一種含釩奧氏體不鏽鋼的製作方法

2023-05-13 12:44:46 2

一種含釩奧氏體不鏽鋼的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種含釩奧氏體不鏽鋼。本發明以重量百分比計，其成分組成包括：1.0%≤Mn≤3.0%、16%≤Cr≤22%、5.0%≤Ni≤15%、0.10%≤N≤0.30%、1.0%≤Cu≤3.0%、0.05%≤V≤0.50%、58%≤Fe≤75%。本發明可廣泛應用在鍋爐過熱器和再熱器、壓力容器，要求耐腐蝕性高的且使用溫度較高環境中以及抗菌產品等行業，既能滿足高溫強度好又能滿足耐腐蝕性能好。
【專利說明】一種含釩奧氏體不鏽鋼
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種含釩奧氏體不鏽鋼。
【背景技術】
[0002]含釩奧氏體不鏽鋼具有優良的高溫力學性能、耐腐蝕性能，在一定的條件下具有抗菌性而使細菌不會產生抗性的特點，因此可廣泛應用在鍋爐過熱器和再熱器、壓力容器、要求耐腐蝕性高的使用溫度較高的環境中以及抗菌產品等行業，如申請號為201210211936.X、名稱為含鈮和釩的奧氏體不鏽鋼的中國專利申請。一些鍋爐過熱器和再熱器材料由於使用在較高溫度中，要求的高溫強度要好，又由於使用環境的腐蝕性較高，要求的耐腐蝕性能要好，高溫強度和高溫腐蝕往往同時達不到要求，容易報廢，因此發明一種既能滿足高溫強度好又能滿足耐腐蝕性能好的材料非常有必要。

【發明內容】

[0003]本發明所要解決的技術問題是克服現有技術中的不足而提供一種既能滿足高溫強度好又能滿足耐腐蝕性能好的含釩奧氏體不鏽鋼。
[0004]本發明解決上述技術問題採用的技術方案是:一種含釩奧氏體不鏽鋼，其特徵在於:以重量百分比計，其成分組成包括:1.0%≤Μη≤3.0%、16%≤Cr≤22%、5.0% ≤ Ni ≤ 15%、0.10% ≤ N ≤ 0.30%、1.0% ≤ Cu ≤ 3.0%、0.05% ≤ V ≤ 0.50%,
58% ≤ Fe ≤ 75%。
[0005]本發明以重量百分比計，其成分組成還包括:C ( 0.15%。
[0006]本發明以重量百分比計，其成分組成還包括:S ( 0.01%、P≤0.035%。
[0007]本發明以重量百分比計，其成分組成還包括:0.3%≤Si≤1.0%。
[0008]本發明以重量百分比計，其成分組成還包括:0 ( 0.004%,0.0005% ^ B ( 0.002%。
[0009]本發明以重量百分比計，其成分組成還包括:Ti ( 0.5%、Nb ( 0.5%、Co ( 0.5%。
[0010]本發明以重量百分比計，其成分組成還包括:Mo≤2.0%。[0012]本發明以重量百分比計，其成分組成包括:C為0.018%、Si為0.49%,Μη為1.31%、Ρ 為 0.013%、S 為 0.008%、Cr 為 18.62%、Ni 為 8.27%、Cu 為 2.03%、V 為 0.22%、N 為 0.24%,Fe 為 68.781%。
[0014]本發明可以採用不鏽鋼冶金領域目前常用的製備方法進行，例如採用電爐冶煉-A0D氬氧精煉-LF爐底吹調整處理的工藝進行製備。
[0015]本發明通過加入一定量的釩元素，在高溫抑制碳化物的析出，進一步加強高溫抗腐蝕性能，使含釩奧氏體不鏽鋼具有優於奧氏體不鏽鋼304、316L的高溫耐腐蝕性能。控制0.05% ≤V ≤0.50%,優化的 0.05% < V < 0.50%。
