高強度316L不銹鋼之製程

摘要

316L为工业界常用的不锈钢材料，但一般316L需利用高温烧结才能达到高密度，但高温烧结易导致晶粒成长使强度下降，本实验探讨小粒径(D50=4 μm)及一般粒径(D50=12 μm)的射出成形用316L粉末，经过不同温度烧结後其机械性质的变化。实验结果发现细316L粉因粉末粒径小具有较大的烧结驱动力，在1120℃以裂解氨烧结二小时之後，密度即可达7.70 g/cm3、硬度约95 HRB、拉伸强度约740 MPa，其氮含量约0.3 wt％，相较於正常316L试片在经过1370℃以裂解氨烧结二小时之後，其密度仅约7.52 g/cm3、硬度约72 HRB及拉伸强度约520MPa，其氮含量约0.2 wt％，而正常316L试片改在真空中烧结後之密度为7.50g/cm3，硬度为56 HRB，拉伸强度为450 MPa，其氮含量为0.003wt％，显示细粉316L经过低温烧结後，因为晶粒较细且氮含量较高所以具有较好的机械性质。rn 由於烧结体中之氮含量随着烧结温度上升而下降，且晶粒大小随着烧结温度上升而增加，所以细粉316L之硬度及拉伸强度会随着烧结温度的上升而下降。本实验亦对经过1120℃烧结之细粉316L及经过1370℃烧结之正常粉316L施以渗氮处理，渗氮处理条件为氮气气氛下分别在氮固溶量最高之1150℃持温1及6小时後，以约60℃/min冷却之速率在管状烧结炉冷却区快速冷却试片，实验结果发现，经过6小时渗氮处理之细粉及正常粉316L试片，其氮含量皆上升至约0.4wt％，且拉伸强度分别增加至约800MPa及650MPa。