[發明專利]一種含銅釩高強度高耐蝕不銹鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 201811576408.8
• 申請日: 2018-12-22
• 公開（公告）號: CN109504826B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 羅豐華;王宸;李益民;吳子愷;魏偉;楊霆
• 申請（專利權）人: 佛山培根細胞新材料有限公司
• 主分類號: C21D1/18
• 分類號: C21D1/18;C21D1/26;C21D1/74;C21D1/773;C21D8/02;C21D8/06;C21D8/10;C22C33/06;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/58
• 代理公司: 北京睿博行遠知識產權代理有限公司 11297
• 代理人: 黃德躍

1.一種含銅釩高強度高耐蝕不銹鋼，其特征在于：不銹鋼各元素的質量百分比為：C≤0.08，Ni=11.0～15.0，Cr=18.0～20.0，Mo=3.0～4.0，V≤0.34，Cu=0.2～0.8，Mn≤2.0，Si≤1.0，P≤0.035，S≤0.030，其中4.24×(C-0.01)≤V≤4.24×C，余量為Fe；含銅釩高強度高耐蝕不銹鋼包括如下步驟：

(1) 不銹鋼的冶煉與鑄造

根據不銹鋼各元素的質量百分比，選取電工純鐵、金屬鉻片、金屬鎳板、金屬鉬、不銹鋼廢料、純銅板、釩鐵或金屬釩、石墨塊為原料，經電弧熔煉或者感應熔煉后，澆鑄成合金鑄錠；

熔煉時熔池溫度保持1700℃±20℃；澆注前鋼液鎮靜5～10分鐘，鋼水在1550℃±50℃，真空或氬氣保護澆鑄，鑄造成方錠或圓錠；

(2) 鑄錠熱變形開坯加工

管、棒、線、型材和冷沖零件，鑄錠采用熱鍛、孔型軋制或萬能軋制開坯；板材采用平輥軋機熱軋開坯；

鍛造方案為鑄坯加熱到1250℃±10℃，保溫3～5小時后出爐鍛造，始鍛溫度為1150℃±20℃，終鍛溫度≥1000℃，鍛造比≥2.0，延伸比≥2.0，總比≥4.0；

熱鍛后的坯料再進行斜軋穿孔，獲得管材坯料；

熱軋方案為鑄坯加熱到1280℃±10℃，保溫3～5小時后出爐軋制，熱軋開始溫度為1180℃±20℃，終軋溫度≥950℃；孔型軋制或萬能軋制開坯的斷面收縮率應≥60%；板材熱軋總壓下量≥60%；

(3) 冷變形

管、棒、線、型材采用往復式軋管、孔型軋制、萬能軋制或拉拔的方法進行冷變形，獲得產品要求的尺寸、規格，冷變形的總變形量按照斷面收縮率計算，不低于80%；

機械工業需要的不銹鋼零件，采用熱變形開坯原料，再通過冷沖壓獲得，冷沖壓的鍛造比≥5.0，鍛造比不足時，沖壓坯料先采用冷鍛處理，保證總的冷變形量；

板材采用冷軋變形，冷軋總壓下量≥80%；

(4) 高溫熱處理

冷變形后，在1085℃±30℃進行退火處理，保溫時間為30分鐘～120分鐘，加熱時采用真空或氣體保護；退火后，采用水、油或氬氣、氮氣、氦氣氣體介質快速冷卻；

含銅釩高強度高耐蝕不銹鋼的高溫熱處理方法是用真空加熱-氣淬、連續加熱-水冷淬火、連續加熱-高壓氣體淬火、氣體保護加熱-水淬或氣體保護加熱-油淬；

含銅釩高強度高耐蝕不銹鋼是在317L不銹鋼合金的基礎上，添加強碳化物形成元素V，降低奧氏體晶粒中實際C的固溶度；添加Cu元素提高高溫擴散能力，避免Cr、Ni元素偏聚，并起到固溶強化作用；后續通過熱變形、冷變形，造成碳化物破碎，通過高溫熱處理，形成粗大晶粒和Cu元素的過飽和固溶強化，使得合金具有較高硬度和強度的同時，具有優良抗腐蝕能力；

高溫熱處理后的不銹鋼的腐蝕電流在通氫條件下，80℃含5×10^-6F^-的0.5mol/L的H₂SO₄電解液中為6.9～15.5μA/cm²，相比于317L合金，腐蝕速率大幅度降低；硬度為183～189HV1，屈服強度為265～280MPa，抗拉強度為572～612MPa，延伸率38～46%，略優于317L合金。