具有大量均匀分布的纳米尺寸的沉淀物的奥氏体不锈钢及其制备方法技术

奥氏体不锈钢包含16wt％至26wt％的铬(Cr)、8wt％至22wt％的镍(Ni)、0.02wt％至0.1wt％的碳(C)、0.2wt％至1wt％的铌(Nb)和2wt％至3.5wt％的锰(Mn)；并且具有奥氏体基体，其中纳米尺寸的碳化铌(NbC)沉淀在奥氏体基体中，并且纳米尺寸的碳化铌均匀地分散在奥氏体基体中。奥氏体不锈钢还可以包含0.5wt％至1.5wt％的钼(Mo)。至1.5wt％的钼(Mo)。至1.5wt％的钼(Mo)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有大量均匀分布的纳米尺寸的沉淀物的奥氏体不锈钢及其制备方法


[0001]提供了具有大量均匀分布的纳米尺寸的沉淀物的奥氏体不锈钢及其制造方法。

技术介绍

[0002]常规地，奥氏体不锈钢因为诸如优良的抗腐蚀性、机械性质和可加工性的优点而被广泛地用于现代工业，诸如建造业(construction)或建筑物(architecture)。
[0003]最近，用于能源工业的结构材料已经暴露于相当高的驱动温度区域(driving temperature region)，以获得高热效率。然而，奥氏体不锈钢的使用受到限制，因为在高温难以获得材料的完整性。特别地，当奥氏体不锈钢在用于暴露于高能中子环境的核反应堆的结构材料中使用时，由于核反应堆的长期运行引起的辐射肿胀(void swelling)，材料的完整性可能降低。
[0004]因此，为了改进奥氏体不锈钢的总体高温性质和抗辐照性(irradiation resistance)，关于将细小沉淀物分散在奥氏体基体中的研究正在进行中。
[0005]例如，研究包括在通过高温热处理进行的固溶退火工艺(solution annealing process)之后进行的冷却和稳定化热处理工艺、使用渗氮和渗碳方法的扩散反应工艺以及机械合金化工艺。
[0006]然而，当试图将常规工艺应用于奥氏体不锈钢并且形成细小沉淀物时，可能需要过长的时间，并且必须使用昂贵的加工方法，因此制造成本可能增加。特别地，目前使用中的工艺在基体中具有高密度和形成均匀分布的纳米尺寸的沉淀物方面具有局限性。
[0007]另一方面，根据由本申请的专利技术人专利技术的韩国专利第1,943,591号，包含铌的奥氏体不锈钢包含16wt％
‑
26wt％的铬(Cr)、8wt％
‑
22wt％的镍(Ni)、0.02wt％
‑
0.1wt％的碳(C)、0.2wt％
‑
1wt％的铌(Nb)、0.015wt％
‑
0.025wt％的钛(Ti)、0.004wt％
‑
0.01wt％的氮(N)和0.5wt％
‑
2wt％的锰(Mn)，具有奥氏体基体，并且包含等于或小于11nm的纳米尺寸的碳化铌(NbC)，该纳米尺寸的碳化铌(NbC)在奥氏体基体中具有1
×
10
22
#/m3的平均密度。
[0008]然而，根据韩国专利第1,943,591号，即使当在奥氏体基体中可以形成细小且具有高密度的纳米尺寸的沉淀物时，也需要在奥氏体基体中分布尺寸更细小且具有更高密度的纳米尺寸的沉淀物，以便进一步改进高温强度、抗辐照性和抗蠕变性。
[0009]先前的文献是：韩国专利第1,943,591号、韩国公布的专利第2017
‑
0074265号、韩国专利第1,401,625号和日本专利第3,764,586号。
[0010]公开内容
[0011]本专利技术已经致力于提供一种奥氏体不锈钢及其制造方法，用于包含高的数密度的、均匀分布在奥氏体基体中的纳米尺寸的沉淀物。
[0012]本专利技术已经另外致力于提供一种奥氏体不锈钢及其制造方法，用于在奥氏体不锈钢的基体中均匀分布大量纳米尺寸的碳化铌(NbC)或铌
‑
钼碳化物((Nb,Mo)C)。
[0013]本专利技术已经另外致力于提供一种奥氏体不锈钢及其制造方法，用于改进包括奥氏
体不锈钢的高温强度的机械特性。
[0014]本专利技术已经另外致力于提供一种奥氏体不锈钢及其制造方法，用于改进奥氏体不锈钢对中子的抗辐照性。
[0015]本专利技术已经另外致力于提供一种奥氏体不锈钢及其制造方法，用于改进奥氏体不锈钢的抗蠕变性。
[0016]本专利技术已经另外致力于提供一种奥氏体不锈钢及其制造方法，用于降低奥氏体不锈钢的生产成本。
[0017]本专利技术已经另外致力于提供一种奥氏体不锈钢及其制造方法，用于改进奥氏体不锈钢的生产率。
[0018]本专利技术的示例性实施方案可以用于实现除了上述目的之外的没有被具体提及的目的。
[0019]本专利技术的示例性实施方案提供了奥氏体不锈钢，其包含16wt％至26wt％的铬(Cr)、8wt％至22wt％的镍(Ni)、0.02wt％至0.1wt％的碳(C)、0.2wt％至1wt％的铌(Nb)和2wt％至3.5wt％的锰(Mn)，并且包含奥氏体基体，其中纳米尺寸的碳化铌(NbC)沉淀在奥氏体基体中，并且碳化铌均匀地分散在奥氏体基体中。
[0020]奥氏体不锈钢还可以包含0.5wt％至1.5wt％的钼(Mo)。
[0021]纳米尺寸的铌
‑
