不含鎳奧氏體不鏽鋼的製作方法

2023-10-05 18:40:49

專利名稱：：不含鎳奧氏體不鏽鋼的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種奧氏體不鏽鋼，具體涉及一種不含鎳奧氏體不鏽鋼。
背景技術：
：近年來，受我國對不鏽鋼巨大需求的刺激，加上迅速發展的電鍍、化工及電池等行業對原鎳和再生鎳需求的迅速增長，使得鎳價一路走高，因此導致含鎳奧氏體不鏽鋼價格居高不下；且由於不鏽鋼在醫用植入領域也多有應用，但是其中含有毒性元素鎳，在生物體中很容易誘發毒性效應，發生嚴重病變，使用韌性也不能滿足要求。因此，隨著世界範圍內的鎳資源緊張，鎳價格居高不下，以及醫學領域對於無鎳不鏽鋼的特殊需要，使得開發低鎳甚至無鎳不鏽鋼成為一個趨勢。公開號為CN101368252A的申請文件，和公開號為CN101250670A的申請文件，雖然也不含有鎳元素，但是其鉻含量相對較低，從而使其防腐蝕性能和強度等不是很理想。
發明內容本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的上述不足，提供一種具有高強度、高韌性、耐腐蝕性良好，且價格低廉的不含鎳奧氏體不鏽鋼。為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為一種不含鎳奧氏體不鏽鋼，含有以下重量百分比的元素Crl6%18%，Mn9.0%11.0%，C0.10%0.18%，N0.15%0.35%,餘量為Fe和不可避免的雜質。作為優選，本發明的不含鎳奧氏體不鏽鋼，含有以下重量百分比的元素Cr17%17.5%，Mn9.0%10.0%，C0.13%0.16%，N0.16%0.23%，餘量為Fe和不可避免的雜質。本發明的奧氏體不鏽鋼，其所述不可避免的雜質為Si，P，S，Ni，其允許使用的重量百分比含量為Si《1.0%，P《0.035%，S《0.03%，Ni《0.30%。本發明的奧氏體不鏽鋼是一種典型的鉻、錳、氮奧氏體不鏽鋼，其各種主要成分比例選擇理由如下1)Cr:16%18%。根據鋼中含鉻量達到Cr/Fe的n/8定律確定。當Cr<12%，則不鏽鋼耐腐蝕性大大降低；當Cr"18X時，為獲得穩定的奧氏體所需的鎳當量為最少。同時具有較好的耐腐蝕性。當&>19%，則Y區縮小，a—Fe區擴大，顯著降低鋼的塑性和韌性。為了獲得更滿意的機械性能，&的上限設定為18%。2)Mn9.0%11.0%。Mn元素的作用是部分替代鎳，節約貴重金屬。Mn能擴大Y區和穩定奧氏體，而且鉻錳奧氏體不鏽鋼的熱強性比鉻鎳奧氏體不鏽鋼高。同時高錳鋼能提高鋼水的流動性，便於N的吸收，從而大大提高鋼的機械性能。如果Mn〈9X，則y區縮小，不利於奧氏體的形成和穩定，且鋼的磁性會增加，塑性也會降低；反之，Mn〉ll%，經冷加工後強度和硬度有所降低，達不到設計狀態。優選狀態時，Mn含量上限為10%。3)C:0.10%0.18%。其作用是提高鋼的強度和促進奧氏體的形成。如果C〉0.18%，碳化物的數量就會增多，使基體中局部鉻含量減少，鋼的耐腐蝕性就會降低；如果C<0.10%，鋼的強度就會下降，冶煉成本也會增加。所以C的含量設定為0.100.18%的範圍。為獲得更明顯的效果，C含量的上限優選取0.16X。4)N:0.150.35%。N的作用也是部分替代鎳(相當於30倍的鎳當量)，同樣節約貴金屬鎳。N也是擴大Y區和穩定奧氏體的元素，又是固溶強化元素和碳化物強化元素，所以能提高鋼的強度和韌性，改善熱加工性能，使部分鐵素體轉變為奧氏體，從而提高焊接性能。N〈0.15X時，Y區縮小，不利於奧氏體的形成和穩定，則鋼的強度和韌性明顯下降；N〉0.35X時，雖然奧氏體更穩定，但強度太高，同時鋼液和固相中所能溶解的氮是有限的，過多的氮，容易形成氮化物偏析以及氣泡，造成熱加工塑性下降。優選N含量上限值為0.25%。本發明的優點和有益效果本發明的不含鎳的奧氏體不鏽鋼與現有含Ni不鏽鋼相比，兼具經濟性和適用性，含有較高組分的錳和氮元素，完全地替代鎳，使合金的原料成本下降，同時基本保持原有含Ni不鏽鋼的耐腐蝕性，具有更好的機械性能和強度；本發明的不含鎳的奧氏體不鏽鋼硬度高，韌性好，抗穿刺能力強，能夠滿足高強度要求的各工業領域，尤其適合於製作彈簧、不鏽鋼鞋墊等。