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CN112941406B - 一种刀剪用不锈钢 - Google Patents

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Abstract

本发明属于不锈钢材料技术领域，特别涉及一种刀剪用不锈钢。该不锈钢由以下重量百分比的组分组成：C：1.2～1.5％，Si：0.3～0.6％，Mn：0.3～0.6％，Cr：12～16％，Mo：1.2～1.6％，V：2～4％，Nb：0.4～0.7％，N：0.04～0.1％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，O：≤0.01％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。本发明针对传统方法制备刀剪用不锈钢存在组织粗大、缩孔、疏松、成分偏析等缺点，采用粉末冶金方法，利用热等静压技术，合理控制工艺参数，获得与粉末成分相同、致密度高、均匀性好、纯净度高、力学性能和工艺性能优良的粉末钢。

Description

一种刀剪用不锈钢
技术领域
本发明属于不锈钢材料技术领域，特别涉及一种刀剪用不锈钢。
背景技术
随着工业化进程的不断推进以及民用消费升级，2004～2016年我国不锈钢表观消费量增速为12.73％，高于同期钢铁行业粗钢表观消费量增速7.83％。从我国特钢协会统计的数据来看，自2004年以来，我国不锈钢的表观消费量总体保持增长，从2004年447万吨，到2016年已经达到1883.53万吨，年复合增长率高达12.73％。同期，我国粗钢表观消费量从2004年的2.87亿吨增长至2016年的7.10亿吨，年复合增长率为7.83％，随着我国宏观经济增速的放缓以及下游钢材消耗速度减缓，我国粗钢消费量在2014年或已见顶。不锈钢表观消费量的增速较普钢更快，在未来工业用和民用领域的不断普及的大趋势下，不锈钢的消费仍有望保持稳定增长。
虽然目前中国不锈钢产业迅猛发展，但在不锈钢产业发展过程中也存在诸如低端产品泛滥、高耐腐蚀及耐高温等高端不锈钢产品很大程度上仍然依赖于进口等问题。同时，我国已经进入制造业及消费市场升级阶段，人们对刀剪用不锈钢提出了更多的要求，不但要美观，而且要实用，不仅要耐腐蚀，而且要锋利、有韧性，市场对高端刀具需求增大。因此，开发具有自主知识产权的国产高端不锈钢产品是十分必要的。
传统制备刀剪用不锈钢多采用熔炼、浇铸等方法，该传统制备方法存在组织粗大、缩孔、疏松、成分偏析等不足，导致材料强度、韧性、耐磨性等降低，难以满足高端刀具对材料锋利度、耐用度等要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种刀剪用不锈钢，以解决目前的刀剪用不锈钢的强度低、韧性差及耐磨性差、使用寿命短的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种刀剪不锈钢，由以下重量百分比的组分组成：C：1.2～1.5％，Si：0.3～0.6％，Mn：0.3～0.6％，Cr：12～16％，Mo：1.2～1.6％，V：2～4％，Nb：0.4～0.7％，N：0.04～0.1％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，O：≤0.01％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。
优选地，所述不锈钢的室温抗拉强度Rm为850～1100MPa，室温塑性延伸强度Rp0.2为700～800MPa，室温断后延长率A为9～12％，室温冲击吸收能量KV2为8～14J。
优选地，上述刀剪不锈钢由包括以下步骤的方法制备得到：
(1)按设计成分取原料在真空条件下进行熔炼，在熔炼室的含氮惰性气体保护下进行合金化，利用高压氩气雾化制备金属粉末；
(2)将合金粉末除杂、过筛，取筛下物；
(3)对经步骤(2)处理后的合金粉末进行热等静压处理，冷却得坯锭；
(4)将步骤(3)所得坯锭加热、轧制，得板材；
(5)将步骤(4)所得板材进行退火处理并酸洗。
优选地，步骤(1)中，所述含氮惰性气体为氮气或者氮气与氩气的混合。
优选地，步骤(1)中，所述熔炼的温度为1550～1650℃。
