新型奥氏体不锈合金制造技术

本发明专利技术涉及一种奥氏体不锈合金，所述奥氏体不锈合金以重量％(wt％)计包含：C 低于0.03；Si 低于1.0；Mn 低于或等于1.2；Cr 26.0至30.0；Ni 29.0至37.0；Mo 6.1至7.1或者(Mo+W/2)6.1至7.1；N 0.25至0.36；P低于或等于0.04；S低于或等于0.03；Cu低于或等于0.4；余量为Fe和不可避免的杂质，并且本发明专利技术涉及所述奥氏体不锈合金的用途以及涉及由所述奥氏体不锈合金制成的产品。因此，所述奥氏体不锈合金包含低含量的锰与高含量的氮的结合。本发明专利技术还涉及所述奥氏体不锈合金的用途、特别是在高腐蚀性环境中的用途，以及涉及由所述奥氏体不锈合金制成的产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】新型奥氏体不锈合金
本专利技术涉及包含低含量的锰与高含量的氮的结合的新型奥氏体不锈合金。本专利技术还涉及所述奥氏体不锈合金的用途，特别是在高腐蚀性环境中的用途，以及涉及由所述奥氏体不锈合金制成的产品。
技术介绍
在高腐蚀性应用中，常常使用镍基合金而不是常规不锈合金用于制造制品，这是因为镍基合金与常规不锈合金相比具有更高的耐腐蚀性。此外，常规不锈合金不具有所需的耐腐蚀性和所需的结构稳定性。然而，使用镍基合金存在缺点，这是因为它们是昂贵的并且也难以制造。因此，对于具有高的耐腐蚀性和优良的结构稳定性并且其也不昂贵且易于制造的合金存在需求。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是解决或至少减少上文提到的缺点。因此，本专利技术提供了一种奥氏体不锈合金，所述奥氏体不锈合金具有以重量％(wt％)计的以下组成：C低于0.03；Si低于1.0；Mn低于或等于1.2；Cr26.0至30.0；Ni29.0至37.0；Mo或(Mo+W/2)6.1至7.1；N0.25至0.36；P低于或等于0.04；S低于或等于0.03；Cu低于或等于0.4；余量为Fe和不可避免的杂质。如上文中或后文中所定义的这种奥氏体不锈合金具有高的耐腐蚀性和优良的结构稳定性。此外，所述奥氏体不锈合金具有与常规Ni基合金相似的机械强度，并且还具有优良的抗张强度和优良的延展性。另外，专利技术人出乎意料地发现了元素组成，其中得到的奥氏体不锈合金具有高的延展性和机械强度的组合(参见图1A和图1B)，这是非常令人吃惊的，这是因为通常当机械强度增加时，延展性将会降低。在本专利技术的奥氏体合金中，延展性和屈服强度两者都令人吃惊地增加。附图简述图1A示出了对于表1的组成，屈服强度以及抗张强度作为氮含量的函数；图1B示出了对于表1的组成，伸长率作为氮含量的函数；图2公开了对于表1的组成，表1的奥氏体不锈合金的抗张强度作为Mn含量的函数。具体实施方式因此，本专利技术提供了一种奥氏体不锈合金，所述奥氏体不锈合金具有以下组成：C低于0.03；Si低于1.0；Mn低于或等于1.2；Cr26.0至30.0；Ni29.0至37.0；Mo或(Mo+W/2)6.1至7.1；N0.25至0.36；P低于或等于0.04；S低于或等于0.03；Cu低于或等于0.4；余量为Fe和不可避免的杂质。如上文中或后文中所定义的奥氏体不锈合金具有高的耐腐蚀性和优良的结构稳定性。优良的结构稳定性意味着在制造过程中在所述奥氏体不锈合金中几乎不形成中间金属相的析出物。此外，如上文中或后文中所定义的奥氏体不锈合金具有高的强度(例如屈服强度和抗张强度)与优良的延展性、非常优良的耐腐蚀性能和优良的可焊接性的结合。如上文中或后文中所定义的这种奥氏体不锈合金被用于制造制品，所述制品例如是管道、棒材、导管、线材、带材、板材和/或片材。这些产品旨在用于需要高的耐腐蚀性和优良机械性能的应用中，例如油气工业、石化工业、化学工业、制药工业和/或环境工程中。用于制造这些产品所使用的方法是常规的制造方法，例如但不限于熔化、AOD转炉、铸造、锻造、挤出、拉伸、热轧和冷轧。在下文中将讨论如上文中或后文中所定义的奥氏体不锈合金的合金元素，其中wt％是重量％：碳(C)：低于或等于0.03重量％C是所述奥氏体不锈合金中包含的杂质。当C的含量超过0.03重量％时，由于碳化铬在晶界中析出，耐腐蚀性降低。因此，C的含量低于或等于0.03重量％，例如低于或等于0.02重量％。硅(Si)：低于或等于1.0重量％Si是可以添加以用于除氧的元素。然而，Si将促进中间金属相(例如σ相)的析出，因此以1.0重量％或更低、例如0.5重量％或更低的含量包含Si。根据一个实施方式，Si高于0.01重量％。根据一个实施方式，Si低于0.3重量％。根据又一个实施方式，Si为0.1重量％至0.3重量％。锰(Mn)：低于或等于1.2重量％Mn在大多数不锈合金中使用，这是因为Mn将形成MnS，MnS改善热延展性。当以高含量(例如大约4重量％)添加时，Mn也被认为在大多数奥氏体不锈合金中对增加强度是有益的。然而，对于如上文中或后文中所定义的奥氏体不锈合金来说，已令人吃惊地发现高于1.5重量％的Mn含量将降低所述奥氏体不锈合金的强度，因此，Mn的含量低于或等于1.2重量％，例如低于或等于1.1重量％，例如低于或等于1.0重量％。