[發明專利]一種含鈦節約型雙相不銹鋼及其制備方法

在審

• 申請號: 202111384166.4
• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN114045439A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 向紅亮;石鑫
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/50;C22C38/58;C21C5/52;C21C7/10;C21D1/18;C22C33/04
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 林文弘;蔡學俊

本發明涉及一種含鈦節約型雙相不銹鋼及其制備方法。所述雙相不銹鋼的化學成分及質量百分比為C≤0.03%,Si≤0.75%,Mn:2～4%,P≤0.04%,S≤0.02%,Ni：1.5～2.5%,Cr：20.5～22.5%,Mo≤0.6%,N：0.15～0.2%,Cu：0.5～1.5%,Ti：0.01～0.05%,余量為Fe和不可避免雜質。本發明的含鈦節約型雙相不銹鋼采用真空感應爐熔煉，通過固溶處理工序制備。與304銹鋼相比，耐蝕性能更優，抗拉強度更高；通過添加鈦在保證節約型雙相不銹鋼經濟效益的同時提高其綜合性能，拓展其應用領域。

技術領域

本發明涉及一種含鈦節約型雙相不銹鋼及其制備方法，屬于不銹鋼領域。

背景技術

雙相不銹鋼指鐵素體與奧氏體各約占50%，一般較少相含量最少達30%的不銹鋼。在含C較低的情況下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。該類鋼兼具奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼兩者的優點，且具有較好的耐腐蝕性能，現已在各行業中得到廣泛應用。

但近年來，受市場經濟的影響，因雙相不銹鋼中的鎳、鉬等金屬價格偏高限制了其應用領域，節約型雙相不銹鋼因含Ni少，充分體現了資源節約的理念，并降低了材料成本，成為雙相不銹鋼發展的主要趨勢。目前是通過低成本的N、Mn替代高成本的Ni，但過高的Mn含量會使點蝕電位降低，并形成MnS等析出降低耐蝕性能。Ti對提高耐蝕性能具有突出作用，節約型雙相不銹鋼通過添加適量的Ti，調控組織中兩相的比例，抑制有害析出相的形成，從而提高耐蝕性能，實現低成本、高性能的雙相不銹鋼材料。

Ti是強碳化物形成元素，與碳形成TiC、TiN第二相粒子，彌散分布在基體中，阻止不銹鋼晶粒長大粗化，起到細晶強化的作用。Ti固溶在基體中也起到固溶強化的作用，阻礙位錯運動，提高不銹鋼的強度。另外Ti是鐵素體形成元素，穩定鐵素體，提高鐵素體的耐蝕性能，可以改變鋼中Cr元素的析出行為，提高鈍化膜的穩定性，抑制σ相的析出，對提高不銹鋼的耐蝕性能有突出作用。但Ti元素過高也會產生不利影響，一方面硬脆相鐵素體含量增加且析出的TiN粒子會產生應力集中，使材料的韌性下降。另一方面，Ti含量增多，TiN析出粒子粗化速度加快，會成為點蝕優先萌生的區域，增大了腐蝕傾向。

Ti元素極易氧化，在合金熔煉和鑄造過程中容易燒損，使得吸收率降低，需要采用脫氧劑進行精煉，但脫氧劑容易殘留在材料中會產生夾雜等缺陷，影響鑄件性能。采用真空感應熔煉（VIM）法，可以克服脫氧劑的污染問題，且精煉效果更好，降低Ti的燒損。

以往的含鈦不銹鋼專利大都集中于奧氏體、鐵素體及馬氏體不銹鋼的開發，如中國專利公開公報CN110144523A、CN101812641B和CN113322415A公開的都是含鈦單相不銹鋼，未研究Ti在固溶態節約型雙相不銹鋼中的作用。

本發明開發的含鈦節約型雙相不銹鋼，通過真空感應熔煉法添加適量的Ti控制兩相比例和調整鋼中主要合金元素在兩相中的配比關系和析出行為，獲得性能最優的固溶態組織，提高耐蝕性和抗拉強度，實現開發出節約資源、低成本的高強度、高耐蝕節約型雙相不銹鋼，拓展其應用領域。

發明內容

本發明提供一種含鈦節約型雙相不銹鋼及其制備方法，在節約型雙相不銹鋼的基礎上，向材料中加入微量的鈦，通過熱處理工藝，進一步提高材料的力學和耐蝕性能，對拓展其應用領域具有重要意義。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

所述的含鈦節約型雙相不銹鋼的成分及其質量百分比：C≤0.03%,Si≤0.75%,Mn:2～4%,P≤0.04%,S≤0.02%,Ni：1.5～2.5%,Cr：20.5～22.5%,Mo≤0.6%,N：0.15～0.2%,Cu：0.5%~1.5%,Ti：0.01～0.05%,余量為Fe和不可避免雜質。

上述含鈦節約型雙相不銹鋼制備方法的具體步驟如下：