优选地，步骤(1)中，所述合金粉末的氧含量为0.004～0.02％。
优选地，所述合金粉末呈球状，粒度为0.006～0.35mm。
优选地，步骤(3)中，所述热等静压的压力为100～120MPa，保温温度为1000～1150℃。
优选地，步骤(3)中，所述热等静压的压力、温度保持时间为2～3h。
优选地，步骤(3)中，所述冷却为：以2～6℃/min的速率从所述保温温度冷却到250℃后出炉空冷。
优选地，步骤(4)中，所述轧制包括热轧和冷轧，所述热轧的温度高于800℃，所述热轧为将坯锭加热后以15～35％的变形量进行轧制。
优选地，步骤(4)中，所述加热为：首先将坯锭加热至750～850℃，保温30～60min，然后再加热到1000～1150℃，保温30～120min。
优选地，步骤(5)中，所述退火为球化退火。
优选地，所述球化退火为：先将板材加热至950～1050℃，保温2～4h，然后以3～6℃/min冷却至800～850℃，保温2～4h，随炉冷却。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：
本发明针对熔炼、浇铸等传统方法制备刀剪用不锈钢存在组织粗大、缩孔、疏松、成分偏析、成本高、效率低等缺点，将原料在真空下熔炼，在惰性保护气氛下进行雾化制粉，采用粉末冶金方法，利用热等静压技术，合理控制工艺参数，获得与粉末成分相同、致密度高(相对密度接近100％)、均匀性好、纯净度高、抗拉强度高、塑性好，并且耐腐蚀性能优异，填补国内高端刀剪用粉末钢空白，支撑国内产业升级，提升国内刀剪行业国际竞争力。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1是本发明实施例1中的刀剪用不锈钢的金相组织图(×5000倍)；
图2是本发明对比例1中的不锈钢的金相组织图(×5000倍)。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
金属粉末生产时采用的方法大体上可分为四种：液态金属雾化、化学反应、电解沉积及机械粉碎法。在这四种方法中，应用最广的是液态金属雾化法。雾化时，液态金属流被雾化介质流体破碎成小液滴，随后凝固成粉末颗粒，本发明对原料在真空下熔炼，在惰性保护气氛下进行雾化制粉。
本发明的刀剪用不锈钢，以重量百分比计，由下述组分组成：C：1.2～1.5％(例如1.2％、1.3％、1.4％、1.5％)，Si：0.3～0.6％(例如0.3％、0.4％、0.5％、0.6％)，Mn：0.3～0.6％(例如0.3％、0.4％、0.5％、0.6％)，Cr：12～16％(例如12％、13％、14％、15％、16％)，Mo：1.2～1.6％(例如1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％)，V：2～4％(例如2％、2.5％、3％、3.5％、4％)，Nb：0.4～0.7％(例如0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％)，N：0.04～0.1％(例如0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％)，S：≤0.01％，P：≤0.01％，O：≤0.01％，剩余部分为Fe和其它不可避免的杂质。
本发明的刀剪用不锈钢中各主要元素的作用详述如下。
碳(C)-主要强化元素，通过间隙固溶强化来增加材料强度。增加碳含量可以提高材料抗张强度、边缘保持力及耐磨性。材料中C含量过高容易引起粗大碳化物的析出，降低材料的冲击韧性。依据Cr和C的不同含量以及γ、α、Cr7C3、Cr23C6等物相控制，将材料中碳含量控制在1.2～1.5％。
硅(Si)-可提高材料的抗氧化性、耐蚀性能、回火稳定性及强度。但当材料中的Si含量过高时，容易引起材料脆化。因此Si主要作为脱氧剂进入钢中并将其含量控制在0.3～0.6％。
锰(Mn)-主要用于除去材料中氧、硫，但是当材料中添加的Mn元素过多，会导致材料晶粒粗化，耐腐蚀性降低。综上，Mn含量控制在0.3～0.6％。
铬(Cr)-可以增大材料的硬度、耐磨性、抗张强度。特别的，当不锈钢中添加≥12％的铬含量时，会提高材料的高温抗氧化性和耐腐蚀性，但材料中铬含量过高时会降低材料韧性。因此将其控制在12～16％。
