一种耐晶间腐蚀节Ni型双相不锈钢及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种耐晶间腐蚀节Ni型双相不锈钢，其化学成分及质量百分比为：C：0.034～0.04％、Si：0.20～0.26％、Mn：5.9～14.6％、Cr：22.30～23.69％、Ni：2.12～2.40％、Mo：1.20～1.41％、Cu：0.10～0.14％、N：0.26～0.28％、P：≤0.008％、S：≤0.006％，余量为Fe和不可避免的杂质；还提供一种耐晶间腐蚀节Ni型双相不锈钢的制备方法，通过真空冶炼及热压缩实验获取实验用钢，采用双环动电位再活化法(DL

【技术实现步骤摘要】
一种耐晶间腐蚀节Ni型双相不锈钢及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种节Ni型双相不锈钢及其制备方法，尤其涉及一种耐晶间腐蚀节Ni型双相不锈钢及其制备方法，属于钢铁合金材料


技术介绍

[0002]双相不锈钢(Duplex Stainless Steel，简称DSS)兼顾了铁素体(δ)和奥氏体(γ)两相组织特征，且其中一相比例约为45％～55％，特殊情况下含量较少的相至少占30％。双相不锈钢拥有低成本和高性能的双重优势，是一种强度高、耐蚀性好的结构工程材料，被广泛应用于石油化工，装备制造、海水淡化以及核电工程等领域，成为近年来耐蚀合金研究领域的热点。
[0003]节Ni型双相不锈钢具有节约成本和使用性能的双重优势。但是因其C、N含量更高且Mo、Ni元素含量更低，导致高温奥氏体和铁素体的硬度差异较大，且奥氏体和铁素体晶体结构的不同，在热加工过程中两相晶粒尺寸、合金元素的扩散速率等存在差异，在变形过程中晶粒细化差异较大。故其产品的使用过程中容易造成晶间腐蚀行为的发生。因此，研究节Ni型双相不锈钢在热变形后的晶间腐蚀行为对扩大其工程应用具有重要的意义。目前大量关于不锈钢晶间腐蚀性能的研究集中于时效处理，回火等热处理工艺方面，关于热变形工艺对晶间腐蚀性能影响的相关报道不多很少。
[0004]公开号CN107012407A公开了一种耐腐蚀的双相不锈钢及其制备方法，该专利公开的双相不锈钢降低了双相不锈钢中贵重元素Ni的含量,提高了Cr及其它元素的含量,增加了B、Te和Nb元素，使专利技术的不锈钢制品在受时效热处理的影响下，仍具有优良的抗应力腐蚀开裂及点状腐蚀的能力，大大提高抗腐蚀性能，降低原料成本，但是关于不锈钢的耐晶间腐蚀能力并未提及。
[0005]公开号CN109295387B公开了一种耐腐蚀性能良好的双相不锈钢板及其制造方法，该专利公开的双相不锈钢在传统双相不锈钢基础上加入较高含量的Cu元素，提高其力学性能和耐海水腐蚀性能，虽然提高了耐腐蚀性能且涉及耐晶间腐蚀性能，但是并没有具体的晶间腐蚀敏感度数据，且Ni含量较高在4％～9％，成本相对较高。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供了一种耐晶间腐蚀节Ni型双相不锈钢及其制备方法，基于真空冶炼及热压缩实验获取实验用钢，采用双环动电位再活化法(DL
‑
EPR)测试不同Mn含量23％Cr节Ni型双相不锈钢固溶态和热压缩试样的晶间腐蚀敏感度，分析了变形温度、应变速率和Mn含量变化对晶间腐蚀敏感性的影响规律，进而获得不同Mn含量情况下耐晶间腐蚀性能较好的双相不锈钢。
[0007]为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种耐晶间腐蚀节Ni型双相不锈钢，其化学成分及质量百分比为：C：0.034～0.04％、Si：0.20～0.26％、Mn：5.9～14.6％、Cr：22.30～23.69％、Ni：2.12～2.40％、Mo：
1.20～1.41％、Cu：0.10～0.14％、N：0.26～0.28％、P：≤0.008％、S：≤0.006％，余量为Fe和不可避免的杂质；
[0009]所述节Ni型双相不锈钢中Mn含量分为低锰5.9％～8.8％、中锰8.8％～11.7％、高锰11.7％～14.6％；
[0010]一种耐晶间腐蚀节Ni型双相不锈钢的制备方法，包括以下步骤：
[0011]1.采用真空熔炼炉炼制不同锰含量23％Cr节Ni型双相不锈钢，铸坯进行预锻造处理，始锻温度控制在1050℃～1150℃，终锻温度控制在1000℃～1050℃，锻造比为2～4，锻后快冷；
[0012]2.将步骤1锻造获得的板材进行预轧制，开轧温度控制在1100℃～1200℃，终轧温度控制在1000℃～1050℃，进行水淬，得到板材；
[0013]3.将步骤2获得的板材固溶处理，固溶条件：1000℃～1100℃、30～60min，进行水冷，得到固溶板材；
