[发明专利]不锈钢冶炼方法、改性方法及一种不锈钢

说明书

本发明公开了一种不锈钢冶炼方法，在冶炼过程中控制气氛中的氧含量在10ppm～100ppm之间，氮含量不高于400ppm，并控制不锈钢中的Ti含量大于0但不超过0.05wt%。本发明还公开了一种不锈钢改性方法及一种不锈钢。本发明通过精确的冶炼工艺控制，能在不锈钢中原位自主产生弥散分布的微小Ti₂O₃颗粒，该Ti₂O₃颗粒稳定性明显高于TiN和碳化物，可对不锈钢组织起到很好的优化作用从而实现性能的强化，同时还可以遗传到焊接过程中有效抑制焊接热影响区组织的长大，从而实现不锈钢焊接性能的优化。

技术领域

本发明属于冶金工艺技术领域，具体涉及一种不锈钢冶炼方法。

背景技术

非金属夹杂物被认为是钢中的有害杂质，是钢铁产品出现缺陷的主要诱因。然而，对于多数钢种而言，尺寸50μm以上的大型夹杂物对钢的性能才有影响，几微米以下的小型夹杂物在凝固和轧制过程中可以作为组织形成的异质形核核心，通过控制夹杂物的大小、形态、数量和分布，可以提高钢材的性能。日本新日铁将细化和利用氧化物夹杂的技术称为氧化物冶金技术。氧化物冶金成为了近年来用于细化钢铁材料晶粒，提高强度与韧性的新方法，已经成功的用于非调质钢、微合金低碳钢、天然气输送管线钢、船板钢的开发。

另一方面，氧化物弥散强化(oxide dispersion strengthened(ODS))，在9Cr钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、镍基高温合金中已经获得应用，充分证明了微小氧化物颗粒可以提高材料的高温力学性能、持久蠕变性能及耐辐照性能。然而该材料只能通过机械合金化(MA)的方法进行制造，这种制造技术限制了其只能用来制造体积、面积较小的材料和零件。

在不锈钢领域，Ti元素经常被当成N稳定化元素加入，以固定多余的N元素，改善不锈钢的成型性，消除应变时效，减少铁素体不锈钢表面皱纹状变形。细小弥散的TiN可以细化凝固组织，提高等轴晶比例，进而减小连铸板坯的横裂纹，同时TiN粒子抑制奥氏体晶粒长大，以获得细小的奥氏体晶粒，同时改善焊接热影响区的韧性。但是TiN的稳定性较差，其强化效果有限，组织改善性有限，且脆性的TiN颗粒容易成为材料断裂的裂纹源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种不锈钢冶炼方法，通过精确的工艺控制，可在不锈钢中原位自生细小球状Ti₂O₃颗粒并且达到弥散分布的效果，从而实现对不锈钢组织的良好细化作用，并且可以遗传到焊接过程中有效抑制焊接热影响区组织的长大，同时解决了氧化物弥散强化钢采用机械合金化的方法只能制造体积、面积较小的材料和零件的问题。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种不锈钢冶炼方法，在冶炼过程中控制气氛中的氧含量在10ppm～100ppm之间，氮含量不高于400ppm，并控制不锈钢中的Ti含量大于0但不超过0.05wt％。

一种不锈钢，使用如上所述不锈钢方法冶炼得到。

基于同一发明构思还可以得到以下技术方案：

一种不锈钢改性方法，对不锈钢进行冶炼，且在冶炼过程中控制气氛中的氧含量在10ppm～100ppm之间，氮含量不高于400ppm，并控制不锈钢中的Ti含量大于0但不超过0.05wt％。

一种不锈钢，使用如上所述方法进行改性。

相比现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明通过精确的冶炼工艺控制，能在不锈钢中原位自主产生弥散分布的微小Ti₂O₃颗粒，该Ti₂O₃颗粒稳定性明显高于TiN和碳化物，可对不锈钢组织起到很好的细化作用从而实现性能的强化，同时还可以遗传到焊接过程中有效抑制焊接热影响区组织的长大，从而实现不锈钢焊接性能的优化。