钼(Mo)-可以提高材料强度、硬度及二次硬化效应，改善耐蚀性，并在高温下保持材料强度。但在不锈钢中添加过多的Mo含量，会促进δ铁素体的形成，降低不锈钢韧性，优选1.2～1.6％。
钒(V)-可以提高材料耐磨性、淬透性及韧性，并使刀具边缘保持锋利。但是材料中V含量过高，会显著降低钢的抵抗裂纹的能力。此外，还易于形成尺寸粗大的析出相，影响材料的镜面性。因此，优选V含量范围：2～4％。
Nb(铌)-强碳化物形成元素，可以提高不锈钢的硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及强度，但添加过多的铌会降低材料的塑韧性。因此，应将铌含量控制在0.4～0.7％范围。
氮(N)-通过固溶强化改善不锈钢强度，且不会过多降低材料的塑性和韧性。氮元素不易与铬元素结合，在材料中保有更多的游离铬，从而提高了材料耐蚀性。过多的添加氮元素会生成稳定的MxN型氮化物并产生团聚，降低材料的抛光性。因此，应将氮含量控制在0.04～0.1％的范围内。
硫(S)-通常被视为有害元素，在材料中易形成非金属夹杂物，降低材料韧性；为降低S元素对材料的不利影响，应尽量降低材料中S含量，将其控制在0.01％以下。
磷(P)-一种有害元素，在钢锭热加工过程中，P会在晶界发生偏聚现象，増大材料脆性。控制P的含量在0.01％以下，消除其对材料韧性不利影响。
氧(O)-氧在钢中是有害元素，氧在钢中主要以FeO、MnO、SiO2等夹杂形式存在，使钢的强度、塑性、点蚀性能降低，因此应将其含量控制在0.01％以下。
本发明的刀剪用高碳高铬不锈钢由以下方法制得：
(1)高纯金属粉末的制备：在雾化设备真空室中加热刀剪用不锈钢合金料，熔化并升温到1550～1650℃(例如1550℃、1600℃、1650℃)，向熔炼室充入含氮惰性气体，雾化室充入氩气，待熔炼室和雾化室气压保持一致后，开启高压雾化气体，将中间包中流出的钢液雾化成粉末，所制备的粉末的氧含量为0.004～0.020％，粉末主要呈球状，粉末粒度为0.006～0.35mm；
(2)粉末净化、过筛：金属粉末制备完成后，将收集室里的金属粉末和残渣经真空振动筛分级过筛，分离粉末和大块的合金残渣，除去大块的非金属夹杂，然后取出粉末进行装套、脱气、封焊；
(3)热等静压制锭：将粉末填充到金属包套中，将经过脱气处理的包套放置到热等静压设备中，使用氩气作为加压介质向包套各个方向施加100～120MPa的压力(例如100MPa、110MPa、120MPa)，同时施以1000～1150℃的高温(例如1000℃、1050℃、1100℃、1150℃)，在最高温度、最高压力作用下保持2～3h(例如2h、2.2h、2.4h、2.6h、2.8h、3h)，然后以2～6℃/min的速率从所述保温温度冷却到250℃后出炉空冷，最终获得刀剪用不锈钢坯锭；
(4)轧制：为减少预热、轧制过程中氧化、脱碳以及消除表面、边部裂纹，锭材在轧制预热、轧制过程包覆金属包套。轧制前刀剪不锈钢锭材置于充有惰性气体保护的加热炉中，以8～12℃/min升温速率将不锈钢坯锭加热至750～850℃(例如750℃、780℃、800℃、820℃、840℃、850℃)，保温30～60min(例如30min、40min、50min、60min)，以5～8℃/min升温速率继续加热到1000～1150℃(例如1000℃、1050℃、1100℃、1150℃)，保温30～120min(例如30min、50min、70min、90min、110min、120min)，出炉按照15～35％的变形量(例如15％、20％、25％、30％、35％)在连轧生产线上进行轧制，轧制包括热轧和冷轧，整个热轧过程始终保持温度高于800℃(例如开轧温度为1100℃，终轧温度为950℃，或者开轧温度为1000℃，终轧温度为850℃；或者开轧温度为1150℃，终轧温度为950℃)，热轧后进行冷轧，冷轧后得板材；
(5)热处理：对步骤(4)所得板材进行热处理，具体为球化退火处理：退火温度为950～1050℃(例如950℃、980℃、1000℃、1020℃、1050℃)，保温2～4h(例如2h、2.5h、3h、3.2h、3.4h、3.6h、3.8h、4h)，以3～6℃/min(例如3℃/min、4℃/min、5℃/min、6℃/min)冷却至800～850℃(800℃、810℃、820℃、830℃、840℃、850℃)，保温2～4h(例如2h、3h、4h)，随炉冷却。将包覆金属包套的板材进行球化退火处理，在实现普通热处理工艺的同时，有效减少氧化、脱碳、渗碳等现象，从而可以获得表面光亮洁净的粉末钢材；球化退火的目的是使钢中的碳与金属元素以球状碳化物的形式析出，均匀分布在铁素体基体中，这样可以充分降低材料硬度、提高塑性，为最终热处理作组织准备。
