一種組織穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)型高性能雙相不銹鋼的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種組織穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)型高性能雙相不銹鋼，其特征在于具有如下的成分及質(zhì)量百分比：C≤0.06%，Cr：19.5-22.5%，Ni：3.6-5.0%，Mo：1.5-2.5%，V：0.05-0.5%，N：0.15-0.25%，Si≤1.5%，Mn≤1.0%，P≤0.03%，S≤0.03%，Ce或Y：0.01-0.3%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。該雙相不銹鋼生產(chǎn)成本低，組織穩(wěn)定，具有良好的力學(xué)和耐腐蝕性能。
【專利說(shuō)明】一種組織穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)型高性能雙相不銹鋼【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種組織穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)型高性能雙相不銹鋼合金材料，屬鋼鐵合金材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼鐵工業(yè)為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展并使我國(guó)成為世界制造業(yè)大國(guó)做出了巨大貢獻(xiàn)，也成為我國(guó)的支柱性主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。鋼鐵產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)滿足率基本上在98%以上。近十來(lái)年在電工鋼、汽車用鋼、管線鋼等重要產(chǎn)品的供給方面取得了顯著突破，強(qiáng)有力地支撐了我國(guó)制造業(yè)的快速持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也保障了國(guó)家重點(diǎn)工程建設(shè)的順利實(shí)施。我國(guó)不銹鋼技術(shù)水平明顯提升，完全能滿足國(guó)際市場(chǎng)需求，2009年起我國(guó)由凈進(jìn)口國(guó)變?yōu)閮舫隹趪?guó)，近兩年凈出口量超過(guò)100萬(wàn)噸。1990年后LME鎳價(jià)格波動(dòng)巨大，原料成本的波動(dòng)極大的影響著不銹鋼價(jià)格和生產(chǎn)成本。然而鎳原料及鉻原料成本占原料成本的絕大部分，并且我國(guó)是一個(gè)鎳和鉻資源缺乏的國(guó)家，依賴進(jìn)口。因此，不銹鋼行業(yè)正積極地向物美價(jià)廉的現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼和鐵素體不銹鋼方向發(fā)展。
[0003]雙相不銹鋼是由鐵素體相和奧氏體相組成，兼具鐵素體鋼和奧氏體鋼的特性:具有較高的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，良好的導(dǎo)熱性、加工性和焊接性，較低的線膨脹系數(shù)和焊接熱裂傾向，同時(shí)具有優(yōu)良的耐應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞抗力等。與傳統(tǒng)不銹鋼相比，低鎳的經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，通過(guò)加入一定量的氮元素來(lái)穩(wěn)定奧氏體，以獲得穩(wěn)定的相比例使得雙相不銹鋼保持優(yōu)異的綜合性能。因此，隨著A0D、V0D等冶煉技術(shù)的提高，近年來(lái)經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼取得了長(zhǎng)足發(fā)展。雙相不銹鋼的性能與鐵素體相和奧氏體相的比例有著密切關(guān)系，而此相比例在很大程度上又取決于雙相不銹鋼的成分和熱處理工藝。一般情況下，隨著熱處理溫度的提高，鐵素體相含量增加，在高溫時(shí)雙相不銹鋼的組織會(huì)轉(zhuǎn)化為單一的鐵素體組織。例如:20世紀(jì)60年代瑞典著名的3RE60為代表的第一代CrlS型雙相不銹鋼，焊接及成型性能良好，但是焊接熱影響區(qū)易出現(xiàn)單相鐵素體組織，導(dǎo)致耐應(yīng)力腐蝕及晶間腐蝕性能下降；又如寶鋼開發(fā)的超低碳Cr25系列雙相不銹鋼中，鐵素體相含量隨著熱處理溫度的提高而顯著增加，這種鐵素體相含量隨加工熱處理溫度的提高而提高，甚至高溫時(shí)雙相組織轉(zhuǎn)化為單相鐵素體組織都對(duì)雙相不銹鋼的熱加工和腐蝕性能有不利的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種組織穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)型高性能鐵素體相-奧氏體相雙相不銹鋼。
[0005]一種組織穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)型高性能雙相不銹鋼，其特征在于具有如下的成分及質(zhì)量百分比:C ≤ 0.06%, Cr:19.5-22.5%, N1:3.6-5.0%, Mo:1.5-2.5%, V:0.05-0.5%, N:
0.15-0.25%, Si ( 1.5%, Mn ( 1.0%, P ≤ 0.03%, S ≤ 0.03%, Ce 或 Y:0.01-0.3%,余量為 Fe和不可避免的雜質(zhì)。[0006]在750-1250 ° C溫度范圍內(nèi)其為鐵素體相-奧氏體相兩相組織，且鐵素體相的含量為 56-68%。
[0007]其室溫拉伸斷裂強(qiáng)度為890-960 MPa，屈服強(qiáng)度為540-600 MPa，斷裂延伸率在56%以上。
