[发明专利]一种资源节约型奥氏体耐热钢及其制备方法

说明书

一种资源节约型奥氏体耐热钢，其化学成分质量百分比为：C：0.04～0.08％；Si：2.0～3.5％；Mn：6.4～7.5％；Cr：22.0～24.0％；Ni：9.0～11.0％；N：0.1～0.25％；Cu：1.0～2.0％；Mo：0.5～1.2％；W：0.5～1.2％；P：小于等于0.035％；S：小于等于0.005％；其余为Fe和不可避免的杂质元素；其中Creq和Nieq之比控制为1.3～1.8，Creq＝％Cr+1.5*％Si+％Mo+％W；Nieq＝％Ni+30*(％C+％N)+0.5*％Mn。制备步骤为：冶炼钢水，浇铸成板坯，加热，热轧，卷取，热退酸洗，冷轧，冷退酸洗。本发明成分配比科学合理，有效降低合金成本和批量生产时的难度；同时制备工艺简单，生产成本低，提高成材率和产品质量，具有优良的抗氧化性能。

技术领域

本发明涉及一种奥氏体耐热钢，尤其涉及一种资源节约型奥氏体耐热钢及其制备方法，主要应用于制造汽车排气系统热端的岐管和工业炉内胆等。

背景技术

服役温度大于900℃的奥氏体耐热不锈钢一般含有较高的铬和镍元素，如309S和310S，其铬镍含量之和最高达45％左右。此类耐热钢不仅制造成本高，制造难度大，而且长时间高温服役后易在晶界形成碳化物，导致失效的发生，如图1所示。

经查，目前有关奥氏体耐热钢的中国专利中，大多数奥氏体耐热钢的镍含量均大于17％，有的甚至高达34％，只有专利公开号为CN106244940A的中国专利《一种铬锰氮系奥氏体耐热钢及其制备方法》和专利公开号为CN107475640B《一种奥氏体耐热钢的制备方法》中的镍含量低于17％。其中专利公开号为CN107475640B的镍含量为10～16.5wt％，但是碳含量较高，为0.2％-0.5％，同时含有较多的合金元素如Mo、Nb、W、V、Y和B等，并含有0.3％-0.6％的氮。专利公开号为CN107475640B的镍含量为6.00％～8.00％，同时也含有Cu、Mo、Nb、V和B等合金元素，并含有0.18％-0.45％的氮。在常规的不锈钢工业化生产条件下，是很难实现这么高氮含量不锈钢产品的生产。一般都是在高压条件下，通过提高氮的固溶度，实现高氮钢的生产，因此，制备成本较高。

为此，研发出一种资源节约型奥氏体耐热不锈钢及其制备方法具有重大意义。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种配比科学合理、成本低且质量好的资源节约型奥氏体耐热钢，降低了镍含量，且降低了制备难度。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种制备工艺简单、成材率高且成本低的资源节约型奥氏体耐热钢的制备方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种资源节约型奥氏体耐热钢，其特征在于：该奥氏体耐热钢的化学成分质量百分比为：

C：0.04～0.08％；Si：2.0～3.5％；Mn：6.4～7.5％；Cr：22.0～24.0％；Ni：9.0～11.0％；N：0.1～0.25％；Cu：1.0～2.0％；Mo：0.5～1.2％；W：0.5～1.2％；P：小于等于0.035％；S：小于等于0.005％；其余为Fe和不可避免的杂质元素；

其中Creq和Nieq之比控制为1.3～1.8，

Creq＝％Cr+1.5×％Si+％Mo+％W；

Nieq＝％Ni+30×(％C+％N)+0.5×％Mn。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种资源节约型奥氏体耐热钢的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)按上述成分配比称量，通过两步法冶炼好成分满足要求的钢水；

2)将钢水倒入烘烤好的钢包内，在精炼工位微调成分，确保成分满足1.3≤(Creq/Nieq)≤1.8，通过连铸的方式浇铸成板坯；