D0L:10.13374/.issn1001-053x.2012.09.016 第34卷第9期 北京科技大学学报 Vol.34 No.9 2012年9月 Journal of University of Science and Technology Beijing Sep.2012 无镍不锈钢17Cr10Mn2MoN的制备与性能 钟海林12)网 李小明12》辛栋梅2,3》况春江2) 1)钢铁研究总院，北京1000812)安秦科技股份有限公司，北京1000813)北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 区通信作者，E-mail:zhl9961203@126.com 摘要采用气雾化法制备含氮无镍不锈钢粉末，利用热等静压成形并对材料进行固溶处理.热等静压后，材料具有良好的 强度、塑性及韧性，抗拉强度为850MPa,屈服强度为505MPa,延伸率为44.5%，断面收缩率为47.5%，冲击功为44J.材料经 1100℃固溶处理1h后，塑性和韧性得到进一步提高，延伸率为50.0%，断面收缩率为55.5%，冲击为68J.材料强度和耐蚀 性优于316L不锈钢. 关键词不锈钢：粉末冶金；力学性能：耐蚀性：热等静压：气雾化 分类号TG142.71 Preparation and properties of nickel-free stainless steel 17Cr10Mn2MoN ZHONG Hai-in,LI Xiao-ming),XIN Dong-mei,KUANG Chun-jiang) 1)Central Iron and Steel Research Institute,Beijing 100081,China 2)Advanced Technology Materials Corporation Ltd.,Beijing 100081,China 3)School of Material Science and Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:zh19961203@126.com ABSTRACT Nickel-free stainless steel powders contained nitrogen were prepared by gas atomization,formed by hot isostatic pressing (HIP),and treated by solution.The HIPed materials have excellent strength,plasticity,and toughness:their tensile strength,yield strength,elongation,area reduction and impact energy are 850 MPa,505 MPa,44.5%,47.5%,and 44J,respectively.After solu- tion treatment at 1100C for 1h the plasticity and toughness improve obviously:the elongation,area reduction,and impact energy is 50.0%,55.5%,and 68J,respectively.Experimental data show that the prepared nickel-free stainless steel 17Cr10Mn2MoN has bet- ter strength and corrosion resistance than 316L stainless steel. KEY WORDS stainless steel:powder metallurgy:mechanical properties:corrosion resistance;hot isostatic pressing:gas atomiza- tion 不锈钢具有良好的耐蚀性能及综合力学性能， 体健康受到危害回 在许多领域获得快速发展，尤其是奥氏体不锈钢，因 氮在不锈钢中具有众多优点：可增强固溶强化 具有良好的塑性、焊接性、高耐蚀性、韧性和低温韧 和细晶强化的效果；可稳定奥氏体组织，可部分或全 性、无磁性、易加工性等优点，在石油、化工、食品及 部替代；可阻止不锈钢形变诱导马氏体的发生； 医疗器械等行业得到广泛应用口 可提高不锈钢抗点蚀性能、降低晶界腐蚀敏感性：退 传统医用不锈钢（以316L最具代表性）是生物 火时，可保持不锈钢具有良好韧性和塑性：冷加工 医学金属材料中应用最多、最广的一类材料.但是， 后，可进一步提高不锈钢强度，屈服强度可超过2 由于镍离子是一种潜在的致敏因子，在生物体植入 GPa.采用以氮代镍，可避免Ni离子对人体的危害. 物附近可诱发毒性效应，发生细胞破坏和发炎反应， 因此，开发医用无镍不锈钢己成为新的发展趋势. 对生物体有致畸、致癌的危害.调查表明：有10%~ 本文采用常压氮气熔炼一高压氮气雾化法制备 20%的妇女和2%的男士受镍离子影响，从而使身 含氮不锈钢粉末，通过热等静压工艺成形，研究了 收稿日期：201107-14 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51074055)第 34 卷 第 9 期 2012 年 9 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 34 No． 9 Sep． 