專利名稱：耐濃、稀硝酸腐蝕的高硅奧氏體不銹鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種奧氏體不銹鋼，尤其是一種耐濃、稀硝酸腐蝕的高硅奧氏體不銹鋼。
現(xiàn)有技術(shù)情況是一、國(guó)內(nèi)外濃硝酸生產(chǎn)用奧氏體不銹鋼，即以該不銹鋼制作與濃硝酸接觸的生產(chǎn)裝置、管件等，這類不銹鋼大體可分為兩種基本類型第一類為不加任何穩(wěn)定化元素的，以前蘇聯(lián)為代表，如ЭП794鋼(參見(jiàn)《MИTOM》,N0.5,30-32,1976)。這種鋼的缺點(diǎn)是其敏化態(tài)晶間腐蝕嚴(yán)重，焊接區(qū)韌性差；第二類為添加穩(wěn)定化元素的，穩(wěn)定元素中包括Ti、Ta、Zr、Nb，至少一種。這類鋼以日本不銹鋼公司生產(chǎn)的NAR-SN系列為代表(參見(jiàn)《日本ステンレス技報(bào)》，NO.12,1-53,1976；NO.17,1-22,1982)。因?qū)Ω吖璨讳P鋼而言，Nb、Ti等穩(wěn)定化元素的添加會(huì)產(chǎn)生脆性G相，其熱加工和焊接性能變壞。如C2鋼和日本生產(chǎn)的NAR-SN-1鋼只供板材，不供無(wú)縫鋼管，由于管材加工時(shí)，穿管難度很大，廢品率過(guò)高，故不生產(chǎn)管材。此外，NAR-SN-3鋼焊縫耐沖擊值極低。
二、工業(yè)上生產(chǎn)濃硝酸的方法有直接(合成)法和間接(脫水)法等。間接法國(guó)外一般采用硫酸作脫水劑，而我國(guó)自60年代中期開(kāi)始獨(dú)自采用硝酸鎂(脫水劑)法，優(yōu)點(diǎn)很多，發(fā)展迅速。但因介質(zhì)條件比直硝法復(fù)雜，腐蝕嚴(yán)重。尤其開(kāi)停車均有一稀硝過(guò)程，原有的工藝裝置所用材料主要是高硅鑄鐵(質(zhì)脆)等。尚無(wú)一種既耐濃硝酸腐蝕又具有較好抗稀硝酸腐蝕性能和綜合性能良好的不銹鋼材料。
本發(fā)明的目的是提供一種耐濃和稀硝酸腐蝕的高硅奧氏體不銹鋼，這種鋼適于間接脫水法生產(chǎn)濃硝酸用，用來(lái)耐濃及稀硝酸，例如在生產(chǎn)濃硝酸時(shí)，以這種鋼做為裝置用材或鑄鍛件特別是無(wú)縫鋼管，既能耐濃硝酸腐蝕，又能在開(kāi)停車時(shí)的稀釋硝酸過(guò)程中，耐稀硝酸的腐蝕。還具有機(jī)械性能，鍛造成材率等良好的綜合性能。以保證該濃硝酸的順利生產(chǎn)。
本發(fā)明是按如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。這種耐濃稀硝酸腐蝕的高硅奧氏體不銹鋼由以下組分按重量百分比組成C 0.01-0.03Mn 0.5-2 Si 3-6Cr 8-20Ni 12-24 Re或Mg 0.001-0.06余量為Fe加至100。
在各組分中適當(dāng)增添或減少一些組分或含量，以提高其耐蝕、熱加工性能。說(shuō)明如下1、適當(dāng)提高Cr含量，以改善在某些環(huán)境下耐稀硝酸腐蝕性能。因耐濃硝酸腐蝕主要依靠Si元素形成鈍化保護(hù)膜，而耐稀硝酸腐蝕主要依靠的鈍化元素是Cr不是Si。在本發(fā)明中，Cr含量一般比C4鋼提高2-6％，而Si含量相對(duì)降低。
2、不添加穩(wěn)定化元素，避免脆性G相的形成，以改善其熱加工性能。
3、添加Re或Mg等有益微合金化元素，進(jìn)一步改善熱加工性能特別是熱穿孔性能并可提高鍛造成材率，如KY706鋼可提高鍛造成材率20～40％。
4、降低含C量。在一般含C量為0.03％基礎(chǔ)上，下降至0.02％以下，以改善抗敏化態(tài)晶間腐蝕性能。