(6)酸洗：对球化退火处理后的板材进行酸洗，除去钢板表面包覆的金属包套。
传统制备刀剪用不锈钢多采用熔炼、浇铸等方法，所制备的刀剪用不锈钢存在组织粗大、缩孔、疏松、成分偏析等不足，强度、韧性、耐磨性等难以满足高端刀具对材料锋利度、耐用度等要求。制备刀剪用不锈钢的关键是粉末冶金坯锭的制备。常见的粉末冶金产品热固结方法有热压、热挤压、热等静压、热锻及放电等离子体烧结等方法。本发明采用粉末冶金的方法，利用热等静压技术，获得高密度、高纯度、高均匀性、高韧性等综合性能优良的粉末冶金钢材，填补国内高端刀剪用粉末钢空白，支撑国内产业升级，提升国内刀剪行业国际竞争力。
实施例1
本实施例的刀剪用不锈钢，设计成分由以下重量百分比的组分组成：C：1.3％，Si：0.4％，Mn：0.4％，Cr：13％，Mo：1.2％，V：2.5％，Nb：0.5％，N：0.05％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，O：0.004％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。本实施例的刀剪用不锈钢的制备方法具体包括以下步骤：
(1)按照设计钢成分将纯铬、电解锰、钼铁、钒铁、铌铁、SiCa粉等物料加入雾化设备真空室内加热至1550℃进行熔化，向熔炼室充入氮气，雾化室充入氩气，待熔炼室和雾化室气压保持一致后，开启高压氩气，钢液经浇口流下，在高压氩气气流中雾化，得金属粉末；
(2)将金属粉末和残渣经200目真空振动筛分级过筛，分离粉末和大块的合金残渣，除去大块的非金属夹杂，然后取出粉末进行装套、脱气、封焊；
(3)将金属粉末置于热等静压设备内进行压制，具体的，将粉末填充到金属包套中，将经过脱气处理的包套放置于热等静压设备中，使用氩气作为加压介质向包套各个方向施加120MPa的压力，施以1150℃的温度，保温2h；然后以2℃/min的速率冷却到250℃，出炉空冷，得不锈钢坯锭；
(4)将热等静压所得的坯锭以8℃/min升温速率加热至850℃，保温30min，然后以5℃/min升温速率继续加热至1130℃，保温30min后按20％的变形量进行轧制，开轧温度为1100℃，终轧温度为900℃，然后进行冷轧得板材；
(5)将所得板材进行球化退火处理，具体为：首先将板材加热至950℃，保温4h，以3℃/min冷却至850℃，保温3h，然后随炉缓冷至室温得到粉末钢。
其中，SiCa粉用作脱氧剂，加入钢液后产生强烈的放热效应。钙在钢液中变成钙蒸气，对钢液产生搅拌作用，有利于非金属夹杂上浮，并且钙相对较为活泼，与氧具有较强的亲和力，优先与氧反应除去钢液中的氧。硅钙合金脱氧后，产生颗粒较大且易于上浮的非金属夹杂，最后去除浮渣，得到较为纯净的钢液。硅虽然也有脱氧作用，但是钙先被消耗，然后是硅，最后硅会有部分剩余，进入钢液里，作为不锈钢的组成元素。
本实施例制备的刀剪用不锈钢的金相组织如图1所示，通过X射线衍射、背散射电子衍射等方法确定，该金相组织中基体为铁素体，含有M7C3型、M23C6型碳化物及30～40％MCN型碳氮化物，退火后硬度为HRC21～24。在相变过程中碳氮化钒为铁素体形核核心，碳氮化钒含量多少会对铁素体形核率产生重要影响；另一方面，碳氮化铌通过在奥氏体中的形变诱导析出来抑制奥氏体再结晶，以达到细化铁素体晶粒的目的，从而影响到细晶强化作用，进一步影响材料的强韧性，碳化物的平均尺寸0.8～1μm，最大碳化物尺寸1.5～2μm，碳化物细小且均匀分布。
实施例2
本实施例的刀剪用不锈钢，设计成分由以下重量百分比的组分组成：C：1.2％，Si：0.3％，Mn：0.6％，Cr：12％，Mo：1.5％，V：2％，Nb：0.7％，N：0.05％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，O：0.004％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。本实施例的刀剪用不锈钢的制备方法具体包括以下步骤：
