和使用寿命，为了避免V过高造成材料的加工性能和使用寿命下降，V的重量百分比应控 制在3%以下。本发明中V的重量百分比为1-3%，既可以满足材料的韧性和强度要求，又可以 满足材料的加工性能和使用寿命，优选的，V的重量百分比为1.5-2.5%，更为优选的，V的重 量百分比为2%。
[0019] Sn:0.4-0.8% 锡(Sn)作为低切削速度时的机械加工性改良添加剂，锡的含量不应超过0.8%，在不锈 钢中添加0.4-0.8%的Sn，发现其与Cr、Ti、Nb共同作用可提高钢的耐酸腐蚀性和使用寿命， 并且添加少量的Sn，可以节省昂贵的Ni。本发明中Sn的重量百分比为0.4-0.8%，既可以满足 材料的加工性能，又可以保证材料的耐腐蚀性和使用寿命，优选的，Sn的重量百分比为0.5-〇. 7%，更为优选的，Sn的重量百分比为0.6%。
[0020] A1:0.01-0.05% 低碳结构钢中的A1(铝)有助于增加钢的硬度和强度;铬钼钢和铬钢中含A1可增加其耐 磨性;高碳工具钢中A1的存在可使产生淬火脆性，为了提高材料的强度和耐磨性，A1的重量 百分比应控制在0.01%以上。但加入过量的A1会影响材料的韧性和加工性能，为了避免A1过 高造成材料的韧性和加工性下降，A1的重量百分比应控制在0.05%以下。本发明中A1的重量 百分比为0.01-0.05%，既可以满足材料的强度和耐磨性要求，又可以保证材料的韧性和加 工性，优选的，A1的重量百分比为0.02-0.04%，更为优选的，A1的重量百分比为0.03%。
[0021] 优选的，以重量百分比计，所述杂质的总含量< 0. 1%，其中，P < 0.015%、S < 0.008%^H < 0.003%^0 < 0.001%〇
[0022] P(磷）和S(硫）都是钢中的有害成份，过高的磷和硫含量会导致钢的强度急剧下 降，会导致钢材变脆，必须严格的控制。因此，本发明采用的P的质量百分含量控制在0.015% 以下，S的质量百分含量控制在0.008%以下。
[0023] Η(氢)和0(氧)在不锈钢材料中会严重影响材料的韧性，必须严格控制。因此，本发 明采用的Η的质量百分含量控制在0.003%以下，0的质量百分含量控制在0.001%以下。
[0024]优选的，所述材料的化学成分还包括以下重量百分比的稀土元素：1^:0.008-0·012%、Ce:0·004-0·008%和Er:0·001-0·005%。
[0025]稀土元素 La(镧)加入到不锈钢材料中，可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和 性质，从而改善了钢的各种性能，如耐热性、韧性、焊接性、耐磨性等。稀土元素 La对软氮化 过程具有显著的催渗作用，增加化合物层中的（γ )相含量，并使表面硬度和耐磨性发生相 应变化;La能提尚的耐热性能，提尚材料表面的耐腐蚀性，适量加入La能有效提尚渗层的冲 击韧性。本发明中La的重量百分比为0.008-0.012%，既可以满足材料的耐热性要求，又可以 满足材料的耐腐蚀性和冲击韧性，优选的，La的重量百分比为0.009-0.011%，更为优选的， La的重量百分比为0.010%。
[0026]稀土元素 Ce(铈)可以和不锈钢材料中的Si的共同作用，可以保证材料在1150 °C仍 具有良好的抗氧化性能;而N、C以及稀土Ce等元素的存在，使得其具有与镍基合金相当的持 久强度，而且N对脆性的〇相析出有延缓作用，提高了材料在高温条件下的组织稳定性。本发 明通过控制不锈钢中N与稀土Ce的含量，并且降低了不锈钢中0与S的含量，从而保证了合金 具有优良的耐热性及优良的塑性，具有比0Cr 25Ni20更好的高温使用性能，同时明显降低Ni 的含量，有效地节约了资源，降低了制造成本。本发明中Ce的重量百分比为0.004-0.008%， 既可以满足材料的耐热性和塑性要求，又可以降低制造成本，优选的，Ce的重量百分比为 0.005-0.007%，更为优选的，Ce的重量百分比为0.006%。
