一种高硫316L不锈钢、制备工艺及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种高硫316L不锈钢、制备工艺及应用，按质量百分比计，高成分包括：C≤0.03；Si:0.4～0.6；Mn:1.3～1.5；P≤0.04；S：0.005～0.015；Cr：16.5～17.0；Ni：10.01～10.04；N≤0.03；Mo：2.0～2.2；Al≤0.008；Ca≤0.0010；O≤0.002；余量为Fe和其他不可避免的杂质元素；其中P+S≤0.055；δ

【技术实现步骤摘要】
一种高硫316L不锈钢、制备工艺及应用


[0001]本专利技术属于不锈钢
，尤其涉及一种高硫316L不锈钢、制备工艺及应用。

技术介绍

[0002]生物制药领域对制药环境要求非常严格，需要生物制药设备无菌、无污染，因此，生物制药设备制造时的结构参数、工艺参数、控制方式等方面都需要进行严格管控。316L不锈钢由于其具有良好的综合力学性能、焊接性能和耐蚀性被作为结构材料，用于制造生物制药设备。316L不锈钢通过钨极氩弧焊(简称TIG焊)焊接成生物制药设备的压力容器、阀门、管件等。TIG焊对母材中的微量活性元素的含量及其变化比较敏感，在相同的焊接规范下，母材中微量元素如氧、硫含量的变化会使熔深变化明显，进而影响焊接质量。现有技术中公开的316L不锈钢作为母材，进行TIG焊时，存在焊接性能差，具体表现为焊接时易形成熔渣、焊缝表面有灰点、电解抛光后有麻点，影响表面光洁度和焊接质量，不能作为高标准要求的生物制药设备的结构材料，极大地限制了生物制药设备的制造。

