【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及不锈钢，特别涉及一种高氮奥氏体不锈钢及其制备方法。
技术介绍
1、高氮钢是近年来出现的一种新型工程材料，高氮奥氏体不锈钢的氮含量在0.40％以上，高氮铁素体、马氏体不锈钢的氮含量均大于0.08％。采用氮作合金元素，不仅可以稳定奥氏体组织，提高强度，使韧性无显著下降，而且还可以提高耐腐蚀性能。高氮铬锰奥氏体不锈钢是目前金属材料中强韧性达到最佳配合的材料之一，其具有高的屈服强度和塑性，良好的耐腐蚀性能及低的导磁性能等优点，广泛应用在发电机转子护环、生物医学、汽车制造业、化学工业及海洋工程等众多领域。由于该类钢的奥氏体组织，不能通过热处理来提升其强度，通常利用冷变形或者温锻变形过程产生的加工硬化，牺牲部分塑性来大幅度提高材料的强度。在工程化生产过程中，随着对高氮铬锰奥氏体不锈钢材质锻件产品尺寸的增大需求，尤其是大型锻件的生产，受锻件尺寸增大影响，冷变形或者温锻变形需采用大型设备、空间场地及专用模具，对制造周期及生产成本均有影响。为了减少其加工强化的变形量或者不需要利用冷变形或者温锻变形进行加工强化，如何提供一种能获得基础屈服强度较高(例如热锻、固溶处理后)的高氮奥氏体不锈钢合金成为亟待解决的问题。
技术实现思路
1、鉴于上述情况，本专利技术旨在提供一种高氮奥氏体不锈钢及其制备方法，用于解决现有的高氮奥氏体不锈钢合金热锻、固溶处理后的强度不足的问题。
2、本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术提供了一种高氮奥氏体不锈钢，高氮奥氏
4、进一步的，高氮奥氏体不锈钢的组分以质量百分比计可以为：c0.09％～0.11％，si 0.50％～1.2％，mn 18.5％～20.0％，cr 18.5％～19.4％，ni 0.5％～2.3％，v 0.40％～0.95％，n 0.68％～0.75％，nb 0.01％～0.03％，cu≤0.008％，al≤0.009％，p≤0.010％，s≤0.010％，余量为fe及不可避免的微量杂质。
5、进一步的，高氮奥氏体不锈钢的组分中，c的质量百分比为：0.095％～0.11％。
6、进一步的，高氮奥氏体不锈钢的组分中，mn的质量百分比为：18.6％～19.5％。
7、进一步的，高氮奥氏体不锈钢的组分中，cr的质量百分比为：18.7％～19.2％。
8、进一步的，高氮奥氏体不锈钢的组分中，ni的质量百分比为：0.5％～2.1％。
9、进一步的，高氮奥氏体不锈钢的微观组织为奥氏体+弥散分布的氮化物。
10、进一步的，高氮奥氏体不锈钢的晶粒度达到6级以上，晶粒均匀。
11、进一步的，晶粒度级差在0.5级以下。
12、本专利技术还提供了一种上述高氮奥氏体不锈钢的制备方法，包括：
13、步骤1：冶炼钢锭；
14、步骤2：对钢锭进行均匀化处理；
15、步骤3：对钢锭进行锻造开坯，锻后水冷；
16、步骤4：对锻坯进行固溶处理得到高氮奥氏体不锈钢。
17、进一步的，步骤2中，均匀化处理包括如下步骤：
18、s201、将钢锭加热至600～650℃，保温；
19、s202、升温至800～850℃，保温；
20、s203、升温至1150～1180℃，保温；其中s202中的升温速率小于s203中的升温速率。
21、进一步的，s202中的升温速率为小于40℃/h。
22、进一步的，s203中的升温速率为70℃/h以上。
23、进一步的，步骤3中，控制始锻温度为1150～1180℃。
24、进一步的，步骤3中，控制终锻温度为950℃以上。
25、与现有技术相比，本专利技术至少可以实现以下有益效果之一：
26、a)本专利技术的高氮奥氏体不锈钢通过精确控制合金中的碳、硅、钒、铌、镍含量，提高合金固溶强化作用；并通过协同控制锰、铬与其它合金元素匹配控制ε相析出温度，降低热锻裂纹；另外通过各合金元素的添加可使在常压熔炼下提升氮在基体的固溶度，确保常压冶炼氮含量可以达到0.68％以上；通过精确控制o、s、p、al的含量，减少合金中夹杂物的含量，可以提高合金的纯净度同时降低热锻裂纹出现的几率，保证晶粒均匀性及晶界的析出及分布。
27、b)本专利技术的高氮奥氏体不锈钢组分构成有利于在奥氏体组织中形成弥散分布的氮化物，起到细化晶粒，提升基体强度的作用。
