[发明专利]奥氏体不锈钢铸件的制作方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及奥氏体不锈钢铸件的制作方法和应用。

背景技术

经过固溶退火处理后，工业上的奥氏体不锈钢合金的抗拉强度的范围在 440-640Mpa之间，铸件的断裂延伸率可超过20％[1，2]。

奥氏体不锈钢合金的合金元素不包含铝元素，却常常包括含量在1％的硅元 素。在冶金生产过程中，如果钢水与氧气之间的反应得不到抑制，铝和高含量的 硅元素将削弱铸钢件的纯度。因为这个原因，奥氏体不锈钢合金中的硅铝合金含 量应该加以控制，尽量减少。

典型的奥氏体不锈钢铸件通常含有5％-10％的δ铁，δ铁的含量导致在0.2％的 形变量处的屈服强度和抗拉强度增加，断裂延伸率与纯奥氏体不锈钢微观结构相 比得到减小。为了形成奥氏体-铁素体微观结构，经过铸件的化学成分调整，镍 和铬达到平衡。低的δ铁含量改变了凝固结构。在晶界积累的不良熔融产品正在 减少，这一事实积极影响易感性的热裂纹。

一般来讲，奥氏体不锈钢铸件的铬含量是19％左右。除此之外，还含有2-3％ 的钼。铬和钼形成一层钝化保护层，提高耐蚀强度，特别是对卤化物。这也有利 于铁素体的形成。奥氏体不锈钢的镍含量大约为10％，碳元素含量大约为0.03％ [1-3，6]。改变化学成分，可能会生成有特殊性能的铸钢合金。所以，专利申请 [7]揭示了一种不锈钢铸件具有高腐蚀疲劳性和高点蚀性耐性。

与铸造的奥氏体钢不同，在现今的奥氏体合金的铸造中TRIP(相变诱发塑 性)仍在研究。仍然没有具体的技术来开发奥氏体不锈钢的TRIP效应。其原因 显然是奥氏体铸件不是冷加工形成，人工形成的部件应用于铸态。所以，在铸造 合金部件在技术上不能产生TRIP效应，相对于可锻合金部件，将提高令冷形成 性。到现在为止，对于奥氏体铸件合金的TRIP效应没有涉及的文献提及。就是 这个原因，TRIP效应在塑性屈服成型的贡献还没有量化。

迄今为止，在室温下具有TRIP效应并可以合金化，尤其是与硅和铝合金化 的轻质奥氏体钢，被应用于在工业生产的各种学科方面的可锻合金中。

这些既是奥氏体不锈钢也是非钝化钢，例如高锰钢，奥氏体轻质结构钢。由 于TRIP效应，他们的高的冷成形性是十分值得注意的[4，5]。

高锰奥氏体不锈钢的铬含量低于12％，这就是为什么它是不锈的原因。在这 些钢里，铁的氧化层形成在表面和材料的铁锈上。如果铝和硅的氧化物遮蔽了这 些铁锈层，其抗蚀性能将得到提高。专利DE 199 00 199描述的是含有锰元素的高 强度轻质结构钢。合金元素铝、硅、镍、锰、氮的浓度与发明的铸钢的浓度十分 相似。与发明的钢不同，这种钢的铬含量低于10％，因此这不是不锈钢。然而， 该钢不能应用于铸件，而是用于生产车体和半成品预应力混凝土货物。

热轧或冷轧半成品用于冷轧的厨师原始材料。经由不同的化学组成和形成条 件，奥氏体合金的TRIP性能得到调节[5]。

从奥氏体可锻合金可知，现有技术的缺点仍是未开发TRIP效果，提高铸钢 的性能。

参考文献

DIN EN 10213

DIN EN 10283

Konstruieren und Giessen 29(2004)1，p.27-55

Bleche Rohre 5/2006，p.30-31

ATZ 1/2005，volume 107，p.68-72

SEW 410

Patent DE 33 06 104 A1

High Nitrogen Steels，Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1999

本申请独立权利要求的目的是生产奥氏体不锈钢合金铸件，该铸件的抗拉 强度大于550MPa，断裂延伸率大于30％，并把它用于技术应用中。