(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910988485.2
(22)申请日 2019.10.17
(71)申请人 惠州濠特金属科技有限公司
地址 516000 广东省惠州市惠阳区镇隆镇
楼寨村委会旁
(72)发明人 李佳滨
(74)专利代理机构 北京众合诚成知识产权代理
有限公司 11246
代理人 马晓静
(51)Int.Cl.
C22C 38/16(2006.01)
C22C 38/14(2006.01)
C22C 38/12(2006.01)
C22C 38/06(2006.01)
C22C 38/04(2006.01)
C22C 38/02(2006.01)C22C 33/04(2006.01)C21D 1/18(2006.01)C21D 8/02(2006.01)
(54)发明名称无磁钢及其加工方法(57)摘要本发明公开了一种无磁钢，其包括如下质量百分比的各组分：C：0.25~0.3%，Si：0.25~0.4%，Mn：17.5~19.5%，Al：1~1.5%，V：0.4~0.9%，稀土元素：0.12~0.18%，Ti ：0.02~0.04%，Mo ：0.02~0.04%，P≤0.01％，S≤0.01％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。本发明还公开了一种无磁钢的加工方法，其包括将原料Fe在转炉中进行炼制，除去杂质，将得到的铁水转到钢包炉中进行精炼，同时，按照上述无磁钢各元素设定好的比例加入其它元素原料，精炼得到的钢水通过连铸机铸造成钢锭，铸造得到的钢锭在加热炉中进行加热处理，然后进行轧制，再回火处理，得到成品无磁钢。通过加入稀土元素，提高了疲劳强度，加入Ti及Mo元素提高了无磁钢的耐腐蚀性及耐酸碱性，提高了无磁钢的使用寿命，制备方法工艺简单， 成本较低。权利要求书1页 说明书9页 附图1页CN 110541121 A 2019.12.06
C N 110541121
A
1.一种无磁钢，其特征在于，包括如下质量百分比的各组分：
C：0.25~0.3%，Si：0.25~0.4%，Mn：17.5~19.5%，Al：1~1.5%，V：0.4~0.9%，稀土元素：0.12
~0.18%，
Ti：0.02~0.04%，Mo：0.02~0.04%，P≤0.01％，S≤0.01％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的无磁钢，其特征在于，所述稀土元素为La。
3.根据权利要求2所述的无磁钢，其特征在于，所述无磁钢包括如下质量百分比的各组分：
C：0.26~0.28%，Si：0.25~0.35%，Mn：18~19%，Al：1.2~1.5%，V：0.5~0.8%，La：0.15~0.18%，Ti：0.02~0.04%，Mo：0.02~0.04%，P≤0.01％，S≤0.01％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。
4.根据权利要求3所述的无磁钢，其特征在于，所述无磁钢包括如下质量百分比的各组分：
C：0.27%，Si：0.3%，Mn：18.5%，Al：1.4%，V：0.6%，La：0.16%，Ti：0.03%，Mo：0.03%，P：0.01％，S：0.01％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。
5.根据权利要求3所述的无磁钢，其特征在于，所述无磁钢还包括Cu：0.6~0.8％。
6.根据权利要求3所述的无磁钢，其特征在于，所述无磁钢还包括Ag：0.08~0.14％。
7.根据权利要求3所述的无磁钢，其特征在于，所述无磁钢还包括Cu：0.6~0.7％，Ag：0.06~0.12％。释德扬
