[发明专利]铁基材料中的晶粒细化

权利要求书

1.一种制造奥氏体不锈钢的方法，其依序包括：

a) 将含铁材料供入熔炼炉和将所述含铁材料熔化成熔融金属；

b) 将选自Al和Mg的元素引入所述熔融金属以与所述熔融金属中的溶解氧反应以在所述熔融金属中形成包含Mg氧化物和Al氧化物化合物的目标细氧化物分散体；

c) 在熔融金属中形成目标细氧化物分散体之后，使所述熔融金属保持在所述熔融金属的液相线温度以上的温度和将选自Hf、Nb、Ti和Zr的一种或多种金属晶粒细化剂元素引入所述熔融金属以在所述目标细氧化物分散体上沉淀所述金属晶粒细化剂元素的金属氮化物以产生含有所述金属氮化物的熔融金属；

d) 将其中含有所述金属氮化物的熔融金属冷却至所述熔融金属的固相线温度以下的温度以形成固化奥氏体不锈钢；和

在步骤(b)之前，通过i) 添加一种或多种形成氧化物化合物的脱氧元素和ii) 从所述熔融金属中除去氧化物化合物而部分脱氧，以建立所述熔融金属中的目标氧浓度。

2.权利要求1的方法，其中所述目标细氧化物分散体在熔体中占据1至1000 ppm的总浓度。

3.权利要求1的方法，其中所述目标细氧化物分散体包含MgO和铝酸镁，其促进氮化物的沉淀。

4.权利要求1的方法，其中所述金属氮化物是用于在冷却形成固化奥氏体不锈钢的过程中形成细化金属晶粒的成核位点。

5.权利要求1的方法，其中所述金属氮化物是用于在冷却形成固化奥氏体不锈钢的过程中形成细化等轴金属晶粒的不均匀分散的成核位点。

6.权利要求1的方法，其中所述一种或多种金属晶粒细化剂元素包含Zr。

7.权利要求1的方法，其中所述一种或多种金属晶粒细化剂元素包含Ti。

8.权利要求1的方法，其中Ti是在步骤(b)和(d)的操作之间引入所述熔融金属中的唯一金属晶粒细化剂元素。

9.权利要求1的方法，其包括在步骤(a)的过程中加入所述一种或多种脱氧元素。

10.权利要求1的方法，其包括在步骤(a)和(b)之间加入所述一种或多种脱氧元素。

11.权利要求1的方法，其中除去氧化物化合物包括除去Al氧化物、Ca氧化物和Si氧化物的一种或多种。

12.权利要求1的方法，其中所述脱氧元素包含选自Al和Ca的元素。

13.权利要求1的方法，其中Al和/或Ca是在脱氧步骤的过程中加入的仅有脱氧元素。

14.权利要求1-8任一项的方法，其中所述金属氮化物沉淀到所述目标细氧化物分散体上并且所述金属氮化物为冷却时的等轴晶粒的异相成核和晶粒细化提供表面。

15.权利要求1-8任一项的方法，其中在添加所述一种或多种晶粒细化剂元素时熔体中的N含量为400至3000 ppm。

16.权利要求1-8任一项的方法，其中所述固化奥氏体不锈钢的微结构为至少50体积%等轴晶粒。

17.权利要求16的方法，其中所述固化奥氏体不锈钢具有平均晶粒度为0.5至5 mm的等轴晶粒结构。

18.通过权利要求1-8任一项的方法制成的奥氏体不锈钢。