2012 无镍不锈钢 17Cr10Mn2MoN 的制备与性能 钟海林1，2) 李小明1，2) 辛栋梅2，3) 况春江1，2) 1) 钢铁研究总院，北京 100081 2) 安泰科技股份有限公司，北京 100081 3) 北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083 通信作者，E-mail: zhl9961203@ 126． com 摘 要 采用气雾化法制备含氮无镍不锈钢粉末，利用热等静压成形并对材料进行固溶处理． 热等静压后，材料具有良好的 强度、塑性及韧性，抗拉强度为 850 MPa，屈服强度为 505 MPa，延伸率为 44. 5% ，断面收缩率为 47. 5% ，冲击功为 44 J． 材料经 1 100 ℃固溶处理 1 h 后，塑性和韧性得到进一步提高，延伸率为 50. 0% ，断面收缩率为 55. 5% ，冲击为 68 J． 材料强度和耐蚀 性优于 316L 不锈钢． 关键词 不锈钢; 粉末冶金; 力学性能; 耐蚀性; 热等静压; 气雾化 分类号 TG142. 71 Preparation and properties of nickel-free stainless steel 17Cr10Mn2MoN ZHONG Hai-lin1，2) ，LI Xiao-ming1，2) ，XIN Dong-mei 2，3) ，KUANG Chun-jiang1，2) 1) Central Iron and Steel Research Institute，Beijing 100081，China 2) Advanced Technology ＆ Materials Corporation Ltd． ，Beijing 100081，China 3) School of Material Science and Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China Corresponding author，E-mail: zhl9961203@ 126． com ABSTRACT Nickel-free stainless steel powders contained nitrogen were prepared by gas atomization，formed by hot isostatic pressing ( HIP) ，and treated by solution． The HIPed materials have excellent strength，plasticity，and toughness; their tensile strength，yield strength，elongation，area reduction and impact energy are 850 MPa，505 MPa，44. 5% ，47. 5% ，and 44 J，respectively． After solu￾tion treatment at 1 100 ℃ for 1 h the plasticity and toughness improve obviously; the elongation，area reduction，and impact energy is 50. 0% ，55. 5% ，and 68 J，respectively． Experimental data show that the prepared nickel-free stainless steel 17Cr10Mn2MoN has bet￾ter strength and corrosion resistance than 316L stainless steel． KEY WORDS stainless steel; powder metallurgy; mechanical properties; corrosion resistance; hot isostatic pressing; gas atomiza￾tion 收稿日期: 2011--07--14 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 51074055) 不锈钢具有良好的耐蚀性能及综合力学性能， 在许多领域获得快速发展，尤其是奥氏体不锈钢，因 具有良好的塑性、焊接性、高耐蚀性、韧性和低温韧 性、无磁性、易加工性等优点，在石油、化工、食品及 医疗器械等行业得到广泛应用［1］． 传统医用不锈钢( 以 316L 最具代表性) 是生物 医学金属材料中应用最多、最广的一类材料． 但是， 由于镍离子是一种潜在的致敏因子，在生物体植入 物附近可诱发毒性效应，发生细胞破坏和发炎反应， 对生物体有致畸、致癌的危害． 调查表明: 有 10% ～ 20% 的妇女和 2% 的男士受镍离子影响，从而使身 体健康受到危害［2］． 氮在不锈钢中具有众多优点: 可增强固溶强化 和细晶强化的效果; 可稳定奥氏体组织，可部分或全 部替代 Ni; 可阻止不锈钢形变诱导马氏体的发生; 可提高不锈钢抗点蚀性能、降低晶界腐蚀敏感性; 退 火时，可保持不锈钢具有良好韧性和塑性; 冷加工 后，可进一步提高不锈钢强度，屈服强度可超过 2 GPa． 采用以氮代镍，可避免 Ni 离子对人体的危害． 因此，开发医用无镍不锈钢已成为新的发展趋势． 本文采用常压氮气熔炼--高压氮气雾化法制备 含氮不锈钢粉末，通过热等静压工艺成形，研究了 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2012.09.016