具有更好的缺口冲击韧性和切削加工性的双相钢制造技术

技术编号:10857564 阅读:96 留言:0更新日期:2015-01-01 08:56
本发明专利技术涉及一种具有改善的缺口冲击韧性和切削加工性的双相钢,该双相钢拥有或由以下化学成分构成(以下皆为质量比):C<0.070%,Si<1.5%,Mn<1.0%,Cr21.0%至23.0%,Ni1.0%至3.0%,Cu1.0至3,0%N0.10%至0.30%Mo<0.5%其余为铁以及杂质。按本发明专利技术的双相钢的特征在于,无需必要的热处理就具有良好的焊接性、良好的切削加工性、高强度、以及低温时(例如-40℃)的缺口冲击性,并且尤其适用于压力容器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种具有改善的缺口冲击韧性和切削加工性的双相钢,该双相钢拥有或由以下化学成分构成(以下皆为质量比):C<0.070%,Si<1.5%,Mn<1.0%,Cr21.0%至23.0%,Ni1.0%至3.0%,Cu1.0至3,0%N0.10%至0.30%Mo<0.5%其余为铁以及杂质。按本专利技术的双相钢的特征在于,无需必要的热处理就具有良好的焊接性、良好的切削加工性、高强度、以及低温时(例如-40℃)的缺口冲击性,并且尤其适用于压力容器。【专利说明】具有更好的缺口冲击韧性和切削加工性的双相钢
本专利技术涉及一种新型双相钢,尤其节约型双相钢,其具有更好的缺口冲击韧性以 及切削加工性。
技术介绍
至今,在不锈钢市场上,奥氏体不锈钢具有尤其大的意义。这种奥氏体不锈钢正越 来越受到双相钢排挤。目前已知存在四大类双相钢:标准双相钢、超级(super)双相钢、超 级(hyper)双相钢以及节约型双相钢。它们之间的区别在于不同的化学组成、不同的机械 学特性及抗腐蚀特性。双相钢基于双相结构,其由份额近似相同的铁素体(α-铁)相和奥 氏体(Υ-铁)相组成。双相钢融合了各种特征,其中铁素体相实质上提供高强度和高应力 腐蚀裂纹抗性(SCC:Stress Corrosion Cracking),奥氏体相提供延展性以及通常的抗腐 蚀性。属于不锈钢和抗酸性钢之列的双相钢已有70年历史。 近几年来,合金元素(尤其镍和钥)价格明显上升。尤其镍的高价成为了推动研 究带有不锈钢特性的替代合金的原动力。该替代合金减少镍和钥的比重,拥有与不锈钢相 同的强度特性以及实际上与不锈钢相同的抗腐蚀特性。 该研究的成果之一便是节约型双相钢。几年以前,这种低镍钥比重的双相不锈钢 的生产曾是复杂而昂贵的。基于新生产工艺,节约型双相钢的工业生产已成为可能。节约 型双相钢的抗应力撕裂腐蚀性和抗点蚀性高于类似的奥氏体不锈钢。在相同热负担和导热 性下,它膨胀没那么强。此外,相对于奥氏体钢,这种实际上含有相同比重的铁素体和奥氏 体的材料拥有即便在焊接后状态下也双倍于奥氏体钢的基本强度。这些特性可在建筑技术 中用于建设性地减少加固元素。例如人们需要更少的加固点,这样既简化组装,又可以减少 建造建筑表面时使用冷桥的数量。生产节约型双相钢时,碳含量减少会带来更好的韧性以 及更好的延展性。 在铁素体-奥氏体双相钢领域中已描述了很多种锻造合金和铸造合金。下文对一 些来自目前技术水平的建议进行详细说明: 美国专利4 798 635描述一种带有高抗腐蚀性和良好的可焊接性的铁素体-奥氏 体钢合金,其中该钢合金实质上由以下元素组成(以下百分比皆为质量比): C:不超过 0.06% Si:不超过 1.5% Μη:不超过 2.0% Cr :21· 0%至 24. 5% Ni :2.0%至 5. 5% Cu :0· 01%至 1. 0% N :0.05%至 0.3% 其余为铁以及通常杂质构成的组成成分。元素的含量如此相互对应,以致其α 铁含量在35 %至65 %之间。该合金尤其适合暴露于温度60°C以上,同时氯化物最高达 lOOOppm的环境中,其中其奥氏体相对10%至30%范围内的冷变形有抗性。 该合金被研发于锻造领域以减少合金成本。通过节约合金元素镍和钥,生产出了 拥有相似强度而抗腐蚀性减少的双相钢。该合金也适用于铸造合金。 