本发明专利技术涉及一种含有35-65体积％的奥氏体-铁素体显微组织，优选40-60体积％铁素体的双相不锈钢，其具有良好可焊性、良好耐腐蚀性和良好热加工性。此钢包含0.005-0.04重量％的碳，0.2-0.7重量％的硅，2.5-5重量％的锰，23-27重量％的铬，2.5-5重量％的镍，0.5-2.5重量％的钼，0.2-0.35重量％的氮，0.1-1.0重量％的铜，任选的少于1重量％的钨，少于0.0030重量％的包含硼和钙的组中的一种或多种元素，少于0.1重量％的铈，少于0.04重量％的铝，少于0.010重量％的硫，余量为铁和偶存杂质。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】铁素体-奥氏体不锈钢本申请是申请日为2009年12月17日，专利技术名称为"铁素体-奥氏体不锈钢"的中国 专利申请200980150734.5的分案申请。 本专利技术涉及一种双相铁素体-奥氏体不锈钢，其中铁素体在此钢的显微组织中的 水平为35-65体积％，优选40-60体积％，且对于生产是经济的，并具有良好热加工性，而在 热乳中没有边缘开裂。此钢耐腐蚀，具有高强度和良好可焊性，并且由于最少的镍和钼含量 而使其原材料成本优化，使得其耐点蚀当量PRE值在30与36之间。 铁素体-奥氏体或双相不锈钢的历史几乎与不锈钢一样长。在这80年的时期里出 现了大量的双相合金。早在1930年的Avesta Steelworks，现已归属于Outokumpu Oyj，已经 生产出名为453S的双相不锈钢铸件、锻件和板材。因而，这是第一批双相钢中的一种，此钢 主要包含26%的Cr，5 %的Ni和1.5%Mo(以重量％表示），具有约70%铁素体和30%奥氏体 的相平衡。与奥氏体不锈钢相比，此钢具有极大改善的机械强度，并因双相组织而较不趋于 晶间腐蚀。采用这个时期的生产技术，此钢含有高水平的碳，没有刻意的氮添加，并且此钢 在焊接区域表现出高的铁素体水平以及性质方面的一些下降。然而，这种基本的双相钢组 合物随着更低的碳含量和更平衡的相比率而不断改善，这种双相钢种类依然存在于国家标 准并是商业可获得的。这种基本组合物也成为很多后来双相钢发展的先驱。 在20世纪70年代引入第二代双相钢，此时A0D转炉炼钢工艺改善了精炼钢的可能 性，并使得向钢中添加氮变得容易。1974年双相钢获得了专利（德国专利2255673)，要求其 因可控的相平衡而在焊接状态条件下耐晶间腐蚀。此钢在EN 1.4462号下标准化，并逐渐由 一些钢铁生产商生产。后来，研究工作表明氮是在焊接操作期间控制相平衡的重要元素，高 于上述专利和符合标准的大范围氮并不能给出相同的结果。今天这种优化的双相不锈钢种 1.4462在很多供应商的大批量生产中占有统治地位。此钢的商品名为2205。在后来的发展 中也用到关于氮的作用的知识，现代的双相钢根据总组成含有中等到高的氮水平。 双相钢今天可分为节约型（lean)、标准(standard)和超级双相钢种。一般来讲，节 约型双相钢表现出与具有标准号EN 1.4301(ASTM304)和EN 1.4401(ASTM 316)奥氏体不锈 钢一样水平的耐点蚀能力。采用与奥氏体钢种相比具有低得多的镍含量，节约型双相钢种 可以更低的价格提供。一种第一节约型双相钢于1973年获得专利(美国专利3736131)。此钢 的一种目的应用是冷镦紧固件以及低镍含量和替代锰。另一种在1987年获得专利(美国专 利4798635)的节约型双相合金基本无钼以在某些环境下具有良好抵抗力。此钢被标准化为 EN 1.4362(商品名2304)，并部分用于替代EN 1.4401种类的奥氏体不锈钢。这种2304钢也 可具有在焊接区的高铁素体水平的问题，因为使用此钢种可以得到相当低的氮水平。 Outokumpu在2000年取得新的节约型双相钢(LDX 2101)的专利权(欧洲专利1327008)，其目 的是表现出特定的所需性能组合(profile)，且与EN 1.4301型奥氏体不锈钢竞争具有低的 原材料成本。 在所谓的标准双相钢中，前面提到的钢1.4462 (商品名2205)是最成熟且占主导的 钢种。为了满足多种性质要求兼具价格考虑，该钢种今天存在多种形式。如果指定此钢，则 可以获得不同的性质，这可成为一个问题。 美国专利6551420做出了一种尝试以便为ΕΝ 1.4401(ASTM 316)型奥氏体不锈钢 以及对双相不锈钢种2205提供低成本的替代品，其涉及了一种可焊接且可成型的双相不锈 钢，其具有比EN 1.4401更高的耐腐蚀性，且对于在含氯环境中使用是特别有利的。