專利名稱：資源節(jié)約型雙相不銹鋼合金材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一類雙相不銹鋼合金材料及其制備方法，特別是一種含稀土金屬的資 源節(jié)約型雙相不銹鋼合金材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
雙相不銹鋼由奧氏體和鐵素體組成。雙相不銹鋼的主要成分是鉻、鎳、鉬，而其 中鎳是最昂貴的為了降低成本，降低鋼中鎳的含量，可采用增加錳和氮的含量。鎳 含量的降低可以減少原材料價(jià)格波動(dòng)對(duì)不銹鋼市場的影響。因此，隨著AOD、 VOD 精煉工藝的發(fā)展，尤其是AOD爐中能夠控制氮的加入，從而促進(jìn)了含氮雙相不銹鋼 的開發(fā)，如2205鋼其氮含量在0.15%左右。氮的加入不僅提高了鋼的耐局部腐蝕性 能，而且解決了不銹鋼的焊接問題，使雙相不銹鋼成為一種可焊接的結(jié)構(gòu)材料，大大 拓展了雙相不銹鋼的應(yīng)用范圍。雙相鋼中鉬元素含量高，因而具有很好的抗局部腐蝕 能力，這就決定了雙相鋼在一些特殊的工業(yè)領(lǐng)域如石油化工、造紙、化肥、造船等行 業(yè)中具有很好的應(yīng)用前景。由于雙相鋼比奧氏體鋼強(qiáng)度高一倍，使用雙相鋼可以減輕
重量；目前一些發(fā)達(dá)國家己經(jīng)使用雙相鋼作為橋梁結(jié)構(gòu)和沿海地區(qū)建筑筋。隨著冶金 技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和成本的降低，對(duì)氮的加入量也能夠精確控制，從而出現(xiàn)了新的低 鎳高氮超級(jí)雙相不銹鋼，如UNS32750鋼，其氮含量在0.25 0.35%，含鎳量在6 8%左右。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一類低成本且具有很好耐腐蝕性和熱加工性的資源 節(jié)約型雙相不銹鋼合金材料。
本發(fā)明的目的之二在于提供該類合金材料的制備方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的機(jī)理如下根據(jù)氮和錳可以代替鎳和稀土在鋼中的作 用原理，大量試驗(yàn)研究發(fā)展，用適量的廉價(jià)氮和錳可以穩(wěn)定超級(jí)雙相鋼中的奧氏體，
從而降低貴重鎳的用量；同時(shí)，B的加入能降低氧含量，鈣的加入能降低硫含量，此 外再向該雙相不銹鋼合金中加入稀土 Ce或Y后，合金中的氧和硫含量大大降低或形 成高熔點(diǎn)的稀土硫氧化物和硫化物彌散于基體中，避免了低熔點(diǎn)硫化物存在于相界 上，從而有效地改善了鋼的高溫?zé)崴苄?。根?jù)上述機(jī)理，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種資源節(jié)約型雙相不銹鋼合金材料，其特征在于該合金材料的組成及質(zhì)量百分
比為0<C《0. 04%， 0<S《0.01%， 0<Si《1.0%， 0<P《0. 015%， Cr: 24.0 26.0%， Mn: 9.0 13.0%， N: 0.35 0.45%， B: 0.001 0.01%，稀土 Ce或Y: 0.005 0.20%，其余部分為鐵。
上述的合金材料的以質(zhì)量百分比計(jì)，還含有0.1~1.0%的鎳。
上述的合金材料以質(zhì)量百分比計(jì)，還含有Mo、 W、 Cu中的至少一種，其含量為 0.1 2.0。/。的Mo， 0.1 2.00/o的W, 0.1 2.0。/o的Cu。
上述的資源節(jié)約型雙相不銹鋼合金材料的制備方法，其特征在于該方法的具體步 驟為
a. 采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝和純鐵管密封稀土中間合金投入法，將鐵和稀土 金屬Ce或Y制成中間合金，其組成為Fe-Ce中間合金中Ce的質(zhì)量百分 含量為23.5%; Fe-Y中間合金中Y的質(zhì)量百分含量為15%;
b. 根據(jù)上述的比例，將步驟a制備的中間合金和其余的各成分，經(jīng)綜合配料 熔制后，澆注成型，最終制得資源節(jié)約型雙相不銹鋼合金材料。
本發(fā)明方法制備的資源節(jié)約型雙相不銹鋼合金材料，其成分范圍內(nèi)的鋼在1000 130(TC范圍均為雙相區(qū)，奧氏體含量約在40 60%變化，室溫的拉伸斷裂強(qiáng)度在 850 1000Mpa范圍，屈服強(qiáng)度在650 800Mpa范圍，斷裂延伸率在25 50%范圍。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。 實(shí)施例l
本實(shí)施例中，采用雙相不銹鋼的成分及質(zhì)量百分比如下
Cr25.2%
Ni0,51%
N0.42%
C0.034%
稀土 Ce0.03%
Si0.8%
Mn12.30%
