一种超级奥氏体不锈钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了超级奥氏体不锈钢及其制备方法，通过设计合金成分，加入适量的稀土，然后依次经电炉冶炼、氩氧炉精炼、钢包精炼、模铸、精整、锻造、热轧和退火酸洗制得超级奥氏体不锈钢；该超级奥氏体不锈钢中夹杂物含量少、纯度高、产品性能优异，不仅能满足当前国内外化工、脱硫环保等领域对超级奥氏体不锈钢力学性能的现实需求，而且其生产成本较低、生产效率较高，符合我国节能减排、绿色环保的生产理念。绿色环保的生产理念。绿色环保的生产理念。

【技术实现步骤摘要】
一种超级奥氏体不锈钢及其制备方法


[0001]本专利技术涉及不锈钢制造工艺领域，尤其涉及一种超级奥氏体不锈钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]超级奥氏体不锈钢具备超高的耐蚀能力，主要针对卤化物和酸性环境开发，该钢在酸性介质中，特别是在含卤化物的酸中具备极强的耐蚀能力，因此广泛应用于高浓度氯离子介质、海水等苛刻工况环境，在国内外化工、脱硫环保等领域广泛使用。然而该钢的夹杂物较多，分布较为密集，且由于夹杂物内或夹杂物与基体的相界面处易于萌生裂纹，所以其使用态塑性较差，拉伸强度较低。
[0003]除此之外，随着超级奥氏体不锈钢的应用范围越来越广，超级奥氏体不锈钢还面临着生产周期长，生产效率低下的问题，而当前国内外各大特钢企业多选用电渣重熔工艺，降低钢中夹杂物含量，提高材料的使用态力学性能，但电渣重熔是一种二次精炼工艺，一炉只产出一只钢锭，批量小，电耗高，生产周期长，大幅提高吨钢生产成本。
[0004]相关研究发现，稀土具备极强的脱氧脱硫能力，能与钢液中的氧原子和硫原子形成高熔点的、圆形且细小的稀土硫氧化合物，且该化合物优先析出，并成为非自发形核点，与后续形成的夹杂物结合，沉积并凝结于钢液底部粘稠区；在冷却凝固后，该区域将被切除，因而钢中夹杂物含量降低，材料的力学性能大幅提高；此外，稀土原子易在晶界偏聚，并阻碍硫原子和氧原子扩散进入晶界，提高晶界纯净度，从而提高材料的塑韧性。但是稀土具备极强的化学活性，其不仅可与钢液中的氧原子和硫原子形成化合物，还会与钢渣、耐火材料和大气发生反应，形成夹杂物，并在钢锭底部大量聚集，形成缺陷；因此，研究超级奥氏体不锈钢的稀土添加量，探求一种成本低，效率高，产品质量优的制备方法，将成为我国超级奥氏体不锈钢发展的重要方向之一。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术目的是提供一种超级奥氏体不锈钢及其制备方法，通过设计合金成分，加入适量的稀土，并控制各过程参数，使得制备的超级奥氏体不锈钢中夹杂物含量少、纯度高、产品性能优异，不仅能够满足当前国内外化工、脱硫环保等领域对超级奥氏体不锈钢力学性能的现实需求，而且其生产成本较低、生产效率较高，符合我国节能减排、绿色环保的生产理念。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：
[0007]本专利技术的第一方面一种超级奥氏体不锈钢，包括按质量百分比计的以下成分：C≤0.03％、Si：0.20～0.50％、Mn:0.20～0.70％、S≤0.015％、P≤0.040％、Cr:19.00～21.00％、Ni:17.00～19.00％、Mo:5.50～7.50％、Cu:0.50～1.00％、N:0.15～0.30％、稀土:0.001～0.01％,余量为Fe。
[0008]优选地，包括按质量百分比计的以下成分：C≤0.03％、Si：0.20～0.50％、Mn:0.20
～0.70％、S≤0.001％、P≤0.025％、Cr:19.00～21.00％、Ni:17.00～19.00％、Mo:5.50～7.50％、Cu:0.50～1.00％、N:0.15～0.30％、稀土:0.02～0.08％,余量为Fe。
[0009]优选地，所述超级奥氏体不锈钢的屈服强度≥370MPa，抗拉强度≥715MPa，断面延伸率≥50％。
[0010]本专利技术的第二方面提供一种本专利技术第一方面所述的超级奥氏体不锈钢的制备方法，根据如本专利技术第一方面所述的超级奥氏体不锈钢的成分配比原料，然后依次经电炉冶炼、氩氧炉精炼、钢包精炼、模铸、精整、锻造、热轧和退火酸洗制得超级奥氏体不锈钢。
[0011]优选地，所述制备方法具体包括以下步骤：
[0012]S1，电炉冶炼，将所述原料采用电炉熔炼成钢液，控制出钢温度≥1600℃；
[0013]S2，氩氧炉精炼，将钢液转入氩氧炉中进行精炼，吹氧脱碳至钢液中C含量≤0.010wt％后，加入脱氧剂，同时配入合金元素，调整钢液中的各成分至目标值：C≤0.03wt％，Si≤0.40wt％，Mn≤0.50wt％，Cr：19.00～21.00wt％，Ni：17.00～19.00wt％，Mo：5.50～7.50wt％，Cu：0.50～1.00wt％，余量为Fe；
