优质双相不锈钢制造技术

本发明专利技术提供一种优质双相不锈钢，其化学成分以重量计主要包含：２１．０％至３８．０％的Ｃｒ、３．０％至１２．０％的Ｎｉ、１．５％至６．５％的Ｍｏ、等于小于６．５％的Ｗ、小于等于３．０％的Ｓｉ、小于等于８．０％的Ｍｎ、０．２％至０．７％的Ｎ、小于等于０．１％的Ｃ、选自包含０．０００１至０．６％的Ｂａ、一种或多种混合稀土合金和０．０００１％至１．０％的Ｙ的组中至少一种元素和衡量的Ｆｅ及不可避免的杂质。抗点蚀性当量（ＰＲＥＷ）由满足４０≤ＰＲＥＷ≤６７的下式限定：ＰＲＥＷ＝ｗｔ％Ｃｒ＋３．３（ｗｔ％Ｍｏ＋０．５ｗｔ％Ｗ）＋３０ｗｔ％Ｎ。该优质双相不锈钢具有优异的耐腐蚀性、耐脆变性、可铸造性和可热加工性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有优异耐腐蚀性的双相不锈钢，更具体地涉及在生 产过程(铸造，热轧或焊接)中通过抑制金属间相(例如，o相和x相) 的形成而形成的具有优异的耐腐蚀性、耐脆变性、可铸性和可热加工 性的优质双相不锈钢。
技术介绍
其中细微地组合有提供了高的可加工性的奥氏体(Y)相以及提供 了高耐腐蚀性的铁素体(oc)相的双相不锈钢，其强度比奥氏体不锈钢 高至少1. 7倍，并且显示出高抗点蚀性和高的耐应力腐蚀纹(SCC)性。 具有约为46的抗点蚀性当量(PREW=wt%Cr+3. 3 (wt%Mo+0. 5w窗) +30wt%N)的商品优质双相不锈钢，例如SAF2507 (UNS S32750)、 UR52N+(UNS 32550)和ZER0N 100(UNS 32760)自从二十世纪九十年代 以来已经用于各种目的。由于熔炼工艺的进步，使得双相不锈钢的品 质已经得到改善，因此近年来它已经日益用在各种领域中。但是，与商品PREW38级双相不锈钢(例如SAF 2205)相比较， PREM6级优质双相不锈钢含有大量Cr、 Mo和W，它们是o相和x相的 主要元素，从而使机械性能和耐腐蚀性变差，因此容易在生产或应用 期间形成其析出相。实际上，在双相不锈钢连铸之后进行冷却、在热 轧之后进行缓慢冷却、在焊接之后对受热区域进行缓慢冷却以及在铸造之后对铸锭中心部分进行缓慢冷却中已经观察到由这些析出相引起的脆 变。另外，在所添加的合金元素中用于改善耐局部腐蚀性和耐应力腐蚀纹 性的Mo是有利于形成0相和475'C脆性的高价元素，因此其使用受到限制。o相是在65(TC至100(TC的温度下形成的非常脆的金属间化合物。高于 lvol, %的o相会明显降低双相不锈钢的冲击韧性和耐腐蚀性。因此，已经对在双相不锈钢的生产或应用期间抑制o相的形成作 出了大量研究和开发。但是，传统的研究和开发存在以下问题。1) 当在含有39%Cr的铁素体不锈钢中加入1至3%的Al或Al和Nb 时，o相的形成速度下降，o相的形成温度范围减少，因此o相的析 出速度降低(K. Permachandra等，材料科学与技术(Materials Science and Technology)，第8巻，第2477页(1997))。但是，它与含有奥氏体和铁素体的双相不锈钢无关。2) 当将Zr加入到不锈钢中时，o相的形成速度降低。但是，合金元素(例如，Al或Zr)是铁素体形成元素，它们降低了奥氏体相比例 并且形成了多种含有N的金属间化合物，从而使耐腐蚀性和机械性能 变差(M. B Cotrie等人，冶金及材料处理(Metallurgical and Materials Transaction) 28A(1997)2477)。3) 当将Sn加入到含有43至46%Cr的铁素体不锈钢中时，Sn在o 相的成核区域(例如，晶界或晶界三态点)中析出，从而降低了o相 的形成速度。当合金受到高于232'C的高温时，铁素体不锈钢会由于 Sn的低熔点(232'C)而开裂。它也与双相不锈钢无关(Costa等人， Physica Status Solidi'A 139(1993)83)。4) 0kamoto等人公开了通过在85(TC下进行10分钟时效热处理中 加入W，从而包含有3%Mo+2%W的优质双相不锈钢DP3W(UNS S39274) 与包含有3. 8%Mo的商品优质双相不锈钢(例如，SAF 2507、 UR 52N+ 和ZER0N 100)相比较，更可以延迟o相的析出速度。但是，当热轧 大型钢锭和板坯，或者熔融铸造大型工件时，由于x相和o相的析出， 而使耐腐蚀性和机械性能变差，从而显示出高脆性(H.0kamoto等人， 第四届国际双相不锈钢研讨会(4th International Conferences onDuplex Stainless Steels), (1994) Paper91和美国专利5， 298， 093)。