[发明专利]一种具有良好高温强度的铁素体不锈钢及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有良好高温强度的铁素体不锈钢及其制备方法，其中，具有良好高温强度的铁素体不锈钢，按重量百分比，其化学组分为C:0.002％～0.03％，N:0.002％～0.03％，Si:0.1％～0.8％，Mn:0.1％～1.0％，Cr:16.0％～21.0％，Nb：0.3％～1.0％，Mo：0.8％～3.0％，Ce：0.001％～0.05％，Cu：≤0.5％，Ni：≤0.2％且Ni+Cu≤0.5％，Ti：≤0.03％，Al：≤0.03％，余量为Fe及不可避免杂质。本发明通过控制Ce、Nb、Al和Ti等元素含量的添加、各元素的相互协同配合及晶粒尺寸的控制而使得制备的铁素体不锈钢不仅具备高的高温强度，而且具有优良的高温钎焊性能和室温成形性能，从而能被应用在汽车排气岐管及汽车用废气再循环系统。

技术领域

本发明涉及一种铁素体不锈钢及其制备方法，具体涉及一种具有良好高温强度的铁 素体不锈钢及其制备方法。

背景技术

近年来，由于对环境污染问题的容忍度越来越低，要求不断的强化汽车尾气的排放， 许多国家也实施了越来越严格的汽车尾气排放法律法规。

为了减少污染物的排放，需要不断的提高废气的温度，同时增设尾气后处理系统，例如SCR(选择性催化还原系统)、EGR(废气再循环系统)、DPF(柴油颗粒过滤器)、 GPF(汽油颗粒过滤器)等，对材料的高温特性提出了更高的要求。

如中国发明专利申请《EGR冷却器用铁素体不锈钢》，其专利申请号为CN200980133326.9、申请公开号为CN102131946A公开了一种EGR冷却器用铁素体系 不锈钢板以质量％计其至少含有C：0.03％以下、N：0.05％以下、Si：0.1％～1％、Mn： 0.02％～2％、Cu：0.2％～1.5％、Cr：15％～25％、Nb：8(C+N)％～1％及Al：0.5％以 下，剩余部分包含Fe及不可避免的杂质，所述EGR冷却器用铁素体系不锈钢板以质量％ 计进一步含有Ti：满足下述式(1)及式(2)的范围，而且，Cr、Cu以满足下述式(3)的范围 含有，Ti-3N≤0.03(1)、10(Ti-3N)+Al≤0.5(2)、Cr+2.3Cu≥18(3)。该专利中的铁素体不 锈钢主要通过限定钢种的Ti和Al的含量，以保证EGR用材的钎焊润湿性；并通过添 加Cu，并辅以足够的Cr含量来保证提高材料的耐冷凝液腐蚀，此外，又辅助添加了W、 V和Ni等元素来保证材料的综合性能。该专利主要通过合金成分优化改善EGR系统的 耐腐蚀性能，其并没有涉及材料的耐高温性能和成形性能，而无法应用到排气系统的热 端。

又如中国发明专利申请《具有抗冷凝液腐蚀性的低成本铁素体不锈钢及其制造方法》，其专利申请号为CN201510338084.4、申请公告号为CN106256919A，提供了一种 具有抗冷凝液腐蚀性的低成本铁素体不锈钢，该钢化学成分的质量百分比为：C：0.001～0.015％，Si：0.05～0.50％，Mn：0.05～0.80％，Cr：13.5～15.0％，P≤0.035％，S≤0.02％，Ni≤0.3％，N：0.001～0.015％，V：0.002～0.08％，Al：0.001～0.08％，Ce： 0.001～0.08％，Cu：0.001～0.4％，还含有Nb：0.20～0.40％、Ti：0.10～0.30％中的一 种或两种，其余为Fe和不可避免的杂质元素。该专利中主要以Cr为基础，充分利用 Nb+Ti双稳定取代单Ti稳定，避免了单Ti添加易于堵塞连铸时结晶器的水口，并能避 免带钢表面的钛条纹缺陷；添加稀土元素Ce提高强度和抗高温氧化性能，进而获得了 良好的抗冷凝液腐蚀和冷加工性能。该专利主要采用低成本路线，并优化合金元素来提 高铁素体不锈钢的耐冷凝液腐蚀性能，其铬含量较低，主要应用在乘用车排气系统的冷 端，其对高温强度并没有涉及，不能应用在乘用车排气系统的热端。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术的现状，提供一种高温强度 高且高温钎焊性能和室温成形性优良的铁素体不锈钢。