[0008]在750-1080 ° C溫度范圍內(nèi)其為鐵素體相-奧氏體相兩相組織，且鐵素體相的含量為 56-58%。
[0009]在1080-1250 ° C溫度范圍內(nèi)其為鐵素體相-奧氏體相兩相組織，且鐵素體相的含量為58-68%。
[0010]一種組織穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)型高性能雙相不銹鋼的生產(chǎn)工藝，采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，經(jīng)配料熔煉后，投入稀土中間合金Fe-Ce或Fe-Y合金，澆鑄成型，再經(jīng)熱鍛和固溶處理。
[0011]Fe-Ce合金中Ce的質(zhì)量百分含量為23%，F(xiàn)e-Y合金中Y的質(zhì)量百分含量為13.5%。
[0012]本發(fā)明的機(jī)理如下所述:釩在鋼中非常容易與碳和氮形成碳化物和氮化物，在鋼中主要以釩的氮碳化物形式存在。一方面:釩等碳化物和氮化物隨著固溶處理溫度的升高有一定的溶解量，V (C，N)更容易溶于奧氏體相中，因此溶于奧氏體相中的微量合金元素提高了奧氏體相的高溫穩(wěn)定性，一定程度上阻礙了鐵素體相向奧氏體相的轉(zhuǎn)變；另一方面:氮是強(qiáng)奧氏體相形成元素，氮化釩逐漸分解，分解后的氮元素進(jìn)入奧氏體相中參與穩(wěn)定或者形成奧氏體相。因此，氮化釩溶解后釋放出的氮增強(qiáng)了雙相不銹鋼中奧氏體相的形成能力。從而形成了隨固溶溫度的升高，鐵素體相和奧氏體相的含量幾乎恒定不變的現(xiàn)象，組織非常穩(wěn)定，這對(duì)雙相不銹鋼熱加工性能的改善是非常有利的。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果:
本發(fā)明生產(chǎn)成本低，組織穩(wěn)定，具有良好的力學(xué)和耐腐蝕性能。在750-1250 ° C內(nèi)具有較好的熱加工性，同時(shí)具有優(yōu)異的加工性能，其耐腐蝕性能與316L奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性能相當(dāng)，而力學(xué)性能遠(yuǎn)高于316L奧氏體不銹鋼的力學(xué)性能。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]實(shí)施例1:
一種組織穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)型高性能雙相不銹鋼，具有如下的成分及質(zhì)量百分比:
【權(quán)利要求】
1.一種組織穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)型高性能雙相不銹鋼，其特征在于具有如下的成分及質(zhì)量百分比:C ≤ 0.06%, Cr:19.5-22.5%,N1:3.6-5.0%，Mo:1.5-2.5%, V:0.05-0.5%，N:0.15-0.25%,Si ≤1.5%, Mn ≤1.0%, P ≤ 0.03%, S ≤ 0.03%, Ce 或 Y:0.01-0.3%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組織穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)型高性能雙相不銹鋼，其特征在于:在750-1250 ° C溫度范圍內(nèi)其為鐵素體相-奧氏體相兩相組織，且鐵素體相的含量為56-68%.
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種組織穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)型高性能雙相不銹鋼，其特征在于:其室溫拉伸斷裂強(qiáng)度為890-960 MPa，屈服強(qiáng)度為540-600 MPa，斷裂延伸率在56%以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組織穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)型高性能雙相不銹鋼，其特征在于:在750-1080 ° C溫度范圍內(nèi)其為鐵素體相-奧氏體相兩相組織，且鐵素體相的含量為56-58%o
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組織穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)型高性能雙相不銹鋼，其特征在于:在1080-1250 ° C溫度范圍內(nèi)其為鐵素體相-奧氏體相兩相組織，且鐵素體相的含量為58-68%o
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種組織穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)型高性能雙相不銹鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于:采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，經(jīng)配料熔煉后，投入稀土中間合金Fe-Ce或Fe-Y合金，澆鑄成型，再經(jīng)熱鍛和固溶處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種組織穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)型高性能雙相不銹鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于:Fe-Ce合金中Ce的質(zhì)量百分含量為23%，F(xiàn)e-Y合金中Y的質(zhì)量百分含量為13.5%。
【文檔編號(hào)】C22C33/06GK103602914SQ201310568729
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】徐裕來(lái), 李昆坊, 肖學(xué)山, 冉慶選, 李鈞, 謝耀平 申請(qǐng)人:上海大學(xué)興化特種不銹鋼研究院