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8.一种无磁钢的加工方法，包括以下步骤：
将原料Fe加入到转炉中进行炼制，除去杂质，炼制温度为1500~1600℃；
将炼制得到的铁水转到钢包炉中进行精炼，同时，往钢包炉中按照如权利要求1至7中任一项所述无磁钢中各元素设定好的比例加入其它元素原料，使各元素的含量达到预设的要求，精炼的温度为1650~1700℃；
将精炼得到的钢水通过连铸机铸造成钢锭或连铸坯，得到的钢锭或连铸坯通过高压水冲切清理表面渣滓，去除表面氧化层；
将铸造得到的钢锭或连铸坯输送至加热炉中进行加热处理，加热温度1100~1200℃；对完成加热处理的钢锭或连铸坯进行轧制，将钢锭或连铸坯锻造成所需要尺寸的钢材； 将轧制得到的钢材输送到加热炉中进行回火处理，然后随加热炉冷却至室温，得到成品无磁钢。
9.根据权利要求8所述的无磁钢的加工方法，其特征在于，所述轧制时，开轧温度为1130-1200℃，终轧温度为900-1000℃。
10.根据权利要求8或9所述的无磁钢的加工方法，其特征在于，所述将轧制得到的钢材输送到加热炉中
进行回火处理，然后随加热炉冷却至室温，得到成品无磁钢步骤中，回火处理的回火温度为650℃，回火处理的回火时间为1h。青春初体验
权 利 要 求 书1/1页CN 110541121 A
无磁钢及其加工方法技术领域
[0001]本发明涉及钢制品技术领域，特别是涉及一种无磁钢及其加工方法。
背景技术
[0002]无磁钢又称无磁性钢或非磁性钢，实际上指没有铁磁性而不能被磁化的钢，要求磁导率μ≤1.319×10-6h/m，无磁钢组织稳定，力学性能优良，磁导率低而电阻率高，在磁场中的涡流损耗极小，广泛应用于自动控制系统、精密仪表、电讯和电机中。
[0003]然而，传统的无磁钢虽然具有良好的无磁性能，但是在机械性能方面还是存在一定不足，比如，传统的无磁钢的屈服强度只有200～300MPa，这使得无磁钢的使用范围受到一定限制，同时，传统的无磁钢的疲劳强度也相对较低，这影响了无磁钢制品的使用寿命，随着社会的进步和经济的发展，人们对无磁钢的要求会越来越高。
发明内容
[0004]基于此，有必要针对疲劳强度低及品质低的技术问题，提供一种无磁钢及其加工方法。
[0005]一种无磁钢，该无磁钢包括如下质量百分比的各组分：C：0.25~0.3%，Si：0.25~0.4%，Mn：17.5~19.5%，Al：1~1.5%，V：0.4~0.9%，稀土元素：0.12~0.18%，Ti：0.02~0.04%，Mo：0.02~0.04%，P≤0.01％，S≤0.01％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。
[0006]在其中一个实施例中，所述稀土元素为La。
[0007]在其中一个实施例中，所述无磁钢包括如下质量百分比的各组分：C：0.26~0.28%，Si：0.25~0.35%，Mn：18~19%，Al：1.2~1.5%，V：0.5~0.8%，La：0.15~0.18%，Ti：0.02~0.04%，Mo：0.02~0.04%，P≤0.01％，S≤0.01％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。
[0008]在其中一个实施例中，所述无磁钢包括如下质量百分比的各组分：C：0.27%，Si：0.3%，Mn：18.5%，Al：1.4%，V：0.6%，La：0.16%，Ti：0.03%，Mo：0.03%，P：0.01％，S：0.01％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。
