[发明专利]具有改善的强度的奥氏体不锈钢和用于制造其的方法

说明书

公开了具有改善的强度的奥氏体不锈钢。该奥氏体不锈钢的特征在于包含：以重量％计，0.06％至0.15％的C、0.3％或更少(不包括0)的N、大于1.0％且为2.0％或更少的Si、5.0％至7.0％的Mn、15.0％至16.0％的Cr、0.3％或更少(不包括0)的Ni和2.5％或更少(不包括0)的Cu、以及包含Fe和不可避免的杂质的剩余部分，并且满足以下表达式(1)、表达式(2)和表达式(3)。表达式(1)：15≤0.2Mn+337C+1.2Cu‑1.7Cr+3.3Ni+78N‑3.5Si+3.0≤30；表达式(2)：2.3≤[Cr+1.5Si]/[Ni+0.31Mn+22C+1Cu+14.2N]≤3.0；表达式(3)：1.0≤((Cr+1.5Si+18)/(Ni+0.52Cu+30(C+N)+0.5Mn+36)+0.262)*161‑161≤7.0，其中C、N、Si、Mn、Cr、Ni和Cu是指各元素的含量(以重量％计)。

技术领域

本公开内容涉及奥氏体不锈钢，并且更特别地，涉及具有改善的强度以及优异的延伸率和生产率的奥氏体不锈钢。

背景技术

根据近年来的环境法规，需要适用于结构构件例如车辆和铁路的轻质且高强度的钢材料，以提高能量效率。因此，根据消费者的需求和当前的趋势，对结构材料的生产从过去的有限项目的大量生产改变成多样项目的少量生产。

不锈钢不仅由于其强度和可成形性而提供关于环境法规和能量效率问题的替代方案，而且由于不需要用于改善耐腐蚀性的额外设备的投资而适合于多样项目的少量生产。然而，存在的问题在于与普通的结构用碳钢相比，不锈钢具有更低的屈服强度和抗拉强度。因此，需要开发具有与碳钢的强度相似的强度的不锈钢。

通常，不锈钢基于其化学组分或金属组织来分类。根据金属组织，不锈钢被分类为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢和双相不锈钢。

不锈钢具有低生产率的问题，因为其由相对昂贵的元素形成并且与结构用结构碳钢相比具有更高的合金含量。特别地，在需要成形的产品的情况下，需要奥氏体不锈钢而不是相对廉价的铁素体不锈钢。然而，包含在奥氏体不锈钢中的高价格的Ni和Mo导致以下方面的问题：价格竞争力，以及由于材料的供应与需求不稳定，奥氏体不锈钢在结构构件例如车辆中的使用受限，以及由于材料价格波动大，供应价格不稳定。

因此，需要通过改善强度和可成形性同时降低昂贵元素例如Ni和Mo的含量来开发适用于结构构件例如车辆的奥氏体不锈钢。

发明内容

技术问题

本公开内容提供了具有改善的强度以及延伸率和生产率的奥氏体不锈钢。

技术方案

本公开内容的一个方面提供了具有改善的强度的奥氏体不锈钢，所述奥氏体不锈钢包含：以重量百分比(％)计，0.06％至0.15％的碳(C)、0.3％或更少(不包括0)的氮(N)、大于1.0％且等于或小于2.0％的硅(Si)、5.0％至7.0％的锰(Mn)、15.0％至16.0％的铬(Cr)、0.3％或更少(不包括0)的镍(Ni)、2.5％或更少(不包括0)的铜(Cu)、以及剩余部分的铁(Fe)和不可避免的杂质，所述奥氏体不锈钢满足以下表达式(1)、表达式(2)和表达式(3)。

表达式(1)：15≤0.2Mn+337C+1.2Cu-1.7Cr+3.3Ni+78N-3.5Si+3.0≤30

表达式(2)：2.3≤[Cr+1.5Si]/[Ni+0.31Mn+22C+1Cu+14.2N]≤3.0

表达式(3)：1.0≤((Cr+1.5Si+18)/(Ni+0.52Cu+30(C+N)+0.5Mn+36)+0.262)*161-161≤7.0

其中C、N、Si、Mn、Cr、Ni和Cu是指各元素的含量(重量％)。

在本公开内容的一个实施方案中，平均晶粒尺寸可以为5μm或更小。