本發(fā)明屬于不銹鋼制備，特別涉及一種316l奧氏體不銹鋼、制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、奧氏體不銹鋼因其優(yōu)良的耐腐蝕性和成形性等特性而得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。為進(jìn)一步提高不銹鋼在氯化物環(huán)境中的耐腐蝕性，特別是針對點蝕和縫隙腐蝕等問題，316奧氏體不銹鋼被開發(fā)出來。在此基礎(chǔ)上，通過降低碳含量開發(fā)出316l奧氏體不銹鋼，進(jìn)而解決焊接過程中碳化物析出導(dǎo)致的晶間腐蝕問題。隨著工業(yè)和科技的迅猛發(fā)展，316l奧氏體不銹鋼因其卓越的性能被廣泛應(yīng)用于航空航天、海洋工程、核電、化工、醫(yī)療設(shè)備和食品加工等領(lǐng)域。并且，316l奧氏體不銹鋼的生產(chǎn)技術(shù)也隨著科技的發(fā)展不斷改進(jìn)，包括更精準(zhǔn)的成分控制、更高效的熱處理工藝和更先進(jìn)的加工技術(shù)，以滿足不斷增長的市場需求和更高的性能要求。隨著市場需求量持續(xù)增長和使用領(lǐng)域擴大，對316l奧氏體不銹鋼的制備提出了更高的要求。

2、316l奧氏體不銹鋼的傳統(tǒng)制備方法主要有鑄造、鍛造和軋制等，即按照成分要求在1500℃以上溫度熔煉澆鑄成錠，再通過熱鍛或熱軋等加工成所需的形狀和尺寸。但傳統(tǒng)鑄造工藝需要消耗更高能源使得金屬原材料液化，同時澆筑流程耗時長。熱鍛和熱軋等工藝會進(jìn)一步增加材料制備時間和制備成本，在加工期間由于高溫氧化起皮脫落等會加劇材料的損耗，從而降低材料的實際獲取量。

3、放電等離子體燒結(jié)技術(shù)作為一種新興的快速制備方法，具有快速、低溫、致密和能耗低等優(yōu)點而受到大量關(guān)注。因此，非常有必要探索借助放電等離子體燒結(jié)方法來快速制備316l奧氏體不銹鋼，從而滿足在海洋環(huán)境等領(lǐng)域的大量應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種316l奧氏體不銹鋼、制備方法與應(yīng)用。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明的第一方面提供了一種316l奧氏體不銹鋼，按質(zhì)量百分比計，包括以下元素組分：c?0.02～0.04％、cr?15～18％、mo?1～2％、ni?9～12％、si?0.8～1.2％、p≤0.04％、s≤0.03％以及余量為fe。

4、優(yōu)選地，按質(zhì)量百分比計，包括以下元素組分：c?0.03％、cr?18％、mo?2％、ni12％、si?1％、p≤0.04％、s≤0.03％以及余量為fe。

5、優(yōu)選地，所述316l奧氏體不銹鋼的粒徑為240～1340目，進(jìn)一步優(yōu)選為325～800目。

6、本發(fā)明的目的之二在于提供上述316l奧氏體不銹鋼的制備方法，包括以下步驟：

7、s1、按照配方稱取原料，混合，球磨，得到混合粉末；

8、s2、將得到的混合粉末裝石墨模具中，施壓，確保粉末顆粒緊密堆積及上下表面平整；

9、s3、試壓后的石墨磨具進(jìn)行放電等離子體燒結(jié)處理，冷卻，得到316l奧氏體不銹鋼。

10、優(yōu)選地，步驟s3中，所述放電等離子體燒結(jié)處理過程：將石墨模具放入放電等離子體燒結(jié)爐中，抽真空至10pa以下，以80～100℃/min的升溫速率升高到950～1100℃進(jìn)行燒結(jié)，保溫，并在保溫過程中保持系統(tǒng)燒結(jié)壓力為20～40mpa，保溫保壓時間為10～20min。