[0027]稀土元素 La(镧)加入到不锈钢材料中，可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和 性质，从而改善了钢的各种性能，如耐热性、韧性、焊接性、耐磨性等。稀土元素 La对软氮化 过程具有显著的催渗作用，增加化合物层中的（γ )相含量，并使表面硬度和耐磨性发生相 应变化;La能提尚的耐热性能，提尚材料表面的耐腐蚀性，适量加入La能有效提尚渗层的冲 击韧性。本发明中La的重量百分比为0.008-0.012%，既可以满足材料的耐热性要求，又可以 满足材料的耐腐蚀性和冲击韧性，优选的，La的重量百分比为0.009-0.011%，更为优选的， La的重量百分比为0.010%。
[0028]稀土元素 Ce(铈)可以和不锈钢材料中的Si的共同作用，可以保证材料在1150 °C仍 具有良好的抗氧化性能;而N、C以及稀土Ce等元素的存在，使得其具有与镍基合金相当的持 久强度，而且N对脆性的〇相析出有延缓作用，提高了材料在高温条件下的组织稳定性。本发 明通过控制不锈钢中N与稀土Ce的含量，并且降低了不锈钢中0与S的含量，从而保证了合金 具有优良的耐热性及优良的塑性，具有比0Cr 25Ni20更好的高温使用性能，同时明显降低Ni 的含量，有效地节约了资源，降低了制造成本。本发明中Ce的重量百分比为0.004-0.008%， 既可以满足材料的耐热性和塑性要求，又可以降低制造成本，优选的，Ce的重量百分比为 0.005-0.007%，更为优选的，Ce的重量百分比为0.006%。
[0029]本发明通过加入La、Ce和Er三种稀土元素，能够提高材料的机械强度和硬度，并增 加耐磨性。
[0030] 优选的，所述材料的化学成分满足以下公式： 0.55% < C+N < 0.60% ……(1) 4.2%<Si+Mn<4.6% ……(2) 29.4 <Cr+Ni-Mo< 32.0% ……(3) 0.2% < Nb/Ti < 0.6% ……(4) 1.6% < V+Sn+Al< 3.6% ……(5) 其中，(：川、3丨、]?11、0、附、]\1〇、恥、11、￥、311和41分别代表各元素的重量百分比。
[0031] (1)式的(C+N)是影响材料的强度、弯曲加工性能、以及焊接部位韧性、进而影响焊 接部位冲压加工性能的因素，在本发明中限定在〇. 55%-0.60%范围内。通过实验证明，当（C+ N)小于0.55%时，马氏体组织的强度过低，即使成为铁素体+马氏体的混合组织，抗拉强度也 不能达到850MPa以上。当（C+N)超过0.60%时，由于C、N使马氏体显著硬化，C、N含量高时，软 的铁素体和硬的马氏体的硬度差非常大，弯曲加工时其边界积蓄畸变，容易产生裂纹，从而 使得材料的弯曲加工性能和焊接部位的韧性显著降低;此外，当(C+N)超过0.60%时，焊接部 位的冲压加工性能显著降低，焊接部位冲压加工性能降低的原因是焊接后生成的铁素体和 马氏体构成的混合组织中，由于从C、N固溶能力大的奥氏体相变的马氏体中固溶大量的C、 N，马氏体的强度增加，与软的铁素体的强度差别过大造成的。因此，从提高材料的强度出 发，（C+N)应控制在0.55%以上，从提高材料的加工性能出发，（C+N)应控制在0.60%以下。 [0032] (2 )式的（S i +Mn )是影响材料的强度和韧性的因素，在本发明中限定在4.2-4.6%范 围内。通过实验证明，当（Si+Mn)小于4.2%时，得到的材料强度较差，且脱氧效果不好；当（Si +Mn)大于4.6%时，得到的材料热加工性和韧性较差，因此，从提高材料的强度和脱氧作用出 发，（Si+Mn)应控制在4.2%以上，从提高材料的热加工性和韧性出发，（Si+Mn)应控制在4.6% 以下。
