經濟型高性能雙相不鏽鋼及其製備方法
2023-07-21 00:48:01 2
專利名稱：經濟型高性能雙相不鏽鋼及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種經濟型高性能雙相不鏽鋼及其製備方法，屬於不鏽鋼冶金領域。
背景技術：
雙相不鏽鋼是指在其固溶組織由鐵素體與奧氏體雙相組成，而且其中一相比例約45%-55%(量少相至少佔30%)的不鏽鋼。由於兩相組織的特徵使雙相不鏽鋼兼有鐵素體不鏽鋼和奧氏體不鏽鋼的優點，與鐵素體不鏽鋼比，其韌性高、脆性轉變溫度低、耐晶間腐蝕和焊接性能好，同時保留了鐵素體鋼導熱係數高、膨脹係數小的優點。與奧氏體不鏽鋼相比，其屈服強度約為奧氏體不鏽鋼的兩倍，耐氯化物應力腐蝕斷裂能力均明顯高於300系列的奧氏體不鏽鋼。雙相不鏽鋼由於其優異的力學性能和耐腐蝕性能，廣泛應用於油氣、石化、化肥、橋梁、建築以及化學品船等行業。近年來，隨著鎳價的不斷上漲和大幅波動，為了充分發揮雙相不鏽鋼資源節約的優勢，雙相不鏽鋼開始向低鎳的方向發展。低鎳雙相不鏽鋼是指鉻含量在23%以下，且含鎳量低，同時不含鑰或含少量鑰的雙相不鏽鋼。其設計開發思路是採用錳和氮代替鎳，保證雙相不鏽鋼的兩相比例。該鋼成本較低，是取代傳統奧氏體不鏽鋼的理想材料。中國專利申請200810023469.1、200810196602.3、200910046646.2 以及201010593822.7中分別公開了一種鐵素體奧氏體不鏽鋼，但是，上述專利申請所公開的雙相不鏽鋼中，鑰元素和鎳元素的含量均比較高，由於鑰元素和鎳元素等均屬於高價元素，相應地也造成不鏽鋼的成本過高，限制了不鏽鋼在某些方面的應用。因此，目前的研究一直致力於開發低貴金屬含量同時具有良好的冷熱加工性能的鐵素體奧氏體雙相不鏽鋼。中國專利申請200810203091.3公開了一種具有優異的耐腐蝕性能的低鎳雙相不鏽鋼，其中，雙相不鏽 鋼中的鎳含量能夠降低至1.0-3.0%的範圍內，同時能夠使該雙相不鏽鋼的電化學腐蝕擊破電位大於lOOOmv，保護電位達到950mv，其耐腐蝕性能與UNS32906相當。但是，該專利申請所公開的雙相不鏽鋼仍存在以下一些問題:1、該雙相不鏽鋼的組成中仍含有較多的鎳元素，其成本仍有一定的下降空間；2、為了保證雙相不鏽鋼兩相組織結構穩定，同時降低鎳元素含量，一邊降低成本，該雙相不鏽鋼中加入了較多的錳元素，同時通過增加氮元素含量以替代鎳元素，但是，由於錳元素的含量相對比較高，會導致錳與硫結合形成硫化錳，進而導致雙相不鏽鋼的耐蝕性能以及熱成型性能下降。根據上述分析可知，雖然出現了較多的低鎳含量的雙相不鏽鋼，且其成本較之304、316L不鏽鋼已經有了較大的下降，但是仍然存在的問題是:這些發明專利合金的成本控制和熱加工性能的匹配沒有達到最優化，即有些專利的鎳含量使用太少，導致錳和氮的含量的增加，熱加工性能變差，材料的成材率降低，最終材料的綜合成本並未降低；有些專利的錳和氮的含量過低，為了保證兩相的穩定性，鎳含量就比較高，雖然熱加工性能比較好，但是材料的成本因為鎳的增加也變得比較高。本專利綜合考慮了合金的成本和力學、熱加工、耐腐蝕綜合性能，設計出一種具有低成本且具有良好力學、熱加工性能和耐腐蝕性能的低鎳雙相不鏽鋼。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種配方合理、鎳金屬含量低、以鎢代鑰、成本低、既具有良好力學、熱加工性能又具有較好耐腐蝕性能的經濟型高性能雙相不鏽鋼及其製備方法。經濟型高性能雙相不鏽鋼化學質量百分成分為:
