D0I:10.13374/1.issnl00103.2008.10.017 第30卷第10期 北京科技大学学报 Vol.30 No.10 2008年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0t.2008 注射成形0Crl7Mnl1Mo3N无镍高氮不锈钢的烧结 崔大伟)曲选辉)郭萍)李科) 1)北京科技大学材料科学与工程学院，北京1000832)潍坊学院机电工程系，潍坊261061 摘要采用粉末注射成形技术制备了OCrl7Mn11Mo3N无镍高氨奥氏体不锈钢，研究了各烧结工艺参数（温度，时间、气氛） 对其相对密度及氨含量的影响·结果表明：温度是最重要的烧结参数，提高温度可以显著增加烧结体的相对密度，但引起氨含 量的下降，在1300℃以上烧结，烧结体相对密度可达99%以上；烧结时间所起作用不明显，烧结2足够使粉末致密化过程完 成：气氛对0Crl7Ml1Mo3N不锈钢的烧结影响显著，在N2十H2混合气中烧结比在纯N2气中获得更高的相对密度及更低的 氨含量.0Crl7Mnl1Mo3N不锈钢的最佳烧结条件为：温度1300℃，时间2h,气氛采用流动的高纯氨气，此时烧结体相对密度 达到99.1%，氮质量分数为0.78%. 关键词无镍高氮不锈钢：粉末注射成形：烧结；相对密度：氮含量 分类号TF124.39:TG142.71 Sintering of nickel-free high nitrogen 0Cr17Mn11Mo3N stainless steel prepared by powder injection molding CUI Dawei2).QU Xuanhui),GUO Ping2,LI Ke) 1)School of Materials Science and Engineering.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083,China 2)Department of Mechanical and Electronic Engineering.Weifang University,Weifang 261061,China ABSTRACT A kind of nickel-free high nitrogen austenitic stainless steel (0Cr17Mnl1Mo3N)was prepared by powder injection molding.The effects of sintering parameters such as temperature,time and atmosphere on the relative density and nitrogen content were investigated.The results show that sintering temperature is the most important sintering parameter.with the increase of which the relative density of sintered specimens increases remarkably,whereas the nitrogen content decreases,and above 1300C the rela- tive density of sintered specimens is over 99%.Sintering time has no obvious effect on the relative density and nitrogen content.and when the sintering temperature is high enough,the excellent densification of the powder can be achieved within 2h.For the sintering of OCr17Mnl1Mo3N stainless steel.sintering atmosphere has also a significant influence,and the higher relative density and lower ni- trogen content can be obtained in N2+H2 atmosphere than in high purity N2 atmosphere.The optimal sintering conditions of OCr17Mn11Mo3N austenitic stainless steel are as follows:1300C,2h,and flowing high pure nitrogen.Under the optimal condi- tions,the relative density of sintered specimens can reach 99.1%and the mass fraction of nitrogen is as high as 0.78%. KEY WORDS nickel-free high nitrogen stainless steel:powder injection molding:sintering;relative density:nitrogen content 无镍高氮奥氏体不锈钢是近年来开发的一类以 敏反应3]，因此无镍高氨奥氏体不锈钢在工业及 氨代镍来稳定奥氏体组织的新钢种，这类不锈钢中 生物医学等领域都具有广阔的发展潜力· 的高氮含量（≥0.4%，质量分数，下同）显著提高了 高氮不锈钢的制备方法主要有高压熔炼法和粉 钢的力学性能和耐腐蚀性能]，其无镍的成分特 末治金法].常规熔炼方法制备的不锈钢其氨含量 点更解决了传统含镍不锈钢用做生物工程材料时 很低，只有通过高压熔炼才能获得高的氮含量和高 (如人体植入体、牙齿矫形托槽等)造成的人体镍过 强高韧性，但高压熔炼方法设备复杂、投资大，从而 收稿日期：2007-10-08修回日期：2007-11-26 基金项目：国家自然科学基金资助项目(Na·50634010):国家高技术研究发展计划资助项目(No·2006AA032502) 作者简介：雀大伟(1975一)，男，博士研究生；曲选辉(l960一)，男，教授，博士生导师，E-mail:qurh@mater,ustb-edu~cm注射成形0Cr17Mn11Mo3N 无镍高氮不锈钢的烧结 崔大伟1‚2） 曲选辉1） 郭 萍2） 李 科1） 1） 北京科技大学材料科学与工程学院‚北京100083 2） 潍坊学院机电工程系‚潍坊261061 摘 要 采用粉末注射成形技术制备了0Cr17Mn11Mo3N 无镍高氮奥氏体不锈钢‚研究了各烧结工艺参数（温度、时间、气氛） 对其相对密度及氮含量的影响．