本发明专利技术涉及用于制造具有良好成形性和高伸长率的铁素体-奥氏体不锈钢的方法。对所述不锈钢进行热处理，使得所述不锈钢的显微组织在所述热处理条件下含有45-75%的奥氏体，剩余的显微组织为铁素体，并且将所述不锈钢的实测Md30温度调节在0℃与50℃之间以便利用相变诱发塑性（TRIP）改善所述不锈钢的成形性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制造和利用精益铁素体-奥氏体不锈钢的方法，所述不锈钢主要以具有高强度、优异成形性和良好耐腐蚀性的卷材形式制造。通过奥氏体相的受控马氏体转变，其导致所谓的相变诱发塑性(TRIP)，来获得所述成形性。
技术介绍
已经提出了多种精益铁素体-奥氏体合金或双相合金(duplexalloy)以应对高成本的原材料例如镍和钥，且主要目的是实现足够的强度和腐蚀性能。当参照下述公开内容时，如果不另外提及则元素含量为重量％。美国专利US 3，736，131描述了具有4-11%的Mn、19-24%的Cr、至多3. 0%的Ni和 0. 12-0. 26%的N的奥氏体-铁素体不锈钢，所述不锈钢含有10%至50%的奥氏体并且为稳定的且表现出高韧性。通过避免奥氏体转变为马氏体而获得所述高韧性。美国专利US4, 828，630公开了具有17-21. 5%的Cr、1%至小于4%的Ni,4-8%的Mn、和0. 05-0. 15%的N的双相不锈钢，所述不锈钢是热稳定的，从而对于抵抗马氏体转变。铁素体含量必须保持为低于60%以获得良好的延展性。瑞典专利SE 517449 描述了具有 20-23% 的 Cr、3_8% 的 Mn、I. 1-1. 7% 的 Ni 和0.15-0. 30%的N的精益双相合金，所述合金具有高强度、良好的延展性和高的结构稳定性。国际专利申请W02006/071027 描述了一种具有 19. 5-22. 5% 的 Cr、0. 5-2. 5% 的 Mo、1.0-3. 0%的Ni、I. 5-4. 5%的Mn和0. 15-0. 25%的N的低镍双相钢，所述钢具有与相似钢相比而言改善的热延展性。欧洲专利EP1352982公开了通过引入一定量铁素体相来避免奥氏体Cr-Mn钢中的延迟开裂的方式。近年来，精益双相钢已经得到很大程度的使用，并且根据美国专利US4，848，630、瑞典专利SE517，449、欧洲专利申请EP1867748和美国专利US6，623，569的钢已经在大量应用中得到商业使用。根据SE 517,449的Outokumpu LDX21 01 双相钢已经广泛地用在储罐、运输车辆等中。这些精益双相钢具有与其它双相钢相同的问题有限的成形性，这使它们比奥氏体不锈钢较不适合用于高度成形的零件中。双相钢因此具有在诸如板式换热器之类的部件中的受限应用。但是，精益双相钢具有改善延展性的独特潜力，因为可使亚稳定的奥氏体相在合金含量中足够低从而通过下述机制提供增加的塑性。存在利用双相钢中的亚稳定奥氏体相以实现改善的强度和延展性的一些参考文献。美国专利US6, 096, 441涉及基本上含有18-22%的Cr、2_4%的Mn、小于1%的Ni和0. 1-0. 3%的N的具有高拉伸伸长率的奥氏体-铁素体钢。与马氏体形成方面的稳定性相关的参数应当落在一定范围内，从而导致改善的拉伸伸长率。美国专利申请US2007/0163679描述了很宽范围的奥氏体-铁素体合金，主要通过控制奥氏体相中的C+N的含量而具有高的成形性。相变诱发塑性(TRIP)是亚稳奥氏体钢的已知效应。例如，拉伸测试样品中的局部缩颈受软奥氏体向硬马氏体的应变诱发相变阻碍，从而将变形传递到样品的另一位置并导致更高的均匀变形。如果恰当设计奥氏体相，TRIP也能够用于铁素体-奥氏体(双相)钢。为了特定TRIP效应而设计奥氏体相的典型方法是使用基于其化学组成为奥氏体稳定性所建立的或调节的经验表达关系(expression),其中之一为Md3tl-温度。Md3tl-温度定义为当O.3真应变产生50%的奥氏体至马氏体转变时的温度。