[发明专利]一种耐低温的功能性不锈钢铸件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种耐低温的功能性不锈钢铸件，以质量百分数计含有碳≤0.5%，锰：2.0‑2.6%，硅：2.6‑3.2%，铬：5.0‑8.0%，镍：7.0‑10.0%，钛：8‑15%，铝：6‑12%，钼：1.0‑1.5%，钙：0.04‑0.12%，剩余部分为铁和不可避免的杂质；所述不可避免的杂质中的磷≤0.04%，硫≤0.05%，锡≤0.03%，砷≤0.02%，铅≤0.01%，锑≤0.02%，杂质的总含量≤0.3%；本发明的耐低温不锈钢在60℃温度下，V型冲击功可达到27kJ以上，屈服强度达到630Mp以上，抗拉强度大于820Mp，其耐腐蚀性，低温下的强度和韧性均满足耐低温石油管道使用，能够在特殊低温环境条件下使用。

技术领域

本发明涉及不锈钢制造领域，尤其涉及耐低温的功能性不锈钢铸 件及其制造方法。

技术背景

随着现代科学技术不断向“深冷王国”进军，形成了一些低温 工作状态下的科学技术。例如，石油化工、航天、低温超导等技术， 需要许多液氧、液氢、液氮等作燃料或冷却剂，制造、贮存、运输这 些超低温液化气体需要大量耐低温的金属容器。此外，液体燃料火箭 技术、冷冻工业以及低温物理、低温医学等等，都需要金属在很低温 度下工作。

研究证明，金属在低温下的性能与常温表现是不同的。在超低温 状态下，敲打沉甸甸的铅条，会发出铜铃般的响声；水银冻得坚如钢 铁；低碳钢的强度成倍提高……几乎所有的金属在超低温度下，强度 都比它们在室温时要高出很多。

但是，金属的“硬”和“脆”总是形影不离，在低温下金属的强 度和硬度固然提高，可是韧性却大大降低了，也就是说，金属变“脆” 了。金属的冷脆断裂与常温下的脆性破坏状态基本相同，它往往在无 明显的塑性变形时突然发生，断口平滑光亮，裂纹一般起源于金属组 织中的缺陷或应力集中处，以很快的速度传播。它一旦发生，顷刻之 间便会使整个结构崩溃。

不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸 蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。不锈钢应用于人们生活的方方 面面。目前我国的与俄罗斯正在进行能源合作，西伯利亚的原油要运 输进中国必须经过严寒的西伯利亚草原，需要耐受-70℃的低温，目 前的的研究热点是，如何生产耐低温的不锈钢铸件，在超低温下保留 其耐腐蚀，和韧性，以满足生产运输的需要，

发明内容

针对上述不足，本发明的目的是提供一种耐低温的功能性不锈钢 铸件及其制造方法，克服了现有技术不锈钢在低温下抗冲击强度和韧 性低的缺点。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种耐低温的功能性不锈钢铸件，以质量百分数计含有碳

≤0.5％，锰：2.0-2.6％，硅：2.6-3.2％，铬：5.0-8.0％，镍：7.0-10.0％， 钛：8-15％，铝：6-12％，钼：1.0-1.5％，钙：0.04-0.12％，，剩余部 分为铁和不可避免的杂质；所述不可避免的杂质中的磷≤0.04％，硫 ≤0.05％，锡≤0.03％，砷≤0.02％，铅≤0.01％，锑≤0.02％，杂质的 总含量≤0.3％。本方案在奥氏体不锈钢的基础上，大幅降低了铬的用量，大幅增加了钛和铝的用量，避免低温下马氏体的形成，提高其低 温下的韧性和抗冲击强度。

进一步的，上述一种耐低温的功能性不锈钢铸件，以质量百分数 计，所述钛的含量为10-13％，所述铝的含量：8-10％。

进一步的，上述一种耐低温的功能性不锈钢铸件，以质量百分数 计，所述钛的含量为12％，所述铝的含量：9％。在这个配比条件下， 制得的不锈钢性能最佳。

进一步的，上述一种耐低温的功能性不锈钢铸件，所述不锈钢铸 件的金相组织中的铁素体的含量控制在6-8％之间。控制铁素体的含 量，降低低温下不锈钢合金发脆的现象。

进一步的，上述耐低温的功能性不锈钢铸件的制造方法，包括以 下步骤：