[0009]在其中一个实施例中，所述无磁钢还包括Cu：0.6~0.8％。
[0010]在其中一个实施例中，所述无磁钢还包括Ag：0.08~0.14％。
[0011]在其中一个实施例中，所述无磁钢还包括Cu：0.6~0.7％，Ag：0.06~0.12％。
钼电极[0012]本发明还公开了一种无磁钢的加工方法，该无磁钢的加工方法包括以下步骤：
将原料Fe加入到转炉中进行炼制，除去杂质，炼制温度为1500~1600℃。
[0013]将炼制得到的铁水转到钢包炉中进行精炼，同时，往钢包炉中按照所述无磁钢中各元素设定好的比例加入其它元素原料，使各元素的含量达到预设的要求，精炼的温度为1650~1700℃。
[0014]将精炼得到的钢水通过连铸机铸造成钢锭或连铸坯，得到的钢锭或连铸坯通过高压水冲切清理表面渣滓，去除表面氧化层。
[0015]将铸造得到的钢锭或连铸坯输送至加热炉中进行加热处理，加热温度1100~1200
℃。
[0016]对完成加热处理的钢锭或连铸坯进行轧制，将钢锭或连铸坯锻造成所需要尺寸的钢材。
[0017]将轧制得到的钢材输送到加热炉中进行回火处理，然后随加热炉冷却至室温，得到成品无磁钢。套利模型
[0018]在其中一个实施例中，所述轧制时，开轧温度为1130
~
1200℃，终轧温度为900
~
1000℃。
[0019]在其中一个实施例中，所述将轧制得到的钢材输送到加热炉中进行回火处理，然后随加热炉冷却至室温，得到成品无磁钢步骤中，回火处理的回火温度为650℃，回火处理的回火时间为1h。
[0020]上述无磁钢及其加工方法，通过加入稀土元素，稀土元素的活泼性，与其他元素起作用，净化钢液、改善铸态组织，能够有效的提高无磁钢的疲劳强度，从而提高无磁钢的机械强度，同时，加入的Ti及Mo元素也提高了无磁钢的耐腐蚀性及耐酸碱性，提高了无磁钢的使用寿命，进而提高了无磁钢的质量品质。该无磁钢的制备方法工艺简单，成本较低，适合产业化生产。
附图说明
[0021]图1为一个实施例中无磁钢的加工方法的流程图；
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0022]本发明提供一种无磁钢，该无磁钢包括如下质量百分比的各组分：C：0.25
~0.3%，
Si：0.25
~0.4%，Mn：17.5
~
19.5%，Al：1
~
学术不端文献检测系统1.5%，V：0.4
~
0.9%，稀土元素：0.12
~
0.18%，Ti：0.02
~
0.04%，Mo：0.02
~0.04%，P≤0.01％，S≤0.01％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。
[0023]其中，碳是一种非金属元素，碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。碳是可以保证材料强度的元素之一，另外，碳可以稳定奥氏体，碳不仅可以促进钢中形成单相奥氏体组织，也可以作为有效的固溶强化元素，碳的含量需要控制得当，因为碳含量过高时，虽然增加了钢的强度和硬度，但是，也会导致碳化物增加，在奥氏体晶界上形成连续和半连续网状碳化物，容易影响晶间强度和钢的塑性、韧性，导致材料的可塑性下降，不利于加工，因此，碳含
量需要控制在较低且合适的范围，一个实施例中，碳含量控制为0.26
~
0.28%。保证材料的强
度同时避免碳含量过高影响材料的可塑性。
[0024]其中，硅是地壳中含量第二丰富的元素，仅次于氧元素，硅也有很好的固溶强化作用，因为硅的原子半径比奥氏体小得多，但是，硅的用量也要控制，由于硅在钢中是非碳化物形成元素，会降低碳在奥氏体中的溶解度，不利于奥氏体组织的稳定，不利于材料的机械性能的提升，在钢中加入少量的硅可以提高电阻率，减少涡流。优选的，一个实施例中，硅含量控制为0.25