28、c)本专利技术的高氮奥氏体不锈钢的制备方法采用冶炼、锻造、固溶处理，通过组分的精确控制，结合精确控制均匀化处理的步骤和各个步骤的参数，结合锻造工艺参数的精确控制，可以显著提升其基础强度，满足性能使用要求，可以减少其加工强化的变形量，甚至不需要利用冷变形或者温锻变形进行加工强化，减少制造工序及成本。
29、d)本专利技术的高氮奥氏体不锈钢的热锻、固溶处理后的强度优异，例如锻坯的性能如下：抗拉强度σb为950mpa以上，例如956～1110mpa；屈服强度σ0.2为690mpa以上，例如690～840mpa；延伸率35％以上，例如35％～46％；面缩率60％以上，例如60％～69％；冲击功为56j以上，例如56～135j。固溶后的性能如下：抗拉强度σb为920mpa以上，例如920～984mpa；屈服强度σ0.2为620mpa以上，例如620～675mpa；延伸率38％以上，例如38％～52％；面缩率59％以上，例如59％～70％；冲击功为70j以上，例如70～138j。
30、本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的内容来实现和获得。
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1.一种高氮奥氏体不锈钢，其特征在于，所述高氮奥氏体不锈钢的组分以质量百分比计包括：C 0.08％～0.11％，Si 0.40％～1.2％，Mn18.5％～21.0％，Cr 18％～19.5％，Ni0.5％～2.3％，V 0.35％～0.95％，N0.68％～0.75％，Nb 0.01％～0.05％，Cu≤0.01％，Al≤0.01％，P≤0.020％，S≤0.010％，余量为Fe及不可避免的微量杂质。
2.根据权利要求1所述的高氮奥氏体不锈钢，其特征在于，所述高氮奥氏体不锈钢的组分以质量百分比计可以为：C 0.09％～0.11％，Si
3.根据权利要求1所述的高氮奥氏体不锈钢，其特征在于，所述高氮奥氏体不锈钢的组分中，C的质量百分比为：0.095％～0.11％。
4.根据权利要求1所述的高氮奥氏体不锈钢，其特征在于，所述高氮奥氏体不锈钢的组分中，Mn的质量百分比为：18.6％～19.5％。
5.根据权利要求1所述的高氮奥氏体不锈钢，其特征在于，所述高氮奥氏体不锈钢的组分中，Cr的质量百分比为：18.7％～19.2％。
7.根据权利要求1至6任一项所述的高氮奥氏体不锈钢，其特征在于，所述高氮奥氏体不锈钢的微观组织为奥氏体+弥散分布的氮化物。
8.根据权利要求7所述的高氮奥氏体不锈钢，其特征在于，所述高氮奥氏体不锈钢的晶粒度达到6级以上。
9.根据权利要求8所述的高氮奥氏体不锈钢，其特征在于，晶粒度级差在0.5级以下。
10.一种权利要求1至9任一项所述的高氮奥氏体不锈钢的制备方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种高氮奥氏体不锈钢，其特征在于，所述高氮奥氏体不锈钢的组分以质量百分比计包括：c 0.08％～0.11％，si 0.40％～1.2％，mn18.5％～21.0％，cr 18％～19.5％，ni0.5％～2.3％，v 0.35％～0.95％，n0.68％～0.75％，nb 0.01％～0.05％，cu≤0.01％，al≤0.01％，p≤0.020％，s≤0.010％，余量为fe及不可避免的微量杂质。
2.根据权利要求1所述的高氮奥氏体不锈钢，其特征在于，所述高氮奥氏体不锈钢的组分以质量百分比计可以为：c 0.09％～0.11％，si
3.根据权利要求1所述的高氮奥氏体不锈钢，其特征在于，所述高氮奥氏体不锈钢的组分中，c的质量百分比为：0.095％～0.11％。
4.根据权利要求1所述的高氮奥氏体不锈钢，其特征在于，所述高氮奥氏体...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛广斌，王大鹏，傅万堂，张国利，张金珠，吕知清，王振华，
申请(专利权)人：天津重型装备工程研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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