[发明专利]B元素在提升超级奥氏体不锈钢的强度和耐蚀性中的应用

说明书

本发明属于金属材料制造技术领域，具体涉及一种B元素在提升超级奥氏体不锈钢的强度和耐蚀性中的应用。含有B元素的B微合金化超级奥氏体不锈钢较未含有B元素的超级奥氏体不锈钢的屈服强度提升了25％以上，抗拉强度提升了19％以上，且整体塑性良好；而且，本发明提供的B微合金化超级奥氏体不锈钢的钝化膜更致密、更稳定，即耐蚀性更好。

技术领域

本发明属于金属材料制造技术领域，具体涉及一种B元素在提升超级奥氏体不锈钢的强度和耐蚀性中的应用。

背景技术

随着节能环保、海洋工程、石油化工等领域的发展，对耐蚀不锈钢材料提出了更高的要求。超级奥氏体不锈钢因具有更优异的耐腐蚀性能和良好的综合力学性能，成为在含卤离子和极端腐蚀环境下服役的不锈钢材料的首选。超级奥氏体不锈钢主要是指具有较高含量的Cr、Mo、Ni、N等合金元素且Fe元素含量低于50％的一类奥氏体不锈钢。虽然Mo元素的含量高，能提高材料的耐局部腐蚀能力，但是Mo元素极易在界面处偏析，导致大量析出相沿晶界连续析出，使晶界处Mo、Cr元素局部贫化，严重降低材料抗晶间腐蚀与点蚀的能力，同时析出相在晶界的连续分布还会导致晶界脆化，降低材料的强度和塑性。

目前，为了减小析出相的负面影响，传统的超级奥氏体不锈钢制备工艺通常是在热加工结束后，进行固溶处理(通常在1200℃左右)使析出相回溶于基体，但仍有少量析出相存在，且不可避免地会导致材料晶粒长大，强度降低。故只能不断优化高温退火处理的工艺参数来有限地提升材料的使用性能，效果甚微。

因此，提供一种效果显著的提升超级奥氏体不锈钢的强度和耐蚀性的方法是有必要的。

发明内容

针对以上问题，本发明目的之一在于提供一种B微合金化超级奥氏体不锈钢，该B微合金化超级奥氏体不锈钢是利用硼(B)微合金化抑制Mo、Cr元素向晶界扩散，配合均匀塑性形变与中温短时时效处理使Mo元素向晶界微偏析的处理工艺，利用原本不利材料强度与耐蚀性的析出相(微米级别)，实现晶界与晶内析出相纳米化，通过形变诱导析出，使纳米析出相弥散分布在基体中达到超级奥氏体不锈钢高强和高耐蚀的目的。

为了达到上述目的，本发明可以采用以下技术方案：

本发明一方面提供一种B微合金化超级奥氏体不锈钢其化学成分及其质量百分比含量为：0＜C≤0.02％、0＜Si≤0.5％、0＜Mn≤0.5％、0＜P≤0.03％、0＜S≤0.005％、18.5％≤Ni≤25.5％、0.7％≤Cu≤0.8％、0.2％≤N≤0.35％、19.5％≤Cr≤22.5％、4.5％≤Mo≤7％、B：0.005％，余量为Fe及其他不可避免的杂质元素。

本发明另一方面提供一种上述的B微合金化超级奥氏体不锈钢的制备方法，其包括：将B微合金化超级奥氏体不锈钢的各组分原料制成钢板，然后进行固溶淬水处理，预变形处理和中温时效处理。

本发明再一方面提供一种B元素在提升超级奥氏体不锈钢的强度和耐蚀性中的应用，B元素在超级奥氏体不锈钢中的质量百分数为0.005％。

本发明有益效果包括：本发明提供的B微合金化超级奥氏体不锈钢较未含有B元素的超级奥氏体不锈钢的屈服强度提升了25％以上，抗拉强度提升了19％以上，且整体塑性良好；而且，本发明提供的B微合金化超级奥氏体不锈钢较未含有B元素的超级奥氏体不锈钢的钝化膜更致密、更稳定，即耐蚀性更好。

附图说明

图1为过不同处理工艺后超级奥氏体不锈钢试样的SEM图；

图2为经过不同处理工艺后超级奥氏体不锈钢试样的力-位移曲线图；

图3为经过不同处理工艺后超级奥氏体不锈钢试样的奈奎斯特图。

图中，S31254@ST代表未添加B且仅进行固溶淬水处理后的试样，50B-S31254@D600℃代表添加0.005％B且进行固溶淬水处理+预变形+中温时效处理后的试样。

具体实施方式