[发明专利]一种含有稀土元素的奥氏体不锈钢

说明书

技术领域：

本发明涉及一种奥氏体不锈钢，具体涉及通过加入一定量的稀土元素来提高其综合使用性能的不锈钢。

背景技术：

随着经济的不断发展，不锈钢的用量与日俱增，奥氏体不锈钢因其较成熟的工艺和优良的综合性能被广泛地应用于轻工、纺织、建筑、交通和食品加工等行业。但是由于奥氏体不锈钢的强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。我国的稀土资源比较丰富，有关稀土在不锈钢中的作用机理的研究也有了一定的进展。通过在不锈钢中添加稀土元素，可以使一定量的稀土在基体中固溶、净化晶界、变质夹杂物、细化晶粒度，因此可以改善不锈钢的使用性能。

发明内容：

为了进一步提高奥氏体不锈钢的强度指标及其他使用性能，本发明提供了一种含有稀土元素的奥氏体不锈钢，使其应用性能大幅提高。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是在原不锈钢合金的成分设计中添加一定含量的混合稀土。本发明的奥氏体不锈钢由以下成分组成：C≤0.06％，Cr 17.0-19.0％，Mn0.5-0.7％，Ni 8.5-10.5％，稀土元素0.04-0.06％，Si≤1％，P≤0.02％，S≤0.02％，以及余量的Fe。其中所述稀土优选为Ce或镧系元素的任意混合物。

本发明的有益效果是稀土元素的加入改善了不锈钢的凝固组织，柱状晶和中心等轴晶得到了细化，奥氏体不锈钢的薄板成型性也有改善；由于稀土对晶粒的细化作用，因此奥氏体不锈钢的力学性能指标得到了提高。此外，稀土的加入可以减少碳化物的析出总量，同时通过变质夹杂物改变了其断裂机制，因此冲击韧性也大幅度提高；而且奥氏体不锈钢的抗高温氧化性能也显著提高。在试验中我们发现，当加入的稀土少于0.04％时，各项性能指标没有较大的改善，而当含量高于0.06％时，此时由于较多的稀土，相当于引入了夹杂物，所以性能发生了下降。

具体实施方式

实施例1：

采用太钢生产的304不锈钢棒材和稀土合金为原料制备本发明的奥氏体不锈钢，该奥氏体不锈钢的化学成分及重量百分比为：C 0.04％，Cr 17.1％，Mn 0.52％，Ni 8.6％，稀土0.042％，Si 0.08％，P 0.019％，S 0.015％，Fe余量。

实施例2：

采用太钢生产的304不锈钢棒材和稀土合金为原料制备本发明的奥氏体不锈钢，该奥氏体不锈钢的化学成分及重量百分比为：C 0.03％，Cr 18.9％，Mn 0.67％，Ni 10.4％，稀土 0.054％，Si 0.06％，P 0.017％，S 0.016％，Fe余量。

对比例1：

采用太钢生产的304不锈钢棒材为原料制备本发明的奥氏体不锈钢，该奥氏体不锈钢的化学成分及重量百分比为：C 0.03％，Cr 18.9％，Mn 0.67％，Ni 10.4％，Si 0.06％，P 0.017％，S 0.016％，Fe余量。

实验例1：测定不锈钢的凝固组织

用金相腐蚀法在显微镜下观察实施例1、实施例2和对比例1的不锈钢的柱状晶区域宽度和中心等轴晶区域宽度，结果见下表1。

表1.加稀土和304奥氏体不锈钢的凝固组织