C: 0.01-0.03%、S1: 0.2-1.0%、Mn: 4.0-6.0%, Cr: 21-22%、N1: 1.35-1.7%、Cu:0.1-0.6%、Ν:0.2-0.25%、W: 0.1-0.6%，其餘為 Fe 和雜質。所述的化學成分中含有B，所述B的質量百分含量為:0.001-0.01%。所述的化學成分中含有Ca，所述Ca的質量百分含量為:0.001-0.01%。所述的雜質中含有P，P質量百分比為:0.01-0.04%。所述的雜質中含有S，S質量百分比為:0.01-0.03%。經濟型高性能雙相不鏽鋼製備方法包括如下步驟:
1)把溫度為1400-1500°c的電爐熔化的不鏽鋼母液兌入AOD爐內，不鏽鋼母液質量百分成分為:
C:1.2-2.5%、S1:≤ 0.20%、Mn: ( 0.10%、P: ≤ 0.040%、S: ≤ 0.035%、Cr:19.0-22.0%、N1:≤1.70%、Cu:0.1-0.6%、W:≤ 0.6%，其餘為 Fe 和雜質；
2)頂吹氧氣進行脫碳，並 從AOD爐底吹入氮氣進行攪拌，加入石灰100-150Kg/t鋼及白雲石25-40Kg/t鋼，當鉻質量百分含量小於21.5%時，加入高碳鉻鐵；當鉻質量百分含量大於22.0%，鋼水還原後加入碳鋼進行稀釋；
根據步驟I)中兌鋼時鋼水中的碳含量，確定吹氧量，當碳質量百分含量為0.15-0.2%時，停止頂吹氧，當碳質量百分含量為0.04-0.08%時，測量鋼水溫度，取樣分析碳含量，並調整吹氧量，當碳質量百分含量小於0.04%時，再次取樣分析碳含量；
3)當碳質量百分含量小於0.03%後，在AOD爐中加入矽鐵40-50Kg/t鋼，石灰20_30Kg/t鋼，螢石10_20Kg/t鋼，對鋼水進行還原和脫硫；
4)鋼水還原後進行扒渣，並加入鋁粉0.4-0.6Kg/t鋼，調整爐渣，測量鋼水溫度，並取樣分析鋼水中合金元素的含量，並通過加入矽鐵、錳鐵、鉻鐵、鎢鐵及金屬鎳使鋼水中的合金質量百分成分達到以下要求:Si:0.20-1.00%、Mn:4.0-6.0%、Cr:21.0-22.0%、Ni:1.35-1.70%、W:0.10-0.60% ；
從AOD爐的底部吹入氬氣，去除鋼中多餘的氮，吹氬量為2.1-2.8m3/t鋼，當鋼水質量百分成分達到以下要求時，立即出鋼:
C: 0.010-0.030%、S1: 0.20-1.00%、Mn: 4.0-6.0%, P:0.010-0.040%, S:
0.001-0.030%、Cr: 21.0-22.0%、N1:1.35-1.70%,Cu:0.10-0.60%,W: 0.10-0.60%，其餘為Fe和雜質；
出鋼時，把鋼水從AOD爐倒入烘烤好的鋼包，出鋼量達到總鋼水量1/3時，一次性向鋼包內加入硼鐵0.4-0.5Kg/t鋼，加入鋁餅0.4-0.5Kg/t鋼，鋼水的溫度為1570_1600°C，鋼包內渣層的厚度為180-300mm ；
