本发明专利技术公开了一种无镍奥化体不锈钢及制造工艺及由其制作法兰的方法，其中无镍奥化体不锈钢，其化学成分及重量百分比为：C：0.10%～0.20%，Cr：12.0%～16.0%，Mn：21.0%～25.0%，Cu：0.50%～1.00%，N：0.10%～0.20%，Si：1.00%～2.00%，A1：1.00～2.00%，P≤0.035%，S≤0.02%，Re：0.03%～0.10%，余量为Fe和不可去除的杂质，其制造工艺包括配料工艺、电炉初炼工艺、AOD炉精炼工艺、吹氮处理钢水工、连铸工艺，制作法兰的方法包括锯切下料、坯料加热、锻造、冲孔、精压等，用锰、氮等元素代替镍贵重金属制造的耐热无镍奥化体不锈钢。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，其中无镍奥化体不锈钢，其化学成分及重量百分比为：C：0.10%～0.20%，Cr：12.0%～16.0%，Mn：21.0%～25.0%，Cu：0.50%～1.00%，N：0.10%～0.20%，Si：1.00%～2.00%，A1：1.00～2.00%，P≤0.035%，S≤0.02%，Re：0.03%～0.10%，余量为Fe和不可去除的杂质，其制造工艺包括配料工艺、电炉初炼工艺、AOD炉精炼工艺、吹氮处理钢水工、连铸工艺，制作法兰的方法包括锯切下料、坯料加热、锻造、冲孔、精压等，用锰、氮等元素代替镍贵重金属制造的耐热无镍奥化体不锈钢。【专利说明】
本专利技术涉及黑色冶金新材料领域，特别涉及一种，具体的说是用锰、氮等元素代替镍贵重金属制造的耐热无镍奥化体不锈钢，并具有在700°c~900°C高温条件下抗氧化、抗变形、抗热裂纹、性能良好的耐热钢材料，可用于电石炉炉盖、除尘换热器管件、法兰及汽轮机内部零件等。
技术介绍
随着社会对奥化体不锈钢的需求量与日俱增，人们对含Ni奥化体不锈钢更是偏爱；但是地球可供制造奥化体不锈钢的镍资源有限，同时镍资源属于战略物质，所以当前世界各国都在研制开发节镍奥化体不锈钢，以满足社会发展的需要，本专利技术的目的，正是为了解决上述课题，采用以锰氮等元素代替镍金属，开发研制成功无镍奥化体不锈钢，可部分代替ASTMS304及S310等专用Cr-Ni奥化体不锈钢，从而填补国内无镍奥化体不锈钢一项空白，做到了节约Ni资源，降低了产品成本，使产品极具市场竞争力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种无镍奥化体不锈钢，不加镍，以锰、氮代替，少加铬、铜，并添加稀土及铝等合金元素，使之改善钢的加工成型性、耐高温氧化、提高高温强度，并具有一定的耐高温腐蚀性能。为实现上述目的，本专利技术的技术方案提供了一种无镍奥化体不锈钢，其化学成分及重量百分比为:C:0.10% ~0.20%, Cr:12.0% ~16.0%, Mn:21.0% ~25.0%, Cu:0.50% ~1.00%, N:0.10% ~0.20%, S1:1.00% ~2.00%, Al:1.00 ~2.00%, P ≤ 0.035%, S ≤ 0.02%,Re:0.03%~0.10%，余量为Fe和不可去除的杂质。作为优选地，其化学成分及重量百分比为:C:0.12%~0.18%，Cr:13.0%~16.0%，Mn:22.0% ~24.0%, Cu:0.60% ~0.90%, N:0.12% ~0.18%, S1:1.20% ~1.80%, Al:1.20% ~1.80%, P≤0.03%, S≤0.015%, Re:0.04%~0.08%，余量为Fe和不可去除的杂质。本专利技术各合金元素确定的原则及依据如下:镍当量=%Ni+30X (C+N) +0.5 X %Mn+0.3 X %Cu (I)注:各元素前的数字为该元素形成奥化体的能力相当于镍形成奥化体能力的倍数。无镍奥化体不锈钢耐腐蚀指数GIGI=Cr%+3.6 X Ni%+4.7 XMo%+ll.5 X Cu% ; (2)依据上述两个公式确定2Crl5Mn23CuAlNRe钢中各元素的组成与配比。(I) C可提高无镍奥化体不锈钢强度，但又显著降低钢的塑韧性及耐蚀性，所以确定c含量为0.10%~0.20%为宜。(2) Mn与N含量的确定Mn与N是获得奥化体组织主要元素，完全能代替Ni，但是Mn对耐腐蚀性不利；另外由于Mn元素的加入可提高N在钢中的溶解度，所以把Mn含量确定为21.0%~25.0%，N含量确定为0.10%~0.20%是合理的。