一种高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢制造技术

本发明专利技术涉及不锈钢制造技术领域，具体涉及一种高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢，其具有如下的质量百分比的组分：C：0.03‑0.12％，Si：0.3‑1.0％，Mn：4.0‑9.0％，Cr：18.0‑20.0％，Ni：2.0‑4.0％，Cu：1.0‑3.0％，P≤0.045％，S≤0.0050％，N：0.16‑0.30％；Mo：≤1.0％，Nb≤0.20％；V≤0.20％；Ti≤0.20％；B≤0.0050％；Ca≤0.0050％；余量为Fe。本发明专利技术的有益效果在于：本发明专利技术的高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢不仅成本低，而且具有高的耐腐蚀性和良好的力学性能,冷加工后无磁性。

A High Corrosion Resistance and Nickel-Nitrogen Austenitic Stainless Steel

The invention relates to the field of stainless steel manufacturing technology, in particular to a high corrosion resistance, nickel saving and high nitrogen austenitic stainless steel, which has the following components: C:0.03_0.12%, Si:0.3_1.0%, Mn:4.0_9.0%, Cr:18.0_20.0%, Ni:2.0_4.0%, Cu:1.0_3.0%, P<0.045%, S<0.0050%, N:0.16_0%, Mo:<1.0%, Nb<0.0%, Nb<0.0%. 20%; V < 0.20%; Ti < 0.20%; B < 0.0050%; Ca < 0.0050%; the remainder is Fe. The beneficial effect of the invention is that the high corrosion resistance, nickel saving and high nitrogen austenitic stainless steel of the invention not only has low cost, but also has high corrosion resistance and good mechanical properties, and has no magnetism after cold processing.