5)根據鋼水質量餵入矽鈣線，餵入量為鋼水質量的0.05-0.2%，餵線後，鋼包低吹氬氣50-120L/min強攪拌，根據鋼水溫度控制強攪拌時間不小於8min，強攪拌後，對鋼水進行弱攪拌，氬氣量小於35L/min，攪拌時間大於5min，鋼水溫度達到1525_1535°C時，鋼包吊往連
鑄工序；
6)當鋼水質量百分成分達到下述要求時，進行連鑄:
C: 0.010-0.030%、S1: 0.20-1.00%、Mn: 4.0-6.0%, P:0.010-0.040%, S:
0.001-0.030%, Cr: 21.0-22.0%, N1:1.35-1.70%, Cu:0.10-0.60%, W: 0.10-0.60%, N:
0.20-0.25%，其餘為Fe和雜質；
連鑄中間鋼包中鋼水溫度為1480-1500°C，拉速為0.8m/min;結晶器冷卻水量如下:窄面冷卻水為300L/min，寬面冷卻水為2300L/min，二次冷卻水量為0.85Kg/L，連鑄最後IOmin需要緩慢降低拉速，中間包鋼水澆注完畢後，連鑄進行封頂操作；
7)將所述連鑄坯放入以高焦混合煤氣為介質的加熱爐中加熱到1200-1250°C保溫，鍛造或熱軋，將鍛造或熱軋後的鋼板或板卷進行退火酸洗，退火溫度為1000-1100°C。
所述的連鑄坯加熱後的保溫時間為120_180min，連鑄坯在鍛造或熱軋時，終鍛或終軋溫度為950-1000°C，軋制後的鋼板退火時間為1.5-2.5min/mm厚度，退火後的鋼板以10-200C /s的冷卻速度冷卻到400°C以下。本發明通過以低價的錳、氮元素來代替部分高價鎳元素，以鎢元素代替鑰元素，能夠大大降低雙相不鏽鋼的成本，同時仍能夠保證冶煉得到的雙相不鏽鋼具有較好的耐蝕性以及冷熱加工性能呢過，相比於典型的低鎳雙相不鏽鋼2101，本發明提供的雙相不鏽鋼的邊裂量明顯降低。在本發明提供的雙相不鏽鋼中，還通過加入一定量的銅元素，進一步改善雙相不鏽鋼的冷熱加工型，進一步降低雙相不鏽鋼在熱軋過程中出現邊裂的機率，同時使雙相不鏽鋼具有優於304奧氏體不鏽鋼的耐蝕性能。本發明提供的雙相不鏽鋼具有優良的耐蝕性以及冷熱加工性能，尤其是熱加工性能，能夠替代傳統304型奧氏體不鏽鋼；同時，本發明提供的雙相不鏽鋼通過添加銅、硼等成分，能夠使其在成型性能方面有更好地表現。
圖1為本發明實施例1的金相組織 圖2為本發明實施例2的金相組織 圖3為本發明實施例3的金相組織 圖4為本發明實施例4的金相組織圖。
具體實施例方式本發明的設計思路是降鎳，保證必要的鉻含量，並且以鎢代鑰，以確保耐腐蝕性能和降低成本；選擇合適的錳和氮含量，以穩定雙相不鏽鋼的兩相組織。添加微量的硼元素，提高鋼的熱加工性能；增加微量的鈣元素，改變夾雜物的形貌。上述各元素的作用如下:
C:碳是一種間隙元素，能夠強烈形成並穩定奧氏體組織並擴大奧氏體區。碳形成奧氏體的能力約為鎳的30倍，且碳在固溶強化原理上對增加材料的強度有利；但過多的碳會與鋼種的鉻形成Cr23C6型碳化物，使鋼的耐腐蝕性能特別是耐晶間腐蝕性能下降。從耐腐蝕性角度考慮，一般要求碳越低越好，但過低的碳會使雙相鋼的兩相組織不穩定，而且增加冶煉成本。因此兼顧雙相不鏽鋼的組織和耐蝕性，控制碳含量在0.01-0.03%。S1:為了脫氧或為了起到鐵素體相穩定化元素的作用，可以向雙相不鏽鋼中添加一定量的Si，但Si含量過多時，會降低雙相不鏽鋼的關聯衝擊韌性等機械特性。