奧氏體不銹鋼，如最通用和廣泛使用的304奧氏體不銹鋼，具有顯著較低的強(qiáng)度，兼具冷變形例如冷軋后相對高的殘余延伸率。鐵素體奧氏體雙相不銹鋼，如2304鐵素體奧氏體雙相不銹鋼，提供高強(qiáng)度，但松散延展性和甚至低的冷變形程度。含碳量高的奧氏體錳不銹鋼在焊縫和熱影響區(qū)焊接后易受晶間腐蝕，這是因為在該區(qū)域的貧鉻。此外，典型的錳不銹鋼在冷變形后一般容易形成馬氏體相，這可能導(dǎo)致延遲開裂。FR專利申請2071667涉及以重量％含有如下的奧氏體不銹鋼：0.02-0.3％的C、0.1-3.0％的Si、8.0-17.0％的Mn、12.0-16.0％的Cr、0.05-0.3％N和任選0.1-3.0％的銅和0.1-3.0％的Mo，余量由作為基本成分的鐵構(gòu)成，以便在退火后有奧氏體相。FR專利申請2071667的目的是具有改進(jìn)的軟化和更好的成型性能。然而，在法國專利申請2071667的化學(xué)組成方面，錳(Mn)含量不應(yīng)含有超過17重量％，因為較高的含量產(chǎn)生較少的奧氏體相。美國專利6454879描述了一種用于生產(chǎn)順磁性奧氏體不銹鋼的鍛件的方法，其含有以重量％計最多0.1C、0.21-0.60的Si、20-30％的Mn、17-24％的Cr、最多2.5％的Ni、至多1.9％的Mo、0.6-1.4％的N,高達(dá)0.3％的Cu、最多0.002％的B、高達(dá)0.8％碳化物形成元素、余量包括鐵，其具有基本不含鐵素體含量的顯微組織。鈦、鋯、釩和鈮被描述為強(qiáng)碳化物和氮化物和/或碳氮化物形成體，這些元素的含量小于0.8重量％。根據(jù)該方法，在至少850℃的溫度下將該材料熱成型到至少約3.5倍的變形的程度，且主動冷卻。在第二步驟中在低于氮化物的沉積溫度下，在低于600℃但高于350℃的升高溫度下，以5-20％的變形將它冷成型。為了避免形成馬氏體，在這樣的高溫下在每個過程步驟進(jìn)行該變形，這增加了生產(chǎn)的材料的制造成本。在金屬材料的顯微組織中的孿晶一般定義為共享一些相同的晶格的兩個單獨(dú)的晶體。TWIP(孿晶誘發(fā)塑性)不銹鋼有奧氏體顯微組織，其具有面心立方晶格(FCC)，以及相對低的堆垛層錯能(SFE)，促進(jìn)孿晶變形機(jī)理的激活，即在晶格中機(jī)械誘發(fā)孿晶。術(shù)語TWIP表明孿晶往往伴隨著通過晶格位錯的適應(yīng)(accomodation)塑性。本發(fā)明的目的是消除現(xiàn)有技術(shù)的一些缺點并且實現(xiàn)一種改進(jìn)的奧氏體高錳不銹鋼，其利用冷變形中的TWIP(孿晶誘發(fā)塑性)機(jī)理以便具有高的加工硬化率與良好的耐腐蝕性和對焊接后的晶間腐蝕、對延遲開裂和應(yīng)力腐蝕開裂的低脆弱性。奧氏體不銹鋼的基本特征列在所附的權(quán)利要求中。根據(jù)本發(fā)明，奧氏體高錳不銹鋼以重量％計由0.03-0.1％的碳、0.08-1.0％的硅、14-26％的錳、10.5-18％的鉻、低于0.8％的鎳、0.05-0.6％的銅、0.1-0.8％的氮和0.0008-0.005％的硼、余量的鐵和在不銹鋼中出現(xiàn)的不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。本發(fā)明的奧氏體不銹鋼還含有任選0.001-0.02％的鈦和任選小于0.04％的鋁。在冷變形中利用TWIP(孿晶誘發(fā)塑性)機(jī)理，本發(fā)明的奧氏體不銹鋼在塑性變形之后具有優(yōu)越的延展性和高強(qiáng)度。