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金屬所超純316L不銹鋼自主化制備關鍵技術獲得重要突破

撰稿: 金屬研究所 發布時間:2023-04-18

  電子器件加工設備關鍵部件用316L不銹鋼,其化學成分、應用等級、夾雜物等的要求極高,長期以來完全依賴進口。為了促進我國電子器件加工設備用超純材料制備的自主化,中國科學院金屬研究所特種合金研究部馬穎澈研究員、張龍高級實驗師團隊歷時三年多的技術攻關,完成了316L不銹鋼的超純冶金基礎研究、冶煉工藝創新、成分精準控制技術研發,實現了超純316L不銹鋼自主化制備關鍵技術突破,材料關鍵性能指標達到國際先進水平。 

  針對316L不銹鋼成分控制多樣化需求,研究團隊從控C、降P、除O、脫S、控Al、控Mn等不同成分控制方向著力,針對性建立了六類元素控制技術,創新了冶煉和重熔過程中成分控制工藝,確定了關鍵元素點控或窄間距控制目標,顯著提升了超純316L不銹鋼成分控制精準度和穩定性。 

  316L不銹鋼中夾雜物要求極其嚴苛,其中A、B、C類夾雜物要求0級,D類夾雜物要求控制在≤0.5級。針對夾雜物控制要求,根據316L不銹鋼成分特征、冶金特性、夾雜物形成特點,從除O和控Al角度出發,對高溫熔體冶金基礎進行了系統研究,建立了316L不銹鋼高溫熔體超純冶金基礎數據。通過多爐次2kg、50kg、100kg和噸級容量熔煉和重熔工藝試驗,確定了316L不銹鋼超純冶煉工藝技術路線,明確冶煉工藝參數,形成了穩定化制備工藝,具備了小批量制備能力。結合鍛造工藝,制備出20mm、40mm和60mm成品棒材,多批次成分分析和夾雜物評價均達到進口產品水平。 

圖1 金屬所316L不銹鋼夾雜物水平(三批次)

圖2 進口316L不銹鋼夾雜物水平(最優級三批次)

圖3 1噸真空自耗錠

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