本發(fā)明屬于奧氏體鋼的制造方法，特別是利用高硅和中高錳合金元素制造高強(qiáng)度和高韌性、高溫減摩耐磨性、耐蝕性、非磁（或弱磁）性的綜合性能良好的奧氏體鋼的制造方法。
目前應(yīng)用的奧氏體不銹鋼以鎳鉻為主要合金元素，例如美國(guó)鋼鐵學(xué)會(huì)（AISI）標(biāo)準(zhǔn)的304鋼含Cr18～20%、Ni8～10%，鎳鉻系奧氏體鋼中Si≤3%、Mn2%，這些鋼種需用多量貴重金屬Ni、Cr，成本高。為節(jié)約Ni，現(xiàn)有鉻鎳錳系奧氏體鋼，如上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的201、202、205鋼，以錳代替了部份鎳，硅為1%，過去認(rèn)為硅超過3%，將使晶粒粗大，韌性降低。
高錳鋼含Mn11～14%，是一種奧氏體抗磨鋼，不含Ni、Cr，Si＜0.8%，其耐蝕性不好，機(jī)械性能也較低。
錳鋁系奧氏體非磁性鋼，如15Mn26Al4鋼可不用鎳鉻，但耐蝕性不好、綜合機(jī)械性能較低。
目前，經(jīng)檢索世界上沒有用高硅中高錳合金元素制造奧氏體鋼的工藝方法，與本發(fā)明接近的現(xiàn)有技術(shù)是日本太田雞-發(fā)明的高硅鋼（シリコロイ），詳見日本專利：（1）特許第619383號(hào)、（2）特許第661246號(hào)、（3）特許第671064號(hào)、（4）特許第750973號(hào)，太田雞-發(fā)明的高硅鋼成份范圍是：C≤0.05%、Si2～7%、Mn≤2%、Ni4～16%、Cr8～28%、Mo+V1～4%、Cu2～4%或W1～4%、Co≤2%。其特征為，在鎳鉻系奧氏體鋼的基礎(chǔ)上提高硅含量，利用高硅和鉻、鎳等元素的綜合作用進(jìn)一步改善強(qiáng)韌性、耐蝕性、耐熱性、耐磨性，并由于高溫氧化條件下鋼的表面形成二氧化硅膜使其具有良好的高溫潤(rùn)滑性和減摩、抗磨性。其缺點(diǎn)是使用多量鎳鉻等貴重金屬，成本高。
本發(fā)明的目的是以廉價(jià)豐富的硅和錳為主要合金元素。節(jié)約鎳、鉻等貴重金屬。除具有高硅鋼上述優(yōu)點(diǎn)外，并可降低成本。本發(fā)明的含硅量范圍高于上述高硅鋼。因此可以進(jìn)一步改善高溫潤(rùn)滑性和減摩抗磨性，并且由于硅的固溶強(qiáng)化作用進(jìn)一步加強(qiáng)，也可改善強(qiáng)韌性和耐蝕性。
本發(fā)明化學(xué)成份：C＜0.05%、Si4～10%、Mn5～35%、P＜0.03%、S＜0.03%、Ni0～8%、Cr3～10%、Cu0～3%、Mo0～2%、Co0～2%、V0～1.0%，Ti0～0.5%，其余為Fe。
為細(xì)化晶粒，改善機(jī)械性能和耐蝕性可在鋼水中加入TiB20.05～0.3%或相應(yīng)數(shù)量的Fe-Ti合金和Fe-B合金，進(jìn)行晶粒細(xì)化處理。
上述成份合金，經(jīng)固溶化和淬火處理后可獲得高硅固溶強(qiáng)化奧氏體為特征的基體組織，奧氏體化溫度一般為1100℃，可根據(jù)成份略作調(diào)整，在上述成份范圍內(nèi)調(diào)整各合金元素含量和（或）進(jìn)行時(shí)效析出處理可在奧氏體基體上析出分散分布強(qiáng)化相，以提高其機(jī)械性能。
在上述成份范圍內(nèi)調(diào)整各成份比例可制造下列不同性能的合金：
1、一種非磁性鋼。組織為奧氏體，其特征為非磁性、強(qiáng)度高，具有一定耐蝕性，抗拉強(qiáng)度60～80kg/mm2，延伸率16～25%。