结果表明：温度是最重要的烧结参数‚提高温度可以显著增加烧结体的相对密度‚但引起氮含 量的下降‚在1300℃以上烧结‚烧结体相对密度可达99％以上；烧结时间所起作用不明显‚烧结2h 足够使粉末致密化过程完 成；气氛对0Cr17Mn11Mo3N 不锈钢的烧结影响显著‚在 N2＋H2 混合气中烧结比在纯 N2 气中获得更高的相对密度及更低的 氮含量．0Cr17Mn11Mo3N 不锈钢的最佳烧结条件为：温度1300℃‚时间2h‚气氛采用流动的高纯氮气‚此时烧结体相对密度 达到99∙1％‚氮质量分数为0∙78％． 关键词 无镍高氮不锈钢；粉末注射成形；烧结；相对密度；氮含量 分类号 TF124∙39；TG142∙71 Sintering of nicke-l free high nitrogen0Cr17Mn11Mo3N stainless steel prepared by powder injection molding CUI Dawei 1‚2）‚QU Xuanhui 1）‚GUO Ping 2）‚LI Ke 1） 1） School of Materials Science and Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China 2） Department of Mechanical and Electronic Engineering‚Weifang University‚Weifang261061‚China ABSTRACT A kind of nicke-l free high nitrogen austenitic stainless steel （0Cr17Mn11Mo3N） was prepared by powder injection molding．T he effects of sintering parameters such as temperature‚time and atmosphere on the relative density and nitrogen content were investigated．T he results show that sintering temperature is the most important sintering parameter‚with the increase of which the relative density of sintered specimens increases remarkably‚whereas the nitrogen content decreases‚and above1300℃ the rela￾tive density of sintered specimens is over99％．Sintering time has no obvious effect on the relative density and nitrogen content‚and when the sintering temperature is high enough‚the excellent densification of the powder can be achieved within2h．For the sintering of 0Cr17Mn11Mo3N stainless steel‚sintering atmosphere has also a significant influence‚and the higher relative density and lower ni￾trogen content can be obtained in N2＋ H2 atmosphere than in high purity N2 atmosphere．T he optimal sintering conditions of 0Cr17Mn11Mo3N austenitic stainless steel are as follows：1300℃‚2h‚and flowing high pure nitrogen．Under the optimal condi￾tions‚the relative density of sintered specimens can reach99∙1％ and the mass fraction of nitrogen is as high as0∙78％． KEY WORDS nicke-l free high nitrogen stainless steel；powder injection molding；sintering；relative density；nitrogen content 收稿日期：2007-10-08 修回日期：2007-11-26 基金项目：国家自然科学基金资助项目（No．50634010）；国家高技术研究发展计划资助项目（No．2006AA032502） 作者简介：崔大伟（1975—）‚男‚博士研究生；曲选辉（1960—）‚男‚教授‚博士生导师‚E-mail：quxh＠mater．ustb．edu．cn 无镍高氮奥氏体不锈钢是近年来开发的一类以 氮代镍来稳定奥氏体组织的新钢种‚这类不锈钢中 的高氮含量（≥0∙4％‚质量分数‚下同）显著提高了 钢的力学性能和耐腐蚀性能［1—2］‚其无镍的成分特 点更解决了传统含镍不锈钢用做生物工程材料时 （如人体植入体、牙齿矫形托槽等）造成的人体镍过 敏反应［3—5］‚因此无镍高氮奥氏体不锈钢在工业及 生物医学等领域都具有广阔的发展潜力． 高氮不锈钢的制备方法主要有高压熔炼法和粉 末冶金法［6］．常规熔炼方法制备的不锈钢其氮含量 很低‚只有通过高压熔炼才能获得高的氮含量和高 强高韧性‚但高压熔炼方法设备复杂、投资大‚从而 第30卷 第10期 2008年 10月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．10 Oct．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．10．017