由於矽是強烈的鐵素體形成元素。為了獲得穩定的兩相組織，控制矽含量在0.1-2.0%。Mn:猛是較弱的奧氏體形成元素，但可增加氮在奧氏體鋼中的溶解度，錳、氮的複合加入可替代鋼中昂貴的鎳元素，但錳的加入會與鋼中的雜質元素硫形成MnS而降低鋼的耐蝕性，同時也會降低雙相不鏽鋼的熱加工型，造成邊裂發生率的提高。過高的錳還降低鋼的焊接性能，因此錳含量控制在1_3%。Cr:鉻是雙相不鏽鋼中的主要元素，增加鉻含量能夠提高不鏽鋼的耐蝕性，但是鉻含量過多會導致在不鏽鋼中形成過多的鐵素體，破壞兩相的平衡，因此鉻含量控制在20-22%。N1:鎳的主要作用是形成並穩定奧氏體組織，它促進鉻的鈍化，其本身不是耐蝕元素。鎳可改善冷熱加工性能，使強度、塑性和韌性很好的配合，但其價格也是比較昂貴的，因此，在保證不鏽鋼綜合性能的前提下，儘可能降低鎳，控制其含量在1.7-2.5%。N:氮是非常強烈形成並穩定奧氏體且擴大奧氏體相區的元素，其形成奧氏體的能力與碳相當，約為鎳的30倍。氮主要作用是作為固溶強化元素提高雙相不鏽鋼的強度，但並不顯著降低鋼的塑性和韌性，同時N還可以顯著提高不鏽鋼的綜合耐蝕性能。氮含量過高，將會降低不鏽鋼的熱加工型，從而導致實收率的降低，相反氮含量過低，要確保相平衡就必須相應降低鉻等元素含量，且會在穩定相平衡以及保證焊接部強度等方面帶來不利的影響，因此，控制氮含量在0.1-0.2%。Cu:在雙相不鏽鋼中添加一定量的銅能夠提高雙相不鏽鋼耐大氣腐蝕的性能，同時能夠增加鋼的強度，同時，銅是弱奧氏體形成元素，能顯著降低鋼的冷作硬化傾向，適量的銅可以提高鋼的冷加工成形性。但銅過高會降低奧氏體不鏽鋼的熱塑性，從而影響鋼的熱加工性能。因此銅含量控制在0.7-1%。P, S:磷和硫是不可避免的雜質元素，磷偏析在晶界或相界之中，會導致雙相不鏽鋼的耐蝕性及耐韌性的降低；硫容易惡化雙相不鏽鋼的熱加工型，並且會因為MnS的形成而降低雙相不鏽鋼的耐蝕性。因此應儘量降低磷和硫的含量，但考慮的冶煉的成本和精煉工藝的效率性，控制P彡0.040%, S彡0.030%。W:鎢和鑰都是鐵素體形成元素，但鎢耐高溫，在鋼中會與碳形成碳化鎢，提高剛的強度。此外，鎢可以加強鋼的斷面組織細微化，提高鋼的淬火溫度，抵抗回火軟化，還可以降低淬火時鋼中的晶粒生長的趨勢。鎢對材料組織和耐腐蝕性能也有明顯影響。元素周期表中，鎢和鑰屬於同一族元素，一般認為鎢的有效作用同鑰相仿。鎢可以有效提高雙相不鏽鋼的耐縫隙腐蝕性能，含2%W的超級雙相不鏽鋼S39274在海水環境的耐縫隙腐蝕能力與含6%Mo的奧氏體不鏽鋼S31254相媲美。含鎢的S39274鋼的臨界縫隙腐蝕溫度可達到90°C，不含鎢的S31260鋼大約只有55°C。通過適當的鉻、鎳、鎢、氮等的比例配合，以及成熟的熱處理工藝，可以在提高鎢，降低鑰的同時得到理想的相比例，這樣不但能獲得較高的力學性能、耐腐蝕性能的新鋼種，且降低了 sigma相的析出趨勢。 此外，由於近年來金屬鑰的價格大約為鎢的兩倍，且中國是產鎢大國，降低不鏽鋼中鑰的含量有利於維持不鏽鋼市場的穩定。綜合考慮，鎢含量控制在0.2-1.0%。B:硼是一種可選元素，硼是提高熱塑性強有力的元素，硼元素能夠防止不鏽鋼熱軋過程中產生邊裂，但是硼過多會降低固溶態下的晶間腐蝕性能。因此硼含量控制在
