[发明专利]微合金化的高硅锰含氮型奥氏体不锈钢材料及制备方法有效

专利信息
申请号: 201811097221.X 申请日: 2018-09-18
公开(公告)号: CN109280842B 公开(公告)日: 2021-06-25
发明(设计)人: 刘海定;陈登华;王东哲;何曲波;王方军;刘应龙;田源;喻峰 申请(专利权)人: 重庆材料研究院有限公司
主分类号: C22C33/06 分类号: C22C33/06;C22B9/18;C22C38/34;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/58
代理公司: 重庆志合专利事务所(普通合伙) 50210 代理人: 胡荣珲
地址: 400707 重*** 国省代码: 重庆;50
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摘要:
搜索关键词: 合金 高硅锰含氮型 奥氏体 不锈钢材料 制备 方法
【说明书】:

发明涉及一种微合金化的高硅锰含氮型奥氏体不锈钢材料及制备方法,所述高硅锰型含氮不锈钢材料各组分的重量百分含量为:C:0.03~0.06%、Cr:16.0~17.5%、Ni:8.0~9.0%、Si:3.5~4.5%、Mn:7.5~9.0%、N:0.10~0.18%、Mo:0.1~0.6%、V:0.05~0.2%、Nb:0.05~0.2%、Cu:0.1~0.5%、Fe为余量。采用本发明所述方法制备的高硅锰含氮型奥氏体不锈钢,具有良好的冷、热加工性能,优良的横、纵向室温、高温力学性能和韧塑性,耐腐蚀性能好等特点,同时,大大提高了合金成材率。

技术领域

本发明属于金属材料冶金制备领域,特别涉及一种微合金化的高硅锰含氮型奥氏体不锈钢材料及制备方法。

背景技术

氮元素不仅能够提高不锈钢耐点蚀和缝蚀等局部腐蚀的能力,还能提高强度、韧度。同时氮是有效的奥氏体形成元素,稳定奥氏体基体的能力甚至达到镍的30倍。含氮奥氏体不锈钢就是通过在在奥氏体不锈钢中加入适量的氮元素,取代部分的镍元素,从而可以降低材料成本,但为了提高氮在不锈钢中溶解度,则需要在不锈钢中添加一定量的锰。而硅可以提高铁的钝化能力、提高基体的电极电位,在钢的表面形成一层致密的氧化膜,从而可明显提高钢的耐蚀性、耐磨性。因此高硅锰含氮型奥氏体不锈钢具有良好的强韧性匹配,以及耐磨、耐腐蚀、抗空蚀和高温性能,在化工、石油天然气开采、水电、核电等重要工业领域得到了广泛应用。不过当硅含量过高,大于4~5%时,在热加工或热处理过程容易析出脆性的金属间相,比如σ相,导致钢易于脆化,因此该钢种的制造对锻、轧等热加工以及热处理的要求很高,使得一般工厂无法生产该系列钢种,阻碍了它们的推广应用。

发明内容

本发明所涉及的微合金化的高硅锰含氮型奥氏体不锈钢材料及制备方法,采用本发明所述方法制备的高硅锰含氮型奥氏体不锈钢,具有良好的冷、热加工性能,优良的横、纵向室温、高温力学性能和韧塑性,耐腐蚀性能好等特点,同时,大大提高了合金成材率。

本发明的技术方案是:

高硅锰型含氮不锈钢材料,其各组分的重量百分含量为:

C:0.03~0.06%、Cr:16.0~17.5%、Ni:8.0~9.0%、Si:3.5~4.5%、Mn:7.5~9.0%、N:0.10~0.18%、Mo:0.1~0.6%、V:0.05~0.2%、Nb:0.05~0.2%、Cu:0.1~0.5%、Fe为余量。

较好的技术方案是,上述材料各组分的重量百分含量为:

C:0.040~0.045%、Cr:16.5~17.0%、Ni:8.0~8.5%、Si:3.8~4.2%、Mn:7.5~8.5%、N:0.12~0.16%、Mo:0.3~0.5%、V:0.10~0.15%、Nb:0.10~0.15%、Cu:0.1~0.25%、Fe为余量。

上述高硅锰型含氮不锈钢材料的制备方法,有以下步骤:

1)上述配比取高硅锰含氮型不锈钢各组分,其中V采用铁钒中间合金,N采用微碳铬铁,将Fe、Cr、Ni、Mo、Nb作为底料,C、Si、Mn、Cu、铁钒中间合金、微碳铬铁作为小料,真空感应炉或电弧炉熔炼,待底料完全熔化后在保护气氛下分批次加入小料,经成分检测合格后浇铸成圆柱形电极棒,得到电渣重熔用的重熔电极棒

2)配制渣料,渣料各组成按重量份为CaF2:50~70份、CaO:5~20份、Al2O3:5~20份、MgO:5~20份、SiO2:1~10份、MnO2:1~10份;渣料经800℃烘烤8~16h;

3)将渣料加热至熔融状态后倒入结晶器或在结晶器中直接化渣起弧,步骤1)得到的重熔电极棒缓慢插入到熔融状态下的渣料中,通电起弧后调整电压45~60V、电流6000~14000A至稳定后开始化料;

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