專利名稱：：具有特殊磁性能的雙相不銹鋼及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種雙相不銹鋼，具體的說是涉及一種具有特殊磁性能的雙相不銹鋼及其制造方法。
背景技術(shù)：
：隨著人們生活水平的提高，游戲機(jī)等娛樂設(shè)施日漸繁榮，對(duì)游戲機(jī)硬幣用鋼的性能提出了更高的要求，不銹鋼硬幣應(yīng)運(yùn)而生。不銹鋼以其較低的成本、防腐耐磨能力、良好的加工性能和表面光澤，越來(lái)越被市場(chǎng)認(rèn)同和喜愛。在許多國(guó)家和地區(qū)早己采用不銹鋼作為制造游戲機(jī)等硬幣的材料，經(jīng)常使用的不銹鋼有430鐵素體不銹鋼和304奧氏體不銹鋼。然而，游戲機(jī)硬幣存在一個(gè)問題，游戲機(jī)店主都希望游戲機(jī)用硬幣不銹鋼材料區(qū)別于其他金屬材料，具有特殊的物理性能，不易偽造和仿造。不銹鋼的種類很多，大都表面光澤、顏色白亮，很難相互區(qū)別，但在其他物理特性方面有較大的差異，其中磁性能的特征較為明顯，并且容易檢測(cè)、識(shí)別。用在造幣方面多為單相的鐵素體不銹鋼或單相的奧氏體不銹鋼。鐵素體不銹鋼具有較強(qiáng)的磁性，奧氏體不銹鋼一般情況下沒有磁性或有較弱的磁性。而單相的鐵素體不銹鋼種類很多，它們的磁性能相互之間差別不明顯。就用于造幣的某種鐵素體不銹鋼來(lái)說，不易在磁性能方面區(qū)別。奧氏體不銹鋼也同樣如此，它們的磁性能都很低，用于造幣的奧氏體不銹鋼在磁性能方面也很難與其他奧氏體不銹鋼區(qū)分?？梢?，造幣用單相不銹鋼的防偽性不強(qiáng)，使用受限。雙相不銹鋼由鐵素體和奧氏體兩相組織組成，隨著鐵素體含量的改變，材料的磁性能也隨之變化，并且十分明顯。這樣就可與其他種類的不銹鋼區(qū)分，防偽造性強(qiáng)。以往雙相不銹鋼發(fā)明專利大都是通過合金元素的種類及含量的變化來(lái)形成不同的專利鋼種，很少明確指出控制Cr當(dāng)量與Ni當(dāng)量之比，即使有也都是將Cr當(dāng)量與Ni當(dāng)量之比控制在小于3.0，如公開號(hào)CN1155908公開了一種Cr當(dāng)量與化當(dāng)量之比在2.2~3.0之間的雙相不銹鋼。以往雙相不銹鋼專利中有些提到控制鐵素體的含量，但它們大都將鐵素體含量控制在4065%之間，如公開號(hào)CN1571862公開了一種鐵素體含量在4065Q/。之間的雙相不銹鋼。從鐵素體的含量可總結(jié)出現(xiàn)有技術(shù)中公開的雙相不銹鋼的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，其范圍在0.40.7T之間。而鐵素體不銹鋼和碳鋼的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度一般都大于1.2T，奧氏體不銹鋼磁性較弱，一般在0.4T以下。本發(fā)明通過成分調(diào)節(jié)控制鐵素體含量，從而開發(fā)出一種具有獨(dú)特磁性、且耐腐蝕和成形性能優(yōu)良的雙相不銹鋼，以使其磁性能區(qū)別于市場(chǎng)上常見的不銹鋼及碳鋼，從而具有防偽性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種具有特殊磁性能的雙相不銹鋼。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供所述雙相不銹鋼的制造方法。本發(fā)明的目的通過以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述雙相不銹鋼由下述化學(xué)成分組成(以重量比計(jì))C$0.08%、SiS2.0%、Mn^6.0%、P^0.04%、S^0.01%、CuS2.0%、Ni:1.010.0%、Cr:20.0~30.0%、Mo^4.0%、W￡4.0%、N^O.15%,余量為Fe和不可避免雜質(zhì)；其中，所述不銹鋼的Cr當(dāng)量與Ni當(dāng)量之比(Creq/Nieq)為3.01~4.2，而Cr叫和Nieq按下式確定Creq二％Cr+%Mo+1.5x%Si+0.73x%W，Nieq=%Ni+30x(%C+%N)+0.5x%Mn+0.3x%Cu。所述雙相不銹鋼的鐵素體體積百分含量為6590%，室溫飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.70UT。下面，對(duì)本發(fā)明雙相不銹鋼的化學(xué)成分作用作詳細(xì)敘述。碳強(qiáng)奧氏體形成元素。含量不易過多，超過0.08%時(shí)會(huì)使鋼的硬度過高，加大硬幣沖壓模具的磨損量，增加造幣成本，還會(huì)降低耐蝕性，所以碳的含量應(yīng)不大于0.08%。