0.001-0.01%。Ca:鈣是一種可選元素，鈣優先與降低熱加工性硫反應，從而提高鋼的熱加工性，同時，適量的鈣還可以改變夾雜物的形態，提高鋼坯的質量。但過多的鈣會導致產生過多的夾雜物。因此鈣含量控制在0.001-0.01%。下面結合實施例和附圖對本發明做進一步的詳細說明，以下實施例和附圖是對本發明最佳實施方式的描述，而本發明並不局限於以下實施例。實施例1
I)把溫度為1400°C的電爐熔化的不鏽鋼母液兌入AOD爐內，不鏽鋼母液質量百分
成分為:
C: 1.2%、S1: 0.20%、Mn: 0.10%、P: 0.040%、S: 0.035%、Cr: 19.0%, N1: 1.70%、Cu:0.1%、W: 0.6%，其餘為Fe和雜質；
2)頂吹氧氣進行脫碳，並從AOD爐底吹入氮氣進行攪拌，加入石灰100Kg/t鋼及白雲石25Kg/t鋼，鉻質量百分含量為21%，加入高碳鉻鐵2000 kg ；
根據步驟I)中兌鋼時鋼水中的碳含量，確定吹氧量，當碳質量百分含量為0.15%時，停止頂吹氧，當碳質量百分含量為0.04%時，測量鋼水溫度，取樣分析碳含量，並調整吹氧量，當碳質量百分含量為0.035%時，再次取樣分析碳含量；
3)碳質量百分含量為0.03%，在AOD爐中加入矽鐵40Kg/t鋼，石灰20Kg/t鋼，螢石10Kg/t鋼，對鋼水進行還原和脫硫；
4)鋼水還原後進行扒渣，並加入鋁粉0.4Kg/t鋼，調整爐渣，測量鋼水溫度，並取樣分析鋼水中合金元素的含量，並通過加入矽鐵、錳鐵、鉻鐵、鎢鐵及金屬鎳使鋼水中的合金質量百分成分達到以下要求:Si:0.20%、Mn:4.0%、Cr:21.0%、N1:1.35%、W:0.10% ；
從AOD爐的底部吹入氬氣，去除鋼中多餘的氮，吹氬量為2.lm3/t鋼，當鋼水質量百分成分達到以下要求時，立即出鋼:
C: 0.010%、S1: 0.20%、Mn: 4.0%、P:0.010%、S:0.001%、Cr: 21.0%, N1:1.35%,Cu:0.10%、W: 0.10%，其餘為 Fe 和雜質；
出鋼時，把鋼水從AOD爐倒入烘烤好的鋼包，出鋼量達到總鋼水量1/3時，一次性向鋼包內加入硼鐵0.4Kg/t鋼，加入鋁餅0.4Kg/t鋼，鋼水的溫度為1570°C，鋼包內渣層的厚度為 180mm ；
5)根據鋼水質量餵入矽鈣線，餵入量為鋼水質量的0.05%，餵線後，鋼包低吹氬氣50L/min強攪拌，強攪拌時間為lOmin，強攪拌後，對鋼水進行弱攪拌，氬氣量為30L/min，攪拌時間為6min，鋼水溫度達到1525°C時，鋼包吊往連鑄工序；
6)當鋼水質量百分成分達到下述要求時，進行連鑄:
C: 0.010%、S1: 0.20%、Mn: 4.0%、P:0.010%、S:0.001%、Cr: 21.0%、N1:1.35%、Cu:0.10%, W: 0.10%、N:0.20%，其餘為 Fe 和雜質；