具體實施例方式以下結合實施例對本發明作進一步詳細描述，但本發明不僅僅局限於以下實施例。本發明實施例的不含鎳奧氏體不鏽鋼樣品製備方法為配料採用08F廢鋼，微碳鉻鐵(C:0.1%、Cr:60%)，電解金屬錳(Mn:99.9%)，氮化電解金屬錳(Mn:90%、N:6%)，將除氮化電解金屬錳外的上述其它組分全部加入到中頻爐冶煉。當上述混料全部熔化，溫度達到1570'C時，扒盡氧化渣，加入石灰(一般一噸物料加入3kg石灰)、螢石造渣(螢石用於調節渣層的粘稠度改善渣層的流動性)，當渣全部成熔融狀態，流動性良好時，用矽鈣粉(Si:55%、Ca:32%)擴散脫氧12批，取爐前試樣進行光譜分析；根據分析結果，調整合金成分，加入氮化電解金屬錳，再用矽鈣粉礦散脫氧8批，精練10分鐘；加入矽鈣塊沉澱脫氧，最後加入純鋁粉(Al:99.9%)終脫氧(一般一噸物料加入2kg純鋁粉)，充分攪拌，取成品試樣，調整溫度至1595'C出爐；鋼水倒入鋼包後，加保溫劑隔熱保溫，底吹氬氣3分鐘後澆注成型。鋼錠熱軋工藝進爐溫度《60(TC，加熱溫度《120(TC，加熱時間4小時30分鐘，開軋溫度《1180。C，終軋溫度》80(TC，軋成2.5mmX425mm巻帶。將熱軋鋼帶退火處理、酸洗、表面砂磨、冷軋成1.1mmX425mm巻帶，再將巻帶4退火處理，冷軋成各種厚度巻帶，再作最後一次光亮退火，根據需要最後加工成不同規格的成品。上述製備過程大體和本行業常規不含鎳奧氏體不鏽鋼生產相同。本發明的不含鎳奧氏體不鏽鋼的各實施例的具體成分含量及機械性能列於表l。各性能檢測試驗設備為WED-5型液壓試驗機、煙霧腐蝕箱、維氏硬度計Hv-5、鞋底穿刺機TL一040、曲折機TL一009A、Maxx臺式直讀光譜儀。表1、本發明不鏽鋼合金鋼成分及性能tableseeoriginaldocumentpage5從表1可以看到本發明實施例的不鏽鋼合金樣品強度高，硬度高，韌性好，抗穿刺能力強，能夠滿足高強度要求。另外，採用實驗設備YWX/Q-750型鹽霧腐蝕實驗箱對本發明不鏽鋼鹽霧試驗，對它們的耐腐蝕性能進行比較用5%NaCl溶液周期間隔1小時對試樣噴霧72小時，實驗溫度37'C，試驗結果發現本發明奧氏體不鏽鋼僅僅有微量鏽斑，與國標0CnsNi9(304)鋼相當，耐腐蝕性較好。綜上，本發明不含鎳奧氏體不鏽鋼的顯著特點是錳、氮完全取代鎳，價格便宜，強度高，耐腐蝕性良好。權利要求1.一種不含鎳奧氏體不鏽鋼，其特徵在於含有以下重量百分比的元素Cr16％～18％，Mn9.0％～11.0％，C0.10％～0.18％，N0.15％～0.35％，餘量為Fe和不可避免的雜質。2.根據權利要求1所述的不含鎳奧氏體不鏽鋼，其特徵在於含有以下重量百分比的元素Cr17%17.50/o，Mn9.0%10.0%，C0.13%0.16%,N0.16%0.23%，餘量為Fe和不可避免的雜質。3.根據權利要求1所述的不含鎳奧氏體不鏽鋼，其特徵在於所述的不可避免的雜質為Si，P，S，Ni，其允許使用的重量百分比含量為Si《1.0%，P《0.035%，S《0.03%，Ni《0.30%。全文摘要本發明公開一種不含鎳奧氏體不鏽鋼，含有以下重量百分比的元素Cr16％～18，Mn9.0～11.0％，C0.10％～0.18％，N0.15％～0.35％，餘量為Fe和不可避免的雜質，不可避免的雜質為Si，P，S，Ni，其重量百分比含量控制為Si≤1.0％，P≤0.035％，S≤0.03％，Ni≤0.30％。本發明不含鎳的奧氏體不鏽鋼含較高組分的錳和氮元素，完全地替代鎳，使合金的原料成本下降，同時基本保持原有含Ni不鏽鋼的耐蝕性；且硬度高，韌性好，抗穿刺能力強，尤其適合於製作彈簧、不鏽鋼鞋墊等。文檔編號C22C38/58GK101532115SQ20091009784公開日2009年9月16日申請日期2009年4月16日優先權日2009年4月16日發明者躍張申請人:寧波耀義不鏽鋼有限公司