一種奧氏體不鏽鋼的製作方法

2023-10-10 08:02:09

專利名稱：一種奧氏體不鏽鋼的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種不鏽鋼。
幾十年來，國內外使用最廣泛的不鏽鋼是鎳鉻不鏽鋼。由於鎳和鉻元素的地礦藏量相對較少，製取成本昂貴，為此，科技人員根據錳與鎳、鋁與鉻元素原子結構和物理化學性能方面的相似性，以鉻代鎳、以鋁代鉻已製成了一些鐵-錳-鋁合金和鐵-錳-鋁-鉻不鏽鋼。例如有1958年美國海軍航空局J.L.Ham和R.E.Caims發明了一種高強度鐵-錳-鋁耐熱鋼，其成分(按重量百分數計)0.76％C，10.2％Al，34.4％Mn；《金屬學報》Vol.20，No.1，1984報導的鐵-錳-鋁-鉻熱強鋼37Mn 31Al 3Cr 2MoV NbB和鐵-錳-鋁-鉻奧氏體低溫鋼；中國專利「85105573.7」發明的一種鐵-錳-鋁-鉻不鏽鋼；另外，還有如日本專利「昭59-28561」公開的「高電阻率非磁鋼」，它必須同時滿足下列二個條件15×[％C]+0.9[％Mn]+[％Ni]+[％Cu]≥20，21.8×[％C]+8.7[(％Si)+(％Al)]+0.9(％Mn)≥40，也是一種鐵-錳-鋁-鉻合金。以上這些鐵-錳-鋁-鉻合金成本比鎳-鉻不鏽鋼便宜，可以使用於高溫或低溫的特殊場合，在海洋和低磁工程中也得到了應用，但是，由於它們都含有較高的含碳量(0.35～1.5％C)和很高的含錳量(20～40％Mn)，過多的碳、錳和鋁含量，使它們的焊接、鍛造和切削加工都變得困難，而且極大地影響了耐腐蝕性能，特別是耐酸性較差，使它們的實際應用受到了限制。
本發明的目的是提供一種原料資源豐富、成本低、耐鹼、耐酸腐蝕性能較強，綜合力學性能好，冷熱加工性優良的奧氏體不鏽鋼。
本發明提供的奧氏體不鏽鋼含有以下成分，各成分含量(按重量)0.01～0.15％C、8.0～16.0％Mn、5.0～16.0％Cr、0.20～1.50％Al、0.5～3.0％Ni、≤2.0％Mo、0.2～1.0％Si、≤0.10％N、0.02～0.05％Re、≤0.03％S、≤0.035％P、餘Fe。
各成分優選含量(按重量)為0.05～0.08％C、10.0～12.0％Mn、11.0～14.0％Cr、0.2～1.0％Al、1.0～2.0％Ni、0.4～1.0％Mo、0.4～0.8％Si、0.01～0.02％N、0.02～0.04％Re、≤0.03％S、≤0.035％P、餘Fe。
本發明的奧氏體不鏽鋼具有以下優點1)具有較強的耐酸鹼腐蝕性能。尤其在強鹼(如NaOH)、氯鹼(NH4Cl)和氧化性酸(如HNO3)，硫氰酸鈉鹽溶液中的耐全面腐蝕性、耐晶間腐蝕性、抗應力腐蝕開裂性以及在海水中的抗空泡腐蝕性具有明顯的優越性；2)強度高、韌性好、耐磨損性好。屈服強度(σs)大於300Pa，比常用鎳鉻不鏽鋼1Cr18Ni9Ti高15％以上，強度極限(σb)大於700Mpa，比1Cr18Ni9Ti高20％以上；衝擊韌性(ak)大於150J/cm2，比1Cr18Ni9Ti高25％以上。
3)具有良好的抗高溫氧化性和高溫磨損性，適合於製作耐高溫腐蝕磨損另部件。在水泥迴轉窯等高溫磨損場合還可替代昂貴的耐熱鋼Cr25Ni20；4)本合金的延伸率高達50～60％，具有比1Cr18Ni9Ti更好的深衝、深拉性能；5)熔煉本發明不鏽鋼的原材料可採用普通廢鋼，常用的工業電解錳，廢鋁電纜，低碳鉻鐵，來源充足，價格低廉，成本僅為18-8鎳鉻不鏽鋼的1/2～2/3左右。
實施例本發明的奧氏體不鏽鋼以廢鋼(08F)、工業電解錳、廢鋁電纜和廢鎳-鉻不鏽鋼為原材料。其成分為含(按重量)0.08％C、10％Mn、13％Cr、0.8％Al、1.5％Ni、0.6％Mo、0.8％Si、0.01％N、0.02％Re、≤0.03％S、≤0.025％P、其餘為鐵。按此成分含量將原料配料在中頻感應爐或電弧爐中熔煉後鑄錠。對產品質量要求高時，可進行電渣重熔。固溶溫度為1030～1070℃，適時保溫後空冷或水冷。本發明的奧氏體不鏽鋼可根據需要進行鑄造或軋製成材，或在1150～850℃溫度範圍內鍛造成坯，然後經機械加工成零件。
本發明的奧氏體不鏽鋼可廣泛用於石油、化工、造船、建築、建材、車輛、造紙、印染、食品、民生用具等領域。
權利要求
1.一種奧氏體不鏽鋼，其特徵在於含有(按重量)0.01～0.15％C、8.0～16.0％Mn、5.0～16.0％Cr、0.20～1.50％Al、0.5～3.0％Ni、≤2.0％Mo、0.2～1.0％Si、≤0.10％N、0.02～0.05％Re、≤0.03％S、≤0.035％P、餘Fe。
2.按權利要求1所述的不鏽鋼，其特徵在於含有(按重量)0.05～0.08％C、10.0～12.0％Mn、11.0～14.0％Cr、0.2～1.0％Al、1.0～2.0％Ni、0.4～1.0％Mo、0.4～0.8％Si、0.01～0.02％N、0.02～0.04％ Re、≤0.03％S、≤0.035％P、餘Fe。
3.按權利要求1所述的不鏽鋼，其特徵在於含有(按重量)0.08％C、10％Mn、13％Cr、0.8％Al、1.5％Ni、0.6％Mo、0.8％Si、0.01％N、0.02％Re、≤0.03％S、≤0.025％P、餘Fe。
全文摘要
本發明的奧氏體不鏽鋼含有(按重量)0.01～0.15%C、8.0～16.0%Mn、5.0～16.0%Cr、0.20～1.50%Al、0.5～3.0%Ni、≤2.0%Mo、0.2～1.0%Si、≤0.10%N、0.02～0.05%Re、≤0.03%S、≤0.035%P、餘Fe。這種不鏽鋼耐鹼、耐酸腐蝕性能較強,具有良好的抗高溫氧化性和高溫磨損性,強度高、韌性好,冷熱加工性優良、成本低。
文檔編號C22C38/58GK1374411SQ0111143
公開日2002年10月16日 申請日期2001年3月8日 優先權日2001年3月8日
發明者陳才金, 魯鳳娟 申請人:魯鳳娟