[發明專利]稀土雙相耐蝕鑄造不銹鋼及其制造方法

在審

• 申請號: 202011306189.9
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112410675A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 蘇新同;王亞敏;劉士伏
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學;淄博科倫合金材料有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/58;C21C5/52;C21C7/00;C21C7/072;C21D6/00;C22C33/04
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

本發明屬于鐵基鑄造合金鋼技術領域，具體涉及一種稀土雙相耐蝕鑄造不銹鋼及其制造方法。所述的稀土雙相耐蝕鑄造不銹鋼，其化學成分為：C≤0.03％，Si:0.5～1.0％，Mn:1.2～1.6％，S≤0.02％，P≤0.02％，Cr:26～28％，Ni:4.5～5.5％，Mo:2.0～3.0％，N:0.20～0.35％，Re:0.10～0.20％，Fe余量。其制造方法為:中頻爐熔煉—凈化處理—澆注—高溫固溶處理—回火處理。本發明所述的不銹鋼由奧氏體和鐵素體組成，采用其制造的稀土雙相耐蝕鑄造不銹鋼泵類產品，應用于核電及海水淡化工程，出口到德國等發達國家，耐腐蝕性能優異；制造方法簡單易行。

技術領域

本發明屬于鐵基鑄造合金鋼技術領域，具體涉及一種稀土雙相耐蝕鑄造不銹鋼及其制造方法。

背景技術

雙相不銹鋼自20世紀40年代自美國誕生以來，已經發展到第三代。它的主要特點是屈服強度高，可達350～500MPa，是普通不銹鋼的2倍。在抗腐蝕方面，特別是介質環境比較惡劣(如海水、氯離子含量較高)的條件下，雙相不銹鋼抗點蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕及腐蝕疲勞性能明顯優于奧氏體不銹鋼。正是由于雙相不銹鋼具有這些優異的性能，多年來發展非常迅速，已成為和馬氏體型、奧氏體型和鐵素體型不銹鋼并列的一個鋼類。隨著核電、海水淡化行業的快速發展，雙相不銹鋼的需求量亦是越來越大。國內雙相不銹鋼，尤其是鑄造雙相不銹鋼需求量大，但產量卻很少，主要是依賴進口，每年進口雙相不銹鋼材料數千噸，并且需求量每年都上大幅攀升。因此開發研制符合我國國情的優質雙相鑄造不銹鋼材料及產品就特別有現實意義。可為國家節省外匯，促進我國核電行業及海水淡化等行業的健康、快速發展。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種稀土雙相耐蝕鑄造不銹鋼，通過成分設計、稀土處理和熱處理工藝，形成由奧氏體和鐵素體組成的雙相耐蝕鑄造不銹鋼；本發明同時提供其制造方法，科學合理、簡單易行。

為達到本發明目的，所述的稀土雙相耐蝕鑄造不銹鋼，以重量百分比計，其化學成分為：C≤0.03％，Si:0.5～1.0％，Mn:1.2～1.6％，S≤0.02％，P≤0.02％，Cr:26～28％，Ni:4.5～5.5％，Mo:2.0～3.0％，N:0.20～0.35％，Re:0.10～0.20％，Fe余量。

所述的Re為混合稀土，由Ce和La組成，采用同等比例配制。

所述的稀土雙相耐蝕鑄造不銹鋼經高溫固溶處理后的組織為奧氏體加鐵素體，奧氏體相與鐵素體相的比例為50～60％。

本發明設計的化學成分，根據雙相不銹鋼的特點，考慮到合金元素的主要作用。主要合金元素Cr，Mo，Ni和N之間的相互作用是非常復雜的，為了獲得穩定的有利于加工和制造的雙相組織，必須注意各元素適當的含量。

鉻：不銹鋼的耐腐蝕性能隨鉻含量的增加而增加。鉻是鐵素體形成元素，鋼中加鉻可促使鐵素體形成，并提高氮在鋼中的溶解量。雙相不銹鋼中鉻含量至少21％才能有較高的鈍化能力。為提高抗腐蝕性能設計鉻含量26～28％。

鎳：鎳是穩定奧氏體的元素，能促使不銹鋼晶體結構從鐵素體轉化為奧氏體。因此雙相不銹鋼中必須保持一定的Ni含量，Ni含量低于4.5％，其耐蝕性能難以滿足氯離子環境要求，過高又增加了生產成本。設計為4.5～5.5％。

氮：氮能提高雙相不銹鋼的耐點蝕和縫隙腐蝕能力，還能顯著地提高鋼的強度。它是非常有效的固溶強化元素。氮是強奧氏體形成元素，它可替代部分鎳，降低生產成本。鋼中含氮量小于0.18％不起作用，過高會產生氣孔。設計為0.20～0.35％。

鉬：鉬能提高不銹鋼的耐點蝕和縫隙腐蝕的能力，尤其是在氯離子環境中，其耐腐蝕能力更加突出。鉬是鐵素體形成元素，有增大不銹鋼中形成金屬間相的傾向。設計為2～3％。