[发明专利]一种奥氏体不锈钢棒材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种奥氏体不锈钢棒材及其制备方法，其中奥氏体不锈钢棒材包括按重量百分比计的如下成分：C≤0.030％、S：0.015～0.030％、P≤0.035％、Si≤1.00％、Mn≤2.00％、Cr：16.50～18.00％、Ni：10.50～14.00％、Mo：2.00～2.50％、Ti≥5C～0.7％，余量为Fe及其他不可避免地杂质。本发明基于18‑8型奥氏体不锈钢进行改良，增加硫、钛，使得改良后的奥氏体不锈钢棒材具有良好的抗晶间腐蚀性能，切削性能，棒材的夹杂物水平不低于同等类型钢种，可应用于对耐腐蚀性能和易切削性能都有较高要求的航空航天领域，也可应用于石油、化工、能源和动力领域。

技术领域

本发明涉及金属材料领域，更具体地说，涉及一种奥氏体不锈钢棒材及其制备方法，该奥氏体不锈钢棒材具有的抗晶间腐蚀性能和易切削性能，可应用于航空航天领域、石油、化工、能源和动力等领域。

背景技术

奥氏体不锈钢1913年在德国问世，在不锈钢中一直扮演着最重要的角色，其生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70％。早期的奥氏体不锈钢主要是18-8型Cr-Ni奥氏体不锈钢，即Cr在奥氏体不锈钢的含量约为18％，Ni的含量为8％的奥氏体不锈钢，简称18-8钢，其特点是碳含量小于0.1％，利用Cr、Ni配合获得单相奥氏体组织，由于它具有优良的耐腐蚀性，较好的力学性能，因而广泛应用于航空航天、石油化工以及核电能源等领域。

由于冶炼水平有限，早期奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀能力差，工业界通过向不锈钢中加入Ti、Nb等元素，来提高不锈钢的耐晶间腐蚀能力；但含Ti、Nb的不锈钢焊接性能较差，焊接后会产生腐蚀等缺陷，同时给冶炼带来困难；因此上世纪七十年代，欧美开发了新的二次精炼方法AOD和VOD工艺，成功用于超低碳不锈钢生产，大大降低了不锈钢的含碳量，从根本上降低和阻止了Cr23C6的晶界析出，解决了奥氏体不锈钢晶间腐蚀。

虽然，奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，但也存在易切削性不好的弊端，主要因为奥氏体不锈钢强度、硬度不高，塑性较大，韧性好，机械加工时切削力大而不易排屑。奥氏体不锈钢导热性差，切削温度高及热强度高，使得刀具易磨损，切屑对刀口粘附严重，易产生积屑流，从而影响加工尺寸的精度及表面粗糙度。添加S和Ti后，易切削性能和耐腐蚀性增大、但是会降低材料的纯净度，在大规格棒材生产过程中这些问题尤为突出，无法满足工业界，特别是航空航天领域里结构部件的长寿命和高可靠性的要求。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种奥氏体不锈钢棒材及其制备方法，基于18-8型奥氏体不锈钢进行改良，增加硫、钛，使得改良后的奥氏体不锈钢棒材具有良好的抗晶间腐蚀性能，切削性能，棒材的夹杂物水平不低于同等类型钢种，可应用于对耐腐蚀性能和易切削性能都有较高要求的航空航天领域，也可应用于石油、化工、能源和动力领域。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种奥氏体不锈钢棒材，包括按重量百分比计的如下成分：C≤0.030％、S：0.015～0.030％、P≤0.035％、Si≤1.00％、Mn≤2.00％、Cr：16.50～18.00％、Ni：10.50～14.00％、Mo：2.00～2.50％、Ti≥5C～0.7％，余量为Fe及其他不可避免地杂质。

优选地，所述奥氏体不锈钢棒材的耐用度≥1.35。

本发明第二方面提供了一种奥氏体不锈钢棒材的制备方法，包括以下步骤：

采用EF初炼、AOD炉精炼、LF炉精炼，获得与本发明第一方面所述的奥氏体不锈钢棒材成分相同的不锈钢铸锭；

将所述不锈钢铸锭加热至1100～1200℃并保温8～10h，然后进行锻造或轧制得到奥氏体不锈钢棒材。

本发明第三方面提供了一种奥氏体不锈钢棒材的制备方法，包括以下步骤：