[发明专利]一种低温不锈钢及其热处理方法

说明书

技术领域

 本发明涉及不锈钢的加工领域，具体涉及一种低温不锈钢及其热处理方法。

背景技术

随着清洁能源使用的不断推广，国内天然气的使用不断增多，天然气具有清洁高效生态环保的贴点，天然气的使用可以有效改善当今生态环境与污染日益严重下的大气环境，因此天然气在郭明经济中的用途越来越广泛。为方便存储、运输，天然气都会进行液化处理从而变成液化天然气LNG。LNG的主要成分为甲烷，甲烷的常压沸点为-161℃，由常温的天然气加工成LNG，必须要经过一套深冷装置的处理，处理后LNG机制的温度为-163℃。作为深冷装置中的管件，其材料的选用与生产工艺的非常重要，现有的深冷装置中所使用的关键主要为铬镍奥氏体不锈钢材料，而现有的铬镍奥氏体不锈钢材料的硫含量过高，在冶炼过程中不能充分进行固溶，制作得到的不锈钢材料强度较低，低温抗冲击能力差，不能适应强度更高的要求。

发明内容

 本发明的一个目的在于：针对现有技术的不足，本发明提供了一种强度高、低温抗冲击性能好的低温不锈钢。

本发明的另一个目的在于：针对现有技术的不足，本发明提供了一种可以有效提高不锈钢板或钢管强度、低温抗冲击性能的低温不锈钢热处理方法。

为了实现上述第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种低温不锈钢，其重量百分比如下：

C：≤0.03；

Mn：≤2；

Si：≤1；

P：≤0.04；

S：≤0.01；

Ni：8.0-13.0；

Cr：18.0-20；

其余为Fe和不可避免的杂质。

C可以提高钢的强度，但是若其百分比低于0.03%，会是不锈钢的冲击性能下降，降低刚的韧性。

Mn为奥氏体形成元素，可以提高不锈钢中高温奥氏体组织的比例，但是含量过高时，组织偏偏析倾向加重，影响热轧组织的均匀性。

Si为铁素体形成元素，可增加铁素体组织比例，对钢的屈服强度有利。

P为钢中不可避免的杂质元素，也是有害元素，过高的P含量会增加刚的冷脆敏感性，对焊接和冲击韧性不利。

S为钢中的杂质元素，过高的S含量会导致钢的热脆现象，S含量越低，其性能越好，但是相应的成本也会增加，S≤0.01%既可以满足不锈钢的性能要求又不会增加很大的冶金难度及成本。

Ni为奥氏体形成元素，可以提高钢的高温奥氏体组织比例，增加刚的仍性，Ni重量百分比为8.0-13.0%；钢的韧性增加效果最好。

Cr为抗氧化（如锈蚀）元素和铁素体形成元素，可以提高钢的耐蚀性和稳定钢的铁素体组织比例。

 

为了实现上述的第二个目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种低温不锈钢热处理方法，包括以下步骤：

将钢板或钢管置于热处理炉内进行热处理，首先将钢板或钢管整体加热到1050-1080℃，进行保温，保温时间至少30min，钢板或钢管的壁厚每增加1mm，保温时间增加2.3-2.6min。

设定热处理温度为1050-1080℃，可以保证不锈钢板或钢管能完全固溶化，将之前各加工工序中产生或析出的合金碳化物以及α相重新溶解到奥氏体中，获取单一的奥氏体组织，以保证材料有良好的机械性能和耐腐蚀性能，充分地消除应力和冷作硬化现象，达到理想的金相状态，从而满足不锈钢实用超低温状态的性能要求，特别是低温强度即其低温冲击功要求。

作为优选，所述的钢板或钢管的壁厚每增加1毫米，保温时间增加2.5min。采用上述的优选方案后，可以保证产品完全固溶化，达到理想的金相状态，从而满足不锈钢实用超低温状态的性能要求，特别是低温强度即其低温冲击功要求。（上述优选方案的有益效果最好能进行说明）

作为优选，所述的钢板或钢管整体热处理温度为1070-1080℃。

作为优选， 所述的钢板或钢管的入热处理炉时的温度为200-400℃，入热处理炉后升温速度为180-220℃/h。入炉温度为200-400℃能减少内应力，升温温度为180-220℃/h以避免在升温过程中析出更多的碳化物，同时升温速度又不能太快，以免不锈钢管件发生变形和局部聚集的低溶点组织熔化而产生过烧现象。

作为优选，所述的钢板或钢管的入热处理炉后升温速度为200℃/h。升温温度为180-220℃/h以避免在升温过程中析出更多的碳化物，同时升温速度又不能太快，以免不锈钢管件发生变形和局部聚集的低溶点组织熔化而产生过烧现象。