硅提高鋼的耐蝕性。但當(dāng)其含量超過2.0%時(shí)會(huì)使(5等有害相析出速度加快，影響鋼的使用性能，所以硅的含量應(yīng)不大于2.0%。猛具有穩(wěn)定奧氏體和改善鋼的熱塑性的作用，還可節(jié)約高價(jià)鎳。但當(dāng)其含量超過6.0%時(shí)會(huì)促進(jìn)(5等有害相形成，還會(huì)降低耐蝕性，所以錳的含量應(yīng)不大于6.0%。磷、硫由于雙相不銹鋼的熱塑性較差，這兩個(gè)元素含量應(yīng)低些，所以應(yīng)控制P^0.04X、S￡0.01%。鉻改善鋼耐蝕性。當(dāng)其含量低于20%時(shí)，耐蝕性較差，不易達(dá)到硬幣的使用要求，但超過30%時(shí)會(huì)使金屬間化合物析出速度加快，所以鉻的含量最好控制在2030%。銅提高鋼的耐蝕性、耐磨性及冷加工成形性，還可節(jié)約鎳。但當(dāng)其含量超過2.0%時(shí)會(huì)降低鋼的熱塑性，因此控制其含量不大于2.0%。氮提高鋼的耐蝕性，還可節(jié)約鎳。為了使鋼具有較低的強(qiáng)度，要求NS0.15%。鎳作為強(qiáng)烈地形成和擴(kuò)大奧氏體區(qū)的元素，要根據(jù)其他元素的多少及生產(chǎn)工藝來(lái)選擇適當(dāng)?shù)奶砑恿?，達(dá)到控制造幣鋼中奧氏體的含量的目的。鎳小于1.0%時(shí)不易保證奧氏體的含量，但鎳的價(jià)格較高，應(yīng)控制其含量不大于10.0%。此外，添加適量的鉬和鎢可改善合金耐蝕性，但不宜多加，當(dāng)鉬或鎢超過4.0X時(shí)會(huì)加大金屬間化合物的形成，并增加成本，所以應(yīng)控制Mo^4.0^、W^4.0%。另外，Cr當(dāng)量與Ni當(dāng)量之比(Creq/Nieq)為3.014.2，是為了保證冷軋板退火后鐵素體體積百分含量為6590%，這樣可得到飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.71.1T的雙相不銹鋼，以使其磁性能區(qū)別于市場(chǎng)上常見的不銹鋼及碳鋼，從而具有防偽性。本發(fā)明所述雙相不銹鋼的制造方法包括以下步驟(1)將冶煉后的不銹鋼水進(jìn)行連鑄或模鑄；(2)將連鑄或模鑄鋼坯熱軋后于950115(TC固溶處理，酸洗除氧化物表層；(3)冷軋后于950115(TC退火、酸洗；(4)拋光表面。其中，步驟(1)中冶煉采用真空感應(yīng)爐、電爐一AOD冶煉或電爐一AOD—VOD冶煉。采用上述成分設(shè)計(jì)和工藝方法制造的雙相不銹鋼，熱加工性能優(yōu)良、力學(xué)性能滿足造幣要求、抗腐蝕性能優(yōu)于現(xiàn)有造幣不銹鋼，且具有防偽特性，可應(yīng)用到游戲機(jī)等娛樂設(shè)施用硬幣領(lǐng)域，還可以為其他需要防偽特性的金屬用品提供母材。圖l(a)是對(duì)比例1中冷軋板退火后的金相組織照片,其中，深色為鐵素體相，淺色為奧氏體相。圖l(b)是對(duì)比例1中冷軋板退火后的磁化曲線。圖2(a)是實(shí)施例3中冷軋板退火后的金相組織照片，其中，深色為鐵素體相，淺色為奧氏體相。圖2(b)是實(shí)施例1中冷軋板退火后的磁化曲線。具體實(shí)施方法以下用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的描述。這些實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明最佳實(shí)施方式的描述，并不對(duì)本發(fā)明的范圍有任何限制實(shí)施例用真空感應(yīng)爐、電爐一AOD冶煉或電爐一AOD—VOD冶煉不銹鋼，澆鑄成鋼坯，經(jīng)熱軋至4mm，于950115(TC固溶處理，酸洗除氧化表面層，冷軋至1.5mm，經(jīng)950115(TC退火水冷，酸洗、拋光表面。本發(fā)明不銹鋼的化學(xué)成分見表1。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從表2可以看出，本發(fā)明雙相不銹鋼的Creq/Nieq為3.014.20，鐵素體含量為65卯％，明顯區(qū)別于對(duì)比例的不銹鋼。按照常規(guī)不銹鋼飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度測(cè)試方法，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例不銹鋼進(jìn)行測(cè)試，所得飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度見表3。