[0033] (3)式的（Cr+Ni-Mo)是影响材料的强度和耐腐蚀性的因素，在本发明中限定在 29.4-32.0%的范围内。Cr、Ni和Mo都具有耐腐蚀性的作用，但Cr和Ni复配使用的效果更加显 著，通过实验证明，当（Cr+Ni-Mo)小于29.4%时，得到的材料耐腐蚀性能较差，且强度小；当 (Cr+Ni-Mo)大于32.0%时，导致材料的塑性和韧性下降。因此，从提高材料的强度和耐腐蚀 性出发，（Cr+Ni-Mo)应控制在29.4%以上，从提高材料的塑性和韧性出发，（Cr+Ni-Mo)应控 制在32.0%以下。
[0034] (4 )式的（N b / T i )是影响材料的强度和稳定性的因素，在本发明中限定在0.2 % -0.6%范围内。通过实验证明，当（Nb/Ti)小于0.2%时，得到的材料强度小，且稳定性较差，当 (Nb/Ti)大于0.6%时，材料的制造工艺复杂，不经济。因此，从提高材料的强度和稳定性出 发，（Nb/Ti )应控制在0.2%以上，从简化材料的制造工艺出发，（Nb/Ti )应控制在0.6%以下。
[0035] (5)式的（V+Sn+Al)是影响材料的强度和使用寿命的因素，在本发明中限定在 1.6%-3.6%范围内。通过实验证明，当（V+Sn+Al)小于1.6%时，得到的材料强度小，且使用寿 命短，当(V+Sn+Al)大于3.6%时，材料的制造工艺复杂，不经济。因此，从提高材料的强度和 使用寿命出发，（V+Sn+Al)应控制在1.6%以上，从简化材料的制造工艺出发，（V+Sn+Al)应控 制在3.6%以下。
[0036] 本发明的另一目的通过下述技术方案实现:一种高寿命环保不锈钢咖啡壶材料的 制备方法，包括如下步骤： A、 真空感应冶炼:按照上述化学成分的配比经真空感应炉在0.5-2.5Pa真空度下进行 真空感应冶炼，浇铸成自耗电极； B、 真空自耗重熔:将浇铸后的自耗电极在0.1-0.5Pa真空度下，以1.5-3.5Kg/min的熔 速进行真空自耗重熔，得到钢液； C、 均匀化处理：将重熔后的钢液在1080-1120°C温度下进行均匀化处理，处理时间为 32-40h； D锻造成材:将均匀化处理后的钢液进行合金锻造，开锻温度为980-1020°C，终锻温度 为820-860 °C，得到锻棒； E、固溶处理:将锻造后的锻棒在1000-1040°C温度下进行固溶处理，处理时间为2-3h， 然后油冷至室温，得到钢材； F、热处理:将固溶处理后的钢材进行热处理，制得高寿命环保不锈钢咖啡壶材料。
[0037]真空感应炉冶炼具有如下优点：冶炼的合金纯净，性能水平高;熔炼出的钢和合金 气体含量低;金属不易氧化;材料纯度尚；能准确的调整和控制化学成分;能提尚钢的强度， 并降低了高强度不锈钢成品的生产成本。
[0038]均匀化处理作为提高锭坯的冶金质量及挤压性能的手段，目前已经成为了提高锭 坯的冶金质量的最重要方法。均匀化处理是利用在高温进行长时间加热，使内部的化学成 分充分扩散，因此又称为扩散退火。退火的目的是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀 化以及细化晶粒，提尚钢的力学性能，减少残余应力，同时可提尚硬度，提尚塑性和初性，改 善切削加工性能。
[0039] 固溶处理是指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中 后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。固溶处理的作用主要是改善钢和合金的 强度、塑性和韧性;使合金中各种相充分溶解，强化固溶体，并提高韧性及抗蚀性能，消除应 力与软化，以便继续加工或成型。
[0040] 热处理是指合金工件经固溶处理，冷塑性变形或铸造，锻造后，在较高的温度放置 或室温保持其性能，形状，尺寸随时间而变化的热处理工艺，时效处理的目的，消除工件的 内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能等。