但是，该经验表达关系是以奥氏体钢所建立，并且将它们应用到双相不锈钢上存在风险。由于奥氏体相的组成依赖于钢化学成分以及热历史，因此设计双相钢的奥氏体稳定性是较为复杂的。另外，相的形态和尺寸影响转变行为。美国专利US6，096，441已经使用了用于总体组成(bulkcomposition)的表达关系且要求保护特定范围(40-115),需要该特定范围以获得期望的效果。但是，该信息仅仅对于在该特定研究中的钢使用的热历史有效，因为奥氏体组成将随退火温度而改变。在美国专利申请US2007/0163679中，测量奥氏体的组成，并且将奥氏体相的一般Md公式规定为-30至90的范围以获得显示出期望性能 的钢。用于奥氏体稳定性的经验公式是基于对标准奥氏体钢的研究并且对于双相钢中的奥氏体相可能具有受限的适用性，这是因为稳定性的条件不但受组成限制而且还受残余应力和相或晶粒参数限制。如在美国专利申请US2007/0163679中所公开的，更直接的方式是通过在冷加工后测量奥氏体相的组成且随后计算马氏体形成的量来评价马氏体的稳定性。然而，这是非常繁琐且昂贵的过程，并且需要高等级的冶金实验室。另一种方式是使用热力学数据库来预测平衡相的均衡以及各个相的组成。但是，此类数据库不能描述大多数实际情形中的热机械处理之后盛行的非平衡条件。对于具有部分亚稳的奥氏体相的不同双相组成的大量工作表明，退火温度和冷却速率对奥氏体含量和组成具有很大影响，从而使得基于经验表达关系预测马氏体形成是困难的。为了能够充分控制双相钢中的马氏体形成，奥氏体组成以及显微组织参数的知识看起来是必要但是并不足够。
技术实现思路
鉴于现有技术的问题，本专利技术的适当方式是测量不同钢的Md30温度并且使用该信息来为高延展性双相钢设计最佳的组成和制造步骤。从测量Md30温度所获得的另外信息是不同钢的温度依赖性。由于成形工艺发生在不同的温度下，因此重要的是获知这种依赖性且将它用于对成形行为进行建模。本专利技术的主要目的是提供在精益(lean)双相不锈钢中的应变诱发马氏体相变的受控制造方法，以获得优异的成形性(formability)和良好的耐腐蚀性。利用主要包括下述成分(重量％)的合金能够实现期望的效果小于0. 05%的C、0. 2-0. 7%的Si、2-5%的Mn、19-20. 5% 的 Cr、0. 8-1. 35% 的 Ni、小于 0. 6% 的 Mo、小于 1% 的 Cu、0. 16-0. 22% 的 N、余量的Fe和在不锈钢中出现的不可避免的杂质。任选地，所述合金还可含有一种或多种有意添加的元素0-0. 5% 的钨(W)、0-0. 2% 的铌(Nb)、0-0. 1% 的钛(Ti)、0_0. 2% 的钒(V)、0_0. 5% 的钴(Co)，0-50ppm的硼(B)和0-0. 04%的铝(Al)。所述钢可含有作为杂质的不可避免的痕量元素，例如0-50ppm的氧(0)、0-50ppm的硫(S)和0-0. 04%的磷(P)。根据本专利技术的双相钢应当在热处理条件下含有45%至75%的奥氏体，剩余相为铁素体并且没有热马氏体。可使用不同的热处理方法进行热处理，例如固溶退火、高频感应退火或局部退火，温度范围从900°C至1200°C、有利地从1000°C至1150°C。为了获得期望的延展性改善，实测Md3tl温度应当介于0°C与+50°C之间。将使用描述钢组成与热机械处理之间的相关性的经验公式来设计所述钢的最佳成形性。所附权利要求书中列出了本专利技术的基本特征。本专利技术的重要特征是双相显微组织中的奥氏体相的行为。对不同合金的工作表明，仅在窄的组成本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·奥利弗，J·Y·约森，J·塔罗奈恩，
申请(专利权)人：奥托库姆普联合股份公司，
类型：
国别省市：
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