钼碳化物可以沉淀在奥氏体基体中，并且铌
‑
钼碳化物可以均匀地分散在奥氏体基体中。
[0022]奥氏体不锈钢还可以包含大于0wt％且等于或小于0.3wt％的硅(Si)。
[0023]纳米尺寸的碳化铌的平均尺寸可以等于或小于11nm。
[0024]在奥氏体基体中碳化铌的数密度可以是1
×
10
14
#/m2‑5×
10
15
#/m2。
[0025]在奥氏体基体中碳化铌的密度可以是1
×
10
22
#/m3‑1×
10
23
#/m3。
[0026]纳米尺寸的铌
‑
钼碳化物的平均尺寸可以等于或小于6nm。
[0027]在奥氏体基体中铌
‑
钼碳化物的数密度可以是5
×
10
14
#/m2‑5×
10
15
#/m2。
[0028]在奥氏体基体中铌
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钼碳化物的密度可以是1
×
10
22
#/m3‑5×
10
23
#/m3。
[0029]奥氏体不锈钢还可以包含大于0wt％且等于或小于0.01wt％的磷(P)和大于0wt％且等于或小于0.01wt％的硫(S)。
[0030]本专利技术的另一种实施方案提供了一种用于制造奥氏体不锈钢的方法，该方法包括：将包含16wt％至26wt％的铬(Cr)、8wt％至22wt％的镍(Ni)、0.02wt％至0.1wt％的碳(C)、0.2wt％至1wt％的铌(Nb)和2wt％至3.5wt％的锰(Mn)的混合钢熔化，并且铸造熔化的混合钢，并且形成具有奥氏体基体的铸钢，从而进行熔化和铸造；通过评估铸钢的高温变形行为来推导未再结晶温度(non
‑
recrystallization temperature)；对铸钢施加均化热处理；在高于未再结晶温度的温度进行等于或大于一道次(pass)的热轧，并且在低于未再结晶温度的温度进行等于或大于一道次的热轧，从而进行多道次的热轧；以及通过热处理热轧过的铸钢并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种奥氏体不锈钢，包含16wt％至26wt％的铬(Cr)、8wt％至22wt％的镍(Ni)、0.02wt％至0.1wt％的碳(C)、0.2wt％至1wt％的铌(Nb)和2wt％至3.5wt％的锰(Mn)，并且包含奥氏体基体，其中纳米尺寸的碳化铌(NbC)沉淀在所述奥氏体基体中，并且所述纳米尺寸的碳化铌均匀地分散在所述奥氏体基体中。2.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢，其中所述奥氏体不锈钢还包含0.5wt％至1.5wt％的钼(Mo)。3.根据权利要求2所述的奥氏体不锈钢，其中纳米尺寸的铌
‑
钼碳化物沉淀在所述奥氏体基体中，并且所述纳米尺寸的铌
‑
钼碳化物均匀地分散在所述奥氏体基体中。4.根据权利要求3所述的奥氏体不锈钢，其中所述奥氏体不锈钢还包含大于0wt％且等于或小于0.3wt％的硅(Si)。5.根据权利要求3所述的奥氏体不锈钢，其中所述纳米尺寸的铌
‑
钼碳化物的平均尺寸等于或小于6nm。6.根据权利要求3所述的奥氏体不锈钢，其中在所述奥氏体基体中所述纳米尺寸的铌
‑
钼碳化物的数密度是5
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#/m2‑5×
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#/m2。7.根据权利要求3所述的奥氏体不锈钢，其中在所述奥氏体基体中所述纳米尺寸的铌
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钼碳化物的密度是1
×
10
22
#/m3‑5×
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23
#/m3。8.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢，其中所述纳米尺寸的碳化铌的平均尺寸是11nm。9.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢，其中在所述奥氏体基体中所述纳米尺寸的碳化铌的数密度是1
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14
#/m2‑5×
10
15
#/m2。10.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢，其中在所述奥氏体基体中所述纳米尺寸的碳化铌的密度是1
×
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22
#/m3‑1×
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【专利技术属性】
技术研发人员：张仓喜，申智浩，孔炳瑞，李贤培，丁埰园，具铉佑，
申请(专利权)人：韩国科学技术院，
类型：发明
国别省市：