專(zhuān)利名稱(chēng)：具有相變?cè)鏊苄?yīng)的雙相不銹鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有相變?cè)鏊苄?yīng)的雙相不銹鋼及其制備方法，屬鋼鐵合金材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
雙相不銹鋼由奧氏體和鐵素體組成。雙相不銹鋼的主要成分是鉻、鎳、鑰，而其中鎳是最昂貴的；為了降低成本，降低鋼中鎳的含量，可采用添加氮、銅等合金元素。隨著A0D、V0D精煉工藝的發(fā)展，尤其是AOD爐 中能夠控制氮的加入，也促進(jìn)了含氮雙相不銹鋼的開(kāi)發(fā)，如2205鋼其氮含量在0. 15%左右。氮的加入不僅提高了鋼的耐局部腐蝕性能，而且解決了不銹鋼的焊接問(wèn)題，使雙相不銹鋼成為一種可焊接的結(jié)構(gòu)材料，大大拓展了雙相不銹鋼的應(yīng)用范圍。隨著冶金技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和成本的降低，對(duì)氮的加入量也能夠精確控制，從而出現(xiàn)了新的低鎳高氮超級(jí)雙相不銹鋼，如UNSS32750 (其氮含量在0. 25 0. 35%，含鎳量在6 8%左右)和UNSS32906 (其氮含量在0. 30 0. 40%,含鎳量在5. 8 7. 5%左右)。但現(xiàn)有雙相不銹鋼的廣泛應(yīng)用仍然存在強(qiáng)度高和塑性差的矛盾、其熱加工難度大和薄板延伸率低的問(wèn)題，針對(duì)現(xiàn)有雙相不銹鋼的不足，有必要開(kāi)發(fā)一種具有相變誘導(dǎo)塑性(TRIP)效應(yīng)的經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼，該類(lèi)產(chǎn)品冷熱加工性能優(yōu)于現(xiàn)有雙相不銹鋼，同時(shí)具有優(yōu)異的耐蝕性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有相變?cè)鏊苄?yīng)和良好耐腐蝕性的經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼合金材料。本發(fā)明的經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼合金材料，其特征在于具有如下的成分及質(zhì)量百分t匕0〈C ( 0. 04%,S ( 0. 006%,Si ( 0. 5%,P ( 0. 01%,Mn ( I. 0%,Cr :20. 5 21. 5%,Ni :1. 8 2. 2%，Mo :0. 8 I. 2%, Cu :0. 8 I. 2%,N 0. 15 0. 23%, B :0. 001 0. 01%，稀土 Ce或Y :0. 005 0. 20%,其余部分為鐵。本發(fā)明的具有TRIP效應(yīng)的經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼合金材料的制備方法，其特征在于采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，在投料時(shí)采用純鐵管密封中間合金投入法，即事先制備好需用的中間合金；中間合金由鐵和稀土金屬組成，選用Fe-Ce或Fe-Y中間合金；兩者的組成分別為=Fe-Ce中間合金中Ce的質(zhì)量百分含量為23. 5% ;Fe_Y中間合金中Y的質(zhì)量百分含量為15% ;經(jīng)綜合配料熔制后，澆注成型，經(jīng)熱鍛、冷軋，再經(jīng)合適的固溶處理，最終制得具有TRIP效應(yīng)的雙相不銹鋼。該成分范圍內(nèi)的鋼在850 1300°C范圍均為雙相區(qū)，奧氏體含量約在30 60%變化，經(jīng)熱鍛和冷軋，再經(jīng)一定固溶處理，室溫的拉伸斷裂強(qiáng)度在850 1200Mpa范圍，屈服強(qiáng)度在500 700Mpa范圍，斷裂延伸率在40 60%范圍，固溶態(tài)材料室溫下在lmol/L的NaCl溶液中的臨界點(diǎn)蝕點(diǎn)位大于500mv。本發(fā)明的機(jī)理如下所述
根據(jù)相變誘導(dǎo)塑性(TRIP)效應(yīng)的原理，大量實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼控制合適的成分和合適的固溶處理，以及合適的冷熱乳工藝，使雙相不銹鋼在變形過(guò)程中產(chǎn)生一定量的馬氏體相變，從而有效地改善其塑性。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。實(shí)施例I
本實(shí)施例中，釆用雙相不銹鋼的成分及質(zhì)量百分比如下
Cr20. 5%
Ni1.9%
Cu0.85%
Mo1.0%
Mn0. 7%
N0. 18%
C0.023%
稀土 Ce0. 10%
Si0.4%
S0.004%
P0.008%
B0.001%
Fe余量
釆用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，在投料時(shí)，釆用純鐵管密封中間合金投入法，即事先制備好中間合金。中間合金的組成為Fe和Ce的合金，F(xiàn)e-Ce中間合金中Ce的質(zhì)量百分含量為23. 5%。經(jīng)綜合計(jì)量計(jì)算和配料熔制后，澆注成型，經(jīng)熱鍛和冷乳，再經(jīng)一定固溶處理，最終制得具有TRIP效應(yīng)的雙相不銹鋼合金材料，其室溫拉伸斷裂強(qiáng)度大于950MPa，屈服強(qiáng)度大于550MPa，斷裂延伸率大于50%，固溶態(tài)室溫下在lmol/L的NaCl溶液中的臨界點(diǎn)蝕點(diǎn)位大于500mv。實(shí)施例2