[0016]本發明通過加入一定量的V、Cu元素，使含釩奧氏體不鏽鋼具有強的高溫強度，使含釩奧氏體不鏽鋼具有優於奧氏體不鏽鋼310S的高溫強度。
[0017]Cr是鐵素體形成元素，改善材料的耐腐蝕性，提高合金的強度，適當控制Cr元素的含量有利於控制鉻鎳當量比，進而有利於控制該奧氏體不鏽鋼的熱加工塑性，本發明中鉻的含量控制在16%≤Cr≤22%。優化的，16% < Cr < 22%。
[0018]Ni是奧氏體形成元素，控制鎳含量5% ^Ni ^ 15%有利於保證不鏽鋼的奧氏體組織結構。優化的，5% < Ni < 15%。
[0019]C是奧氏體形成元素，一定程度上代替鎳，促進奧氏體並穩定奧氏體，當碳含量過高時，以和鉻生成碳化鉻，不鏽鋼的耐腐蝕性和韌性惡化，為了確保不鏽鋼的耐腐蝕性，一般控制在0.15%以下。優化的，C < 0.15%。
[0020]Si是鐵素體形成元素並起到穩定鐵素體的作用，也起到脫氧添加劑，改善焊接流動性，矽含量過高時有增加中間相析出的趨勢和降低N濃度，根據N含量控制
0.3% ≤Si ≤1.0%。優化的，0.3% < Si < 1.0%。
[0021]Μη是奧氏體形成元素和穩定奧氏體的作用，在一定程度上可以取代鎳，獲得奧氏體組織，同時提高氮固溶度，進而提高氮的含量，過低的猛不利於奧氏體的形成，過高的錳對材料的耐腐蝕形不利，且促進金屬相的形成，影響衝擊韌性和耐腐蝕性能。錳含量控制在
1.0% ≤Μη ≤4.0%。優化的，1.0% < Μη < 4.0%。
[0022]Ν是穩定的奧氏體元素，改善鋼的耐腐蝕性，改善鋼的強度，改善材料的焊接性能，但過高氮含量降低材料的熱加工塑性，過低的氮含量又會降低鉻、鑰的含量，對材料的耐腐蝕性能不利，控制0.10%0.30%。優化的，0.10% <氮< 0.30%。
[0023]Cu是弱奧氏體穩定元素，提高材料的耐腐蝕性，提高耐大氣腐蝕性，具有40%鎳奧氏體作用，提高材料的冷加工性，改善在煤氣中的腐蝕性能，但過高的銅易產生脆性相ε相，對熱加工不利，所以控制銅在1.0%≤Cu≤3.0%。優化的，1.0% < Cu < 3.0%。
[0024]0是有害元素，是構成非金屬氧化物夾雜的代表元素，過多的氧含量對雙相鋼的韌性不利，另外生成粗大的簇狀氧化物時，就成為表面缺陷的原因。因此0含量需要控制在
0.004% 以下。優化的，0 < 0.004%。
[0025]P是有害元素，偏析在晶界或相界中，對材料的耐腐蝕性和熱加工性能不利，控制在0.035%以下。優化的，P < 0.035%。
[0026]S是有害元素，易和錳形成硫化錳降低材料的熱加工性，和鈣形成鈣硫化物，對抗腐蝕性能有害，控制在0.010%以下。優化的，S < 0.010%。
[0027]B是半徑較小的間隙性原子，易在相界和晶界偏聚，細化晶粒，改善材料的熱加工性能，提高材料的耐晶間腐蝕性能，一般控制在0.0005~0.002%之間，高於0.002%時，在連鑄和焊接時有開裂的風險，過多的硼易在晶界處形成熔點低的BN，對材料熱加工性能反而不利，一般B含量小於0.002%,優化的，0.0005% < B < 0.002%。
[0028]Mo對於防止產生局部腐蝕有強烈作用，但超過2%會促使晶間相的產生而帶來嚴重的問題，因此控制Mo含量2.0%以下。優化的，Mo < 2.0%。
[0029]Co、T1、Nb主要作為穩定化元素加入，以防止敏化態晶間腐蝕的發生，一般控制在0.5% 以下。優化的，Ti < 0.5%、Nb < 0.5%、Co < 0.5%。
[0030]Fe 含量為:51.499% ≤ Fe ≤ 76.85%。優化的，51.499% < Fe < 76.85%。