[0014]4.将步骤3获得的固溶板材加工成的预压试样；
[0015]5.将步骤4获得的预压试样以10℃/s的加热速率加热至变形温度，在变形温度区间进行热压缩实验，均保温3min，变形量均为70％，变形结束后立刻水冷，以便最大化保留高温压缩组织；根据其Mn含量不同，变形温度区间不同，具体为：
[0016]5.9％～8.7％Mn：780～850℃、1000℃～1100℃/0.01s
‑1～0.2s
‑1，780～1100℃/0.5s
‑1～1.5s
‑1，780～850℃/9s
‑1～11s
‑1；
[0017]8.8％～11.7％Mn：850～950℃、1100～1180℃/0.01s
‑1～0.2s
‑1，850～1100℃/0.5s
‑1～1.5s
‑1、9s
‑1～11s
‑1；
[0018]11.8％～14.6％Mn：780～1180℃/0.01s
‑1～0.2s
‑1，850～1180℃/0.5s
‑1～1.5s
‑1，780～850℃、1000～1180℃/9s
‑1～11s
‑1；
[0019]5.采用双环动电位再活化法，通过晶间腐蚀溶液测试步骤5所获得试样的耐晶间腐蚀敏感度(DOS)，获得DL
‑
EPR曲线，分析变形温度、应变速率和Mn含量变化对晶间腐蚀敏感性的影响规律，进而获得不同Mn含量情况下耐晶间腐蚀性能较好的耐晶间腐蚀节Ni型双相不锈钢；
[0020]所述晶间腐蚀溶液配比为：1.2mol H2SO4+1.0mol NaCl+0.03mol KSCN；
[0021]所述的晶间腐蚀敏感度用再活化率Ra来表征；
[0022][0023]其中，I
a
是指阳极极化过程中的最大电流密度；I
r
是指再活化过程中的最大电流密度。
[0024]本专利技术与现有技术相比有益效果在于：
[0025]本专利技术基于真空冶炼及热压缩实验获取实验用钢，采用双环动电位再活化法(DL
‑
EPR)测试不同Mn含量23％Cr节Ni型双相不锈钢固溶态和热压缩试样的晶间腐蚀敏感度，分析了变形温度、应变速率和Mn含量变化对晶间腐蚀敏感性的影响规律，进而获得不同Mn含量情况下耐晶间腐蚀性能较好的双相不锈钢。同时，本专利技术还可获得不同锰含量条件下热压缩试样耐晶间腐蚀性能优于固溶态试样的热加工工艺条件。
附图说明
[0026]图1是实施例1在不同Mn含量固溶态试样的DL
‑
EPR测试曲线；
[0027]图2是实施例2在6.3％Mn含量实验钢的晶间腐蚀敏感度随应变速率和温度的变化趋势；
[0028]图3是实施例3在10.3％Mn含量实验钢的晶间腐蚀敏感度随应变速率和温度的变化趋势；
[0029]图4是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐晶间腐蚀节Ni型双相不锈钢，其特征在于：化学成分及质量百分比为：C：0.034～0.04％、Si：0.20～0.26％、Mn：5.9～14.6％、Cr：22.30～23.69％、Ni：2.12～2.40％、Mo：1.20～1.41％、Cu：0.10～0.14％、N：0.26～0.28％、P：≤0.008％、S：≤0.006％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.一种权利要求1所述的耐晶间腐蚀节Ni型双相不锈钢的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)采用真空熔炼炉炼制不同锰含量23％Cr节Ni型双相不锈钢，铸坯进行预锻造处理，始锻温度控制在1050℃～1150℃，终锻温度控制在1000℃～1050℃，锻造比为2～4，锻后快冷；2)将步骤1锻造获得的板材进行预轧制，开轧温度控制在1100℃～1200℃，终轧温度控制在1000℃～1050℃，进行水淬，得到板材；3)将步骤2获得的板材固溶处理，固溶条件：1000℃～1100℃、30～60min，进行水冷，得到固溶板材；4)将步骤3获得的固溶板材加工成的预压试样；5)将步骤4获得的预压试样以10℃/s的加热速率加热至变形温度，在变形温度区间进行热压缩实验，均保温3min，变形量均为70％，变形结束后立刻水冷；根据其Mn含量不同，变形温度区间及应变速率不同，具体为：5.9％～8.7％Mn：780～850℃、1000℃～1100℃/0.01s
‑1～0.2s
‑1，780～1100℃/0.5s
‑1～1.5s
‑1，78...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨银辉，王刘行，蒲超博，刘泽辉，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：