連鑄中間鋼包中鋼水溫度為1480°C， 拉速為0.8m/min;結晶器冷卻水量如下:窄面冷卻水為300L/min，寬面冷卻水為2300L/min，二次冷卻水量為0.85Kg/L，連鑄最後IOmin緩慢降低拉速，中間包鋼水澆注完畢後，連鑄進行封頂操作；7)將所述連鑄坯放入以高焦混合煤氣為介質的加熱爐中加熱到1200°C保溫，鍛造或熱車L，將鍛造或熱軋後的鋼板或板卷進行退火酸洗，退火溫度為1000°C。所述的連鑄坯加熱後的保溫時間為120min，連鑄坯在鍛造或熱軋時，終鍛或終軋溫度為950°C,軋制後的鋼板退火時間為1.5min/mm厚度,退火後的鋼板以10°C /s的冷卻速度冷卻到400°C以下。實施例2
1)把溫度為1500°C的電爐熔化的不鏽鋼母液兌入AOD爐內，不鏽鋼母液質量百分成分
為:
C: 2.5%、S1: 0.10%、Mn: 0.05%、P:0.020%、S:0.030%、Cr: 22.0%、N1:1.50%、Cu:0.6%,ff: 0.3%，其餘為Fe和雜質；
2)頂吹氧氣進行脫碳，並從AOD爐底吹入氮氣進行攪拌，加入石灰150Kg/t鋼及白雲石40Kg/t鋼，鉻質量百分含量為23.0%，鋼水還原後加入碳鋼IOOOKg進行稀釋；
根據步驟I)中兌鋼時鋼水中的碳含量，確定吹氧量，當碳質量百分含量為0.2%時，停止頂吹氧，當碳質量百分含量為0.08%時，測量鋼水溫度，取樣分析碳含量，並調整吹氧量，當碳質量百分含量為0.04%時，再次取樣分析碳含量；
3)碳質量百分含量為0.03%,在AOD爐中加入矽鐵50Kg/t鋼，石灰30Kg/t鋼，螢石20Kg/t鋼，對鋼水進行還原和脫硫；
4)鋼水還原後進行扒渣，並加入鋁粉0.6Kg/t鋼`，調整爐渣，測量鋼水溫度，並取樣分析鋼水中合金元素的含量，並通過加入矽鐵、錳鐵、鉻鐵、鎢鐵及金屬鎳使鋼水中的合金質量百分成分達到以下要求:Si:1.00%、Mn:6.0%、Cr:22.0%、N1:1.70%、W:0.60% ；
從AOD爐的底部吹入氬氣，去除鋼中多餘的氮，吹氬量為2.8m3/t鋼，當鋼水質量百分成分達到以下要求時，立即出鋼:
C:0.030%、S1:1.00%、Mn: 6.0%、P:0.040%、S:0.030%、Cr: 22.0%、N1:1.70%、Cu:0.60%、W: 0.60%，其餘為 Fe 和雜質；
出鋼時，把鋼水從AOD爐倒入烘烤好的鋼包，出鋼量達到總鋼水量1/3時，一次性向鋼包內加入硼鐵0.5Kg/t鋼，加入鋁餅0.5Kg/t鋼，鋼水的溫度為1600°C，鋼包內渣層的厚度為300_ ；
5)根據鋼水質量餵入矽鈣線，餵入量為鋼水質量的0.2%，餵線後，鋼包低吹氬氣120L/min強攪拌，根據鋼水溫度控制強攪拌時間為lOmin，強攪拌後，對鋼水進行弱攪拌，氬氣量為30L/min，攪拌時間為8min，鋼水溫度達到1535°C時，鋼包吊往連鑄工序；
6)當鋼水質量百分成分達到下述要求時，進行連鑄:
C: 0.030%,S1:1.00%,Mn: 6.0%、P: 0.040%,S: 0.030%,Cr: 22.0%、N1:1.70%、Cu:
0.60%、W: 0.60%、N: 0.25%,其餘為 Fe 和雜質；
連鑄中間鋼包中鋼水溫度為1500°C，拉速為0.8m/min;結晶器冷卻水量如下:窄面冷卻水為300L/min，寬面冷卻水為2300L/min，二次冷卻水量為0.85Kg/L，連鑄最後IOmin緩慢降低拉速，中間包鋼水澆注完畢後，連鑄進行封頂操作；