~
0.35%。
[0025]其中，锰是一种灰白、硬脆、有光泽的过渡金属，锰被应用于钢铁工业中，也被用于有金属、化工、医药、食品、分析和科研等方面，当在钢中加入2.5~3.5%的锰时，制得的低锰钢会非常脆，一敲就碎，当在钢中加入13%以上的锰，制成高锰钢，制得的钢既坚硬又富有韧性，所以锰的用量非常关键，锰可以扩大奥氏体区，同时，也可以使奥氏体稳定，是一种稳定奥氏体的元素，从而确保材料在较高的磁场强度下仍具有较低的相对磁导率，且价格低廉，相比其他稳定奥氏体元素，如镍Ni，具有价格优势，可以大大节约生产成本，提高经济效益，制得一提的是，钢中的锰含量过高时会
影响钢材表面质量，因为在加热过程中极易氧化，所以，优选的，一个实施例中，锰的含量控制为18~19%。
[0026]其中，铝是地壳中含量最丰富的金属元素，在冷却或变形过程中，铝可以抑制马氏体的形成，起到稳定材料中奥氏体的作用，同时，在钢中加入铝，也可以在表面形成氧化铝膜，防止钢材表面过度氧化，起到改善钢材表面质量的作用。作为优选的，一个实施例中，铝的含量为1.2~1.5%。
[0027]其中，钒具有延展性，质坚硬，无磁性，具有一定的耐酸性，并且具有较好的耐气、耐盐、耐水腐蚀的性能，钒可以和碳强烈形成碳化物，可以细化钢的晶粒，形成的钒的碳化物坚硬耐磨，也提升钢的冲击韧性和回火稳定性，从而提高钢的品质，而且，加入低于5%的钒对磁导率没有影响，优选的，一个实施例中，钒的含量优选为0.5~0.8%。
[0028]其中，稀土元素就是17种特殊的元素的统称，就是化学元素周期表中镧系元素：镧(La ）、铈(Ce ）、镨(Pr ）、钕(Nd ）、钷(Pm ）、钐(Sm ）、铕(Eu ）、钆(Gd ）、铽(Tb ）、镝(Dy ）、钬(Ho ）、铒(Er ）、铥(Tm ）、镱(Yb ）、镥(Lu ），以及与镧系的15个元素密切相关的元素：钇(Y)和钪(Sc)共17种元素，稀土元素十分活泼，几乎能与所以元素起作用，加入到钢液中，可以起到净化钢液的作用，改善铸态组织，稀土在钢液中形成固态质点，成为结晶核心，加速钢液的凝固，细化晶粒，改善碳化物的不均匀性，加入稀土可以夺取硫化铁以及其它金属硫化物中的硫，改善非金属夹杂
物形态，改善铸造组织，提升钢的强韧性和耐磨性。一个实施例中，所述稀土元素为La。镧的化学性质活泼，可以多种非金属反应，在稀土元素中含量仅次于铈，在钢中加入少量的镧能够明显提高钢材的疲劳强度，优选的，一个实施例中，镧的含量控制为0.15~0.18%。
[0029]其中，钛的特征为重量轻、强度高、具金属光泽，钛是钢与合金中重要的合金元素，钛可以和碳形成碳化合物，细化钢的晶粒，提高淬透性和回火稳定性，同时，具有二次硬化作用，经过热处理的钛碳化合物可以析出弥散分布的拉氏相TiFe2而起到时效强化作用，提高钢材的蠕变和持久强度。
[0030]其中，钼为银白金属，硬而坚韧，钼在钢铁工业中的应用占据着主要的位置。钼作为钢的合金化元素，可以提高钢的强度，特别是高温强度和韧性，提高钢在酸碱溶液和液态金属中的抗蚀性，也就是提高钢的耐腐蚀性，提高钢的耐磨性和改善淬透性、焊接性和耐热性。钼是一种良好的形成碳化物的元素，在炼钢的过程中不氧化，可单独使用也可与其他合金元素共同使用。
[0031]其中，磷和硫均是无磁钢中的有害元素，同时也是不可避免的存在，由于磷和硫的有害性，需要对钢中磷和硫的含量进行控制，磷含量过高会以碳化物和P共晶析出，P共晶作为脆性组织，不利于钢的机械性能，硫容易形成塑性硫化物，使钢材分层，作为优选的，将磷的含量控制≤0.01％，硫的含量控制≤0.01％，避免给生产造成困难和增加成本，同时，保
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