S0.008%P 0.01% B 0.01%Fe 余量 采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，在投料時(shí)，采用純鐵管密封中間合金投入法，即 事先制備好中間合金。中間合金的組成為Fe和Ce的合金，F(xiàn)e-Ce中間合金中Ce的 質(zhì)量百分含量為23.5%。經(jīng)綜合計(jì)量計(jì)算和配料熔制后，澆注成型，最終制得資源節(jié) 約型雙相不銹鋼合金材料，其孔蝕抗力當(dāng)量值為31.92。鑄態(tài)經(jīng)熱鍛、熱軋，之后1050 。C固溶處理，其室溫拉伸斷裂強(qiáng)度大于850MPa，屈服強(qiáng)度大于700MPa，斷裂延伸率 大于28%。實(shí)施例2本實(shí)施例中 Cr Mo Ni N C稀土Y Si Mn S P B Fe采用雙相不銹鋼的成分及質(zhì)量百分比如下24.7%I. 1% 0.52% 0.43% 0.03% 0.005%0.6%II. 8% 0遍％ 0.015% 0.003%采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，在投料時(shí)，采用純鐵管密封中間合金投入法。即 事先制備好中間合金。中間合金的組成為Fe和Ce的合金，F(xiàn)e-Ce中間合金中Ce的 質(zhì)量百分含量為23.5%。經(jīng)綜合計(jì)量計(jì)算和配料熔制后，澆注成型，最終制得高氮低 鎳雙相不銹鋼合金材料，其孔蝕抗力當(dāng)量值為35.21。鑄態(tài)經(jīng)熱鍛、熱軋，之后1050 'C固溶處理，其室溫拉伸斷裂強(qiáng)度大于850MPa，屈服強(qiáng)度大于700MPa，斷裂延伸率 大于27%。 實(shí)施例3本實(shí)施例中，采用雙相不銹鋼的成分及質(zhì)量百分比如下:Cr24.2%Mo0.56%Ni0.45%N0.39%C0.026%稀土Ce0.2%Si0.6%Mn10.5%S0.006%P0.015%B0.002%Cu0.7%W1.2%Fe余量采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，在投料時(shí)，采用純鐵管密封中間合金投入法。即事先制備好中間合金。中間合金的組成為Fe和Ce的合金，F(xiàn)e-Ce中間合金中Ce的 質(zhì)量百分含量為23.5%。經(jīng)綜合計(jì)量計(jì)算和配料熔制后，澆注成型，最終制得高氮低 鎳雙相不銹鋼合金材料，其孔蝕抗力當(dāng)量值為32.28。鑄態(tài)經(jīng)熱鍛、熱軋，之后1050 'C固溶處理，其室溫拉伸斷裂強(qiáng)度大于850MPa，屈服強(qiáng)度大于700MPa,斷裂延伸率 大于30%。該類材料具有較高的抗蝕能力和力學(xué)性能，可以大幅度降低原材料成本。另外， 該材料1000 130(TC內(nèi)具有較好的熱加工性。
權(quán)利要求
1.一種資源節(jié)約型雙相不銹鋼合金材料，其特征在于該合金材料的組成及質(zhì)量百分比為0＜C≤0.04％，0＜S≤0.01％，0＜Si≤1.0％，0＜P≤0.015％，Cr24.0～26.0％，Mn9.0～13.0％，N0.35～0.45％，B0.001～0.01％，稀土Ce或Y0.005～0.20％，其余部分為鐵。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的資源節(jié)約型雙相不銹鋼合金材料，其特征在于該合金材 料的以質(zhì)量百分比計(jì)，還含有0.1 1.0%的鎳。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的資源節(jié)約型雙相不銹鋼合金材料，其特征在于該合 金材料以質(zhì)量百分比計(jì)，還含有Mo、 W、 Cu中的至少一種，其含量為0.1-2.0% 的Mo， 0.1~2.0%的\￥， 0.1 2.0。/o的Cu。
4. 一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的資源節(jié)約型雙相不銹鋼合金材料的制備方法，其特 征在于該方法的具體步驟為-a. 采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝和純鐵管密封稀土中間合金投入法，將鐵和稀土 金屬Ce或Y制成中間合金，其組成為Fe-Ce中間合金中Ce的質(zhì)量百分 含量為23.5%; Fe-Y中間合金中Y的質(zhì)量百分含量為15%;b. 根據(jù)上述的比例，將步驟a制備的中間合金和其余的各成分，經(jīng)綜合配料 熔制后，澆注成型，最終制得資源節(jié)約型雙相不銹鋼合金材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一類資源節(jié)約型雙相不銹鋼合金材料及其制備方法。該合金材料的組成及質(zhì)量百分比0＜C≤0.04％，0＜S≤0.01％，0＜Si≤1.0％，0＜P≤0.015％，Cr24.0～26.0％，Mn9.0～13.0％，N0.35～0.45％，B0.001～0.01％，稀土Ce或Y0.005～0.20％，其余部分為鐵。本發(fā)明方法制備的資源節(jié)約型雙相不銹鋼合金材料，其成分范圍內(nèi)的鋼在1000～1300℃范圍均為雙相區(qū)，奧氏體含量約在40～60％變化，室溫的拉伸斷裂強(qiáng)度在850～1000MPa范圍，屈服強(qiáng)度在650～800MPa范圍，斷裂延伸率在25～50％范圍。
文檔編號(hào)C22C38/38GK101215675SQ200810032409
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者倪建森, 宋紅梅, 健 崔, 張鈴光, 鈞 李, 江來珠, 瑞 田, 肖學(xué)山, 趙鈞良 申請人:上海大學(xué)