[0014]S3，钢包精炼，将钢液转入钢包中，加入硼铁矿进一步精炼，控制钢液中S≤0.001wt％，N≥0.2wt％,然后加入铝皮包裹的稀土；
[0015]S4，模铸，通入氩气，并加入保护渣进行浇铸，浇铸结束后模冷得到钢锭；
[0016]S5，精整、锻造，对所述钢锭精整后，在1160～1200℃条件下进行高温均匀化处理，然后在温度≥1050℃条件下锻造加工成锻件；
[0017]S6，热轧、退火酸洗，将所述锻件加热至1160～1200℃温度后进行轧制得到轧件，控制终轧温度≥900℃；所述轧件在1160～1200℃温度下退火，再经酸洗后得到超级奥氏体不锈钢。
[0018]优选地，所述步骤S1中，出钢时，控制所述钢液中的成分按质量百分数计在以下范围内：C≤2.00％，Si≤0.40％，P≤0.025％，Cr：19.00～21.00％，Ni：17.00～19.00％，Fe余量。
[0019]优选地，所述步骤S2中，所述脱氧剂采用铝。
[0020]优选地，所述步骤S2中，所述合金元素选自Cr、Ni、Mo、Cu中的一种或多种。
[0021]优选地，所述步骤S2中，配入生石灰和MgO，所述生石灰的添加量为17.5～32.5kg/t，所述MgO的添加量为6.25～13.75kg/t。
[0022]优选地，所述步骤S3中，所述硼铁矿的添加量为0.15～0.30kg/t，所述铝皮包裹的稀土的添加量为0.25～0.80kg/t。
[0023]优选地，所述步骤S4中，所述氩气的流量为2～5Nm3/h；所述模冷时间≥24h。
[0024]优选地，所述步骤S5中，所述锻造过程中，采用3火次以上进行锻造，控制锻造比≥1.5，终锻温度≥850℃。
[0025]优选地，所述步骤S6中，所述热轧过程中，单道次最大变形量≤30％，最后两道次的变形量≤20％，热轧后空冷。
[0026]本专利技术的超级奥氏体不锈钢的成分设计的原则如下：
[0027]C：为了获得较高性能的超级奥氏体不锈钢,通常对其的原材料纯净度有一定的要求，过高的要求将提高成本而不能实用；由于碳是合金中最主要杂质之一，易与铬元素结合形成碳化物，从而降低钢中固溶铬元素含量，并在碳化物周围形成原电池,降低超级奥氏体
不锈钢的耐蚀性；所以，本专利技术将钢中碳元素含量的上限值定为0.30％。
[0028]Si：硅元素是矿石原料中常见的合金元素，其具备较强的固溶强化效果；由于硅元素可以提高金属间化合物的析出倾向，降低氮原子的固溶含量。所以，本专利技术将钢中硅元素含量的上限值定为0.40％。
[0029]Mn：众所周知，锰可以提高钢中氮元素的含量，本专利技术中加入锰元素的目的是提高钢中氮元素本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超级奥氏体不锈钢，其特征在于，包括按质量百分比计的以下成分：C≤0.03％、Si：0.20～0.50％、Mn:0.20～0.70％、S≤0.015％、P≤0.040％、Cr:19.00～21.00％、Ni:17.00～19.00％、Mo:5.50～7.50％、Cu:0.50～1.00％、N:0.15～0.30％、稀土:0.001～0.01％,余量为Fe。2.如权利要求1所述的超级奥氏体不锈钢，其特征在于，包括按质量百分比计的以下成分：C≤0.03％、Si：0.20～0.50％、Mn:0.20～0.70％、S≤0.001％、P≤0.025％、Cr:19.00～21.00％、Ni:17.00～19.00％、Mo:5.50～7.50％、Cu:0.50～1.00％、N:0.15～0.30％、稀土:0.002～0.008％,余量为Fe。3.如权利要求1所述的超级奥氏体不锈钢，其特征在于，所述超级奥氏体不锈钢的屈服强度≥370MPa，抗拉强度≥715MPa，断面延伸率≥50％。4.一种超级奥氏体不锈钢的制备方法，其特征在于，根据如权利要求1或2所述的超级奥氏体不锈钢的成分配比原料，然后依次经电炉冶炼、氩氧炉精炼、钢包精炼、模铸、精整、锻造、热轧和退火酸洗制得超级奥氏体不锈钢。5.如权利要求4所述的超级奥氏体不锈钢的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括以下步骤：S1，电炉冶炼，将所述原料采用电炉熔炼成钢液，控制出钢温度≥1600℃；S2，氩氧炉精炼，将钢液转入氩氧炉中进行精炼，吹氧脱碳至钢液中C含量≤0.010wt％后，加入脱氧剂，同时配入合金元素，调整钢液中的各成分至目标值：C≤0.03wt％，Si≤0.40wt％，Mn≤0.50wt％，Cr：19.00～21.00wt％，Ni：17.00～19.00wt％，Mo：5.50～7.50wt％，Cu：0.50～1.00wt％，余量为Fe；S3，钢包精炼，将钢液转入钢包中，加入硼铁矿进一步精炼，控制钢液中S≤0.001wt％，N≥0.2wt％,然后...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁毅，刘冠华，郭明明，庄伟，孙强，
申请(专利权)人：宝武特种冶金有限公司，
类型：发明
国别省市：