一種含釩奧氏體不銹鋼的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含釩奧氏體不銹鋼。本發(fā)明以重量百分比計(jì)，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(fā)明可廣泛應(yīng)用在鍋爐過(guò)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(huán)境中以及抗菌產(chǎn)品等行業(yè)，既能滿足高溫強(qiáng)度好又能滿足耐腐蝕性能好。
【專利說(shuō)明】一種含釩奧氏體不銹鋼
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種含釩奧氏體不銹鋼。
【背景技術(shù)】
[0002]含釩奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良的高溫力學(xué)性能、耐腐蝕性能，在一定的條件下具有抗菌性而使細(xì)菌不會(huì)產(chǎn)生抗性的特點(diǎn)，因此可廣泛應(yīng)用在鍋爐過(guò)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(huán)境中以及抗菌產(chǎn)品等行業(yè)，如申請(qǐng)?zhí)枮?01210211936.X、名稱為含鈮和釩的奧氏體不銹鋼的中國(guó)專利申請(qǐng)。一些鍋爐過(guò)熱器和再熱器材料由于使用在較高溫度中，要求的高溫強(qiáng)度要好，又由于使用環(huán)境的腐蝕性較高，要求的耐腐蝕性能要好，高溫強(qiáng)度和高溫腐蝕往往同時(shí)達(dá)不到要求，容易報(bào)廢，因此發(fā)明一種既能滿足高溫強(qiáng)度好又能滿足耐腐蝕性能好的材料非常有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種既能滿足高溫強(qiáng)度好又能滿足耐腐蝕性能好的含釩奧氏體不銹鋼。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:一種含釩奧氏體不銹鋼，其特征在于:以重量百分比計(jì)，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(fā)明以重量百分比計(jì)，其成分組成還包括:C ( 0.15%。
[0006]本發(fā)明以重量百分比計(jì)，其成分組成還包括:S ( 0.01%、P≤0.035%。
[0007]本發(fā)明以重量百分比計(jì)，其成分組成還包括:0.3%≤Si≤1.0%。
[0008]本發(fā)明以重量百分比計(jì)，其成分組成還包括:0 ( 0.004%,0.0005% ^ B ( 0.002%。
[0009]本發(fā)明以重量百分比計(jì)，其成分組成還包括:Ti ( 0.5%、Nb ( 0.5%、Co ( 0.5%。
[0010]本發(fā)明以重量百分比計(jì)，其成分組成還包括:Mo≤2.0%。[0012]本發(fā)明以重量百分比計(jì)，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(fā)明可以采用不銹鋼冶金領(lǐng)域目前常用的制備方法進(jìn)行，例如采用電爐冶煉-A0D氬氧精煉-LF爐底吹調(diào)整處理的工藝進(jìn)行制備。
[0015]本發(fā)明通過(guò)加入一定量的釩元素，在高溫抑制碳化物的析出，進(jìn)一步加強(qiáng)高溫抗腐蝕性能，使含釩奧氏體不銹鋼具有優(yōu)于奧氏體不銹鋼304、316L的高溫耐腐蝕性能?？刂?.05% ≤V ≤0.50%,優(yōu)化的 0.05% < V < 0.50%。
[0016]本發(fā)明通過(guò)加入一定量的V、Cu元素，使含釩奧氏體不銹鋼具有強(qiáng)的高溫強(qiáng)度，使含釩奧氏體不銹鋼具有優(yōu)于奧氏體不銹鋼310S的高溫強(qiáng)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(qiáng)度，適當(dāng)控制Cr元素的含量有利于控制鉻鎳當(dāng)量比，進(jìn)而有利于控制該奧氏體不銹鋼的熱加工塑性，本發(fā)明中鉻的含量控制在16%≤Cr≤22%。優(yōu)化的，16% < Cr < 22%。
[0018]Ni是奧氏體形成元素，控制鎳含量5% ^Ni ^ 15%有利于保證不銹鋼的奧氏體組織結(jié)構(gòu)。優(yōu)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(jìn)奧氏體并穩(wěn)定奧氏體，當(dāng)碳含量過(guò)高時(shí)，以和鉻生成碳化鉻，不銹鋼的耐腐蝕性和韌性惡化，為了確保不銹鋼的耐腐蝕性，一般控制在0.15%以下。優(yōu)化的，C < 0.15%。
[0020]Si是鐵素體形成元素并起到穩(wěn)定鐵素體的作用，也起到脫氧添加劑，改善焊接流動(dòng)性，硅含量過(guò)高時(shí)有增加中間相析出的趨勢(shì)和降低N濃度，根據(jù)N含量控制
0.3% ≤Si ≤1.0%。優(yōu)化的，0.3% < Si < 1.0%。
[0021]Μη是奧氏體形成元素和穩(wěn)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(shí)提高氮固溶度，進(jìn)而提高氮的含量，過(guò)低的猛不利于奧氏體的形成，過(guò)高的錳對(duì)材料的耐腐蝕形不利，且促進(jìn)金屬相的形成，影響沖擊韌性和耐腐蝕性能。錳含量控制在
1.0% ≤Μη ≤4.0%。優(yōu)化的，1.0% < Μη < 4.0%。
[0022]Ν是穩(wěn)定的奧氏體元素，改善鋼的耐腐蝕性，改善鋼的強(qiáng)度，改善材料的焊接性能，但過(guò)高氮含量降低材料的熱加工塑性，過(guò)低的氮含量又會(huì)降低鉻、鑰的含量，對(duì)材料的耐腐蝕性能不利，控制0.10%0.30%。優(yōu)化的，0.10% <氮< 0.30%。