因此，與低鎳含量有關(guān)，本發(fā)明的奧氏體不銹鋼兼具在初始退火狀態(tài)的高強(qiáng)度和高加工硬化率和在冷變形如冷軋后的高延伸率。根據(jù)本發(fā)明的奧氏體高錳不銹鋼的屈服強(qiáng)度Rp0.2和抗拉強(qiáng)度Rm以及在退火狀態(tài)的斷裂延伸率A80的范圍是470-600MPa的Rp0.2，800-930MPa的Rm和在1000-1150℃溫度范圍內(nèi)的退火后40-60％的A80。當(dāng)將根據(jù)本發(fā)明的奧氏體不銹鋼進(jìn)一步冷變形如冷軋時，在以10％和20％的壓下程度冷軋后，可以通過如下表1中所列的屈服強(qiáng)度Rp0.2和拉伸強(qiáng)度Rm以及斷裂延伸率A80的各自范圍來顯示TWIP(孿晶誘發(fā)塑性)機(jī)理的效果：變形程度Rp0.2(MPa)Rm(MPa)A80(％)10％800-900900-103025-3520％1000-11001100-125010-20表1對于屈服強(qiáng)度Rp0.2，本發(fā)明的奧氏體高錳不銹鋼對于變形度10％具有至少20％的高加工硬化率和對于變形度20％至少40％的高加工硬化率。另外，斷裂延伸率A80對于變形度10％為25-35％，和對于變形度20％為10-20％，顯示出良好的延展性。描述了在根據(jù)本發(fā)明的奧氏體高錳不銹鋼的化學(xué)組成中的主要元素的效果，范圍以重量％計，如果沒有另外提及。碳(C)是一種有價值的奧氏體形成和穩(wěn)定化元素，它使昂貴的元素鎳和銅的減少使用成為可能。碳合金化(小于0.1％)的上限是由碳化物析出的風(fēng)險設(shè)定的，該析出劣化不銹鋼的耐腐蝕性。碳含量低到足以保持良好的耐腐蝕性。由脫碳處理將碳含量減少到低的水平是不經(jīng)濟(jì)的，因此碳含量應(yīng)不低于0.03％。將硅(Si)加入到不銹鋼中，用于在熔化過程中的脫氧目的，且且不應(yīng)低于0.08％。因為硅是鐵素體形成元素，其含量必須限于小于1％。錳(Mn)是本發(fā)明的奧氏體不銹鋼的關(guān)鍵元素，確保穩(wěn)定的奧氏體晶體結(jié)構(gòu)和使該孿晶機(jī)理和此外更昂貴的鎳的減少使用成為可能。錳也增加氮在不銹鋼中的溶解度。伴隨孿晶變形的塑性變形容易發(fā)生在錳量為14％或更多而無變形組織即應(yīng)變誘發(fā)的馬氏體的情況下。高錳含量使鋼的脫碳過程更加困難，損害了表面質(zhì)量，且降低了鋼的耐腐蝕性。因此，錳含量應(yīng)小于26％。優(yōu)選的是，錳含量在17.5-26.0％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在19-23％的范圍內(nèi)。鉻(Cr)負(fù)責(zé)確保不銹鋼的耐腐蝕性。因此，在該不銹鋼中的鉻含量應(yīng)為最低10.5％。鉻是在避免延遲開裂現(xiàn)象方面是重要的。通過從該水平增加該含量，鋼的耐腐蝕性可得到改善。然而，由于鉻是鐵素體形成元素，鉻含量的增加提高了對于昂貴的奧氏體形成體例如鎳和錳的需要，或者使不切實際高的碳和氮含量成為必要。因此，鉻含量應(yīng)小于18％。鉻也增加氮的溶解度。優(yōu)選的是，鉻含量為12-16.0％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在12.5-14％的范圍內(nèi)。鎳(Ni)是一種強(qiáng)奧氏體形成體和穩(wěn)定劑，但鎳是一種昂貴的元素。然而，非常低鎳含量使得與其他奧氏體形成和穩(wěn)定化元素的不切實際的高合金化成為必要。