(1)按照设计钢成分将纯铬、电解锰、钼铁、钒铁、铌铁、SiCa粉等物料加入雾化设备真空室内加热至1600℃进行熔化，向熔炼室充入氮气，雾化室充入氩气，待熔炼室和雾化室气压保持一致后，开启高压氩气，钢液经浇口流下，在高压氩气气流中雾化，得金属粉末；
(2)将金属粉末和残渣经200目真空振动筛分级过筛，分离粉末和大块的合金残渣，除去大块的非金属夹杂，然后取出粉末进行装套、脱气、封焊；
(3)将金属粉末置于热等静压设备内进行压制，具体的，将粉末填充到金属包套中，将经过脱气处理的包套放置于热等静压设备中，使用氩气作为加压介质向包套各个方向施加110MPa的压力，施以1050℃的温度，保温3h；然后以4℃/min的速率冷却到250℃，出炉空冷，得不锈钢坯锭；
(4)将热等静压所得的坯锭以10℃/min升温速率加热至800℃，保温50min，然后以6℃/min升温速率继续加热至1030℃，保温80min后按15％的变形量进行轧制，开轧温度为1000℃，终轧温度为850℃，然后进行冷轧，得板材；
(5)将所得板材进行球化退火处理，具体为：首先将板材加热至1000℃，保温3h，以5℃/min冷却至800℃，保温2h，然后随炉缓冷至室温得到粉末钢。
实施例3
本实施例的刀剪用不锈钢，设计成分由以下重量百分比的组分组成：C：1.5％，Si：0.6％，Mn：0.3％，Cr：16％，Mo：1.6％，V：4％，Nb：0.4％，N：0.1％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，O：0.004％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。本实施例的刀剪用不锈钢的制备方法具体包括以下步骤：
(1)按照设计钢成分将纯铬、电解锰、钼铁、钒铁、铌铁、SiCa粉等物料加入雾化设备真空室内加热至1650℃进行熔化，向熔炼室充入氮气，雾化室充入氩气，待熔炼室和雾化室气压保持一致后，开启高压氩气，钢液经浇口流下，在高压氩气气流中雾化，得金属粉末；
(2)将金属粉末和残渣经200目真空振动筛分级过筛，分离粉末和大块的合金残渣，除去大块的非金属夹杂，然后取出粉末进行装套、脱气、封焊；
(3)将金属粉末置于热等静压设备内进行压制，具体的，将粉末填充到金属包套中，将经过脱气处理的包套放置于热等静压设备中，使用氩气作为加压介质向包套各个方向施加100MPa的压力，施以1000℃的温度，保温2.5h；然后以6℃/min的速率冷却到250℃，出炉空冷，得不锈钢坯锭；
(4)将热等静压所得的坯锭以10℃/min升温速率加热至750℃，保温60min，然后以8℃/min升温速率继续加热至1180℃，保温120min后按35％的变形量进行轧制，开轧温度为1150℃，终轧温度为950℃，然后进行冷轧，得板材；
(5)将所得板材进行球化退火处理，具体为：首先将板材加热至950℃，保温4h，以3℃/min冷却至850℃，保温3h，然后随炉缓冷至室温得到粉末钢。
对比例1
本对比例的不锈钢，设计成分由以下重量百分比的组分组成：C：1.3％，Si：0.4％，Mn：0.4％，Cr：13％，Mo：1.2％，V：2.5％，Nb：0.5％，N：0.05％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，O：0.004％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。
本对比例的不锈钢的制备方法与实施例1的区别在于：采用熔炼、浇铸、锻造工艺得到铸锭，轧制及后续的热处理过程与实施例1中的相同，不再赘述。
其中，熔炼、浇铸、锻造的工艺具体如下：
(1)熔炼：将纯铬、电解锰、钼铁、钒铁、铌铁、SiCa等物料加入感应电炉，升温至1550～1650℃熔炼成钢液，除去钢液表面浮渣；
(2)精炼：将熔炼钢液加至精炼炉进行精炼，并向炉中加入石灰和萤石等渣料，利用钢包上部电极对渣料进行加热，并在钢包底部向钢包内通入氩气，渣料全部熔化后再进行15～20min精炼，去除钢液中气体、非金属夹杂。钢液温度在1550～1600℃范围内进行浇铸；
(3)铸锭：采用钢锭模铸成钢锭，钢锭冷却至200℃脱模，得坯锭；