2、一種高強(qiáng)度高韌性鋼。組織為奧氏體和強(qiáng)化相，其特征為強(qiáng)度高、韌性高，具有一定耐蝕性，抗拉強(qiáng)度120～160kg/mm2，延伸率18～24%。
3、一種耐熱抗磨鋼。組織為奧氏體和強(qiáng)化相，其特征為高溫減摩和抗磨性良好，抗拉強(qiáng)度80～125kg/mm2，延伸率15～25%硬度≥HS42，適用于800～1000℃重載荷磨損零件。
4、一種耐蝕鋼。組織為奧氏體和強(qiáng)化相，其特征為對(duì)稀硫酸溶液等有較好耐蝕性，抗拉強(qiáng)度70～120kg/mm2，延伸率15～25%，在30℃、10%體積比H2SO4水溶液中24小時(shí)浸漬腐食減量低于0.02g/Cm2小時(shí)。
本發(fā)明的非磁性鋼比錳鋁系非磁性鋼（如15Mn26Al4鋼）強(qiáng)度高、耐蝕性好、成本相當(dāng)。本發(fā)明的高強(qiáng)度高韌性鋼比鎳鉻系析出硬化型鋼（如SUS631鋼，含Cr17%、Ni7%，抗拉強(qiáng)度105～125kg/mm2，延伸率20～4%）機(jī)械性能高、成本低。本發(fā)明的高溫抗磨鋼比鎳鉻系耐熱鋼（如ASTM-HT·SCH-15鋼，含Ni33-37%、Cr15～19%）高溫減摩抗磨性，高溫機(jī)械性能優(yōu)越，成本低。本發(fā)明的耐蝕鋼比鎳鉻系不銹鋼耐稀硫酸腐蝕能力強(qiáng)、成本低。
實(shí)施例
用高頻電爐熔煉的本發(fā)明合金，C≤0.05%、P≤0.03%、S≤0.03%，其他合金元素含量化驗(yàn)結(jié)果列在表1中，這些合金經(jīng)1100℃固溶處理和淬火處理后其機(jī)械性能和腐蝕損失率表示其耐蝕性的結(jié)果也列在表1中。
表1中1、2號(hào)合金為非磁性鋼，用磁性天平測(cè)得其帶磁率并計(jì)算其相對(duì)導(dǎo)磁率＜1.03。表1中3號(hào)合金為高強(qiáng)度高韌性鋼，抗拉強(qiáng)度154.1kg/mm2，延伸率20.2%。表1中4號(hào)和5號(hào)合金可用作耐熱抗磨鋼，其中5號(hào)合金兼有良好耐蝕性及高強(qiáng)度、高韌性。
實(shí)施例中3號(hào)合金的金相組織見附圖，其中圖1為磷酸和鉻酸電解腐蝕后用光學(xué)金相顯微鏡拍攝的600倍照片，白色基體為高硅固溶強(qiáng)化奧氏體，上面分布灰色塊狀物為強(qiáng)化相，圖2為透射式電子顯微鏡拍攝的58萬倍照片，圖3為圖2中箭頭指示部位的電子衍射圖譜，表明存在高硅固溶強(qiáng)化奧氏體Y相和ε相。
1、一種奧氏體鋼的制造方法，其特征在于主要使用高硅(4～10%)和中、高錳(5～35%)合金元素，在低碳(≤0.05%)的條件下不添加或添加其他合金元素，經(jīng)固溶化和淬火處理或再經(jīng)時(shí)效析出處理，獲得高硅固溶強(qiáng)化奧氏體組織或高硅固溶強(qiáng)化奧氏體基體上分散分布強(qiáng)化相的組織，使其具有高強(qiáng)度和高韌性、良好的高溫減摩耐磨性、耐蝕性、非磁(或弱磁)性的綜合性能良好的奧氏體鋼的制造方法。
2、根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于化學(xué)成份范圍是，C≤0.05%、Si4～10%、Mn5～35%、P≤0.03S≤0.03%、Ni0～8%、Cr3～10%、Cu0～3%Mo0～2%、V0～1.0%、Ti0～0.5%，Co0～2%其余為Fe的合金。
3、根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2的方法，其特征在于在鋼水中添加TiB20.05～0.3%或相應(yīng)數(shù)量的Fe-Ti合金和Fe-B合金的晶粒細(xì)化處理方法。