[发明专利]一种双相不锈钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有铁素体和奥氏体双相基体的双相不锈钢及其制 造方法，特别是涉及具有高耐蚀性、机械性和良好热加工性能，铸坯具有 60％以上的等轴晶含量的双相不锈钢及其制造方法。

背景技术

由奥氏体和铁素体两相组成的双相不锈钢具有优越的耐氯离子腐蚀 和耐应力腐蚀能力，其屈服强度是300系列奥氏体不锈钢的两倍。双相不 锈钢广泛应用于石油、化工、造纸、海洋工程、建筑等领域。

双相不锈钢相对于传统的300系列奥氏体不锈钢在性能和经济上具有 明显的优势，但该类产品的生产难度较大，其生产难度主要体现在双相不 锈钢在热加工过程中容易产生各种裂纹，从而影响了产品的成材率和品 质。

针对改善热加工性能，浦项综合制铁株式会社在中国申请的专利CN 1155908A公开了一种含有W2.0％～5.0％和Mo1.0％～2.0％以及Ce≤1.0％的 双相不锈钢，该专利通过降低Mo的含量来降低金属间析出相的析出倾向， 从而改善热加工性能。但是，该专利双相不锈钢的耐点蚀值 PREN＝Cr％+3.3Mo％+30N％将显著下降，因此该双相不锈钢的耐点蚀能力 显著降低。

在改善双相不锈钢的热加工性能方面，各国的研究者基本都是采用了 添加一些B、Ca、稀土、微合金元素等方式来改善双相不锈钢相界的强度 或提高钢水的纯净度等方式。如Sandvik公司在中国申请的专利 CN1125965A涉及含有Cr 28％～35％，Ce≤0.2％的双相不锈钢。该钢种 由于具有很高的Cr，具有非常优异的耐腐蚀性能，因而可以应用于腐蚀环 境相当苛刻的尿素工业中。但是由于高的Cr含量严重加大了金属间中间 相的析出倾向，对钢的热加工性能产生了负面的影响。

另外，也有些双相不锈钢的研究是为了更加充分地发挥其节约Ni资 源的优势，如上海大学的中国专利CN1970815A。该专利涉及的钢含 1.0％～2.0％的Ni，8％～12％的Mn以及0.05％～0.2％的Ce或Y。该钢为了 平衡超低Ni后奥氏体元素的不足，加大奥氏体元素N的含量，为了提高 N在钢中的溶解度，提高了Mn的含量。但N含量的提高，加大了高温状 态在奥氏体相的强度与铁素体相强度的差异，从而加大了热加工中裂纹产 生的倾向性，恶化了钢的热加工性能。另外Mn的大量加入也对腐蚀性能 产生了负面的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有优异的耐腐蚀性能和良好热加工性能 的双相不锈钢，特别是其铸坯的等轴晶含量在60％以上的超级双相不锈 钢。该钢种广泛用于腐蚀环境苛刻的石油、化工、造纸和海洋工程等领域。

本发明的另一目的是提供一种具有优异的耐腐蚀性能和良好热加工 性能的双相不锈钢的制造方法。

本发明提供一种双相不锈钢，其重量百分比组成为：C≤0.05％，Si 0.2％～1.0％，Mn≤2.0％，Cr 22％～27％，Ni 5.0％～7.0％，2.0％＜Mo≤4.2％， N 0.18％～0.4％，Cu 0～2.0％，W 0～2.0％，S≤0.01％，P≤0.03％，B 0～0.003％， 以及0＜稀土≤0.2％，所述稀土中Ce含量大于50％，其余为Fe和不可避免 的杂质。

优选地，C≤0.03％，更优选地，C≤0.02％。

优选地，Mo＞2.0％～4.0％，N 0.2％～0.4％

优选地，双相不锈钢组成中稀土含量为0.02％～0.2％。

优选地，所述双相不锈钢，其铸坯具有60％以上的等轴晶。

本发明提供一种双相不锈钢的制造方法，包括如下步骤：

按照如下成分：C≤0.05％，Si 0.2％～1.0％，Mn 0～2.0％，Cr 22％～27％， Ni 5.0％～7.0％，2.0％＜Mo≤4.2％，N 0.18％～0.4％，Cu 0～2.0％，W 0～2.0 ％，S≤0.01％，P≤0.03％，B 0～0.003％，以及0＜稀土≤0.2％，所述稀 土中Ce含量大于50％，其余为Fe和不可避免的杂质，进行冶炼，然后模 铸或连铸形成铸坯；其中，当进行模铸时，钢模的厚度大于30mm，以保 证钢的冷却速度大于10℃/min；当进行连铸时，浇注的过热度为30～100 ℃，连铸的拉速为大于等于1.2m/min；

将所述铸坯放入加热炉中加热到1100～1250℃并保温后，锻造或热轧 至所需厚度；