此外,W0 02/27056 AI(EP 1 327 008 A1)描述一种铁素体-奥氏体不锈钢,此不 锈钢的微结构实质上由35%至65% (体积比)的铁素体及35%至65% (体积比)的奥氏 体组成,其化学成分如下(以下皆为质量比): (::0.005%至0.07% Si :0.1%至 2.0% Mn :3%至 8% Cr: 19 % 至 23% Ni :0.5%至 1.7% 可能含有Mo和/或W,总量最高为1. 0% (Mo+W/2), 可能含有 Cu,最 1? 1. 0 N :0· 15%至 0· 30% 其余为铁及杂质。 此外,对铁素体及奥氏体生成素有如下条件,也就是说Cr和Ni量如下: 20<Creq<24. 5 10〈Nieq,其中 Creq = Cr+1. 5Si+Mo+2Ti+0. 5Nb 及 Nieq = Ni+0. 5Mn+30(C+N)+0. 5(Cu+Co). 为继续减少合金成本,该钢的铬含量被进一步减少,昂贵的镍部分地被锰取代。 与W0 02/27056 A1-致的不锈钢化学组成成分尤其在W0 2009/138570 A1(EP 2279 276 A1)中被作为铸造合金描述。所描述的高的锰含量以及与铸造合金相比更大的颗 粒大小使得该合金的转变温度受到推移,并使该材料在低使用温度下脆化。 目前技术水平下,根据EP 1 867 748 A1已知一种合金组成成分如下(以下皆为 质量比): C<0. 05% 21% <Cr<25% , 1% <Ni<2. 95% , 0. 16% <N<0. 28% , Mn<2. 0% , Mo+ff/2<0. 5% , Mo<0. 45% ff<0. 15% , Si<l. 4% , ΑΚ0. 05% , 0. 11% <Cu<0. 50% , S<0. 010% , P<0. 040% , B<0. 0005% , Co<0. 5% , REM<0. 1 % , V<0. 5% , Ti<0. 1% , Nb<0. 3% , Mg<0. 1% , 其它为铁及杂质。 这里涉及的是一种铸造合金,其含有最多2%的锰,但不含铜。 此外,在2010年10月13日至15日的法国博纳的第八届不锈钢大会上,Ugitech 公司展示了一种材料编号1. 4669的新合金。但该合金含有质量比1-3%的锰,所以与依照 本专利技术的合金并不相同。
技术实现思路
本专利技术有以下目的,提供一种铁素体-奥氏体不锈钢,该不锈钢避免目前技术水 平中的缺点。该不锈钢的昂贵合金元素含量比常规的市售双相钢更少,但仍提供好的特性, 尤其是高强度、高抗腐蚀性、高可铸造性及高可加工性。尤其镍和钥在该合金中的含量应被 减少,但同时仍应获得所期望的双相钢特性。 依照本专利技术,上述目的将通过一种具有更好的缺口冲击韧性以及切削加工性的双 相钢得以实现。其中,该双相钢拥有或由化学成分构成(以下均为质量比): C<0. 070% , Si<l. 5% , Μη<1. 0% , Cr :21. 0%至 23. 0%, Ni :1. 0%至 3· 0%, Cu :1. 0%至 3· 0%, Ν :0· 10%至 0· 30% Μο<0. 5% 其余为铁及杂质。 由此将本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种具有改善的缺口冲击韧性和切削加工性的双相钢,该双相钢拥有或由以下化学成分构成(以下皆为质量比):C<0.070%,Si<1.5%,Mn<1.0%,Cr21.0%至23.0%,Ni1.0%至3.0%,Cu1.0至3,0%N0.10%至0.30%Mo<0.5%其余为铁以及杂质。

【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:F·维西瑙斯基
申请(专利权)人:克劳斯·库恩不锈钢铸造有限公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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