因此，鎳的含量應(yīng)優(yōu)選低于0.8％，但優(yōu)選小于0.5％。銅(Cu)以0.05-0.6％，優(yōu)選0.3-0.6％的殘余物形式存在。銅是奧氏體相的弱穩(wěn)定劑，但是對于馬氏體形成的抵抗性方面具有很大影響。銅還對延展性和成型性能具有積極的影響。氮(N)是一種強(qiáng)奧氏體形成體和穩(wěn)定劑。因此，氮的合金化通過鎳和銅的較低使用改善鋼的成本效率。為了保證合理低的使用上述合金化元素，氮含量應(yīng)為至少0.1％。高氮含量增加鋼的強(qiáng)度，從而使成型作業(yè)更加困難。此外，氮化物析出的風(fēng)險隨著氮含量的增加而增加。由于這些原因，氮含量應(yīng)不超過0.8％，優(yōu)選的氮含量應(yīng)低于0.6％。氮增加堆垛層錯能(SFE)，其用于TWIP的效果的預(yù)測，從而使TWIP效應(yīng)成為可能且對其提供便利。在室溫或以上，在冷軋期間，根據(jù)本發(fā)明的奧氏體不銹鋼不形成任何變形的馬氏體。因此，本發(fā)明的不銹鋼具有高的延展性。根據(jù)本發(fā)明的奧氏體不銹鋼也無應(yīng)力腐蝕開裂和延遲開裂，即使在空氣中和還在5％氯化鈉(NaCl)的環(huán)境時效之后。實施例在生產(chǎn)規(guī)模下熔化按照本發(fā)明的奧氏體不銹鋼，然后以如下化學(xué)組成(重量％)鑄造成板坯形式CSiMnCrMoNiTiCuAlNB0.080.520130.020.20.0030.50.010.430.0023表2將板坯進(jìn)一步熱軋成4.0毫米的厚度，然后在1080℃的溫度下退火。進(jìn)一步，以50％的軋制程度將本發(fā)明的奧氏體不銹鋼冷軋至2.0毫米的厚度，并在1080℃的溫度下退火。然后，通過測定屈服強(qiáng)度Rp0.2和抗拉強(qiáng)度Rm以及斷裂延伸率A80測試該退火的帶材產(chǎn)品。為了在本發(fā)明的奧氏體不銹鋼中利用TWIP效應(yīng)，以10％的壓下程度將不銹鋼帶材冷變形，然后確定屈服強(qiáng)度Rp0.2和抗拉強(qiáng)度Rm以及延伸斷裂率A80。還對于具有20％的壓下程度的冷變形帶材進(jìn)行各作業(yè)。在下表中描述這些測試結(jié)果的結(jié)果：壓下度RpO.2(MPa)Rm(MPa)A80(％)0％5008304810％8009502820％1020118014表3結(jié)果表明根據(jù)本發(fā)明的奧氏體不銹鋼對于屈服強(qiáng)度Rp0.2具有高加工硬化率。此外，斷裂延伸率A80對于10％變形度是28％，對于20％變形度是14％，在冷軋后在高強(qiáng)度下仍顯示良好的延展性?？蓪⒈景l(fā)明的奧氏體不銹鋼制造成板坯，大方坯，小方坯和平坦的產(chǎn)品，如線圈、帶材、板材、片材，和長的產(chǎn)品，如棒材、桿材、線材、型材和異型材，和管狀的產(chǎn)品，如管、管道，且能例如用于汽車結(jié)構(gòu)、用于罐、在碰撞相關(guān)部件、在結(jié)構(gòu)和軌道車輛中?？梢栽跓峒庸と鐭彳埡笸嘶鸬膸Р臓顟B(tài)下，在冷加工如冷軋后退火的帶材狀態(tài)下，或者熱加工和冷加工然后冷變形如冷軋后退火的帶材狀態(tài)下，將根據(jù)本發(fā)明的高錳奧氏體不銹鋼進(jìn)行冷變形，以利用TWIP效應(yīng)用于更高的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度值以及仍高的延展性。當(dāng)前第1頁1 2 3