在该美 国专利6551420的实施例中描述了两种组合物，每种元素的范围在下面通过重量％表示： 0.018-0.021 %碳，0.46-0.50 %锰，0.022 %磷，0.0014-0.0034%硫，0.44-0.45 %硅， 20.18-20.25%铬，3.24-3.27%镍，1.80-1.84%钼，0.21 %铜，0· 166-0.167%氮和 0.0016%硼。对于这些实施例组合物，耐点蚀当量值PRE在28.862和28.908之间。当比较这 些范围与在后面表2中描述的美国专利6551420所要求的范围时，所要求的范围对于实施例 范围非常宽。 从美国专利申请2004/0050463中也获知了一种具有良好热加工性的高锰双相钢 (表2中的化学组成）。在该公开中提到，如果铜含量限制在0-1.0%且锰含量增加，则热加工 性得到改善。此外，此美国专利申请中提到，在含钼双相不锈钢中，当钼含量不变时，随着锰 含量的增加，热加工性得到改善。在锰含量不变而钼含量增加的情况下，热加工性变差。此 美国专利申请也描述了在含高锰的双相不锈钢中，钨和锰在热加工性的改善方面具有协同 作用。然而，此美国专利申请也提到，在含低锰的双相不锈钢中，随着钨含量增加，热加工性 降低。 除化学组成外，决定双相不锈钢的热加工性的重要因素是相平衡。经验表明，含有 高奥氏体含量的双相不锈钢组合物表现出低的热加工性，而较高的铁素体含量在这方面则 是有益的。由于高的铁素体含量在可焊性方面具有不利作用，因此其在双相不锈钢合金的 设计中对优化相平衡是重要的。美国专利申请2004/0050463没有描述关于显微组织中铁素 体或奥氏体部分的任何内容，因此，采用热力学数据库ThermoCalc TCFE6对于双相不锈钢 "试样17"和"试样28"计算了铁素体含量，在该美国专利申请中比较了其热加工性。在表1中 是在三个温度下对于这些"试样17"和"试样28"计算的铁素体含量。 表1美国专利申请2004/0050463中的铁素体含量除了在美国专利申请2004/0050463中比较的"试样17"和"试样28"在组成方面不 同外，表1明确地显示出这些钢"试样17"和"试样28"在相平衡方面也完全不同，这足以解释 这两种合金之间的热加工性的不同。因此明显的是，其它性质也是不同的。 将上述专利中提到的双相不锈钢组成汇集于下表2中。表2也包含了用下式计算的 耐点蚀当量PRE: PRE=%Cr+3.3X %Mo+16X %N (1)。 表2双相不锈钢的化学组成和通过式（1)计算的PRE值 美国专利申请2004/0050463在对于耐腐蚀性的描述中采用PREN(耐点蚀当量数 值），其用式(2)计算： PREN= %Cr+3.3 X ( %M〇+0.5%ff)+30 X %N (2)， 其中将系数（％M〇+0.5%W)限制在0.8<(%]?〇+0.5%1)<4.4的范围内。此美国专 利申请的钢的目标是，由式(2)计算的PREN大于35以具有高耐腐蚀性。美国专利申请2004/ 0050463的钢具有比例如2205双相不锈钢更良好的耐腐蚀性，但这些钢为了增加的热加工 性而具有高的锰、镍和钨含量。这些合金化成分，特别是镍和钨，使得此钢比例如2205双相 不锈本文档来自技高网...
【技术保护点】
双相不锈钢，其具有35‑65体积％，优选40‑60体积％铁素体的奥氏体‑铁素体显微组织，且具有良好可焊性、良好耐腐蚀性和良好热加工性,特征在于：该钢包含0.005‑0.04重量％的碳，0.2‑0.7重量％的硅，2.5‑5重量％的锰，23‑25重量％的铬，2.5‑5重量％的镍，0.5‑2.5重量％的钼，0.2‑0.35重量％的氮，0.1‑1.0重量％的铜，任选的少于1重量％的钨，少于0.0030重量％的包含硼和钙的组中的一种或多种元素，少于0.1重量％的铈，少于0.04重量％的铝，少于0.010重量％的硫，余量为铁和偶存杂质。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P·萨穆尔森，S·里勒，JO·安德森，M·里尔亚斯，E·舍丁，P·约翰森，
申请(专利权)人：奥托库姆普联合股份公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI
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