【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于合金材料领域，具体涉及一种高氮低镍的奥氏体合金材料及合金盘条、制备工艺。
技术介绍
1、s24100钢种是一种氮强化的低镍奥氏体不锈钢，由于氮和镍均是奥氏体形成元素，且氮具有提高材料强度的作用，该钢种通过大幅度提高氮来替代价格昂贵的镍，从而形成材料的奥氏体结构，并提高材料强度，通常s24100钢种热轧φ5.5mm盘条强度在760mpa。
2、s24100钢种在连铸浇铸过程中，会出现严重的皮下气泡，主要原因是由于该钢种本身特性及连铸浇铸的特性造成的，该钢种凝固模式为fa模式，在凝固初期首先形成铁素体，由于铁素体对氮含量的溶解度较低，且连铸浇铸过程中材料冷却速度快，部分铁素体无法转化成奥氏体，且无法溶解的氮不能完全排出材料，造成氮聚集形成氮气泡，从而使钢坯次表层形成大量的气泡。
3、这种气泡基本无法通过钢坯表面修磨处理消除，在后续热轧处理后，会在盘条表面形成严重的缺陷，导致盘条作废。目前该钢种在国内普遍采用模铸来浇铸，模铸由于冷却速度较慢，铁素体转化程度高，而奥氏体对氮的溶解度较高，钢坯内部不会产生气泡。但模铸成材率低，后续加工复杂，生产效率低。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术通过材料调整材料化学成分，且化学成分调整范围超出s24100钢种标准范围，该材料可以实现连铸生产，且强度较s24100钢种更高，综合成本较s24100更低。
2、技术方案：本专利技术所述的一种高氮低镍的奥氏体合金材料，包括如下重量百分比的化学成分：p>
3、c：0.06-0.1％，mn：12-12.5％，si：0.65-0.8％，cr：17-17.2％，ni：2.4-2.5％，s≤0.01％，p≤0.035％，n：0.37-0.4％。
4、在一些实施方式中，包括如下重量百分比的化学成分：
5、c：0.07-0.09％，mn：12.2-12.5％，si：0.65-0.75％，cr：17.1-17.2％，ni：2.45-2.5％，s≤0.01％，p≤0.035％，n：0.37-0.38％。
6、在一些实施方式中，包括如下重量百分比的化学成分：
7、c：0.08％，mn：12.4％，si：0.7％，cr：17.2％，ni：2.48％，s：0.002％，p：0.034％，n：0.38％。
8、另一方面，本专利技术还公开了一种合金盘条，采用上述的合金材料制成。
9、在一些实施方式中，所述的一种合金盘条的制备工艺，包括如下步骤：
10、配料→电炉→aod转炉→lf炉→连铸→钢坯→热轧→酸洗工艺进行处理，制备成盘条。
11、在一些实施方式中，所述aod转炉冶炼过程中脱碳期加入氮化铬增氮，通过氮化铬的加入，在脱碳期结束后使钢水氮含量控制在n%＞0.35%。
12、在一些实施方式中，进入还原期后采用氮气增氮，使钢水氮含量达到控制目标范围，通过脱碳期合金增氮配合还原期气体增氮，将钢水n%控制在0.37%以上。
13、在一些实施方式中，所述连铸步骤中：浇筑过热度控制在50-55℃，结晶器水量控制在130m3/h，结晶器电磁搅拌电流控制在110a/hz。
14、在一些实施方式中，在热轧之前对连铸坯四个棱角部位进行修磨处理，使连铸坯四个棱角变为半圆形形貌，减少钢坯在热轧过程中四个棱角部位的散热速度。
15、有益效果：本专利技术的有益效果如下：
16、（1）本专利技术通过调整材料化学成分及连铸参数，实现了控制材料在凝固过程中铁素体和奥氏体的转变模式，虽然该材料相比s24100钢种氮含量更高，但该材料由于凝固模式的转变，材料在凝固过程中对氮气的溶解度更高，实现了该材料连铸钢坯内部及表面没有氮气泡。
17、（2）该材料中的镍含量虽然较s24100钢种偏高，但由于该材料在浇筑中采用连铸模式，相比于s24100的模铸工艺，该材料的综合生产成本较s24100偏低。
18、（3）该材料中的奥氏体组织相比s24100钢种更加稳定，使该材料的热塑性更高，且该材料更高的氮含量，相比s24100钢种，该材料的强度更高。
