[发明专利]多用途高铝不锈钢

说明书

本发明涉及一种生产铁-铝基合金的方法。

当今标准化的不锈钢都含很高的铬，如应用比较广泛的1Cr18Ni9Ti不锈钢，Cr含量为18%，甚至有的不锈钢中Cr含量高达35%。另外，由于铬是促使钢铁素体化的元素，为了使钢奥氏体化而无磁性，往往要加入大量的镍，而铬和镍在中国和很多国家中不仅资源稀缺且价格昂贵。多年来，人们一直探索能有效地代替铬、镍的合金元素，而铝便是其中之一。日本所公开的“耐海水腐蚀无磁性钢”（AU-B-81654/87）专利便是一例，这项专利虽采用了以铝代铬的技术，使铝含量为20～29%，达到耐海水腐蚀及无磁性的要求，但仍未考虑到高铝钢晶粒间脆性而造成钢机械性能差的问题，而且该专利要求钢中含Si量小于0.25%，不仅限制了冶炼条件，也不能发挥Si对提高高铝不锈钢的耐腐蚀性能及强度的作用，也没有考虑到钼对钢耐腐蚀的良好作用，且使铬含量（为5.5-15%）仍然较高。

本发明的任务是在利用中国丰富的资源和现有冶炼条件下，提供一种生产耐高温氧化及硫化腐蚀、耐大气腐蚀、耐海水腐蚀、在一定含铝量时为无磁性，且成本低、重量轻，可以替代高铬、镍的高铝不锈钢技术。

为完成上述任务，本发明所采用的技术方案是以Fe、Al、C、Si、Mn、Cr、No、Cu、B、∑Re、P、S为成份组成。

这种成份间的含量（按重量百分）为：C＜2%;Si：0.1～1.5%;Mn＜5%;Cr：0～8%;No：0～1.5%;Cu：0～0.3%;B：0～0.5%;∑Re：0～0.5%;P≤0.035%;S≤0.03%;Al：10～30%;Fe为余量。

根据不同用途本发明还可加入Ti、V、Wb、Zr元素，各种元素的加入量不大于0.3%。

本发明其所以把P、S含量适当控制到0.035%和0.03%以内，是在不影响钢的性能条件下有利于在中国目前冶炼条件下能广泛地推广。含硅量在0.1～1.5%不仅对提高高铝不锈钢的强度及耐腐蚀性能有好处，且对这种钢用于铸钢提供了方便。另外，强调了钢中的含钼量和稀土量，这不仅可提高钢的综合性能，而且充分利用了中国的富有资源。含铜量的确定不仅可以利用中国某些地区的含铜原料，亦可同时提高高铝不锈钢的耐大气腐蚀性能。在含碳量方面，对耐高温氧化及硫化腐蚀高铝不锈钢规定了较高的上限，主要考虑了这种钢在高温模具钢方面的应用。为减少锰对高铝不锈钢的不良影响，本发明限制了含锰量小于5%，铝是本发明的主要合金成份，所规定的下线为10%，使钢具有综合耐腐蚀性能。当Al含量在20～30%时，可确保钢的无磁性。为了加强钢中晶粒之间的强度，规定了钢中可含有小于0.5%的硼。

在冶炼过程中，各合金元素应在精炼后期加入，铝在精炼的最后期加入炉内，也可将部分铝加入钢包底。

由于采用了上述技术方案，使本发明具有成本低（至少比镍铬不锈钢低30%）、重量轻（比镍铬不锈钢轻5～15%）、节省了昂贵的铬镍合金。在本发明所含成份范围内波动，生产出的合金钢可分别具有耐高温氧化及硫化腐蚀、耐大气腐蚀、耐海水腐蚀、在高含铝量时无磁性的特点。可广泛用于食品加工、日用五金、建筑装璜、建材、刀具、餐具、器械及设备的耐海水腐蚀零部件等。

实施例1，生产耐高温氧化及硫化腐蚀高铝不锈钢的成份和含量（按重量百分）为：C＜2%;Si：0.1～1.5%;Nn＜5%;Al：10～18%;No：＜1.5%;Cu：＜0.3%;B：＜0.5%;∑Re：＜0.5%;P≤0.035%;S≤0.03%;Fe为余量。

按这种方法生产的高铝不锈钢可用于制造耐高温氧化及硫化的部件，使用温度低于1000℃。

实施例2.生产耐大气腐蚀高铝不锈钢的成份和含量（按重量百分）为：C≤0.95%;Si：0.25～1%;Mn＜1.5%;Al：10～20%;Cr＜5%;Mo＜1.5%;Cu＜0.3%;B＜0.5%;∑Re＜0.5%;P≤0.035%;S≤0.03%;Fe为余量。

按这种方法生产的高铝不锈钢主要用于耐大气腐蚀，如制造家俱、装饰品、建筑装璜及建材用钢，也可用于刀具类。

实施例3.生产无磁性高铝不锈钢的主要成份和含量（按重量百分）为：C：0.08～0.15%;Si：0.25～1%;Mn＜1.5%;Al：20～30%;Cr：5～8%;Mo：0.5～1.5%;Cu＜0.3%;B＜0.5%;∑Re＜0.5%;P≤0.035%;S≤0.01%;Fe为余量，允许加入含量（按重量百分）小于0.3%的Ti、V、Nb、Zr元素。

按这种方法生产的高铝不锈钢可用于食品加工、日用五金、泵阀、餐具、器皿、医疗器械及耐海水腐蚀部件等，同时亦可取代1Cr18Ni9Ti不锈钢来制造变压器、磁选机、电机、电器等设备中的不导磁部件以及制作低温设备中的部件。