專利名稱：一種雙相不銹鋼合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙相不銹鋼合金及其制備方法，屬于不銹鋼冶金領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
雙相不銹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%(量少相至少占30%)的不銹鋼。由于兩相組織的特征使雙相不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)點，與鐵素體不銹鋼比，其韌性高、脆性轉(zhuǎn)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(dǎo)熱系數(shù)高、膨脹系數(shù)小的優(yōu)點。與奧氏體不銹鋼相比，其屈服強度約為奧氏體不銹鋼的兩倍，耐氯化物應(yīng)力腐蝕斷裂能力均明顯高于300系列的奧氏體不銹鋼。雙相不銹鋼由于其優(yōu)異的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，廣泛應(yīng)用于油氣、石化、化肥、橋梁、建筑以及化學(xué)品船等行業(yè)。近年來，隨著鎳價的不斷上漲和大幅波動，為了充分發(fā)揮雙相不銹鋼資源節(jié)約的優(yōu)勢，雙相不銹鋼開始向低鎳的方向發(fā)展。低鎳雙相不銹鋼是指鉻含量在23%以下，且含鎳量低，同時不含鑰或含少量鑰的雙相不銹鋼。其設(shè)計開發(fā)思路是采用錳和氮代替鎳，保證雙相不銹鋼的兩相比例。該鋼成本較低，是取代傳統(tǒng)奧氏體不銹鋼的理想材料。低鎳雙相不銹鋼相關(guān)專利的成分見下表。
權(quán)利要求
1.一種雙相不銹鋼合金，其特征在于，其化學(xué)質(zhì)量百分成分為:C: 0.01-0.03%、S1: 0.1-2.0%、Mn:1.0-3.0%, Cr: 20-22%、N1:1.7-2.5%、Cu:0.7-1.0%、N:0.1-0.2%、W: 0.2-1.0%，其余為 Fe 和雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙相不銹鋼合金，其特征在于，所述的化學(xué)成分中含有B，所述B的質(zhì)量百分含量為:0.001-0.01%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙相不銹鋼合金，其特征在于，所述的化學(xué)成分中含有Ca，所述Ca的質(zhì)量百分含量為:0.001-0.01%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙相不銹鋼合金，其特征在于，所述的雜質(zhì)中含有S，S的質(zhì)量百分含量為:0.01-0.03%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙相不銹鋼合金，其特征在于，所述的雜質(zhì)中含有P，P的質(zhì)量百分含量為:0.01-0.0 4%。
6.一種如權(quán)利要求1所述的雙相不銹鋼制備方法，其特征在于，包括如下步驟: [1)把溫度為1400-1500°C的電爐熔化的不銹鋼母液兌入AOD爐內(nèi)，不銹鋼母液質(zhì)量百分成分為: C:1.2-2.5%、S1:≤ 0.20%、Mn:≤ 0.10%、P: ≤ 0.040%、S: ≤ 0.035%、Cr:18.0-22.0%、N1:≤ 2.50%、Cu:0.7-1.0%、W:≤1.0%，其余為 Fe 和雜質(zhì)； [2)頂吹氧氣進行脫碳，并從AOD爐底吹入氮氣進行攪拌，加入石灰100-150Kg/t鋼及白云石25-40Kg/t鋼，當鉻質(zhì)量百分含量小于20.5%時，加入高碳鉻鐵；當鉻質(zhì)量百分含量大于22.0%，鋼水還原后加入碳鋼進行稀釋； 根據(jù)步驟I)中兌鋼時鋼水中的碳含量，確定吹氧量，當碳質(zhì)量百分含量為0.15-0.2%時，停止頂吹氧，當碳質(zhì)量百分含量為0.04-0.08%時，測量鋼水溫度，取樣分析碳含量，并調(diào)整吹氧量，當碳質(zhì)量百分含量小于0.04%時，再次取樣分析碳含量； [3 )當碳質(zhì)量百分含量小于0.03%后，在AOD爐中加入硅鐵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)鋼水還原后進行扒渣，并加入鋁粉0.4-0.6K/t鋼，調(diào)整爐渣，測量鋼水溫度，并取樣分析鋼水中合金元素的含量，并通過加入硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鎢鐵及金屬鎳使鋼水中的合金質(zhì)量百分成分達到以下要求:Si:0.10-2.00%、Mn:1.0-3.0%、Cr:20.0-22.0%、Ni:1.70-2.50%、W:0.20-1.0% ； 從AOD爐的底部吹入氬氣，去除鋼中多余的氮，吹氬量為2.1-2.8m3/t鋼，當鋼水質(zhì)量百分成分達到以下要求時，立即出鋼:C: 0.010-0.030%, S1: 0.10-2.00%, Mn:1.0-3.0%, P:0.010-0.040%, S:0.001-0.030%,Cr: 20.0-22.0%、N1:1.70-2.50%、Cu:0.70-1.0%、W: 0.20-1.0%，其余為 Fe和雜質(zhì)； 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(nèi)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(nèi)渣層的厚度為180-300mm; [5)根據(jù)鋼水質(zhì)量喂入硅鈣線，喂入量為鋼水質(zhì)量的0.05-0.2%，喂線后，鋼包低吹氬氣50-120L/min強攪拌，根據(jù)鋼水溫度控制強攪拌時間不小于8min，強攪拌后，對鋼水進行弱攪拌，氬氣量小于35L/min，攪拌時間大于5min，鋼水溫度達到1525_1535°C時，鋼包吊往連鑄工序； 6)當鋼水質(zhì)量百分成分達到下述要求時，進行連鑄:C: 0.010-0.030%、S1: 0.10-2.00%、Mn:1.0-3.0%, P:0.010-0.040%, S:·0.001-0.030%、Cr: 20.0-22.0%, N1:1.70-2.50%、Cu:0.70-1.0%、W: 0.20-1.0%、N:·0.10-0.20%，其余為Fe和雜質(zhì)； 連鑄中間鋼包中鋼水溫度為1480-1500°C，拉速為0.8m/min;結(jié)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，連鑄最后IOmin需要緩慢降低拉速，中間包鋼水澆注完畢后，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(zhì)的加熱爐中加熱到1200-1250°C保溫，鍛造或熱軋，將鍛造或熱軋后的鋼板或板卷進行退火酸洗，退火溫度為1000-1100°C。
7.如權(quán)利要求6所述的雙相不銹鋼的制備方法，其特征在于，所述的連鑄坯加熱后的保溫時間為120-180min，連鑄坯在鍛造或熱軋時，終鍛或終軋溫度為950-1000°C，軋制后的鋼板退火時間為1.5-2.5min/mm厚度,退火后的鋼板以10-20°C /s的冷卻速度冷卻到·400 °C以下。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙相不銹鋼合金及其制備方法。雙相不銹鋼合金化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為C:0.01-0.03%、Si:0.1-2.0%、Mn:1.0-3.0%、Cr:20-22%、Ni:1.7-2.5%、Cu:0.7-1.0%、N:0.1-0.2%、W:0.2-1.0%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素。本發(fā)明鋼材具有良好力學(xué)、熱加工性能和高耐腐蝕性能，可用常規(guī)方法生產(chǎn)。由于采用廉價的氮和錳部分替代鎳來穩(wěn)定雙相不銹鋼中的奧氏體相，并用廉價鎢元素取代鉬，從而降低了成本；同時，通過合理調(diào)整鎳、氮、錳元素配比，控制錳元素含量保持較低水平，避免低熔點硫化物在相界存在，有效地改善了雙相不銹鋼的熱加工性能。
文檔編號C22C38/44GK103074551SQ20131001219
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月14日
發(fā)明者嚴密, 劉彥妍, 王新華, 顏海濤, 申鵬 申請人:浙江大學(xué), 振石集團東方特鋼股份有限公司