可避免的杂质。该合金材料不仅具有良好的切削性能，而且具有较好的热加工性能，并且在富氯离子环境中具有优异的耐腐蚀性能。
【专利说明】
一种经济型高性能含铜易切削奥氏体不锈钢合金材料
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种经济型高性能含铜易切削奥氏体不锈钢合金材料，属钢铁合金材料技术领域。
【背景技术】
[0002]奥氏体不锈钢具有优良的综合性能而得到了广泛的应用，但是随着产品切削加工的自动化和高速化发展，奥氏体不锈钢不良切削性能导致刃具寿命降低、生产效率低下、加工成本尚等诸多冋题。为了提尚奥氏体不镑钢的切削性能，可以通过进一步提尚钢中的硫含量。但是硫含量的提高，将降低不锈钢材料的热加工性能以及在富氯离子环境中的耐腐蚀性能。因此，硫含量提高到一定程度，从切削性能方面来说是有益的，而对耐腐蚀性能和热加工方面是不利的。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种不仅具有良好的切削性能，而且具有较好的热加工性能的经济型高性能含铜易切削奥氏体不锈钢合金材料。
[0004]本发明是通过如下技术方案来实现的:
一种经济型高性能含铜易切削奥氏体不锈钢合金材料，其具有如下的成分及质量百分比(％):0.KC彡0.15，Cr: 16.0-18.0，N1: 1.4-3.4，Ν:0.15-0.35，Si彡0.75，8.0彡Mn彡12.0，？彡0.04，3彡0.03，1.0彡(:11彡2.5，余量为?6和不可避免的杂质。
[0005]其生产工艺包括以下步骤:采用传统常规的感应熔炼工艺方法，经配料熔制后，浇注成型，热锻，980-1050° C退火处理，保温处理;保温时间根据合金材料的有效厚度，每Imm按照1.5min的标准进行。
[0006]其生产工艺还包括时效处理步骤:将上述奥氏体不锈钢合金材料再在720-780° C进行时效处理2-4小时，让纳米级富铜相析出。
[0007]本发明奥氏体不锈钢中加入了铜合金元素，铜是奥氏体形成和稳定元素，能明显提尚奥氏体的稳定性。一定量的铜在钢中能提尚低合金钢的强度，提尚奥氏体不镑钢的耐腐蚀性能，改善加工性能。本发明在奥氏体不锈钢中添加铜元素，配合优化后的热处理工艺，通过在奥氏体基体中析出纳米级的富铜析出相以获得综合性能更加优异的合金材料。本发明成分范围内的钢室温拉伸抗拉强度在830-850MPa范围，屈服强度在380-390MPa范围，断裂延伸率在53%以上。
[0008]本发明的机理如下所述:铜是奥氏体形成和稳定元素，能明显提高奥氏体的稳定性。在奥氏体不锈钢中添加铜元素，时效处理后在奥氏体基体中会析出纳米级的富铜相，改善热加工性能和切削性能。
[0009]本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
1、本发明不仅可以提高奥氏体不锈钢的切削性能，而且可以改善奥氏体不锈钢的热加工性能，克服现有技术中硫含量的提尚将降低奥氏体不镑钢材料热加工性能的缺陷。
[0010]2、本发明的奥氏体不锈钢合金材料在富氯离子环境中具有优异的耐腐蚀性能。
【具体实施方式】
[0011 ]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
[0012]实施例1:一种经济型高性能含铜易切削奥氏体不锈钢合金材料，其具有如下的成分及质量百分比(％):
Cr16.7%
Ni2.1%
Cu1.4%
N0.24%
Mn10.1%
C0.12%
Si0.32%
S0.02%
P0.01%
Fe余量
其生产工艺包括以下步骤:采用传统常规的感应熔炼工艺方法，经综合配料熔制后，浇注成型，经热锻和1050° C退火处理，保温处理，保温时间根据合金材料的有效厚度，每Imm按照1.5min的标准进行，再经过720° C时效处理3小时，最终制得经济型高性能含铜易切削奥氏体不锈钢合金材料。该合金材料室温拉伸抗拉强度845 MPa，屈服强度390 MPa，断裂延伸率 53%。
[0013]实施例2:—种经济型高性能含铜易切削奥氏体不锈钢合金材料，其具有如下的成分及质量百分比(％):
Cr17.5%
Ni2.8%
Cu2.2%
N0.27%
Mn11.2%
C0.13%
Si0.37%
S0.01%
P0.01%
Fe余量
其生产工艺包括以下步骤:采用传统常规的感应熔炼工艺方法，经综合配料熔制后，浇注成型，经热锻和1000° C退火处理，保温处理，保温时间根据合金材料的有效厚度，每Imm按照1.5min的标准进行，再经过750° C时效处理3小时，最终制得经济型高性能含铜易切削奥氏体不锈钢合金材料。该合金材料室温拉伸抗拉强度830 MPa，室温屈服强度380 MPa，断裂延伸率55%。
[0014]本发明具有良好的组织稳定性、切削性能和耐腐蚀性能。本发明的含铜易切削奥氏体不锈钢合金材料在切削性方面要优于203S不锈钢且经济性更加显著。
[0015]实施例只是为了便于理解本发明的技术方案，并不构成对本发明保护范围的限制，凡是未脱离本发明技术方案的内容或依据本发明的技术实质对以上方案所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明保护范围之内。
【主权项】
1.一种经济型高性能含铜易切削奥氏体不锈钢合金材料，其特征在于:其具有如下的成分及质量百分比(％):0.1彡(:彡0.15，0:16.0-18.0，祖:1.4-3.4，10.15-0.35，51彡0.75，8.0彡]?11彡12.0，？彡0.04，5彡0.03，1.0彡(:11彡2.5，余量为卩6和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的经济型高性能含铜易切削奥氏体不锈钢合金材料，其特征在于:其生产工艺包括以下步骤:采用传统常规的感应熔炼工艺方法，经配料熔制后，浇注成型，热锻，980-1050° C退火处理，保温处理;保温时间根据合金材料的有效厚度，每Imm按照1.5min的标准进行。3.根据权利要求2所述的经济型高性能含铜易切削奥氏体不锈钢合金材料，其特征在于:其生产工艺还包括时效处理步骤:将上述奥氏体不锈钢合金材料再在720-780° C进行时效处理2-4小时。
【文档编号】C22C38/42GK105970115SQ201610372423
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】徐裕来, 李钧, 张华伟, 彭伟, 武昭妤, 肖学山
【申请人】上海大学兴化特种不锈钢研究院