7)將所述連鑄坯放入以高焦混合煤氣為介質的加熱爐中加熱到1250°C保溫，鍛造或熱車L，將鍛造或熱軋後的鋼板或板卷進行退火酸洗，退火溫度為1100°C。所述的連鑄坯加熱後的保溫時間為180min，連鑄坯在鍛造或熱軋時，終鍛或終軋溫度為1000°C,軋制後的鋼板退火時間為2.5min/mm厚度,退火後的鋼板以20°C /s的冷卻速度冷卻到400°C以下。實施例3、4的實施步驟與實施例1、2相同。就各實施例樣品取樣進行性能分析。1.化學成分
表I為本發明實施例1-4與比較例1-2的成分列表:wt%。表I單位:質量百分比
權利要求
1.一種經濟型高性能雙相不鏽鋼，其特徵在於其化學質量百分成分為:C: 0.01-0.03%、S1: 0.2-1.0%、Mn: 4.0-6.0%, Cr: 21-22%、N1: 1.35-1.7%、Cu:0.1-0.6%、Ν:0.2-0.25%、W: 0.1-0.6%，其餘為 Fe 和雜質。
2.根據權利要求1所述的一種經濟型高性能雙相不鏽鋼，其特徵在於:所述的化學成分中含有B，所述B的質量百分含量為:0.001-0.01%。
3.根據權利要求2所述的一種經濟型高性能雙相不鏽鋼，其特徵在於:所述的化學成分中含有Ca，所述Ca的質量百分含量為:0.001-0.01%。
4.根據權利要求1所述的一種經濟型高性能雙相不鏽鋼，其特徵在於:所述的雜質中含有P，P質量百分比為:0.01-0.04%。
5.根據權利要求1所述的一種經濟型高性能雙相不鏽鋼，其特徵在於:所述的雜質中含有S，S質量百分比為:0.01-0.03%。
6.一種如權利要求1所述的經濟型高性能雙相不鏽鋼製備方法，其特徵在於，包括如下步驟: 1)把溫度為1400-1500°c的電爐熔化的不鏽鋼母液兌入AOD爐內，不鏽鋼母液質量百分成分為:C:1.2-2.5%、S1:彡 0.20%、Mn: ( 0.10%、P: ^ 0.040%、S: ^ 0.035%、Cr:`19.0-22.0%, N1: (1.70%、Cu:0.1-0.6%、W: ( 0.6%，其餘為 Fe 和雜質； 2)頂吹氧氣進行脫碳，並從AOD爐底吹入氮氣進行攪拌，加入石灰100-150Kg/t鋼及白雲石25-40Kg/t鋼，當鉻質量百分含量小於21.5%時，加入高碳鉻鐵；當鉻質量百分含量大於22.0%，鋼水還原後加入碳鋼進行稀釋； 根據步驟I)中兌鋼時鋼水中的碳含量，確定吹氧量，當碳質量百分含量為0.15-0.2%時，停止頂吹氧，當碳質量百分含量為0.04-0.08%時，測量鋼水溫度，取樣分析碳含量，並調整吹氧量，當碳質量百分含量小於0.04%時，再次取樣分析碳含量； 3)當碳質量百分含量小於0.03%後，在AOD爐中加入矽鐵40-50Kg/t鋼，石灰20_30Kg/t鋼，螢石10_20Kg/t鋼，對鋼水進行還原和脫硫； 4)鋼水還原後進行扒渣，並加入鋁粉0.4-0.6Kg/t鋼，調整爐渣，測量鋼水溫度，並取樣分析鋼水中合金元素的含量，並通過加入矽鐵、錳鐵、鉻鐵、鎢鐵及金屬鎳使鋼水中的合金質量百分成分達到以下要求:Si:0.20-1.00%、Mn:4.0-6.0%、Cr:21.0-22.0%、Ni:1.35-1.70%、W:0.10-`0.60% ； 從AOD爐的底部吹入氬氣，去除鋼中多餘的氮，吹氬量為2.1-2.8m3/t鋼，當鋼水質量百分成分達到以下要求時，立即出鋼:C: 