(3) Cr含量的确定铬对钢的不锈性和耐蚀性是有决定性意义，随着无镍奥化体不锈钢中铬含量的增加，耐应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀能力的提高都有重要影响，从无镍奥化体不锈钢耐点蚀含量PRE值公式及耐腐蚀指数GI公式中都可以看出Cr含量对无镍奥化体不锈钢耐蚀性的重要作用，所以把Cr含量确定为12.0%~16.0%是必要的，如果把Cr含量再进一步提高，为了获得稳定的奥化体无镍奥化体不锈钢，就需要再提高Ni当量，这样一来钢的成本就要显著提高，为了能够满足用户使用要求，又降低钢的成本也是必要的。(4) Cu含量的确定 Cu是显著提高钢的耐腐蚀性的元素，同时对钢的冷成型有利，所以确定Cu含量的0.50% ~1.0% 为好。(5) Si与Al含量的确定Si与Al均是显著提高钢的耐热性及抗氧化元素，同时Si与Al共同存在钢中效果更加明显，所以把Si含量确定为1.00%~2.00%, Al含量确定为1.00%~2.00%较为合理。(6) Re含量的确定当钢中加入Re使钢的纯化膜致密，而且与基体的结合力变强，从而提高钢的耐腐蚀能力。同时Re具有很强的脱氧、脱硫、吸氢的能力，减少钢中有害杂质；当钢中Re含量大于0.02%时，主要形成Re2O2S化合物，使夹杂物球化变性作用显著，当Re含量大于0.10%时，会使钢中稀土夹杂物大大增多，恶化钢的纯净度，所以把Re含量确定为0.03%~0.10%是正确的。(7)P与S含量的确定P与S是钢中非常有害杂质，所以应越低越好。本专利技术的技术方案还提供一种无镍奥化体不锈钢的制造工艺，所述制造工艺包括:S1:配料工艺，选择造渣剂及清洁块状废钢和废铜为炉料，其中所述的造渣剂为石灰以及白云石，白云石占炉料总重量2-3%，石灰占炉料总重量0.3% ；S2:电炉初炼工艺，通电后加热炉料，当全部熔化后，钢水温度升至1580°C~1600°C，炉渣碱度为2.5-3.0时，分批加入锰铁合金、铬铁合金，当钢水温度达到1590°C~1610°C，碱度为3.0-3.5时，碳含量为0.20%时，倒入AOD炉进行精炼；S3 =AOD炉精炼工艺:向AOD炉熔池中吹入氧气、氩气以及氮气，随着钢中碳含量的降低，铬的氧化增加，加入脱氧剂以及造渣剂，所述的造渣剂为石灰、萤石，冶炼周期为60min ；S4:吹氮处理钢水工艺，当钢水温度升至1610°C~1630°C，渣碱度为3.0~3.5时，C含量达到0.08%~0.10%时，停止吹氧气，加大氮气量，吹3-5min，增加钢中氮含量达到0.10%~0.13%，且当钢中其它化学成分达到目标值时，在钢包内加入铝、稀土硅铁，即刻出钢入钢包，在钢包中静置7-8min后浇铸；S5:连铸工艺，连铸过程采用全保护浇铸，连铸钢水温度为1580°C~1600°C，中间包过热度≥15°C，拉坯速度为0.5~1.0m/min，冷却水量为0.80L/kg，结晶器电磁搅拌参数:电流900A，频率5Hz ;连铸坯直径为300~600mm，铸坯下线后要求堆冷时间不小于24小时。为了提高还原效果，作为优选地，S3中，脱氧剂为先后依次加入的硅铁、铝、硅钙粉。作为优选地，S3中，氩气消耗量为12m3/t、氮气消耗量为10m3/t、氧气消耗量为26m3/t、石灰消耗量为50kg/t、萤石消耗量为3kg/t、铝消耗量为12kg/t、硅铁消耗量为8kg/t。为在铬烧损较低的前提下实现快速脱碳，同时为节约氩气，作为优选地，S3中，随着熔池中碳含量的降低，Ar:02比逐渐提高。为了提高氧化铬、氧化锰、氧化硅还本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无镍奥化体不锈钢，其特征在于，其化学成分及重量百分比为：C：0.10%～0.20%，Cr：12.0%～16.0%，Mn：21.0%～25.0%，Cu：0.50%～1.00%，N：0.10%～0.20%，Si：1.00%～2.00%，A1：1.00～2.00%，P≤0.035%，S≤0.02%，Re：0.03%～0.10%，余量为Fe和不可去除的杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：沈忠协，戴宝昌，承立新，周洪亮，唐广林，顾明浩，孙峰，
申请(专利权)人：江阴市恒润重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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