(4)锻造：将熔铸的坯锭进行锻造，锻造后的坯锭尺寸适合热轧；坯锭锻造预热温度为1100～1200℃，锻造完成后将坯锭置于保温棉或埋砂缓冷，冷至200～300℃空冷。
本对比例的刀剪用不锈钢金相组织如图2所示，通过X射线衍射、背散射电子衍射等方法确定，该金相组织中基体为铁素体，含有M7C3型、M23C6型碳化物及MCN型碳氮化物，其中最大碳化物尺寸为6.1μm，碳化物平均尺寸为0.5μm，碳化物粗大，且存在碳化物偏聚、缩孔等现象。
对比例2
本对比例的不锈钢化学成分中未添加氮元素，热等静压制锭、轧制及后续的热处理过程与实施例1中的相同，不再赘述。
本对比例的刀剪用不锈钢，设计成分由以下重量百分比的组分组成：C：1.3％，Si：0.4％，Mn：0.4％，Cr：13％，Mo：1.2％，V：2.5％，Nb：0.5％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，O：0.004％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。
本对比例的刀剪用不锈钢的制备方法具体包括以下步骤：
(1)按照设计钢成分将纯铬、电解锰、钼铁、钒铁、铌铁、SiCa粉等物料加入雾化设备真空室内加热至1650℃进行熔化，向熔炼室、雾化室充入氩气，待熔炼室和雾化室气压保持一致后，开启高压氩气，钢液经浇口流下，在高压氩气气流中雾化，得金属粉末。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于：氮元素含量不同，热等静压制锭、轧制及后续的热处理过程与实施例1中的相同，不再赘述。
本对比例的刀剪用不锈钢，设计成分由以下重量百分比的组分组成：C：1.3％，Si：0.4％，Mn：0.4％，Cr：13％，Mo：1.2％，V：2.5％，Nb：0.5％，N：0.2％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，O：0.004％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。
本实施例的刀剪用不锈钢的制备方法具体包括以下步骤：
(1)按照设计钢成分将纯铬、电解锰、钼铁、钒铁、铌铁、SiCa粉等物料加入雾化设备真空室内加热至1550℃进行熔化，向熔炼室充入氮气，雾化室充入氩气，待熔炼室和雾化室气压保持一致后，开启高压氩气，钢液经浇口流下，在高压氩气气流中雾化，得金属粉末。
实验例
采用GB/T11170-2008《不锈钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法》、GB/T20123-2006《钢铁总碳硫含量的测定高频感应炉燃烧后红外吸收法》、GB/T20124-2006《钢铁氮含量的测定惰性气体熔融热导法》中的标准方法，对本发明实施例1～3、对比例1～3制备得到的坯锭进行成分检测，检测结果如表1所示。
表1本发明实施例1～3和对比例1～3制备的坯锭化学成分(wt％)
材料 C Si Mn Cr Mo V Nb N O S、P
实施例1 1.28 0.38 0.41 13.1 1.22 2.48 0.47 0.045 0.005 ≤0.01
实施例2 1.18 0.29 0.61 11.9 1.51 2.1 0.69 0.041 0.0038 ≤0.01
实施例3 1.49 0.61 0.29 16.1 1.59 3.9 0.41 0.097 0.0041 ≤0.01
对比例1 1.2 0.5 0.3 15 1.4 3 0.6 0.04 0.008 ≤0.01
对比例2 1.28 0.38 0.41 13.1 1.22 2.48 0.47 0 0.008 ≤0.01
对比例3 1.28 0.38 0.41 13.1 1.22 2.48 0.47 0.2 0.005 ≤0.01
注：(1)表中最右侧列表示S、P的含量分别在该范围之内；
(2)表中未列出的部分为Fe和其它不可避免的杂质。
通过表1中的化学成分分析可知，与传统熔炼、浇铸工艺相比，采用热等静压技术制备的坯锭的成分与设计成分更为接近，传统熔炼、浇铸工艺制得坯锭在一定程度上存在成分偏析问题。
采用GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验》中的标准方法，对本发明实施例1、对比例1～3制备的粉末钢进行室温拉伸性能检测，检测结果如表2所示。
