[發明專利]高性能稀土雙相不銹鋼合金材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010279509.6
• 申請日: 2010-09-10
• 公開（公告）號: CN101935809A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 王龍妹;劉曉;陳雷;劉瀏
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: C22C38/54
• 分類號: C22C38/54;C22C38/58;C22C33/04;C21D8/00
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于雙相不銹鋼技術領域，特別是涉及一種高性能稀土雙相不銹鋼合金材料及其制備方法。

背景技術

中國的雙相不銹鋼目前只是處于國外第二代雙相不銹鋼的發展水平，鋼中的含氮量在0.2％以下。至于目前國外已步入市場的含氮在0.25～0.35％的超級雙相不銹鋼，中國仍處于實驗室開發階段。而國內雙相不銹鋼的使用也是有一定局限性的，像國外大量使用雙相不銹鋼的諸如紙漿和造紙工業、油氣工業、運輸業、甚至建筑業等幾個大的領域我們涉及得不多，有的還只是剛剛開始。這些領域用鋼除了要求鋼材有良好的耐腐蝕性能外，還同時要求有較高的強度和韌性，對于綜合性能的提高稀土能起到關鍵作用。

近來世界不銹鋼產量的增長已經導致鎳價的大幅上漲。鎳、鉻資源的稀缺將嚴重限制我國不銹鋼產業的發展。而我國的稀土資源比較豐富，從長遠看，研究開發稀土雙相不銹鋼能夠節約寶貴的鎳資源，因此發展稀土雙相不銹鋼也是符合中國國情的選擇。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高性能稀土雙相不銹鋼合金材料及其制備方法，實現了工藝簡單、稀土回收率高、精煉效果好。

為達到上述目的，本發明的機理如下：根據氮可以代替鎳在鋼中的作用原理，大量的試驗研究發現，用適量的廉價氮可以穩定雙相不銹鋼中的奧氏體，從而降低貴重鎳的用量；同時向該雙相不銹鋼合金中加入適量稀土，合金中的硫含量大大降低，形成高熔點的球形稀土硫化物彌散在基體中，避免了低熔點的硫化物存在于相界上，凈化了晶界，從而提高了晶界的抗腐蝕能力，改善了鋼的高溫熱塑性。

根據上述機理，本發明采用如下技術方案：

一種高性能稀土雙相不銹鋼合金材料，該合金材料的組成及質量百分比為：C≤0.045％，S≤0.020％，Si≤2.00％，P≤0.030％，Mn?1.00～2.00％，，Cr?18.00～24.00％，Ni3.0～6.0％，Mo?1.0～3.5％，N?0.10～0.40％，B?0.001～0.01％，以鈰為主的混合稀土：0.01～0.25％，Fe余量。

本發明所述的混合稀土以Ce為主是指Ce≥45％，含有鑭、鐠、釹、钷、釤稀土元素的一種或幾種，稀土含量＞99.5％。

本發明的合金材料以質量百分比計，還含有W、Cu中的至少一種，其含量為0.1～1.0％的W，0.1～1.0％的Cu。

本發明高性能含稀土的雙相不銹鋼合金材料的制備方法，包括如下工藝步驟：冶煉、鑄造、鑄錠或鑄坯開坯、熱軋和固溶處理。

(1)冶煉：在真空感應爐、非真空感應爐、電爐+爐外精煉、轉爐+爐外精煉中任一種工藝進行冶煉。

要求在出鋼澆鑄前加入稀土金屬。澆鑄溫度控制在1500-1650℃。

非真空冶煉時需調整合適的保護渣層，以防止二次氧化，配氮采用添加氮化鉻鐵合金和/或吹氮氣；真空爐冶煉澆鑄時必須在澆鑄室內充入一定壓力的高純氮氣(0.01-0.13MPa)，配合添加氮化鉻鐵合金。

本發明適應于大生產電爐+爐外精煉+連鑄、轉爐+爐外精煉+連鑄，若采用連鑄時可采用現有的2205雙相不銹鋼的連鑄工藝。

(2)鑄錠或鑄錠開坯：鑄錠或鑄坯可采用鍛造開坯或連鑄連軋，加熱溫為度1150-1260℃，開坯時始鍛溫度控制在1100-1250℃，終鍛溫度950-1000℃。

(3)熱軋：鑄錠或鑄錠開坯后根據用戶要求的鋼材規格進行熱軋。熱軋時坯料加熱溫度1150-1250℃，開軋溫度控制在1150-1200℃，終軋溫度950-1000℃。

(4)固溶處理：鋼熱軋后在熱處理爐中進行固溶處理，溫度為1020-1150℃，保溫30-60分鐘。冷卻方式采用水冷或空冷。通過固溶處理后即可獲得本發明高性能含稀土雙相不銹鋼。