本實(shí)施例中，釆用雙相不銹鋼的成分及質(zhì)量百分比如下
Cr20.8%
Ni2. 1%
Cu1.0%
MoI. 1%
Mn0. 5%
N0. 20%
C0.028%
稀土 Ce0. 10%
Si0. 50%
S0.002%
P0.010%B0.002%
Fe余量
采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，在投料時(shí)，采用純鐵管密封中間合金投入法。即事先制備好中間合金。中間合金的組成為Fe和Ce的合金，F(xiàn)e-Ce中間合金中Ce的質(zhì)量百分含量為23. 5%。經(jīng)綜合計(jì)量計(jì)算和配料熔制后，澆注成型，經(jīng)熱鍛、冷軋，再經(jīng)合適的固溶處理，最終制得具有TRIP效應(yīng)的雙相不銹鋼，其室溫拉伸斷裂強(qiáng)度大于lOOOMPa，屈服強(qiáng)度大于600MPa，斷裂延伸率大于50%，固溶態(tài)室溫下在lmol/L的NaCl溶液中的臨界點(diǎn)蝕點(diǎn)位大于500mvo
實(shí)施例3
本實(shí)施例中，釆用雙相不銹鋼的成分及質(zhì)量百分比如下
Cr21. 5%
Ni2.0%
Mo0.9%
CuI. 20%
Mn0.9%
N0. 23%
C0.021%
稀土 Ce0. 10%
Si0. 30%
S0.003%
P0.007%
B0.0015%
Fe余量
采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，在投料時(shí)，采用純鐵管密封中間合金投入法。即事先制備好中間合金。中間合金的組成為Fe和Ce的合金，F(xiàn)e-Ce中間合金中Ce的質(zhì)量百分含量為23. 5%。經(jīng)綜合計(jì)量計(jì)算和配料熔制后，澆注成型，經(jīng)熱鍛和冷軋，再經(jīng)一定固溶處理，最終制得具有TRIP效應(yīng)的雙相不銹鋼合金材料，其室溫拉伸斷裂強(qiáng)度大于1050MPa，屈服強(qiáng)度大于630MPa，斷裂延伸率大于50%，固溶態(tài)室溫下在lmol/L的NaCl溶液中的臨界點(diǎn)蝕點(diǎn)位大于500mv。該類(lèi)雙相不銹鋼材料具有優(yōu)異的塑性，同時(shí)其抗蝕能力與奧氏體316系列大致相當(dāng)，而力學(xué)性能優(yōu)于奧氏體316系列，可以用作汽車(chē)、一般器械工程等方面，是替換316系列的最佳候選材料，可以大幅度降低原材料成本和減少材料用量。另外，該材料在900 1300°C內(nèi)具有較好的熱加工性，同時(shí)具有優(yōu)異的冷加工性能。
權(quán)利要求
1.具有相變?cè)鏊苄?yīng)的雙相不銹鋼，其特征在于具有如下的成分及質(zhì)量百分比0〈C ( 0. 04%, S 彡 0. 006%, Si ^ 0. 5%, P ^ 0. 01%, Mn ^ I. 0%, Cr :20. 5 21. 5%, Ni I. 8 2. 2%，Mo :0. 8 I. 2%, Cu :0. 8 I. 2%, N :0. 15 0. 23%, B :0. 001 0. 01%，稀土Ce或Y :0. 005 0. 20%，其余部分為鐵。
2.按權(quán)利要求I所述的具有相變?cè)鏊苄?yīng)的雙相不銹鋼的制備方法，其特征在于采用常規(guī)的熔煉工藝方法，在投料時(shí)采用純鐵管密封稀土中間合金投入，稀土中間合金選用Fe-Ce或Fe-Y中間合金；兩者的組成分別為=Fe-Ce中間合金中Ce的質(zhì)量百分含量為、23. 5%，F(xiàn)e-Y中間合金中Y的質(zhì)量百分含量為15% ;經(jīng)配料熔制后，澆注成型，經(jīng)熱鍛、冷軋，再經(jīng)合適的固溶處理，最終制得具有相變?cè)鏊苄?yīng)的雙相不銹鋼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有相變?cè)鏊苄?yīng)的雙相不銹鋼及其制備方法，屬鋼鐵合金材料技術(shù)領(lǐng)域。該雙相不銹鋼的成分及質(zhì)量百分比0<C≤0.04％，S≤0.006％，Si≤0.5％，P≤0.01％，Mn≤1.0%，Cr20.5～21.5%，Ni1.8～2.2％，Mo0.8～1.2%，Cu0.8～1.2%，N0.15～0.23%，B0.001～0.01%，稀土Ce或Y0.005～0.20%，其余部分為鐵。采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，在投料時(shí)采用純鐵管密封中間合金投入法，即事先制備好Fe-Ce中間合金或Fe-Y中間合金，經(jīng)綜合配料熔制后，澆注成型，經(jīng)熱鍛、冷軋，再經(jīng)合適的固溶處理，最終制得具有相變?cè)鏊苄?yīng)的雙相不銹鋼。
文檔編號(hào)C22C33/06GK102766823SQ20121024588
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者萬(wàn)建全, 冉慶選, 李鈞, 林根文, 肖學(xué)山, 馬正歡 申請(qǐng)人:上海大學(xué)