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從表3可以看出，本發(fā)明雙相不銹鋼的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.701.10，明顯高于對(duì)比例中不銹鋼的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，從而使得本發(fā)明不銹鋼具有獨(dú)特磁性。按照不銹鋼三氯化鐵點(diǎn)腐蝕試驗(yàn)方法(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17897-1999)對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所得的雙相不銹鋼進(jìn)行耐腐蝕性能測(cè)試，結(jié)果見表4。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從表4可以看出，本發(fā)明雙相不銹鋼的耐腐蝕性明顯優(yōu)于304不銹鋼。以上實(shí)施例表明了采用上述成分制造得到的雙相不銹鋼，其鐵素體含量以及飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度明顯區(qū)別于市場(chǎng)上比較常見的和相關(guān)專利的雙相不銹鋼，使本發(fā)明雙相不銹鋼具有特殊磁性能，從而具有防偽性。此外，本發(fā)明雙相不銹鋼具有較高的耐腐蝕性，達(dá)到了游戲機(jī)用硬幣不銹鋼的使用要求。權(quán)利要求1、一種雙相不銹鋼，其特征在于所述不銹鋼由下述化學(xué)成分組成(以重量比計(jì))C≤0.08％、Si≤2.0％、Mn≤6.0％、P≤0.04％、S≤0.01％、Cu≤2.0％、Ni1.0～10.0％、Cr20.0～30.0％、Mo≤4.0％、W≤4.0％、N≤0.15％，余量為Fe和不可避免雜質(zhì)；其中所述不銹鋼的Creq/Nieq為3.01～4.2。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙相不銹鋼，其中Creq和Nieq按下式確定Creq=%Cr+%Mo+1.5x%Si+0.73x%W，Nieq=%Ni+30x(%C+%N)+0.5x%Mn+0.3x%Cu。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙相不銹鋼，所述不銹鋼的鐵素體體積百分含量為65~90%。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙相不銹鋼，所述不銹鋼的室溫飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.70~1.1T。5、權(quán)利要求1所述雙相不銹鋼的制造方法，其特征在于包括以下步驟(1)將冶煉后的不銹鋼水進(jìn)行連鑄或模鑄；(2)將連鑄或模鑄鋼坯熱軋后于950115(TC固溶處理，酸洗除氧化物表層；(3)冷軋后于950115(TC退火、酸洗；(4)拋光表面。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其中，步驟(1)中冶煉采用真空感應(yīng)爐、電爐一AOD冶煉或電爐一AOD—VOD冶煉。全文摘要本發(fā)明提供一種具有特殊磁性能的雙相不銹鋼及其制造方法。本發(fā)明的雙相不銹鋼由下述化學(xué)成分組成(以重量比計(jì))C≤0.08％、Si≤2.0％、Mn≤6.0％、P≤0.04％、S≤0.01％、Cu≤2.0％、Ni1.0～10.0％、Cr20.0～30.0％、Mo≤4.0％、W≤4.0％、N≤0.15％，余量為Fe和不可避免雜質(zhì)；其中Cr當(dāng)量與Ni當(dāng)量之比(Creq/Nieq)為3.01～4.2，而Creq和Nieq按下式確定Creq＝％Cr+％Mo+1.5×％Si+0.73×％W，Nieq＝％Ni+30×(％C+％N)+0.5×％Mn+0.3×％Cu。所述雙相不銹鋼的鐵素體體積百分含量為65～90％，室溫飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.70～1.1T。本發(fā)明雙相不銹鋼具有良好的抗腐蝕性以及防偽特性，適用于游戲機(jī)用硬幣等。文檔編號(hào)C22C38/40GK101168825SQ20061011744公開日2008年4月30日申請(qǐng)日期2006年10月23日優(yōu)先權(quán)日2006年10月23日發(fā)明者吳瑋巍,張志霞,剛林,沈繼程,胡錦程申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司