特别地，根据美国专利5, 298， 093，虽然加入了大量W(l. 5至5. 0%) 以改善耐腐蚀性，但是金属间相的形成没有加快。因此，W肯定加入， S和0使用不变，并且通过使S和O不变，加入选自以下组中的至少 一种元素以改善可热加工性，该组总共包含小于或等于0. 02°/。的Ca、 小于或等于0. 02%的Mg、小于或等于0. 02%的B以及小于或等于0. 2% 的至少一种REM(稀土金属)。在Ca、 B、 Mg和REM超过其上限的情况 下，形成了许多氧化物和硫化物。非金属夹杂物(例如，氧化物和硫 化物)作为点蚀点，这降低了耐腐蚀性。另外，美国专利5,733，387提出了这样一种双相不锈钢，它含有 小于或等于0. 03%的C、小于或等于1. 0%的Si、小于或等于2. 0%的Mn、 小于或等于0. 04%的P、小于或等于0. 004%的S、小于或等于2. 0%的 Cu、 5. 0-8. 0%的Ni、 22至27%的Cr、 1. 0至2. 0%的Mo、 2. 0-5. 0%的W、 0. 13至0. 30。/。的N、选自包含一定量的Ca、 Ce、 B和Ti的组中的至少 一种元素以及衡量的Fe。上述专利降低了利于金属间相形成的Mo的 含量，并且增加了 W的含量以改善耐腐蚀性。但是，如在稍后将描述 的PREW公式中所确认的一样，Mo用来改善抗点蚀性的效果是W的两 倍。因此降低Mo的含量是无效的。另一方面，为了抑制具有高脆性的金属间相的形成，在双相不锈 钢的热处理中进行快速冷却是必要的。当从热处理温度开始冷却双相 不锈钢时，它经过金属间相的析出温度。如果冷却速度在该温度区中 不够高，则金属间相迅速析出。当在慢速冷却中金属间相高速析出时， 双相不锈钢脆变，并且还显示出低耐腐蚀性。因此，用于抑制金属间 相析出的另一种传统方法旨在在热处理期间控制冷却过程。根据日本专利特许公开No. 5-271776，为了抑制金属间相析出， 在热处理期间，以比金属间相的析出冷却速度高得多的速度使双相不 锈钢冷却至正好低于金属间相的析出区的最低温度，并且在比金属间 相的最低析出温度区低20(TC以上的温度下保持5分钟。另外，日本专利公开No.62-6615提出了一种在通过铸造使用双相不锈钢来制造机械构件时抑制金属间相形成的方法。通常，当使用双 相不锈钢来制造金属构件时，将钢水浇注进砂型中，使之固化并且留 置在室温下。但是，当使用其中金属间相容易析出的优质双相不锈钢 来制造铸件时， 一些铁素体相在铸造之后冷却至室温的过程中转变成 O相和奥氏体相，因此O相包含脆性。为了抑制O相的析出，上述日 本专利公开教导了一种用于在温度高于100(TC时拆除模具并且使工 件迅速冷却的方法。如果冷却速度在经过析出温度区中不够高，则o 相迅速析出。即，当在冷却过程中析出O相时，该不锈钢脆化并且还 显示出低耐腐蚀性。但是，上述用于在热处理期间加入第三种合金元素或控制冷却过 程的方法，不能完全抑制在优质双相不锈钢中的o相。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，通过加入适当量的具有大原子直径的Ba、 Y、 Ce、 La、 Nd、 Pr、 Ta、 Zr和Ti原子来延迟金属间相扩散和析 出，并且另外通过使用微量稀土元素化合物或氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有高耐腐蚀性、耐脆变性、可铸造性和可热加工性的优质双相不锈钢，它抑制了金属间相的形成，它以重量计主要包含有：２１．０至３８．０％的Ｃｒ、３．０至１２．０％的Ｎｉ、１．５至６．５％的Ｍｏ、０至６．５％的Ｗ、小于或等于３．０％的Ｓｉ、小于或等于８．０％的Ｍｎ、０．２至０．７％的Ｎ、小于或等于０．１％的Ｃ、总共０．０００１至１．０％的ＭＭ和／或Ｙ和衡量的Ｆｅ以及不可避免的杂质，所述ＭＭ为由原子量为５７－７１的原子构成的稀土金属混合物，它包含有至少大于或等于５０％的Ｃｅ、一定量的Ｌａ、Ｎｄ和Ｐｒ、微量Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ和Ｓｃ以及小于或等于１％的Ｆｅ，抗点蚀性当量（ＰＲＥＷ）由满足４０≤ＰＲＥＷ＜６７的下式①限定：　ＰＲＥＷ＝ｗｔ％Ｃｒ＋３．３（ｗｔ％Ｍｏ＋０．５ｗｔ ％Ｗ）＋３０ｗｔ％Ｎ－－－①。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴庸秀，金淳太，李仁诚，
申请(专利权)人：朴庸秀，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]