[發明專利]一種耐腐蝕316L不銹鋼及其制造方法與應用

在審

• 申請號: 201710743205.2
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107587078A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 陳功
• 申請（專利權）人: 張家港浦項不銹鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/44
• 分類號: C22C38/44;C22C38/02;C22C38/04;C22C33/06;B21C37/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 姚亮,沈金輝

技術領域

本發明屬于鋼鐵制造領域，涉及一種耐腐蝕316L不銹鋼及其制造方法與應用。

背景技術

以ASTM316L為代表的含Mo奧氏體不銹鋼具有優良的耐腐蝕性、焊接性以及加工性等綜合性能，使得該產品用途十分廣泛。

目前市場上現有的316L大部分是按照美標來生產的。出于成本考慮，鋼廠一般把產品的Ni含量盡量往下限靠。美標規定，316L的Ni含量為10-14％，日標則規定，316L的Ni含量為12-15％。按最低標準，美標和日標在Ni含量上有2％的區別，體現到價格上還是相當巨大的，316L的Mo含量使得該鋼種擁有優異的抗點蝕能力，可以安全的應用于含Cl離子等鹵素離子環境。

但隨著化學設備用材對不銹鋼的耐腐蝕性能不斷的提高，普通的316L已經不能達到對強化學介質的耐蝕性要求，比如，在印染機械制造行業中，高溫高速染色機是印染行業的關鍵設備，主要由染缸、熱交換器、過濾器、配管、高壓離心泵、導布管、溢噴嘴、織物提升系統、加料筒、出布裝置及電氣控制柜等組成。染缸、熱交換器和過濾器是印染工藝的主要壓力容器。染缸的工作壓力一般為0.35MPa-0.45MPa，工作溫度約為140℃-160℃，介質為染液；熱交換器的結構形式主要為管殼式，管程工作壓力≤0.45MPa，工作溫度≤150℃，殼程工作壓力≤0.8MPa，工作溫度≤175℃，管程介質為染液，殼程介質為飽和水蒸汽。染色機、熱交換器和過濾器主要材質通常為奧氏體316L不銹鋼。染色機的工作環境比較復雜，印染機械在使用過程中，布料邊緣均會有數量不等的掛鉤在運行過程中與染缸壁發生碰撞，形成機械損傷，形成腐蝕發生起始點，而針對不同紡織品又需要采用各種不同的染料，為了提高印染質量，往往需要在染液中加入助劑，使得染液成分更加復雜，其中包含對奧氏體不銹鋼具有腐蝕作用的氯離子，特別是近幾年環保升級，中水回用等政策及工藝實施后，使得溶液中氯離子濃度普遍上升，一臺全新印染機從投入使用，少則半年多則一年就會出現大面積不同程度的腐蝕造成的勾紗問題。如果繼續使用，則導致印染色機點蝕和應力腐蝕破壞加劇，最終引起染缸突然爆炸，造成巨大損失和人員傷亡。經過對多臺失效產品調查分析，確定80％以上產品是均有不同程度點蝕和應力腐蝕發生，其中點蝕已經成為制約印染機壽命的主要因素。所以，增強316L不銹鋼在高溫下的耐腐蝕性能，達到對強化學介質的耐蝕性要求，使316L不銹鋼適用于復雜的化工行業，是當下急需解決的問題。

發明內容

鑒于上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種耐腐蝕316L不銹鋼及其制造方法與應用。該耐腐蝕316L不銹鋼在高溫下具有良好的抗強酸均勻腐蝕性能和抗Cl^-點蝕性能，以及良好的抗機械損傷性能。該制造方法成本不高而且工藝簡單、方便。

為了達到前述的發明目的，本發明提供的一種耐腐蝕316L不銹鋼，以質量百分比計，所述耐腐蝕316L不銹鋼包括以下元素組分：C≤0.02％，Si：0.3％-0.5％，Mn：1.2％-1.4％，Ni：12.01％-12.5％，Cr：17.1％-17.9％，Mo：3.01％-3.3％，N≤0.04％，P≤0.035％，S≤0.02％，余量為Fe及其他不可避免的元素。

上述耐腐蝕316L不銹鋼對316L成分需要進行進一步的調整，在316L的基礎上加大了Ni，Cr，Mo的含量，大大的提升了其耐晶間腐蝕，耐酸腐蝕，耐高溫腐蝕的性能。

根據本發明的具體實施例，優選地，以質量百分比計，所述耐腐蝕316L不銹鋼包括以下元素組分：C：0.017％，Si：0.4％，Mn：1.25％，Ni：12.1％，Cr：17.2％，Mo：3.1％，N：0.02％，P：0.02％，S：0.02％，余量為Fe及其他不可避免的元素。

根據本發明的具體實施例，所述耐腐蝕316L不銹鋼的原料包括第一原料組分、第二原料組分、鎳鐵、鉬鐵和鉻鐵；

其中，所述第一原料組分包括高磷鎳鉻生鐵、碳鋼和石灰，且所述第一原料中，高磷鎳鉻生鐵與碳鋼的質量比為10：1，石灰質量為高磷鎳鉻生鐵和碳鋼的總質量的10％；

所述第二原料組分包括高磷鎳鉻生鐵、碳鋼和石灰，且所述第二原料中，高磷鎳鉻生鐵與碳鋼的質量比為10：1，所述第二原料組分中的石灰與所述第一原料中的石灰的質量之和為100kg-57kg/噸鋼水。所述鎳鐵、鉬鐵和鉻鐵的投量根據實際工藝需求決定，在AOD精煉時投入鎳鐵和鉬鐵使出鋼成分滿足最后耐腐蝕316L不銹鋼成品的技術要求。