[0001] 技术领域
[0002] 本
发明涉及
不锈钢材料类，具体地说，本发明涉及一种具有特殊磁性能的
双相不锈钢。
[0003] 背景技术
[0004] 随着人们的生活
水平和审美观念的提高，娱乐、商业等行业日渐繁荣，对娱乐、商业等设施用硬币的性能要求不断提高，不锈钢硬币应运而生。不锈钢以其较低的成本、防腐耐磨能
力、良好的加工性能和表面光泽，越来越被市场认同和喜爱。在许多国家和地区早已采用不锈钢作为制造
游戏机等硬币的材料，经常使用的不锈钢有430
铁素体不锈钢和304奥氏体不锈钢。
[0005] 然而，娱乐、商业设施用硬币存在一个问题，如游戏机硬币，游戏机店主都希望其使用的硬币不锈钢材料区别于其他金属材料，具有特殊的物理性能，不易伪造和仿造。
[0006] 不锈钢的种类很多，大都表面光泽、
颜色白亮，很难相互区别，但在其他物理特性方面有较大的差异，其中磁性能的特征较为明显，并且容易检测、识别。双相不锈钢由铁素体和奥氏体两相组织组成，随着铁素体含量的改变，材料的磁性能也随之变化，并且十分明显，这样就可与其他种类的不锈钢区分，防伪造性强，在自动收币机上安全防伪性也强。而目前的造币用不锈钢防伪能力不强，因此开发新型的防伪性强的造币用双相不锈钢已成为一种趋势，必将得到人们和市场的广泛认同和喜爱。
[0007] 通过检索，发现以往双相不锈钢大都是通过
合金元素的种类及含量的变化来形成不同的钢种，很少明确指出控制Cr当量与Ni当量之比，即使有也大都是将Cr当量与Ni当量之比控制在小于3.0，如公开号为CN1155908的中国
申请专利公开了一种双相不锈钢，它指出控制Cr当量与Ni当量之比在2.2～3.0之间，其铁素体含量为50～65％，推得磁感应强度在0.5～0.7T之间，其硬度约为260。又如公开号为CN1571862的中国申请专利指出将铁素体含量控制在40～65％之间，推得磁感应强度在0.4～0.7之间，其硬度约为285。这样，通过铁素体的含量可总结出以往双相不锈钢的饱和磁感应强度，其范围在0.4～0.7T之间。由于用于造币的材料要求其硬度低、塑性好，一般应满足硬度HV≤220，延伸率≥20％，而以往双相不锈钢中的合金成分高，尤其是C、N含量较高，导致不锈钢硬度偏高，其硬度＞220，不适于造币。
[0008] 考虑到造币用材料应具有的力学性能及可区别于其它种类不锈钢，本发明者通过化学成分调节控制钢中铁素体含量，设计出了一种具有特殊磁性能的双相不锈钢，从而完成了本发明。
[0009] 本发明的目的在于提供一种具有特殊磁性能的双相不锈钢。
[0010] 发明内容
[0011] 本发明提供了一种具有特殊磁性能的双相不锈钢，所述双相不锈钢的化学成分包含：C+N≤0.12wt％、Si≤1.0wt％、Mn：2.0～6.0wt％、P≤0.04wt％、S≤0.01wt％、Ni：3.0～7.0wt％、Cr：22.0～27.0wt％、小于0.1wt％的Ce或小于0.006wt％的B中的一种，其余为Fe和不可避免的杂质，且满足Creq/Nieq为3.1～3.8。
[0012] 在一个优选实施方式中：所述双相不锈钢的化学成分中还包括：Cu≤2.0wt％、Mo≤2.0wt％和W≤2.0wt％。
[0013] 在一个优选实施方式中：C+N≤0.03wt％。
[0014] 在一个优选实施方式中：所述双相不锈钢的铬当量Creq和镍当量Nieq分别按下式确定：Creq＝％Cr+％Mo+1.5×％Si+0.73×％W，Nieq＝％Ni+30×(％C+％N)+0.5×％Mn+0.3×％Cu。
[0015] 下面，对本具有特殊磁性能的双相不锈钢的化学成分作用作详细叙述。
[0016]
碳、氮：是强奥氏体形成元素，但含量不易过多，较多时会使钢的强度过高，加大硬币
冲压模具的磨损量，增加造币成本，本发明双相不锈钢中控制C+N≤0.12wt％，更进一步，可控制C+N≤0.03wt％。
[0017]
硅：在钢中起固溶强化作用，考虑到造币钢需要较低的硬度，硅含量过高会使钢的硬度增大，因此最好把硅含量控制在1.0wt％以下。
[0018] 锰：在钢中起到稳定奥氏体和改善钢的热塑性的作用，还可节约高价镍以降低成本，应适当多添加，一般将其含量控制在不小于2.0wt％，但若过量，会促进σ等有害相形成，还会降低耐蚀性，因此其添加量最好不超过6.0wt％。
[0019] 磷、硫：出于双相不锈钢热塑性较差的原因考虑，这两个元素含量要尽量低些，本发明钢中控制P≤0.04wt％、S≤0.01wt％。
[0020] 铬：改善钢耐蚀性的重要元素，最好控制其含量不低于22wt％，一方面考虑到造币钢耐蚀性的使用要求，另一方面是保证
