[发明专利]一种经济型耐热奥氏体不锈钢

说明书

技术领域

本发明涉及不锈钢领域中的一种经济型耐热奥氏体不锈钢，该经济型耐热奥氏体不锈钢并广泛用于加热炉、热交换器、高温反应釜、高温导板和燃烧器。

背景技术

奥氏体耐热不锈钢在锅炉和压力容器中有着广泛的应用，如火力发电用的蒸汽锅炉、蒸汽涡轮工业炉及喷气式发动机等。它们都在高温下工作，并承受各种载荷，此外它们还与高温蒸汽、高温气相接触，表面容易发生高温氧化。310/310S为铬镍型奥氏体不锈钢，由于添加了比304更高含量的铬镍，在高温下能够有效的控制氧化物的生成，使其具有更好的高温抗氧化性及更高温蠕变强度。310S的最高工作温度可达1200℃，能在1100℃下持续工作，通常在1100℃以下的高温环境中使用。但是，增加铬镍含量会大幅度增加成本。

如公开号为CN 101921967 A的中国发明专利说明书中公开了一种新型奥氏体耐热不锈钢，其按重量百分比计算，所含成分如下：C：0.04-0.08％；Si：2.05-2.80％；Mn：1.3-2.0％；P：≤0.035％；S：≤0.030％；Cr：23.5-26.0％；Ni：19.2-22.0％；N：0.08％；Co：0.20-1.50％；Mo：0.10-0.20％；Xt：0.01-1.0％。该型奥氏体耐热不锈钢具有优良的高温强度及与之相适应的塑性，较高的抗高温氧化性能，耐腐蚀性、抗疲劳、抗蠕变性能和抗冲击韧性。但是其中Ni含量高达19.2-22.0％，制造成本过高。

现在需要开发一种Ni含量低且耐热性能好的经济型不锈钢。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种具有较低Ni含量，具有优良高温抗蠕变性等高温力学性能，具有良好的抗高温氧化性能的经济型耐热奥氏体不锈钢。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种经济型耐热奥氏体不锈钢，其特殊之处在于含有以下重量百分比的组分：Cr 20-22％，Ni 10-12％，Si 1.5-2.0％，N 0.14-0.22％，C 0.04-0.12％，RE 0.03-0.08％，Nb 0.01-0.15%，Mn 0.3-0.8％，Cu≤0.2%，P≤0.04％，S≤0.03％，余量为Fe。

作为优选，本发明所述C含量为0.06-0.1%，所述Si含量为1.5-1.8%。

作为优选，本发明所述N含量为0.15-0.18%，所述Nb含量为0.01-0.1%。

作为优选，本发明所述RE含量为0.03-0.06%。

作为优选，本发明所述S含量≤0.002％，所述P含量≤0.03%。

本发明提供了另一种经济型耐热奥氏体不锈钢，其特殊之处在于含有以下重量百分比的组分：Cr 20-22％，Ni 10-12％，Si 1.5-2.0％，N 0.14-0.22％，C 0.04-0.12％，RE 0.03-0.08％，Nb 0.01-0.15%，Mn 0.3-0.8％，B 0.001-0.01%，Cu≤0.2%，P≤0.04％，S≤0.03％，余量为Fe。

作为优选，本发明所述C含量为0.06-0.1%，所述Si含量为1.5-1.8%。

作为优选，本发明所述N含量为0.15-0.18%，所述Nb含量为0.01-0.1%。

作为优选，本发明所述RE含量为0.03-0.06%。

作为优选，本发明所述S含量≤0.002％，所述P含量≤0.03%。

本发明具有以下优点和效果：本发明的高温持久强度远远超过310S，抗高温氧化性能达到310S奥氏体不锈钢的水平，而其贵金属Ni元素各重量百分比却大大降低。本发明可实现节镍，降低原料成本，可替代含镍量20%的310S钢种，并广泛用于加热炉，热交换器，高温反应釜，高温导板，燃烧器等。

本发明在降低Ni含量的同时：保证必要的Cr含量，以确保耐腐蚀性能和降低成本；选择合适的N含量，以稳定奥氏体组织和改善性能；添加微量的B和RE元素，提高钢的热加工性能。

本发明中各种元素的作用以及添加量的确定：

C是一种间隙元素，能够强烈形成并稳定奥氏组织并扩大奥氏体区。C形成奥氏体的能力约为Ni的30倍，但过多的C会与钢种的Cr形成Cr23C6型碳化物，使钢的耐腐蚀性能特别是耐晶间腐蚀性能下降。从耐腐蚀性角度考虑，一般要求C越低越好，但过低的C会使奥氏体组织不稳定，而且增加冶炼成本。作为优选，控制C在0.06-0.1%。