0.010-0.030%、S1: 0.20-1.00%、Mn: 4.0-6.0%, P:0.010-0.040%, S:`0.001-0.030%、Cr: 21.0-22.0%、N1:1.35-1.70%,Cu:0.10-0.60%,W: 0.10-0.60%，其餘為Fe和雜質； 出鋼時，把鋼水從AOD爐倒入烘烤好的鋼包，出鋼量達到總鋼水量1/3時，一次性向鋼包內加入硼鐵0.4-0.5Kg/t鋼，加入鋁餅0.4-0.5Kg/t鋼，鋼水的溫度為1570_1600°C，鋼包內渣層的厚度為180-300mm; 5)根據鋼水質量餵入矽鈣線，餵入量為鋼水質量的0.05-0.2%，餵線後，鋼包低吹氬氣`50-120L/min強攪拌，根據鋼水溫度控制強攪拌時間不小於8min，強攪拌後，對鋼水進行弱攪拌，氬氣量小於35L/min，攪拌時間大於5min，鋼水溫度達到1525_1535°C時，鋼包吊往連鑄工序； 6)當鋼水質量百分成分達到下述要求時，進行連鑄:C: 0.010-0.030%、S1: 0.20-1.00%、Mn: 4.0-6.0%, P:0.010-0.040%, S:.0.001-0.030%, Cr: 21.0-22.0%, N1:1.35-1.70%, Cu:0.10-0.60%, W: 0.10-0.60%, N:.0.20-0.25%，其餘為Fe和雜質； 連鑄中間鋼包中鋼水溫度為1480-1500°C，拉速為0.8m/min;結晶器冷卻水量如下:窄面冷卻水為300L/min，寬面冷卻水為2300L/min，二次冷卻水量為0.85Kg/L，連鑄最後IOmin需要緩慢降低拉速，中間包鋼水澆注完畢後，連鑄進行封頂操作； 7)將所述連鑄坯放入以高焦混合煤氣為介質的加熱爐中加熱到1200-1250°C保溫，鍛造或熱軋，將鍛造或熱軋後的鋼板或板卷進行退火酸洗，退火溫度為1000-1100°C。
7.如權利要求6所述的雙相不鏽鋼的製備方法，其特徵在於，所述的連鑄坯加熱後的保溫時間為120-180min，連鑄坯在鍛造或熱軋時，終鍛或終軋溫度為950-1000°C，軋制後的鋼板退火時間為1.5-2.5min/mm厚度,退火後的鋼板以10-20°C /s的冷卻速度冷卻到.400°C以下。
全文摘要
本發明公開了一種經濟型高性能雙相不鏽鋼及其製備方法。本發明的經濟型高性能雙相不鏽鋼，其化學成分的質量百分比為C:0.01-0.03%、Si:0.2-1.0%、Mn:4.0-6.0%、Cr:21-22%、Ni:1.35-1.7%、Cu:0.1-0.6%、N:0.2-0.25%、W:0.1-0.6，其餘為Fe和雜質。本發明通過以低價的錳、氮元素來代替部分的高價鎳元素，以鎢元素代替鉬元素，能夠大大降低雙相不鏽鋼的成本，同時能夠保證冶煉得到的雙相不鏽鋼具有較好的耐蝕性以及冷熱加工性能，相比於典型的雙相不鏽2101鋼，本發明提供的雙相不鏽鋼的邊裂量明顯降低。同時使雙相不鏽鋼具有優於304鋼的耐蝕性能。
文檔編號C22C38/58GK103074552SQ20131001241
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月14日 優先權日2013年1月14日
發明者嚴密, 劉彥妍, 王新華 申請人:浙江大學