【技术实现步骤摘要】
一种高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢
本专利技术涉及不锈钢制造
，具体涉及一种高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢。
技术介绍
奥氏体不锈钢可根据铬、镍、锰含量分为Cr-Ni系、Cr-Ni-Mn系两大类。其中，Cr-Ni系不锈钢虽然具有优良的耐腐蚀性和良好的机械性能，但是贵重金属Ni含量至少高达8％以上，因而价格较为昂贵。近年来随着不锈钢产量的增加，镍消耗量不断增长。另外，高镍三元动力电池也发展迅速，使镍资源越发紧缺，镍价格随之大幅上涨，Cr-Ni系不锈钢的成本进一步增加。因此在一些耐腐蚀性要求不是很高的环境中，和Cr-Ni-Mn系钢相比没有优势。受镍价格上涨影响，为了降低生产成本，全球不锈钢生产企业都在大力开发和推广低成本的节镍不锈钢。Cr-Ni-Mn系虽然以Mn合金部分替代Ni降低了生产成本，但Mn对奥氏体稳定性的影响比Ni差，为保持单一的室温奥氏体组织，要么将铁素体形成元素铬降低，要么添加过高的锰，这些都会显著降低点蚀当量PREN＝Cr+3.3Mo+16N-0.5Mn，从而损害耐腐蚀性，导致Cr-Ni-Mn系不锈钢耐蚀能力降低，明显不如304不锈钢，使得应用范围严重受限。如申请号为200810060212.3的中国专利技术专利公开的“一种节镍含锰氮奥氏体不锈钢”铬含量为15.5-17.0％、耐点蚀当量为13.71；如申请号为200710146063.8的中国专利技术专利公开的“铬锰氮奥氏体不锈钢”的锰含量高达12.1-14.8％，耐点蚀当量最高为15.88，都低于304不锈钢的18.30，耐腐蚀性不如304。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有的技术问题，提供一种高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为提供一种高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢，具有如下的质量百分比的组分：C：0.03-0.12％，Si：0.3-1.0％，Mn：4.0-9.0％，Cr：18.0-20.5％，Ni：2.0-4.0％，Cu：1.0-3.0％，P≤0.045％，S≤0.0050％，N：0.16-0.30％；Mo：≤1.0％，Nb≤0.20％；V≤0.20％；Ti≤0.20％；B≤0.0050％；Ca≤0.0050％；余量为Fe和不可避免的杂质元素。优选的，上述的高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢具有如下的质量百分比的组分：C：0.083％；Cr：18.1％；Si：0.38％；Mn：5.7％；S：0.0027％；P：0.032％；Ni：2.02％；Cu：2.05％；N：0.240％；Fe余量和不可避免的杂质元素。优选的，上述的高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢具有如下的质量百分比的组分：C：0.065％；Cr：18.8％；Si：0.43％；Mn：6.1％；S：0.0021％；P：0.033％；Ni：2.32％；Cu：1.64％；N：0.220％；Fe：余量和不可避免的杂质元素。优选的，上述的高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢具有如下的质量百分比的组分：C：0.045％；Cr：19.9％；Si：0.55％；Mn：7.5％；S：0.0014％；P：0.037％；Ni：2.81％；Cu：1.74％；N：0.250％；Fe：余量和不可避免的杂质元素。优选的，上述的高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢具有如下的质量百分比的组分：C：0.11％；Cr：18.5％；Si：0.37％；Mn：5.3％；S：0.0020％；P：0.032％；Ni：2.03％；Cu：1.79％；N：0.215％；Mo：0.48％；Fe：余量和不可避免的杂质元素。本专利技术的高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢的制造工艺：高炉或电弧炉→AOD炉→LF炉(或不经过LF炉)→CC连铸→热轧→固溶酸洗。本专利技术的有益效果在于：高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢属Cr-Ni-Mn-N系，具有稳定的奥氏体组织，Mn、N配合代替部分Ni，使得保证Cr大于18％的前提下仍能得到室温单一奥氏体组织。另外，高N合金化，固溶于基体材料中，既起固溶强化作用，也能提高不锈钢的点蚀当量，显著改善本专利技术不锈钢的耐蚀性和机械性能。与传统奥氏体不锈钢相比，本专利技术的高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢不仅成本低，而且具有与304不锈钢同等的耐腐蚀性、更高的强度，冷形变后还基本无磁性。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。本专利技术最关键的构思在于：本专利技术的高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢中，Mn、N配合代替部分Ni，使得保证Cr含量大于18％的前提下仍能得到室温单一奥氏体组织。本专利技术体系的高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢组分百分比限定的原理如下：C为奥氏体形成元素，可有助于得到奥氏体组织，但过高容易形成Cr的碳化物，在此最适为0.03-0.12％。Si为1.00％以下，如果Si超过1.0％会使韧性降低，且生产加工困难。Mn为4.0-9.0％，锰是奥氏体形成元素，添加Mn可以减少贵重合金元素Ni的投入，同时Mn对提高钢水中N的溶解度有较大帮助。但过高的锰含量，会损害耐腐蚀性。Cr：18.00-20.05％；为本专利技术不锈钢主要的添加元素，现有技术中一般在10.5％以上，因可生成Cr2O3钝化保护膜，是不锈钢具有耐蚀性最大的原因，Cr含量的增加，保护膜的稳定度也相对提升，耐腐蚀性相应提高。Ni：2.0-4.0％；提高奥氏体稳定性，保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代替。N：0.16-0.3％；氮能提高钢的强度，增加奥氏体稳定性，还能提高耐腐蚀性，但过高的氮含量会降低低温韧性。P：0.045％以下，在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接和冷弯性能变差。S：0.0050％以下，硫在通常情况下为有害元素，使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在轧制时成裂纹。硫对焊接性能、耐腐蚀性也不利。所本专利技术要求硫含量小于0.0050％。Cu：1.0-3.0％；Cu为提高耐腐蚀性的元素，特别是在还原性酸的环境中更为有利。此外，Cu可以提高韧性。但Cu含量过高，则热加工性降低。本专利技术除上述必须元素而得到的目的特性，还可根据所希望的特性，选择性添加Mo：≤1.0％，Nb≤0.20％；V≤0.20％；Ti≤0.20％；B≤0.0050％；Ca≤0.0050％。实施例1一种高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢，具有如下的质量百分比的组分：C：0.083％；Cr：18.1％；Si：0.38％；Mn：5.7％；S：0.0027％；P：0.032％；Ni：2.02％；Cu：2.05％；N：0.240％；Fe余量和不可避免的杂质元素。本专利技术的制造工艺：高炉或电弧炉→AOD炉→LF炉(或不经过LF炉)→CC连铸→热轧→固溶酸洗。具体而言，本专利技术高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢的冶炼工艺如下：(1)对上述组成化学成分通过高炉或电炉冶炼：在高炉或电炉中采用常规工艺冶炼钢水。(2)合金化处理：通过添加中间合金的方式将冶炼得到的钢水进行合金化处理。(3)AOD精炼：采用通入设定比例的氮氧混合气体对钢水进行脱碳保铬处理，即AOD脱碳保铬处理。(4)调整成分：将AOD脱碳保铬处理得到的钢水进行吹氩处理，调整合金成分及控氮处理，最后将调整后的钢水向钢包出钢。(5)LF精炼：在钢包精炼炉中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢，其特征在于，具有如下的质量百分比的组分：C：0.03‑0.12％，Si：0.3‑1.0％，Mn：4.0‑9.0％，Cr：18.0‑20.0％，Ni：2.0‑4.0％，Cu：1.0‑3.0％，P≤0.045％，S≤0.0050％，N：0.16‑0.30％；Mo：≤1.0％，Nb≤0.20％；V≤0.20％；Ti≤0.20％；B≤0.0050％；Ca≤0.0050％；余量为Fe和不可避免的杂质元素。

【技术特征摘要】
1.一种高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢，其特征在于，具有如下的质量百分比的组分：C：0.03-0.12％，Si：0.3-1.0％，Mn：4.0-9.0％，Cr：18.0-20.0％，Ni：2.0-4.0％，Cu：1.0-3.0％，P≤0.045％，S≤0.0050％，N：0.16-0.30％；Mo：≤1.0％，Nb≤0.20％；V≤0.20％；Ti≤0.20％；B≤0.0050％；Ca≤0.0050％；余量为Fe和不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢，其特征在于，具有如下的质量百分比的组分：C：0.083％；Cr：18.1％；Si：0.38％；Mn：5.7％；S：0.0027％；P：0.032％；Ni：2.02％；Cu：2.05％；N：0.240％；Fe余量和不可避免的杂质元素。3.根据权利要求1所述的高耐蚀节镍高氮奥氏体不锈钢，其特征在于，具有如下的质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜海洪，周庆龙，蒋一，姜美雪，江来珠，
申请(专利权)人：福建青拓特钢技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35