[發明專利]一種耐腐蝕的雙相不銹鋼及其制備方法

在審

• 申請號: 201710177701.6
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN107012407A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 魏芳芳
• 申請（專利權）人: 合肥協耀玻璃制品有限公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/04;C22C38/02;C22C38/06;C22C38/44;C22C38/54;C22C38/60;C22C38/48;C22C33/06;C21D8/02
• 代理公司: 合肥道正企智知識產權代理有限公司34130
• 代理人: 吳瓊

技術領域

本發明涉及不銹鋼生產加工領域，尤其是涉及一種耐腐蝕的雙相不銹鋼及其制備方法。

背景技術

隨著國內重化工業的持續快速發展，石油化工、海水與廢水處理、輸油輸氣管道等工業設備需求加速。這些領域的工況十分惡劣，存在各種類型的強酸、強堿，對設備的耐腐蝕性和強度提出了極高要求。目前國內使用的普通Ni-Cr型奧氏體不銹鋼很容易在在使用中由于腐蝕而失效，為了延長使用壽命，往往增加鋼板厚度，不僅造成設備笨重而且增加了成本，特別是其含有的昂貴元素鎳。

不銹鋼主要分為單相奧氏體不銹鋼、單相鐵素體不銹鋼、單相馬氏體不銹鋼和雙相鐵素體-奧氏體不銹鋼等。不銹鋼在大氣環境中具有優異的耐蝕性能，但是大多數單相不銹鋼的耐腐蝕性能較差。相對單相不銹鋼而言，雙相鐵素體-奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性能較好，但是很多不銹鋼構件在處于石油化工、海水與廢水處理、輸油輸氣管道等特殊環境下經常面臨沖刷腐蝕，沖刷腐蝕與酸堿鹽液體浸泡時與單純的電化學腐蝕不同，沖刷腐蝕會發生電化學腐蝕因素和力學沖刷因素的交互作用，因此對雙相不銹鋼的耐蝕性能和力學性能有雙重要求。

雙相不銹鋼與其它合金鋼相比是一種具有優越耐腐蝕性能的特殊鋼。然而，一般的市售不銹鋼不同時地具有良好的抗應力腐蝕裂紋(scc)及抗裂隙腐蝕，如點狀腐蝕的能力，因而一般的不銹鋼不能用于涉及高濃度氯離子環境中所用設備的材料。在這一點上，以鈦合金或鎳基超級合金代替一般的不銹鋼用作高濃度氯離子環境中所用設備的材料。 然而，鈦合金及鎳基超級合金不僅產量有限，而且與一般合金鋼相比還非常昂貴。在這一點上，一直持續研究用通過控制不銹鋼中的合金元素的組成而開發有改進耐腐蝕性能的不銹鋼。然而，雙相不銹鋼的抗腐蝕性在其時效熱處理時會下降。在此點上，當此不銹鋼制品被加熱，比如焊接時，該鋼的抗腐蝕性則不得不下降。因時效熱處理而致的一般耐蝕不銹鋼的耐腐性的這樣的下降是因為雙相不銹鋼中的鐵素體相轉變成奧氏體II相和σ相，這是含有大量鉻和鉬并具有高硬度的。 因此本發明的目的在于提供耐腐蝕的雙相不銹鋼，它具有奧氏體－鐵素體雙相基體，而且降低了昂貴的鎳的含量，并改善了在含氯離子的環境中的抗應力腐蝕開裂及點狀腐蝕的能力，即使在受時效熱處理的影響下，其性能也能突顯。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種耐腐蝕的雙相不銹鋼及其制備方法，該種雙相不銹鋼在受時效熱處理的影響下，依然具有優良的抗應力腐蝕開裂及點狀腐蝕的能力。

下列為各元素在不銹鋼中的作用：

碳（C）是奧氏體形成元素，一定程度上代替鎳，促進奧氏體并穩定奧氏體，當碳含量過高時，以和鉻生成碳化鉻，不銹鋼的耐腐蝕性和韌性惡化,為了確保不銹鋼的耐腐蝕性。

錳(Mn)是用于穩定奧氏體相并且增加氮在不銹鋼中的溶解度的重要添加劑。錳能夠部分地替代昂貴的鎳并且使不銹鋼達到適當的相平衡。過高的含量水平將降低耐腐蝕性。錳對抵抗變形馬氏體的奧氏體穩定性具有較強的作用，因此必須仔細處理錳含量。錳的范圍應當小于2.5％，優選小于2.0％。

鎳(Ni)是用于穩定奧氏體相以及實現良好廷展性的基本合金化元素，由于鎳的高成本和價格波動，因此，鎳在雙相不銹鋼中的含量不應過高，綜合經濟效益，其百分比含量一般都不超過15%。

鉻(Cr)是使鋼耐受腐蝕的主要添加劑。作為鐵素體穩定劑，鉻也是用以在奧氏體相與鐵素體相之間產生適當相平衡的主要添加劑。為了引起這些功能，鉻水平應當為至少15.5％。

硅(Si)通常被添加到不銹鋼中用以在熔煉車間中進行脫氧的目的。硅穩定雙相不銹鋼中的鐵素體相，但是對于抵抗馬氏體形成的奧氏體穩定性其具有比當前表達式中所示更強的穩定化作用。

氮(N)是雙相不銹鋼中的重要的奧氏體穩定劑，并且與碳類似，其增加抵抗馬氏體的穩定性。氮還能提高強度、應變硬化和耐腐蝕性。關于Md30溫度的一般經驗表達式表明：氮和碳對奧氏體穩定性具有同樣強烈的影響。因為氮能夠以比碳更大的程度添加到不銹鋼中而不會有害影響耐腐蝕性。

鋁(A1)鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細化晶粒，提高沖擊韌性，如作深沖薄板的08Al鋼。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，鋁與鉻、硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。

鉬(Mo)是可添加用以增加耐腐蝕性的鐵素體穩定劑，因此鉬含量應大于0.6％。