[发明专利]一种双相不锈钢丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及一种双相不锈钢丝及其制备方法。

背景技术

接触网系统的安全可靠性是电气化铁路安全可靠运行的重要保障，性能优越的张力补偿绳对接触网系统安全可靠的运行起着重要的支撑作用，张力补偿绳长年暴露于铁路上方，经受污染、腐蚀和长期拉应力作用，一旦张力补偿绳失效断裂，将直接影响接触线和承力索的工作效用，进而影响到电力机车的正常运行，本发明目的是提供一种具有良好冷加工艺性和优良综合性能的双相不锈钢丝，以此作为钢丝绳制备原料。

具有奥氏体+铁素体组织的双相不锈钢，兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点，因其优良的耐蚀性与强韧性获得了广泛的应用。由于双相不锈钢丝拉拔时奥氏体相的加硬度化率比铁素体高，这样在两相之间就产生了强度差，即形成高强度的奥氏体相与低强度的铁素体相的双相纤维组织，使得双相不锈钢丝具有强韧性的配合。双相不锈钢丝与SUS304钢丝相比，具有高的疲劳寿命，这与其通过拉拔后形成纤维组织有关，双相纤维组织阻止了疲劳裂纹的扩展；当疲劳裂纹扩展时，由于两相组织的存在，阻碍了裂纹的扩展。因此双相不锈钢具有非常优良的综合性能。

国内关于双相不锈钢专利主要集中在冶炼和成型制备领域，关于双相不锈钢线材方面的专利，如：一种双相不锈钢编织软管丝的制造方法，授权公开号：CN103103457B，但是，专利合金含锰量过高，不利于耐蚀性的提升；且合金元素的总量偏低，钢丝的强度难以保障。

发明内容

本发明针对电气化铁路接触网用张力补偿装置用钢丝绳，提供了一种双相不锈钢丝，通过成分设计，以期获得的钢丝具有高的抗拉强度、优良的抗腐蚀性能和优异的抗疲劳性能，通过工艺设计和实施，使双相不锈钢丝能满足张力补偿绳的性能要求，解决双相不锈钢丝冷拉成形难的技术问题。

本发明的技术问题所采用的技术方案是：

一种双相不锈钢丝，其化学成分按质量百分比计如下：

C：0.008-0.016％，Cr：20-28％，Ni：3-8％，Mo：1-6％，Mn：0.1-1％，Si：0.1-1％，Cu：0.1-0.6％，N：0.05-0.5％，Ce：0.03-0.2％，B：0.001-0.005％，P≤0.03％，S≤0.01％，O≤0.01％，余量：Fe及不可避免的杂质。

本发明的合金的成份应满足，Ni当量∶Cr当量比值≥0.28、且Ni当量≤16，进行元素优选配比，通过对元素的优选和限定，保障双相不锈钢中的铁素体的含量控制在40-45％优选范围内，其中：Ni当量＝Ni+30C+25N+0.5Mn+0.25Cu+40B，Cr当量＝Cr+2Si+1.5Mo。

优选的，所述双相不锈钢丝的化学成分按质量百分比计如下：

C：0.010－0.013％，Cr：22-26％，Ni：5－7％，Mo：2-5％，Mn：0.2-0.5％，Si：0.2-0.5％，Cu：0.1-0.3％，N：0.1-0.3％，Ce：0.04-0.08％，B：0.002-0.004％，余量：Fe及不可避免的杂质。

C是奥氏体的形成元素，可提高钢丝的强度，但是过高的C含量易产生各类碳化物，影响钢的加工工艺性，尤其是冷拉成形性能，为控制碳化物的生成，C的含量为0.008－0.016％，优选0.010-0.013％。

Si是有效的脱氧元素，但是过高的Si含量，会表现出耐腐蚀性降低、成形性降低的倾向，因而，使钢中的Si的含量为0.5％以下，对Si的含量的下限并没有特别限定，但是在小于0.01％时有可能会导致脱氧不充分，Si的含量为0.1-1％，优选0.2-0.5％。

Mn是对使奥氏体相稳定化有效的元素，在钢冶炼中可起到脱硫和脱氧的作用，Mn含量在2.0％以下时，Mn含量越高奥氏体相越稳定，但过高含量的Mn，会导致耐腐蚀性的降低；因而，Mn的含量为0.1-1％范围内，优选0.2-0.5％。

P杂质元素，为了避免较高的P含量而影响到钢的塑性和韧性，使钢中的P的含量为0.03％以下，P的含量越低越好。

S为最有害的杂质，因此S的含量越低越好，根据钢中的共存元素的种类及上述元素的含量以及S的含量，钢中的S基本上以Mn的硫化物、Cr的硫化物、Fe的硫化物等金属夹杂物的形态析出，夹杂物均起到作为腐蚀的起点的作用，本发明的钢中，S的含量控制在0.01％以下，较理想的是S的含量为0.005％以下，且越低越好。