19、（4）在aod冶炼过程中脱碳期加入氮化铬增氮，通过氮化铬的加入，在脱碳期结束后使钢水氮含量控制在n%＞0.35%。进入还原期后采用氮气增氮，使钢水氮含量达到控制目标范围，通过脱碳期合金增氮配合还原期气体增氮，将钢水n%控制在0.37%以上，且基本不影响aod冶炼效率及成本。
20、（5）本专利技术采用连铸工艺浇铸该产品，浇铸过热度及结晶器的处理是该产品连铸的核心点，该产品浇筑过热度控制在50-55/℃，结晶器水量控制在130m3/h，结晶器电磁搅拌电流控制在110a/hz，通过以上连铸工艺控制，使钢水在凝固过程中铁素体组织充分转换为奥氏体组织，提高材料对氮的溶解度，使连铸坯内部及表面无氮气泡存在。
21、（6）在热轧之前对连铸坯四个棱角部位进行修磨处理，使连铸坯四个棱角变为半圆形形貌，减少钢坯在热轧过程中四个棱角部位的散热速度。
22、实施方式
23、下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
24、在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
25、在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
26、实施例
27、一种高氮低镍的奥氏体合金材料，包括如下重量百分比的化学成分：
28、c：0.08％，mn：12.3％，si：0.7％，cr：17.1％，ni：2.44％，s：0.002％，p：0.034％，n：0.39％。
29、一种合金盘条，采用上述的合金材料制成，其制备工艺包括如下步骤：
30、配料→电炉→aod转炉→lf炉→连铸→180mm钢坯→热轧→酸洗工艺进行处理，制备成φ5.5mm盘条。
31、所述aod转炉冶炼过程中脱碳期加入氮化铬增氮，通过氮化铬的加入，在脱碳期结束后使钢水氮含量控制在n%=0.37%。
32、进入还原期后采用氮气增氮，使钢水氮含量达到控制目标范围，通过脱本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高氮低镍的奥氏体合金材料，其特征在于：包括如下重量百分比的化学成分：
2.根据权利要求1所述的一种高氮低镍的奥氏体合金材料，其特征在于：包括如下重量百分比的化学成分：
3.根据权利要求1所述的一种高氮低镍的奥氏体合金材料，其特征在于：包括如下重量百分比的化学成分：
4.一种合金盘条，其特征在于：采用如权利要求1-3任意一项所述的合金材料制成。
5.根据权利要求4所述的一种合金盘条的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种合金盘条的制备工艺，其特征在于：所述AOD转炉冶炼过程中脱碳期加入氮化铬增氮，通过氮化铬的加入，在脱碳期结束后使钢水氮含量控制在N%＞0.35%。
7.根据权利要求6所述的一种合金盘条的制备工艺，其特征在于：进入还原期后采用氮气增氮，使钢水氮含量达到控制目标范围，通过脱碳期合金增氮配合还原期气体增氮，将钢水N%控制在0.37%以上。
8.根据权利要求5所述的一种合金盘条的制备工艺，其特征在于：所述连铸步骤中：浇筑过热度控制在50-55℃，结晶器水量
9.根据权利要求5所述的一种合金盘条的制备工艺，其特征在于：在热轧之前对连铸坯四个棱角部位进行修磨处理，使连铸坯四个棱角变为半圆形形貌。
...【技术特征摘要】
1.一种高氮低镍的奥氏体合金材料，其特征在于：包括如下重量百分比的化学成分：
2.根据权利要求1所述的一种高氮低镍的奥氏体合金材料，其特征在于：包括如下重量百分比的化学成分：
3.根据权利要求1所述的一种高氮低镍的奥氏体合金材料，其特征在于：包括如下重量百分比的化学成分：
4.一种合金盘条，其特征在于：采用如权利要求1-3任意一项所述的合金材料制成。
5.根据权利要求4所述的一种合金盘条的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种合金盘条的制备工艺，其特征在于：所述aod转炉冶炼过程中脱碳期加入氮化铬增氮，通过氮化...
【专利技术属性】
技术研发人员：史茜，
申请(专利权)人：江苏工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。