綜上所述本發(fā)明在耐濃硝酸腐蝕的高硅不銹鋼基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高鉻的含量以改善其耐稀硝酸腐蝕性能，使其既耐濃硝酸又耐稀硝酸腐蝕，以這種鋼應(yīng)用于硝酸鎂(脫水劑)法，降低了稀硝酸的腐蝕，保證裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，通過(guò)不使用穩(wěn)定化元素而添加Re、Mg等有益的微量合金元素，進(jìn)一步改善熱加工性能，特別是制管的熱穿孔性能，以利于濃硝酸生產(chǎn)時(shí)用量很大的鋼管、容器和連接件的加工，以保證用硝酸鎂法生產(chǎn)濃硝酸所用裝置的耐用性。由于熱加工性能的改善使鋼管的制作在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上均可行，徹底改變了間接法30多年來(lái)只有高硅鑄鐵、高純鋁和1Cr18Ni9Ti三種用材的被動(dòng)局面，豐富了各種濃硝生產(chǎn)用材的選擇范圍。此外，減少C的含量還會(huì)改善抗晶間腐蝕性能。本發(fā)明不銹鋼除適于硝酸鎂法生產(chǎn)濃硝酸外，還可用于制作其它耐濃稀硝酸腐蝕的容器、管道、連接件、鑄鍛產(chǎn)品等。
下面以實(shí)施例做具體介紹，本發(fā)明在實(shí)施當(dāng)中，以商品名為KY系列耐硝酸腐蝕用高硅奧氏體不銹鋼進(jìn)行實(shí)施，效果顯著。
實(shí)施例1 KY704不銹鋼(1)成份(重量百分?jǐn)?shù))C 0.012 Mn 0.8Si4Cr 16Ni 14Re0.022余量為Fe(加至100)(2)工藝過(guò)程(以生產(chǎn)無(wú)縫管為例)按常規(guī)不銹鋼管的制管工藝，即按上述配比的原材料→冶煉→鍛造→軋制→熱穿孔→潤(rùn)滑→冷軋+冷拔→退火矯直→酸洗→切頭尾→檢驗(yàn)→入庫(kù)。
按以上工藝可正常生產(chǎn)過(guò)去不易生產(chǎn)的無(wú)縫鋼管，成材率高，成本大為降低。
實(shí)施例2 KY706不銹鋼(1)成份(重量百分?jǐn)?shù))C 0.02 Mn 0.8Si5Cr 19 Ni 21Mg0.022余量為Fe(加至100)(2)工藝流程以常規(guī)工藝生產(chǎn)普通鍛、軋材為例配料→冶煉(感應(yīng)爐或爐外精煉法)→鑄成電渣棒→電渣重熔錠→研磨清理表面→鍛造開(kāi)坯→成型或熱軋→固溶熱處理→檢驗(yàn)→入庫(kù)。
上述按本發(fā)明技術(shù)制成的二種KY系列耐濃稀硝酸腐蝕用高硅奧氏體不銹鋼，其性能指標(biāo)與應(yīng)用最廣的1Cr18Ni9Ti不銹鋼對(duì)比如表1。
各不銹鋼性能對(duì)比表1
如表1所列為本發(fā)明不銹鋼KY704、KY706與1Cr18Ni9Ti不銹鋼的各種主要性能指標(biāo)?？梢钥吹?，KY704、KY706的σb值均大于1Cr18Ni9Ti鋼。在δ5值上，KY706略比1Cr18Ni9Ti為低而KY704與其相同。在耐濃硝酸腐蝕指標(biāo)上，則本發(fā)明KY704、KY706不銹鋼遠(yuǎn)優(yōu)于1Cr18Ni9Ti。在耐稀硝酸腐蝕上，本發(fā)明不銹鋼KY704、KY706與1Cr18Ni9Ti相同。而在成材率指標(biāo)上，則本發(fā)明鋼因高的硅含量略低于1Cr18Ni9Ti。
權(quán)利要求
1.耐濃稀硝酸腐蝕用高硅奧氏體不銹鋼，其特征是它由以下組分按重量百分比組成C 0.01-0.03Mn 0.5-2 Si 3-6Cr 8-20Ni 12-24Re或Mg 0.001-0.06余量為Fe加至100。
全文摘要
一種耐濃稀硝酸腐蝕用高硅奧氏體不銹鋼,它由以下組分按重量百分比組成:C 0.01－0.03,Mn 0.5－2,Si 3－6,Cr 8－20,Ni 12－24,Re或Mg 0.001－0.06,余量為Fe加至100。本發(fā)明不銹鋼能耐濃稀硝酸腐蝕,其熱加工性能特別是熱穿孔性能顯著改善,本發(fā)明不銹鋼適于制作間接法生產(chǎn)濃硝酸所用的裝置及管件,也可用于制作用其它方法生產(chǎn)濃硝酸所用的裝置及管件。
文檔編號(hào)C22C38/40GK1307141SQ00100448
公開(kāi)日2001年8月8日 申請(qǐng)日期2000年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月1日
發(fā)明者岡毅民, 焦俊武 申請(qǐng)人:北京科冶鋼材有限責(zé)任公司