表2本发明实施例1和对比例1～3制备的钢材室温拉伸性能测试结果
Figure BDA0002917227380000121
采用GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》中的标准方法，对本发明实施例1、对比例1～3制备的粉末钢进行室温冲击韧性检测，检测结果如表3所示。
表3本发明实施例1和对比例1～3制备的钢材室温冲击性能测试结果
材料 室温冲击吸收能量(KV<sub>2</sub>/J)
实施例1 9.2
对比例1 10.1
对比例2 12.4
对比例3 7
采用GB/T17899-1999《不锈钢点蚀电位测量方法》中的标准方法，对本发明实施例1、对比例1～3制备的粉末钢进行室温点蚀性能检测，检测结果如表4所示。
表4本发明实施例1和对比例1～3制备的钢材室温点蚀性能测试结果
材料 室温点蚀电位(VμsSCE)
实施例1 -0.19
对比例1 -0.25
对比例2 -0.37
对比例3 -0.15
对比实施例1中的刀剪用高碳高铬不锈钢及对比例中的不锈钢的各方面性能可知本发明针对熔炼、浇铸等传统方法制备刀剪用不锈钢存在组织粗大、缩孔、疏松、成分偏析、成本高、效率低等缺点，采用粉末冶金方法，利用热等静压技术，合理控制工艺参数，获得与粉末成分相同、致密度高(相对密度接近100％)、均匀性好、纯净度高、抗拉强度高、塑性好，并且耐腐蚀性能优异，即本发明的刀剪用不锈钢是力学性能和工艺性能优良的粉末钢。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种刀剪不锈钢，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：C：1.2～1.5％，Si：0.3～0.6％，Mn：0.3～0.6％，Cr：12～16％，Mo：1.2～1.6％，V：2～4％，Nb：0.4～0.7％，N：0.04～0.1％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，O：≤0.01％，余量为Fe和其它不可避免的杂质；
所述不锈钢的室温抗拉强度Rm为850～1100MPa，室温塑性延伸强度Rp0.2为700～800MPa，室温断后延长率A为9～12％，室温冲击吸收能量KV2为8～14J；
所述刀剪不锈钢由包括以下步骤的方法制备得到：
(1)按设计成分取原料在真空条件下进行熔炼，在熔炼室的含氮惰性气体保护下进行合金化，利用高压氩气雾化制备金属粉末；
(2)将合金粉末除杂、过筛，取筛下物；
(3)对经步骤(2)处理后的合金粉末进行热等静压处理，冷却得坯锭；
(4)将步骤(3)所得坯锭加热、轧制，得板材；
(5)将步骤(4)所得板材进行退火处理并酸洗；
步骤(3)中，所述热等静压的压力为100～120MPa，保温温度为1000～1150℃；
步骤(4)中，所述加热为：首先将坯锭加热至750～850℃，保温30～60min，然后再加热到1000～1150℃，保温30～120min；所述轧制包括热轧和冷轧，所述热轧的温度高于800℃，所述热轧为将坯锭加热后以15～35％的变形量进行轧制；
步骤(5)中，所述退火为球化退火，所述球化退火为：先将板材加热至950～1050℃，保温2～4h，然后以3～6℃/min冷却至800～850℃，保温2～4h，随炉冷却。
2.根据权利要求1所述的刀剪用不锈钢，其特征在于，步骤(1)中，所述含氮惰性气体为氮气或者氮气与氩气的混合。
3.根据权利要求1所述的刀剪用不锈钢，其特征在于，步骤(1)中，所述熔炼的温度为1550～1650℃。
4.根据权利要求1所述的刀剪用不锈钢，其特征在于，步骤(1)中，所述合金粉末的氧含量为0.004～0.02％。
5.根据权利要求4所述的刀剪用不锈钢，其特征在于，所述合金粉末呈球状，粒度为0.006～0.35mm。
6.根据权利要求1所述的刀剪用不锈钢，其特征在于，所述热等静压的压力、温度保持时间为2～3h。
7.根据权利要求1-6任一项所述的刀剪用不锈钢，其特征在于，步骤(3)中，所述冷却为：以2～6℃/min的速率从所述保温温度冷却到250℃后出炉空冷。
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