[0031]本發明與現有技術相比，具有如下優點和效果:本發明可廣泛應用在鍋爐過熱器和再熱器、壓力容器，要求耐腐蝕性高的且使用溫度較高環境中以及抗菌產品等行業，既能滿足高溫強度好又能滿足耐腐蝕性能好。
【具體實施方式】
[0032]下面通過實施例對本發明作進一步說明。本專利所涉及到的成分均指重量百分含量。
[0033]實施例1:
1、電爐冶煉:向電爐中裝入 FeNi5 12.06 噸、FeNi9 6.03 噸、FeNilO 20.13 噸、FeNill15.00噸、FeNil3 10.85噸，同時加入3噸輕燒白雲石以保護爐體，燒氧助熔3516 m3，分三次從料倉加入石灰7.5噸；
通電進行熔煉，正常冶煉以3檔電壓起弧，自動調壓，到9檔正常冶煉，冶煉完畢溫度在1525?。
[0034]2、中頻爐冶煉，往中頻爐中加入高碳鉻鐵7.67噸，熔煉後與電爐鋼水兌鋼，兌鋼後成分如表1-1所示。
[0035]表1-1、電爐+中頻爐冶煉得到的鋼水成分含量(重量百分比，％)。
【權利要求】
1.一種含釩奧氏體不鏽鋼，其特徵在於:以重量百分比計，其成分組成包括:1.0% ≤ Μη ≤ 3.0%、16% ≤ Cr ≤ 22%, 5.0% ≤ Ni ≤ 15%、0.10% ≤ N ≤ 0.30%,1.0% ≤ Cu ≤ 3.0%、0.05% ≤ V ≤ 0.50%、58% ≤ Fe ≤ 75%。
2.根據權利要求1所述的含釩奧氏體不鏽鋼，其特徵在於:以重量百分比計，其成分組成還包括:C ( 0.15%。
3.根據權利要求1所述的含釩奧氏體不鏽鋼，其特徵在於:以重量百分比計，其成分組成還包括:s ( 0.01%、P ^ 0.035%。
4.根據權利要求1所述的含釩奧氏體不鏽鋼，其特徵在於:以重量百分比計，其成分組成還包括:0.3%≤Si≤1.0%。
5.根據權利要求1所述的含釩奧氏體不鏽鋼，其特徵在於:以重量百分比計，其成分組成還包括:0 ( 0.004%、0.0005% ≤ B ≤ 0.002%。
6.根據權利要求1所述的含釩奧氏體不鏽鋼，其特徵在於:以重量百分比計，其成分組成還包括:Ti ( 0.5%、Nb ( 0.5%、Co ( 0.5%。
7.根據權利要求1所述的含釩奧氏體不鏽鋼，其特徵在於:以重量百分比計，其成分組成還包括:Mq ( 2.0%。
8.根據權利要求1~6任一權利要求所述的含釩奧氏體不鏽鋼，其特徵在於:該奧氏體不鏽鋼是通過電爐和中頻爐冶煉、A0D氬氧精煉及LF精煉處理得到的。
9.根據權利要求1~7任一權利要求所述的含釩奧氏體不鏽鋼，其特徵在於:以重量百分比計，其成分組成包括:C為0.018%、Si為0.49%、Mn為1.31%、P為0.013%、S為0.008%、Cr 為 18.62%、Ni 為 8.27%、Cu 為 2.03%、V 為 0.22%、N 為 0.24%, Fe 為 68.781%。
10.根據權利要求1~7任一權利要求所述的含釩奧氏體不鏽鋼，其特徵在於:以重量百分比計，其成分組成包括:C為0.014%,Si為0.53%、Mn為1.27%、P為0.012%、S為0.008%、Cr 為 18.69%、Ni 為 8.17%、Cu 為 2.00%、V 為 0.21%、N 為 0.22%, Fe 為 68.876%。
【文檔編號】C22C38/46GK103627970SQ201310532324
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年10月30日 優先權日:2013年10月30日
【發明者】周勇, 申鵬, 顏海濤, 李 傑 申請人:振石集團東方特鋼股份有限公司