技术实现思路

[0003]1.要解决的技术问题
[0004]针对现有技术中公开的316L不锈钢作为母材在进行TIG焊时，存在焊接性能差，不能作为高标准要求的生物制药设备的结构材料等问题，本专利技术的目的在于提供一种高硫316L不锈钢、制备工艺及应用，通过对不锈钢成分的调整设计，并结合制备工艺对S、O、Al、Ca等微量成分进行精确控制，使316L不锈钢具有优异的焊接性能，满足生物制药设备制造要求。
[0005]2.技术方案
[0006]为实现上述目的，达到上述技术效果，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种高硫316L不锈钢，其特点是：按质量百分比计，高硫316L不锈钢的成分包括：C≤0.03；Si:0.4～0.6；Mn:1.3～1.5；P≤0.04；S：0.005～0.015；Cr：16.5～17.0；Ni：10.01～10.04；N≤0.03；Mo：2.0～2.2；Al≤0.008；Ca≤0.0010；O≤0.002；余量为Fe和其他不可避免的杂质元素；其中P+S≤0.055；δ
‑
ferrite为7％～10％；通过其他合金元素成分设计，使得材料δ
‑
ferrite理论含量处于合适水平，降低材料热轧时M裂纹发生概率，并提高材料焊接性；所述高硫316L不锈钢的Ys≥240MPa,Ts530～680MPa,El≥40％，维氏硬度≤180HV；其制备工艺包括：
[0008]在冶炼及连铸工艺中控制：S：0.005％～0.015％；Al≤80ppm；Ca≤10ppm；O≤20ppm；
[0009]AOD出钢温度1660
‑
1685℃，T/D温度1490
‑
1510℃，连铸线速度0.80
‑
1.20mpm(米/分)，连铸二冷水比重0.96L/(kg*min)，优化板坯升温曲线，避免板坯裂纹缺陷；AOD冶炼温度过高时包括Ca、Si及其他金属在内的合金会加剧氧化，降低AOD冶炼温度可降低钢水中的含氧量，从而降低产品的非金属氧化物含量；
[0010]分段碱度控制提高纯净度技术，VD特别冶炼工艺导入，提高产品纯净度并调整夹杂物成分及大小，防止制钢性夹杂缺陷；VD特别冶炼工艺导入，改变不锈钢内部夹杂物的成分(尖晶石类夹杂物
→
Ca
‑
Si
‑
Mg
‑
Al系复合性夹杂物)及大小，极大限度降低产品表面夹杂裂纹发生概率。
[0011]进一步地，所述S：0.010～0.015。
[0012]一种高硫316L不锈钢的制备工艺，其特点是制备工艺包括：在冶炼及连铸工艺中进行如下工艺参数的控制：
[0013]控制S：0.005％～0.015％；Al≤80ppm，Ca≤10ppm，O≤20ppm；
[0014]AOD出钢温度1660
‑
1685℃，T/D温度1490
‑
1510℃，连铸线速度0.80
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1.20mpm，连铸二冷水比重0.96L/(kg*min)，优化板坯升温曲线，避免板坯裂纹缺陷；AOD冶炼温度过高时包括Ca、Si及其他金属在内的合金会加剧氧化，降低AOD冶炼温度可降低钢水中的含氧量，从而降低产品的非金属氧化物含量；
[0015]分段碱度控制提高纯净度技术，VD特别冶炼工艺导入，提高产品纯净度并调整夹杂物成分及大小，防止制钢性夹杂缺陷；VD特别冶炼工艺导入，改变不锈钢内部夹杂物的成分(尖晶石类夹杂物
→
Ca
‑
Si
‑
Mg
‑
Al系复合性夹杂物)及大小，极大限度降低产品表面夹杂裂纹发生概率；
[0016]按质量百分比计，高硫316L不锈钢的成分包括：C≤0.03；Si:0.4～0.6；Mn:1.3～1.5；P≤0.04；S：0.005～0.015；Cr：16.5～17.0；Ni：10.01～10.04；N≤0.03；Mo：2.0～2.2，Al≤0.008，Ca≤0.0010，O≤0.002，余量为Fe和其他不可避免的杂质元素，其中P+S≤0.055；δ
‑
ferrite为7％～10％，通过其他合金元素成分设计，使得材料δ
‑
ferrite理论含量处于合适水平，降低材料热轧时M
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Sliver发生概率，并提高材料焊接性；所述高硫316L不锈钢的Ys≥240MPa,Ts530～680MPa,El≥40％，维氏硬度≤180HV。
[0017]进一步地，所述高硫316L不锈钢的制备工艺还包括热轧，所述热轧的加热炉抽出温度≤1200℃，在炉时间≥200Min,精轧采用9道次轧制工艺，各道次压下率依次为：8.9％、10％、16.5％、20％、24％、25％、27％、24％、21％。
[0018]进一步地，所述高硫316L不锈钢的制备工艺还包括冷轧，所述冷轧采用7道次压延，各道次的压下率依次为：21％、17％、15％、、13％、11％、10.5％、10％。最终不锈钢带的厚度为4～5mm。
[0019]本专利技术的另一个目的在于提供一种高硫316L不锈钢在制备医药设备的压力容器、阀门、管件中的应用。
[0020]316L不锈钢中活性硫元素的存在可以改变钢的可焊性，同时提高焊接效率，增加焊接熔深。因此，有效控制钢材中硫的含量，在避免其不对钢材质量产生影响的前提下，能在后续的焊接过程中起到活性作用，对钢材的生产、加工无疑具有非常重要的现实意义。
[0021]3.有益效果
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过对不锈钢成分的调整设计，并结合制备工艺对S、O、Al、Ca等微量成分进行精确控制，使316L不锈钢具有优异的焊接性能，焊接时熔渣少、焊缝表面灰点少、电解抛光没有麻点，焊接质量优，满足生物制药设备制造要求。
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高硫316L不锈钢，其特征在于：按质量百分比计，高硫316L不锈钢的成分包括：C≤0.03；Si:0.4～0.6；Mn:1.3～1.5；P≤0.04；S：0.005～0.015；Cr：16.5～17.0；Ni：10.01～10.04；N≤0.03；Mo：2.0～2.2；Al≤0.008；Ca≤0.0010；O≤0.002；余量为Fe和其他不可避免的杂质元素；其中P+S≤0.055；δ
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ferrite为7％～10％；所述高硫316L不锈钢的Ys≥240MPa,Ts530～680MPa,El≥40％，维氏硬度≤180HV；其制备工艺包括：在冶炼及连铸工艺中控制：S：0.005％～0.015％；Al≤80ppm；Ca≤10ppm；O≤20ppm；AOD出钢温度1660
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1685℃，T/D温度1490
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1510℃，连铸线速度0.80
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1.20mpm，连铸二冷水比重0.96L/(kg*min)；分段碱度控制提高纯净度技术，VD特别冶炼工艺导入。2.根据权利要求1所述一种高硫316L不锈钢，其特征在于：所述S：0.010～0.015。3.一种高硫316L不锈钢的制备工艺，其特征在于：制备工艺包括：在冶炼及连铸工艺中进行如下工艺参数的控制：控制S：0.005％～0.015％；Al≤80ppm，Ca≤10ppm，O≤20ppm；AOD出钢温度1660
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1685℃，T/D温度1490<...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫科，周昊，陈刚，徐明明，
申请(专利权)人：浦项张家港不锈钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：