[发明专利]奥氏体不锈钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种奥氏体不锈钢。

背景技术

国标0Cr₁₈Ni₉(304)钢，作为一种用途广泛的钢，具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械性能。广泛应用于家庭用品，汽车配件，医疗器具，建材，化学、食品工业，农业、船舶部件等，可制成各种形状规格的样件，如钢线，圆钢，方钢，锻件，法兰等。但是，当前，国标0Cr₁₈Ni₉(304)钢仍存在以下几点不足：

1)0Cr₁₈Ni₉钢中镍含量较高，为8％～10％，而我国的镍资源匮乏，且近年来，镍价格上涨较快，造成此牌号的不锈钢价格昂贵。

2)0Cr₁₈Ni₉钢在复杂形状或拉伸状态下变形抗力大，加工硬化率高，从材料到产品成型，中间需穿插几次退火，造成生产效率低且能源耗费大。

3)0Cr₁₈Ni₉钢在制作薄壁零件时，经拉伸后有微磁性，不能使用于无磁要求的场合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有优良的冷热加工塑性、拉伸性能好、拉伸后无磁性、耐腐蚀性良好，且价格又相对低廉的奥氏体不锈钢。

本发明的技术方案是：该奥氏体不锈钢，其含有以下重量百分比的元素：Cr 12％～14％，Mn 16％～18％，C 0.03％～0.15％，N 0.15％～0.35％，所述不锈钢的剩余部分由Fe和不可避免的杂质组成，即其余为Fe和不可避免的杂质。

作为优选，本发明的奥氏体不锈钢，其含有以下重量百分比的元素：Cr 12％～13.5％，Mn 16％～17.5％，C 0.03％～0.10％，N 0.15％～0.25％，所述不锈钢的剩余部分由Fe和不可避免的杂质组成。

本发明的奥氏体不锈钢，其所述不可避免的杂质为Si，P，S，Ni，其允许使用的重量百分比含量控制为：Si≤1.0％，P≤0.035％，S≤0.03％，Ni≤0.35％。

本发明的奥氏体不锈钢是一种典型的铬、锰、氮奥氏体不锈钢。其各种主要成分比例选择理由如下：

1)Cr：12％～14％。根据钢中含铬量达到Cr/Fe的n/8定律确定。当Cr＜12％，则不锈钢耐腐蚀性大大降低；当Cr＞14％，则γ区缩小，α-Fe区扩大，热加工时晶粒会急剧长大，使钢变脆，达不到后期冷拉伸效果。为了获得更满意的机械性能，Cr的上限设定为13.5％。

2)Mn：16％～18％。Mn元素的作用是部分替代镍，节约贵重金属。Mn能扩大γ区和稳定奥氏体，而且铬锰奥氏体不锈钢的热强性比铬镍奥氏体不锈钢高。同时高锰钢能提高钢水的流动性，便于N的吸收，从而大大提高钢的机械性能。如果Mn＜16％，则γ区缩小，不利于奥氏体的形成和稳定，且钢的磁性会增加，塑性也会降低；反之，Mn＞18％，更有助于σ相的形成，钢易出现脆化，机械性能降低。优选状态时，Mn含量上限为17.5％。

3)C：0.03％～0.15％。其作用是提高钢的强度和促进奥氏体的形成。如果C＞0.15％，碳化物的数量就会增多，而基体中铬含量减少，钢的耐腐蚀性就会降低；如果C＜0.03％，钢的强度就会下降，冶炼成本也会增加。所以C的含量设定为0.03～0.15％的范围。为获得更明显的效果，C含量的上限优选取0.10％。

4)N：0.15～0.35％。N的作用也是部分替代镍(相当于30倍的镍当量)，同样节约贵金属镍。N也是扩大γ区和稳定奥氏体的元素，又是固溶强化元素和碳化物强化元素，所以能提高钢的强度和韧性，改善热加工性能，使部分铁素体转变为奥氏体，从而提高焊接性能。N＜0.15％时，γ区缩小，不利于奥氏体的形成和稳定，则钢的强度和韧性明显下降；N＞0.35％时，虽然奥氏体更稳定，但强度太高，增大拉伸系数，反而不利于拉伸。优选N含量上限值为0.25％。

与现有0Cr₁₈Ni₉(304)钢相比，本发明的奥氏体不锈钢以经济性和适用性为目的，含有较高组分的锰和氮元素，部分地替代镍，使合金的原料成本下降；基本保持原有0Cr₁₈Ni₉(304)钢的耐蚀性，而且具有更好的机械性能和拉伸性能；拉伸后无磁性，可满足无磁要求的场合；冷热加工性能良好，适用于各工业领域，尤其适合于制作筒形、杯、盆、碟、纽扣等形状构件。

具体实施方式