[发明专利]高铝2205不锈钢及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及2205不锈钢的制备技术。

背景技术

2205不锈钢具有优良的力学性能和耐腐蚀性能，是用途最为广泛的双相不锈钢之一。与奥氏体不锈钢相比，双相钢具有良好的导热性，较低的线膨胀系数，在高温下使用可以防止由于温差而产生热裂纹；与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢具有良好的高温蠕变强度和塑性，因此在高温领域具有良好的应用前景。但2205双相不锈钢被应用于315℃以下的高温部件时，其抗氧化性能的不足。在保证合金的力学性能的基础上，为了提高2205合金的高温抗氧化性能，向合金中加入Al元素，提高合金抗氧化性能。

发明内容

    本发明的目的是在保证合金的力学性能的基础上，提高合金抗氧化性能。

本发明是高铝2205不锈钢及其制备方法， 高铝2205不锈钢，按质量百分比计，其成分配比为：Cr：22%，Ni：5.5%，Mn：1.5%，Si₃N₄：0.45%，Mo：3.2%，C：0.02%，Al：0.5%~2.5%，余量为Fe。

高铝2205不锈钢的制备方法，其步骤为：

（1）按以上所述成分配比，以2205不锈钢成分为基础配制含Al为0.5%~2.5%的原料；

（2）在真空中熔炼，熔炼前反复洗气3次，熔炼过程中采用氩气保护，电流为200A，将试样反复翻转熔炼3次，使它更好的熔化以减少缺陷；

（3）将熔炼的合金进行开坯热轧，其工艺如下：在1120℃装炉，在1120℃开坯，出炉空冷，再在1120℃开轧，终轧温度大于或等于950℃，每道次下压量0.1mm，并进行中间退火，然后空冷，最终将合金轧制成厚度为3mm的薄片；

（4）将热轧后的工件在1090℃进行固溶处理，保温时间为30min，最后进行水冷制得合金。

本发明的有益效果是，在保持材料的力学和耐均匀腐蚀性能的前提下，可以提高材料高温抗氧化性能。

本发明基于2205不锈钢，在该合金中加入铝，通过在合金表面生成致密而稳定的氧化膜，来提高合金的高温抗氧化性能，在耐热合金钢中得到了大量应用。但金属Cr和Cr₂O₃热膨胀系数差别很大，并且Cr₂O₃质脆，不易发生塑性变形，因此在热应力作用下容易发生氧化皮脱落的现象。而Al元素在合金表面形成的Al₂O₃比Cr₂O₃具有更高的稳定性，可提高其抗热腐蚀性能，使其可在恶劣的环境下服役。

本发明合金经过熔炼、开坯、热轧以后，最终显微组织为奥氏体相+铁素体相的双相组织。

本发明的合金与2205性能对比如下表：

以下拉伸实验在微机控制电子式万能材料试验机上进行，其最大载荷100KN，拉伸速率为0.2 mm/min；采用GB/T 4334.6-2000《不锈钢5%硫酸腐蚀试验方法》对试验合金进行均匀腐蚀实验。采用增重法测试材料的高温抗氧化性能，对试验合金进行1000℃、100h恒温氧化实验。

 

从表中可以看出，本发明在维持合金室温力学和均匀腐蚀性能的前提下，其高温抗氧化性能得到明显提高。

具体实施方式

本发明是高铝2205不锈钢及其制备方法， 高铝2205不锈钢，按质量百分比计，其成分配比为：Cr：22%，Ni：5.5%，Mn：1.5%，Si₃N₄：0.45%，Mo：3.2%，C：0.02%，Al：0.5%~2.5%，余量为Fe。

高铝2205不锈钢的制备方法，其步骤为：

（1）按以上所述成分配比，以2205不锈钢成分为基础配制含Al为0.5%~2.5%的原料；

（2）在真空中熔炼，熔炼前反复洗气3次，熔炼过程中采用氩气保护，电流为200A，将试样反复翻转熔炼3次，使它更好的熔化以减少缺陷；

（3）将熔炼的合金进行开坯热轧，其工艺如下：在1120℃装炉，在1120℃开坯，出炉空冷，再在1120℃开轧，终轧温度大于或等于950℃，每道次下压量0.1mm，并进行中间退火，然后空冷，最终将合金轧制成厚度为3mm的薄片；

（4）将热轧后的工件在1090℃进行固溶处理，保温时间为30min，最后进行水冷制得合金。