[发明专利]具有优良韧性与焊接性的经济型双相不锈钢及其制造方法在审
申请号: | 201410275932.7 | 申请日: | 2014-06-19 |
公开(公告)号: | CN104131237A | 公开(公告)日: | 2014-11-05 |
发明(设计)人: | 胡锦程;宋红梅;杨宴宾;张伟;王治宇;江来珠 | 申请(专利权)人: | 宝钢不锈钢有限公司 |
主分类号: | C22C38/58 | 分类号: | C22C38/58 |
代理公司: | 上海开祺知识产权代理有限公司 31114 | 代理人: | 竺明 |
地址: | 200431 *** | 国省代码: | 上海;31 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 具有 优良 韧性 焊接 经济型 不锈钢 及其 制造 方法 | ||
技术领域
本发明涉及双相不锈钢及其制造方法,尤其是一种具有优良韧性与焊接性的经济型双相不锈钢及其制造方法。
背景技术
双相不锈钢室温下由铁素体与奥氏体双相组成,而且其中每相比例不少于30%。由于两相组织的存在使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的特性,是一类高强度和高耐蚀性匹配最佳的不锈钢。与铁素体不锈钢比,其韧性高、脆性转变温度低、耐晶间腐蚀和焊接性显著改善,同时保留了铁素体钢导热系数高、膨胀系数小的优点。与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢的强度,特别是屈服强度显著提高,耐晶间腐蚀、耐应力腐蚀、耐腐蚀疲劳和耐磨性能显著改善,且具有磁性。
双相不锈钢的发展经历了三个重要阶段。1971年以前所开发的牌号为第一代双相不锈钢,由于含N量处于电弧炉冶炼的常规水平,其焊接后性能急剧下降。1971~1989年开发的牌号属于第二代双相不锈钢。借助于1968年不锈钢精炼工艺-氩氧脱碳(AOD)的发明和应用,可以使双相不锈钢中氮含量显著提高,从而显著改善焊缝、热影响区的韧性和耐腐蚀性能。2205是第二代双相钢的代表钢种并广泛应用于海上石油平台、化工、造纸等多个领域。1990年以后出现的牌号为第三代双相不锈钢,进入2000年以后双相不锈钢的发展呈现2种趋势。一方面进一步提高钢中合金元素含量以获得更高强度和更加优良的耐腐蚀性能,另一方面开发低镍含量且不含Mo或仅含少量Mo的经济型双相不锈钢,以降低成本。
经济型双相不锈钢特指一类Cr含量在22%以下,且含镍量低,同时不含钼、钨或仅含少量的钼、钨的双相不锈钢。要实现铁素体与奥氏体含量各占约50%的比例,必须使得奥氏体当量与铁素体当量的平衡。常用的奥氏体当量计算公式如式(1)所示:
Nieq=Ni+30(C+N)+0.5Mn+0.25Cu .(1)
根据公式(1),可以采用Mn、N、Cu取代Ni,从而降低成本,取代传统的高镍含量的奥氏体不锈钢。但是在Mn、N代Ni也会有负面影响。锰会降低双相不锈钢的耐腐蚀性能。评价双相不锈钢耐点腐蚀性能的经验公式如公式(2)所示:
PREN(耐点蚀当量)=Cr%+3.3Mo%+30N%-Mn% (2)
每添加1%的锰,将使合金PREN值降低1,相当于抵消了添加1%的Cr对耐点蚀性能的提高。N是很强的奥氏体形成元素,有利于提高双相不锈钢的强度、耐蚀性和焊接性。但是过高的N含量会造成冶炼难度增加,热加工性下降,同时易导致氮化物的析出。
双相不锈钢的韧性限定了其应用范围。Ni含量是决定双相不锈钢韧性最重要的元素,Ni含量的降低带来的不利影响是冲击韧性降低。此外,N含量对冲击韧性也有显著影响。一定的N含量可以保证两相比例协调,从而提高材料的韧性,但是N含量过高反而会导致双相不锈钢的韧性下降。
双相不锈钢的焊接性是决定双相不锈钢应用的关键因素之一。双相不锈钢焊接接头最薄弱区域通常为高温热影响区。该区域经历升温和降温的过程,升温时奥氏体向铁素体转变,降温过程中发生铁素体相向奥氏体转变,在经历焊接热循环后,通常会导致该区域铁素体含量增加,并伴随晶粒长大。如果高温热影响区铁素体含量过高,则会导致韧性下降、耐腐蚀性能下降。
目前为止,经济型双相不锈钢的专利主要集中在如何降低成本、提高耐腐蚀性能或者强度,对韧性及焊接性考虑极少。
欧洲专利EP1327008公布了一种奥氏体-铁素体双相不锈钢,其成分范围(重量%):0.02~0.07%C、3.0~8.0%Mn、19.0~23.0%Cr、1.1~1.7%Ni、0.1~2.0%Si、0.15~0.3%N、可能包含的合金元素有不大于1.0%的Mo或W、不大于1.0%的Cu、0.003~0.005%B,余量为Fe或不可避免的杂质。由于N含量较高,该双相钢具有较高的强度、优良的耐腐蚀性能和焊接性能。但钢中较低的Ni含量(1.1~1.7%)与较高的N含量降低了低温冲击韧性。
中国专利CN101215674公布的一种奥氏体-铁素体双相不锈钢,其成分范围其成分范围(重量%):0~0.04%C、5.0~7.0%Mn、18.0~20.0%Cr、0~1.0%Si、0.15~0.25%N。该双相不锈钢不含贵金属Ni、Mo,所以成本显著下降,但是同时无Ni的双相钢冲击韧性也比较低。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于宝钢不锈钢有限公司,未经宝钢不锈钢有限公司许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201410275932.7/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。