[发明专利]耐海水腐蚀高强度铁素体时效不锈钢

说明书

本发明属于合金钢领域，是一种铁基Cr-Ni-Mo-Cu-Ti系高强高韧铁素体时效不锈钢，主要适用于海水以及其它含氯离子的水溶液等苛刻腐蚀环境中使用的高强、高韧结构件。

我国海岸线长达18000多公里且港湾曲折，海洋天然资源十分丰富。今后，我国海洋高新技术开发的重点是深潜技术，水下工程、船舶工程技术、海洋生物技术，水声探测技术以及海洋信息技术等。加速我国海洋高新技术开发的物质基础和前提条件之一，是研究和开发耐海水腐蚀材料，特别是耐海水腐蚀高强不锈钢。

海水是腐蚀性很强的天然电解质。在海洋环境中最常见的形式是电化学腐蚀、孔蚀和缝隙腐蚀。

海洋工程的某些结构件要求σ_0.2≥880MPa％，δ₅≥10％，ψ≥30％，a_k≥39J，耐孔蚀，耐缝隙腐蚀与OCr₁₈Ni₁₂Mo₃相当的新钢种。

迄今为止，国内外已研究出一系列耐海水腐蚀不锈钢和高强不锈钢，主要钢类如下：

1、高Mo的超级Cr-Ni奥氏体型不锈钢及有关专利。

工业中使用的典型钢号有：OOCr₂₅Ni₂₂Mo_4.5BN、OOCr₂₃Ni₁₇Mn₆Mo₄NNb、OOCr₂₀Ni₁₈Mo₆CuB、OOCr₂₀Ni₂₅Mo₆N、OOCr₂₀Ni₂₅Mo_4.5Cu、OOCr₂₀Ni₃₄Cu_3.5Mo₂等。耐孔蚀指标(PRE＝Cr％+3.3×％Mo+16×％N)介于26.6～43.05之间，有些钢号PRE≥43，但是σ_0.2一般都在350MPa以下，满足不了海洋工程某些结构件σ_0.2≥880MPa％的要求。

2、高Mo的铁素体一奥氏体型双相不锈钢及有关专利。

工业中使用的典型钢号有OOCr₂₅Ni_5.5MoaCu₂N、OOCr₂₅Ni₇Mn₃CuWN，OOCr₂₅Ni₅Mo₂N、OOCr₂₂Ni_5.5Mo₃N、OOCr₂₁Ni₆Mo₂Ti、OOCr_18.5Ni₅CuMo₃N等钢种。其孔蚀当量PRE为27.6～38.1，但σ_0.2大部分在500MPa以下少量可达600MPa，满足不了海样工程某些结构件对σ_0.2≥880MPa的要求。

3、含钼的高强度不锈钢

已发表了一系列高强度不锈钢，特别是马氏体不锈钢和马氏体时效不锈钢。尽管σ₅可以高达1800MPa％以上，但为了保证钢的M₆点在室温以上约200℃左右，因此这类钢中一般铬含量较低，钼含量也不能太高，而铬和钼是耐海水腐蚀最重要的合金元素，因此，该类钢只用于耐大气、工业大气，海洋大气、水以氧化性介质的场合不能用于耐海水腐蚀的场合。高铬高钼及含氮高强不锈钢的钢号有：05Cr₁₄Ni_5.5Mo₂Cu_1.5Nb、OOCr₁₀Ni₇Co₁₀Mo_5.5、OOCr₁₃Ni_4.5C₁₂Mo₅等，其耐孔蚀指数PRE介于28.15～32.15之间。