[發明專利]一種具有良好耐腐蝕性能的節鎳奧氏體不銹鋼

無效

• 申請號: 201010250718.8
• 申請日: 2010-08-09
• 公開（公告）號: CN101942612A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 顏海濤;申鵬;李杰;周勇;李亞峰;江桂芝
• 申請（專利權）人: 振石集團東方特鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所 33209
• 代理人: 陳紅

技術領域

本發明涉及一種具有良好耐腐蝕性能的節鎳奧氏體不銹鋼，屬于金屬材料領域。

背景技術

18-8系列奧氏體不銹鋼，俗稱“304”，該系列不銹鋼因其良好的耐腐蝕性能、熱加工性能、冷加工性能及綜合機械性能，深受歡迎且廣泛的應用于電器、廚衛制品和五金等行業。但是該鋼種由于含有較高的貴金屬鎳，而鎳是目前世界上非常緊缺的戰略資源。奧氏體不銹鋼的需求增加，引起鎳價的進一步上漲，繼而影響到奧氏體不銹鋼的生產成本，為此人們紛紛開發低鎳奧氏體不銹鋼來代替高鎳的奧氏體不銹鋼，不同鎳含量和相關合金元素的低鎳奧氏體不銹鋼相近專利的成分見下表：

專利申請號為200710119205.1：該專利Cu含量比較高，造成了不銹鋼成本的增加。另外該專利未對N元素進行控制，難以保證奧氏體組織的穩定性。

專利申請號為200410047238.6：該專利對熱加工邊裂敏感元素Cr含量控制較低，故熱加工性能好些但耐腐蝕性能會降低。

專利申請號為200710134321.0：該專利中添加了Re元素，增加了冶煉的難度，難以在大生產中實施。

專利申請號為200810060212.3：該專利Cr含量比較低，而且N含量比較高，故其耐腐蝕性能比較差，且熱加工性能不好。

專利申請號為200910128648.6：該專利Cr含量比較低，其耐腐蝕性能比較差，另外Ni含量也比較低，難以保證穩定奧氏體組織的形成，熱加工性能也比較差。

根據上述分析可知，雖然出現了較多的低鎳含量奧氏體不銹鋼，其成本較304不銹鋼有了較大的下降，但是還是存在兩個方面的問題：一是這些鋼種的耐腐蝕性能比較差，二是這些鋼種的熱加工性能比較差。因此，既具有良好耐腐蝕性能，又具有較好熱加工性能的低鎳奧氏體不銹鋼是本領域亟待解決的問題之一。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種配方設計合理、鎳金屬含量低、造價低、既具有良好耐腐蝕性能又具有較好熱加工性能的奧氏體不銹鋼。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是該具有良好耐腐蝕性能的節鎳奧氏體不銹鋼，其化學成分的重量百分比為：

C：0.05-0.08

Si：0.3-0.6

Mn：8-10

Cr：14-16

Ni：2-3

S：0-0.01

P：0-0.045

N：0.1-0.15

Cu：1-2

Mo：0.5-1.5

B：15-40ppm

Ca：10-30ppm

其余為Fe和不可避免的雜質元素。

作為優選，本發明所述的化學成分的重量百分比為：

C：0.05-0.08

Si：0.35-0.55

Mn：8.5-9.5

Cr：14.5-15.5

Ni：2-3

S：0-0.01

P：0-0.040

N：0.1-0.15

Cu：1-2

Mo：0.5-1.5

B：15-35ppm

Ca：10-25ppm

其余為Fe和不可避免的雜質元素。

本發明的設計思路是降Ni，保證必要的Cr含量，以確保耐腐蝕性能和降低成本；選擇合適的N含量，增加一定量的Mn和Cu，以穩定奧氏體組織和改善性能；增加一定量的Mo含量，提高不銹鋼的耐腐蝕性能；添加微量的B元素，提高鋼的熱加工性能；增加微量的Ca元素，改變夾雜物的形貌。上述各元素的作用如下：

C是一種間隙元素，能夠強烈形成并穩定奧氏組織并擴大奧氏體區。C形成奧氏體的能力約為Ni的30倍，但過多的C會與鋼種的Cr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C越低越好，但過低的C會使奧氏體組織不穩定，而且增加冶煉成本。因此兼顧奧氏體組織和耐蝕性，控制C在0.05-0.08％。

Si是脫氧元素，另外也是提高抗高溫氧化性能的有效元素，但是Si是強烈的鐵素體形成元素。為了獲得穩定的奧氏體組織，控制在0.3-0.6％。

Mn是較弱的奧氏體形成元素，但可增加N在奧氏體鋼中的溶解度，Mn、N的復合加入可替代鋼中昂貴的Ni元素，但Mn的加入會與鋼中的雜質元素S形成MnS而降低鋼的耐蝕性，過高的Mn還降低奧氏體鋼的焊接性能。因此Mn控制在8-10％。