11、優(yōu)選地，所述燒結(jié)溫度為1000～1100℃，燒結(jié)壓力為20～30mpa。

12、優(yōu)選地，步驟s4中，所述冷卻至100℃以下。

13、本發(fā)明的目的之三還在于提供上述316l奧氏體不銹鋼在海洋工程中的應(yīng)用。

14、本發(fā)明具備如下有益效果：

15、本發(fā)明中，利用放電等離子體燒結(jié)工藝具有快速升溫等特點，可以大幅縮短制備時間，提高生產(chǎn)效率，并在較低溫度下進(jìn)行燒結(jié)，有助于避免或減少材料的過熱和晶粒粗化。放電等離子體燒結(jié)工藝最大優(yōu)勢在于擁有更高的效能比，減少了能源消耗和環(huán)境影響。本發(fā)明方法所得316l奧氏體不銹鋼具有更高的屈服強度、抗拉強度和更優(yōu)異的電化學(xué)耐腐蝕性。本發(fā)明制備方法工藝簡單、制備成本低廉，適合工業(yè)化生產(chǎn)，有望進(jìn)一步降低海洋工程用鋼鐵材料的價格，進(jìn)而能廣泛使用在海洋工程領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.一種316l奧氏體不銹鋼，其特征在于，按質(zhì)量百分比計，包括以下元素組分：c?0.02～0.04％、cr?15～18％、mo?1～2％、ni?9～12％、si?0.8～1.2％、p≤0.04％、s≤0.03％以及余量為fe。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的316l奧氏體不銹鋼，其特征在于，按質(zhì)量百分比計，包括以下元素組分：c?0.03％、cr?18％、mo?2％、ni?12％、si?1％、p≤0.04％、s≤0.03％以及余量為fe。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的316l奧氏體不銹鋼，其特征在于，所述316l奧氏體不銹鋼的粒徑為240～1340目。

4.一種如權(quán)利要求1-3任一項所述316l奧氏體不銹鋼的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的316l奧氏體不銹鋼的制備方法，其特征在于，步驟s3中，所述放電等離子體燒結(jié)處理過程：將石墨模具放入放電等離子體燒結(jié)爐中，抽真空至10pa以下，以80～100℃/min的升溫速率升高到950～1100℃進(jìn)行燒結(jié)，保溫，并在保溫過程中保持系統(tǒng)燒結(jié)壓力為20～40mpa，保溫保壓時間為10～20min。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的316l奧氏體不銹鋼的制備方法，其特征在于，所述燒結(jié)溫度為1000～1100℃，燒結(jié)壓力為20～30mpa。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的316l奧氏體不銹鋼的制備方法，其特征在于，步驟s4中，所述冷卻至100℃以下。

8.如權(quán)利要求1所述的316l奧氏體不銹鋼在海洋工程中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種316L奧氏體不銹鋼、制備方法與應(yīng)用，按質(zhì)量百分比計，包括以下元素組分：C?0.02～0.04％、Cr?15～18％、Mo1～2％、Ni?9～12％、Si?0.8～1.2％、P≤0.04％、S≤0.03％以及余量為Fe。其制備方法包括步驟：S1、按照配方稱取原料，混合，球磨，得到混合粉末；S2、將混合粉末裝入石墨模具中，施壓；S3、將試壓后的石墨磨具放入放電等離子體燒結(jié)爐中，抽真空至10Pa以下，以80～100℃/min的升溫速率升至950～1100℃，保持燒結(jié)壓力為20～40MPa，燒結(jié)10～20min，冷卻，得到316L奧氏體不銹鋼。該316L奧氏體不銹鋼具有更高的屈服強度、抗拉強度和更優(yōu)異的電化學(xué)耐腐蝕性。另本發(fā)明制備方法工藝簡單、原料成本低廉，適合工業(yè)化生產(chǎn)，應(yīng)用于海洋工程領(lǐng)域中可進(jìn)一步降低成本。

技術(shù)研發(fā)人員：陳偉民,張廣旭,張小艷,駱智超,鄭志斌,王娟,殷福星,鄭開宏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東省科學(xué)院新材料研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15