[0023]Cu是弱奧氏體穩(wěn)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(guò)高的銅易產(chǎn)生脆性相ε相，對(duì)熱加工不利，所以控制銅在1.0%≤Cu≤3.0%。優(yōu)化的，1.0% < Cu < 3.0%。
[0024]0是有害元素，是構(gòu)成非金屬氧化物夾雜的代表元素，過(guò)多的氧含量對(duì)雙相鋼的韌性不利，另外生成粗大的簇狀氧化物時(shí)，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(yōu)化的，0 < 0.004%。
[0025]P是有害元素，偏析在晶界或相界中，對(duì)材料的耐腐蝕性和熱加工性能不利，控制在0.035%以下。優(yōu)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(duì)抗腐蝕性能有害，控制在0.010%以下。優(yōu)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(xì)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，高于0.002%時(shí)，在連鑄和焊接時(shí)有開裂的風(fēng)險(xiǎn)，過(guò)多的硼易在晶界處形成熔點(diǎn)低的BN，對(duì)材料熱加工性能反而不利，一般B含量小于0.002%,優(yōu)化的，0.0005% < B < 0.002%。
[0028]Mo對(duì)于防止產(chǎn)生局部腐蝕有強(qiáng)烈作用，但超過(guò)2%會(huì)促使晶間相的產(chǎn)生而帶來(lái)嚴(yán)重的問(wèn)題，因此控制Mo含量2.0%以下。優(yōu)化的，Mo < 2.0%。
[0029]Co、T1、Nb主要作為穩(wěn)定化元素加入，以防止敏化態(tài)晶間腐蝕的發(fā)生，一般控制在0.5% 以下。優(yōu)化的，Ti < 0.5%、Nb < 0.5%、Co < 0.5%。
[0030]Fe 含量為:51.499% ≤ Fe ≤ 76.85%。優(yōu)化的，51.499% < Fe < 76.85%。
[0031]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果:本發(fā)明可廣泛應(yīng)用在鍋爐過(guò)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(huán)境中以及抗菌產(chǎn)品等行業(yè)，既能滿足高溫強(qiáng)度好又能滿足耐腐蝕性能好。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本專利所涉及到的成分均指重量百分含量。
[0033]實(shí)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(shí)加入3噸輕燒白云石以保護(hù)爐體，燒氧助熔3516 m3，分三次從料倉(cāng)加入石灰7.5噸；
通電進(jìn)行熔煉，正常冶煉以3檔電壓起弧，自動(dòng)調(diào)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，熔煉后與電爐鋼水兌鋼，兌鋼后成分如表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(quán)利要求】
1.一種含釩奧氏體不銹鋼，其特征在于:以重量百分比計(jì)，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(jù)權(quán)利要求1所述的含釩奧氏體不銹鋼，其特征在于:以重量百分比計(jì)，其成分組成還包括:C ( 0.15%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釩奧氏體不銹鋼，其特征在于:以重量百分比計(jì)，其成分組成還包括:s ( 0.01%、P ^ 0.035%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釩奧氏體不銹鋼，其特征在于:以重量百分比計(jì)，其成分組成還包括:0.3%≤Si≤1.0%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釩奧氏體不銹鋼，其特征在于:以重量百分比計(jì)，其成分組成還包括:0 ( 0.004%、0.0005% ≤ B ≤ 0.002%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釩奧氏體不銹鋼，其特征在于:以重量百分比計(jì)，其成分組成還包括:Ti ( 0.5%、Nb ( 0.5%、Co ( 0.5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釩奧氏體不銹鋼，其特征在于:以重量百分比計(jì)，其成分組成還包括:Mq ( 2.0%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~6任一權(quán)利要求所述的含釩奧氏體不銹鋼，其特征在于:該奧氏體不銹鋼是通過(guò)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(jù)權(quán)利要求1~7任一權(quán)利要求所述的含釩奧氏體不銹鋼，其特征在于:以重量百分比計(jì)，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(jù)權(quán)利要求1~7任一權(quán)利要求所述的含釩奧氏體不銹鋼，其特征在于:以重量百分比計(jì)，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(hào)】C22C38/46GK103627970SQ201310532324
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】周勇, 申鵬, 顏海濤, 李 杰 申請(qǐng)人:振石集團(tuán)東方特鋼股份有限公司