[發明專利]高鋁316L不銹鋼及其制備方法

無效

• 申請號: 201310237781.1
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103266286A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 喇培清;撒興瑞;孟倩;張鵬;魏玉鵬;盧學峰;郭鑫
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/44;C22C38/06;C22C33/06
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 董斌

技術領域

本發明涉及316L不銹鋼的制備技術。

背景技術

316L不銹鋼是含Mo的不銹鋼種，由于鉬的加入使鋼耐點蝕、縫隙腐蝕的能力增強，同時降低了敏化傾向。耐氯化物侵蝕、抗高溫硫化、高溫有機酸、非氧化性酸等介質腐蝕的性能優良，并且具有良好的抗輻射能力，因此，在海洋工程、石油化工和核工程等領域應用廣泛。316L基體為奧氏體組織，高溫時不發生相變，所以不能通過熱處理強化，但可以通過冷加工變形的方法，利用加工硬化作用提高它的強度。目前普遍使用的316L不銹鋼的耐腐蝕性主要依賴于表面形成以Cr₂O₃為主的鈍化膜，但Cr₂O₃氧化膜在高于600℃的潮濕工作環境下會形成具有揮發性的鉻的氫氧化物，惡化了穩定性，從而抑制了不銹鋼在許多高溫苛刻環境下的長效使用。

發明內容

本發明的目的是提供一種高鋁316L不銹鋼及其制備方法。

本發明是高鋁316L不銹鋼及其制備方法，高鋁316L不銹鋼，以316L奧氏體不銹鋼為基礎，按質量百分比計，其成分為：Ni:?12.00~16.00%，Cr:16.00~19.00%，Si≤1.0%，P≤0.035%，S≤0.03%，C≤0.03%，Mo:1.8~2.5%，Mn≤2.0%，Al:1.5%~3.0%，余量為Fe。

高鋁316L不銹鋼的制備方法，其步驟為：

（1）按權利要求1所述成分進行備料，爐料為316L不銹鋼板和工業鋁錠；

（2）將爐料在大氣中環境下加熱到700℃時，保溫半小時，再加熱至熔煉溫度1540℃，保溫20分鐘；

（3）將熔融態鋼水澆注到鑄型中，鑄型為呋喃樹脂石英砂型，砂型底部預埋20mm厚的冷鐵，型砂配方為，按重量比，石英砂重：樹脂重：固化劑=100：1：0.4；

（4）固溶處理方法：將鑄態合金在箱式電阻爐中加熱至1050℃，保溫30min，然后水冷處理。

本發明的有益效果是，鋁相比于鉻具有更低的電極電位，其更容易鈍化，并且Al₂O₃膜比Cr₂O₃膜更加穩定，生長速度更慢。表面形成Al₂O₃鈍化膜可進一步提高其抗腐蝕性能，使合金可在更惡劣的環境氣氛下服役。在316L不銹鋼中加入鋁，既保證了材料的良好耐腐蝕性和綜合力學性能，又保證了高鋁316L鑄件鑄造和固溶處理的可行性。

本發明的室溫鑄態力學性能、固溶態力學性能與國標對比如下表：

拉伸實驗按國標取Φ5的圓形標準拉伸試樣，在島津AT10t試驗機上進行，最大載荷10t，拉伸速率0.5mm/min。每個成分測試3個工件，測出載荷位移曲線，根據載荷位移曲線數據計算出相應的應力和應變值，并求出其平均值。由于含鋁3.0wt.%的316L不銹鋼在固溶急冷中萌生較多的裂紋，導致其在拉伸過程中在加載很小時就已經斷裂，因此表中并未給出含鋁3.0wt.%的316L不銹鋼的拉伸數值。硬度在HBRVU-187.5型布洛維氏光學硬度計上測定，其測試條件為，載荷298N，加載持續時間35s；晶間腐蝕實驗按照GB4334.3-2000，采用65%硝酸溶液微沸騰法，腐蝕液為（65.0%±0.2）%的硝酸溶液（重量百分數）、腐蝕時間為48h×5周期。

從表中可以看出，在保證具有優良耐晶間腐蝕性能的同時，所設計合金板材的綜合力學性能并未顯著降低，某些合金的力學性能反而得到較大幅度的提升。上述的這些性能指數都是嚴格按照國家標準來執行的。

具體實施方式：

實施例1:?

按照實際316L鑄件的生產進行備料，冶煉。爐料為316L不銹鋼板和工業鋁錠，采用中頻感應爐熔煉，呋喃樹脂砂型鑄造，型砂配比為石英砂重：樹脂重：固化劑（對甲苯磺酸）重=100：1：0.4，試塊為標準Y形試塊，為增強組織的致密度，砂型底部預埋20mm厚的冷鐵。