合金元素的总量，以使奥氏体相具有一定的室温形变
稳定性。但铬含量过高时，会使金属间化合物析出速度加快，最好控制其含量不超过27wt％。
[0021] 镍：作为强烈地形成和扩大奥氏体区的元素，要根据其他元素的多少及成形工艺和
热处理工艺来选择适当的添加量，达到控制造币钢中奥氏体的含量的目的。镍含量过少不易保证奥氏体的含量，但镍的价格较高，一般控制其范围在3.0～7.0wt％之间。
[0022]
铜：可以提高钢的耐蚀性、
耐磨性及冷加工成形性，还可节约镍，但添加量过高会降低钢的热塑性，因此本发明不锈钢中铜含量应控制在2.0wt％以下。
[0023] 钼、钨：添加适量的钼和钨可改善合金耐蚀性，当钼或钨过多会加大金属间化合物的形成，还会增加强度及成本，最好分别控制含量不超过2.0wt％。
[0024] 此外，若添加Ce或B元素中的一种，可改善双相不锈钢的热塑性，但这些元素不能过多，应控制Ce小于0.1wt％、B小于0.006wt％，否则会损坏合金的成形性和使用性能。
[0025] 本发明合金满足Creq/Nieq为3.1～3.8，是为了保证铁素体体积百分含量为68～85％时，即可得到该合金
冷轧板
退火态室温饱和磁感应强度为0.72～1.0T，这样就可以区别于其他的不锈钢材料，具有明显而有效的防伪性。此外，满足铁素体体积百分含量小于85％时，还可以使合金具有较好的冷加工塑性，保证在压花后硬币图案的饱满度。且本发明合金在高温下的奥氏体相含量很少，具有良好的热加工性能，保证了
热轧成材率，从而进一步降低了硬币的制造成本。
[0026] 本发明选用
真空感应炉、电炉-AOD双联
冶炼或电炉-AOD-VOD冶炼不锈钢，模铸或
连铸钢坯，热轧后于1000～1100℃固溶处理，
酸洗除
氧化皮、冷轧，1000～1100℃退火、酸洗、
抛光表面。
[0027] 本发明的有益效果为：铁素体不锈钢和
碳钢的饱和磁感应强度一般都大于1.2T，奥氏体不锈钢磁性较弱，一般在0.4T以下，本发明双相不锈钢的饱和磁感应强度为0.72～1.0T，进而使此材料具有特殊的磁性能，以区别于其他种类的不锈钢，具有防伪性，且这种双相不锈钢热成形性好、硬度低、塑性好，抗
腐蚀性能优于现有造币不锈钢，可以应用到纪念用币、硬币等领域，还可以为其他需要防伪特性的金属用品提供
母材。
[0029] 图1(a)为本发明比较例1不锈钢冷轧退火后的金相组织照片，其中深色为铁素体相，浅色为奥氏体相。
[0030] 图1(b)为本发明比较例1不锈钢冷轧退火后的磁化曲线。
[0031] 图2(a)为本发明
实施例1不锈钢冷轧退火后的金相组织照片，其中深色为铁素体相，浅色为奥氏体相。
[0032] 图2(b)为本发明实施例1不锈钢冷轧退火后的磁化曲线。
[0033] 具体实施方式
[0034] 以下用实施例结合附图对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。
[0035] 实施例1-5
[0036] 用真空感应炉、电炉-AOD冶炼或电炉-AOD-VOD冶炼不锈钢，浇铸钢坯，经热轧至4mm，约1050℃固溶+酸洗，冷轧至1.5mm，约1050℃退火+酸洗，抛光表面。
[0037] 本发明实施例的双相不锈钢的化学成分见表1。
[0038] 比较例1-4
[0039] 按表1所示的化学成分冶炼不锈钢，其余实施步骤同实施例1-5。
[0040] 表1 本发明实施例1-5及比较例1-4不锈钢的化学成分(wt％)
[0041]
[0042]
[0043] 试验例1
[0044] 对本发明实施例1-5及比较例1-4不锈钢的饱和磁感应强度及力学性能进行测试，测试结果见表2。
[0045] 表2 本发明实施例1-5及比较例1-4不锈钢的
[0046] 铁素体体积百分含量、饱磁感应强度和力学性能
[0047]
[0048] 试验例2
[0049] 对实施例1-5和比较例1-2不锈钢进行热轧实验后，发现比较例1和比较例2热轧板的边部有裂纹出现，且有的部位开裂较严重，而采用同样热轧工艺的实施例1-5热轧板未发现裂纹，说明添加了
硼和稀土等元素后，不锈钢的热塑性得到了提高。
[0050] 试验例3
[0051] 按照不锈钢三氯化铁点腐蚀试验方法(国家标准：GB/T17897-1999)对本发明实施例1-5的双相不锈钢及工业430L不锈钢(一
角硬币材质)进行
耐腐蚀性能测试，检测结果见表3。
[0052] 表3 本发明实施例1-5的双相不锈钢及430L不锈钢的耐点腐蚀性能
[0053]
[0054] 检测结果显示本发明双相不锈钢不锈钢的耐蚀性均优于430L不锈钢，达到了造币用不锈钢耐蚀性的使用要求。