根据一个实施方式，所述Mn的含量为0.01重量％至1.1重量％。根据另一个实施方式，Mn为0.6重量％至1.1重量％。镍(Ni)：29重量％至37重量％在所述奥氏体不锈合金中，镍与Cr和Mo一起对于改善对应力腐蚀裂纹的抗性是有益的。另外，镍也是一种奥氏体稳定元素，并且也将减少中间金属相在奥氏体不锈钢的晶界中的析出，特别是当它暴露于600-1100℃的温度区间时。所述晶界析出物可不利地影响耐腐蚀性。因此，所述镍的含量是至少或等于29重量％，例如至少31重量％，例如至少34重量％。然而，增高的镍含量将降低N的溶解性。因此，Ni的最大含量是低于或等于37重量％，例如低于或等于36重量％。根据一个实施方式，所述Ni的含量为34重量％至36重量％。铬(Cr)：26重量％至30重量％Cr是不锈合金中最重要的元素，这是因为Cr对于产生钝化膜、保护不锈合金免于腐蚀来说是必不可少的。此外，Cr的添加将提高N的溶解性。当Cr的含量低于26重量％时，本专利技术的奥氏体不锈合金的耐点状腐蚀性将会不足。此外，当Cr的含量高于30重量％时，二次相例如氮化物和σ相将会形成，所述二次相将不利地影响耐腐蚀性。因此，所述Cr的含量为26重量％至30重量％，例如高于26重量％，例如26重量％至29重量％，例如26重量％至28重量％，例如高于26重量％至29重量％，例如高于26重量％至28重量％。钼(Mo)：6.1重量％至7.1重量％Mo有效地使在奥氏体不锈合金表面上形成的钝化膜稳定，并且也有效地改善耐点状腐蚀性。对于如上文中或后文中所定义的奥氏体不锈合金来说，当Mo的含量低于6.1重量％时，对点状腐蚀的耐腐蚀性将不足够高。然而，过高的Mo含量将促进中间金属相例如σ相的析出，并且也使热可加工性变差。因此，所述Mo的含量为6.1重量％至7.1重量％，例如6.3重量％至6.8重量％。(Mo+W/2)：6.1重量％至7.1重量％如果存在W，则W具有Mo一半的效果(以重量％计)，这通过PRE方程Cr+3.3(Mo+0.5W)+16N证实。Mo和W有效地使在奥氏体不锈合金表面上形成的钝化膜稳定，并且也有效地改善耐点状腐蚀性。对于如上文中或后文中所定义的奥氏体不锈合金来说，当(Mo+W/2)的含量低于6.1重量％时，对点状腐蚀的耐腐蚀性将不足够高。然而，过高的Mo和W/2的含量将促进中间金属相例如σ相的析出，并且也使热可加工性变差。如果存在W，则本专利技术合金中的W的含量在0.001重量％至3.0重量％之间，例如0.1重量％至3.0重量％。应理解的是，本专利技术合金中的Mo的含量在满足条件(Mo+W/2)为6.1重量％至7.1重量％的范围内。根据一个实施方式，(Mo+W/2)为6.3重量％至6.8重量％。氮(N)：0.25重量％至0.36重量％N是用于通过使用固溶硬化来增加奥氏体不锈合金中的强度的有效元素。N对于结构稳定性也是有益的。此外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种奥氏体不锈合金，所述奥氏体不锈合金以重量％计包含：C 低于0.03；Si 低于1.0；Mn 低于或等于1.2；Cr 26.0至30.0；Ni 29.0至37.0；Mo 6.1至7.1或者(Mo+W/2)6.1至7.1；N 0.25至0.36；P 低于或等于0.04；S 低于或等于0.03；Cu 低于或等于0.4；余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.19 EP 15190386.11.一种奥氏体不锈合金，所述奥氏体不锈合金以重量％计包含：C低于0.03；Si低于1.0；Mn低于或等于1.2；Cr26.0至30.0；Ni29.0至37.0；Mo6.1至7.1或者(Mo+W/2)6.1至7.1；N0.25至0.36；P低于或等于0.04；S低于或等于0.03；Cu低于或等于0.4；余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的奥氏体不锈合金，其中Si的含量低于0.5重量％。3.根据权利要求1或权利要求2所述的奥氏体不锈合金，其中Si的含量高于0.01重量％。4.根据权利要求1至3中任一项所述的奥氏体不锈合金，其中Si的含量为0.1重量％至0.3重量％。5.根据权利要求1或权利要求2所述的奥氏体不锈合金，其中Mn的含量低于或等于1.1重量％。6.根据任一前述权利要求所述的奥氏体不锈合金，其中Mn的含量为0.01重量％至1.1重量％。7.根据任一前述权利要求所述的奥氏体不锈合金，其中Mn的含量为0.6重量％至1.1重量％。8.根据任一前述权利要求所述的奥氏体不锈合金，其中Cu的含量为0.001重量％至0.4重量％。9.根据前述权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌尔夫·基维塞克，卡琳·安东松，彼得·斯滕瓦尔，
申请(专利权)人：山特维克知识产权股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE