【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及不锈钢及其制造，具体涉及一种奥氏体不锈钢及其无缝管、无缝管的制备方法和应用。
技术介绍
1、不锈钢材料具有优异的耐腐蚀性、柔韧性以及抗冲击性等力学性能，而部分使用者希望在许多极端的使用环境（特别是超高温和极低温的环境）下，利用不锈钢材料的上述优异的力学性能达到相应的使用目标。但是传统的奥氏体不锈钢材料及其产品难以在极端的使用环境下依旧保持具有较高的力学性能。
2、其中，传统的奥氏体不锈钢材料性能衰退的具体的原因主要包括：在高温环境下，传统的奥氏体不锈钢的晶粒容易受到高温的促进而生长，晶粒生长导致的粗大会降低奥氏体不锈钢的抗拉强度和抗蠕变能力，使其在高温下的力学性能下降；在低温环境中，传统的奥氏体不锈钢容易出现脆性断裂等现象，导致其柔韧性和抗冲击性等难以达到相应的使用要求。
3、因此，现亟需一种耐高低温、高强度、高韧性的奥氏体不锈钢，不仅能够在室温（一般为23℃）下能够具有相比于传统的奥氏体不锈钢材料更佳的力学性能，同时在高低温环境下也保持有相比于传统的奥氏体不锈钢材料更优良的力学性能。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种奥氏体不锈钢，以解决目前极端的使用环境中的选材问题。该奥氏体不锈钢能够同时在常温（23℃）和高温环境（650℃）下相比于传统奥氏体不锈钢具有更好的力学性能，同时在低温环境（-269℃）时仍具有较高的强度和韧性。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现的。
3、一种奥氏体不锈钢，其特征在
4、其中，c在奥氏体中常被视为有害元素，因为它会与钢中的铬形成高铬的cr23c6，导致钢材中局部铬的贫化，从而降低钢材的耐蚀性能，特别是耐晶间腐蚀性能，因此本专利技术中严格限制c的含量。
5、si可以提高奥氏体不锈钢表面氧化膜的形成能力，改善合金的抗腐蚀性能。同时，si能降低钢材的层错能，提高位错滑移阻力，使变形孪晶容易形成，从而提高钢材的强度。但是过量的si可能对钢材的组织结构和力学性能产生影响，因此需要对其用量进行控制。
6、p和s在钢材中均被视为有害元素，其中p容易导致偏析和冷脆性，而s容易导致热脆性，因此本专利技术中对二者都严格控制。
7、mn是良好的脱氧剂和脱硫剂，能提高钢材的强度和硬度。在奥氏体不锈钢中，mn的加入有助于扩大奥氏体区，提高钢的淬透性。但是mn含量过高也可能降低钢材的抗腐蚀能力，特别是耐点蚀和晶间腐蚀性能。
8、cr是奥氏体不锈钢中最重要的合金元素之一，主要作用是提高钢的耐蚀性。其能够增大碳的溶解度而降低铬的贫化度，从而提高钢材的耐晶间腐蚀性能。但是cr含量过高时，一方面会导致其与c反应生成碳化物，影响钢材的力学性能，另一方面会大幅度提升制造成本，因此需要对其用量进行控制。
9、ni是奥氏体不锈钢中稳定奥氏体组织的主要元素之一。镍的加入能显著提高钢材的塑性和韧性，同时保障钢材具有良好的耐蚀性。但是ni含量过高容易导致在钢材中产生晶间腐蚀的临界碳含量降低，进而使得钢材的晶间腐蚀敏感性增加，在极端的使用环境中钢材力学性能衰减的可能性反而会大幅度提升，因此需要对其用量进行控制。
10、mo在奥氏体不锈钢中的主要作用是扩大其使用范围，提高钢在还原介质中的耐蚀性。mo还能提高钢的耐点蚀及耐缝隙腐蚀性能。但是当其含量过高时，会降低钢材在低温环境中的柔韧性等力学性能，因此需要对其用量进行控制。
11、n在奥氏体不锈钢中能提高钢的强度和硬度，同时保持良好的塑性和韧性。n还能扩大奥氏体区，提高钢的淬透性。但是，n的加入需要严格控制工艺条件，以避免在钢材中形成氮气孔等缺陷；且n含量过高可能导致钢的韧性下降。
12、而本专利技术的核心在于对nb和v的加入及其用量的控制。
13、具体的，为实现该奥氏体不锈钢耐高低温、高强度、高韧性的特点，本专利技术主要依靠了n的固溶强化、nb及v碳氮化物的析出强化和细晶粒化。
14、配方中的nb、v是最常用的微合金化元素，在钢材中，二者的主要作用是其能够与c、n元素结合生成碳氮化物。而所形成的细小弥散析出的碳氮化物能够钉扎晶界，因此在高温环境中，能够抑制奥氏体晶粒的长大；而碳氮化物也能够对奥氏体钢起到沉淀强化的效果。这确保了奥氏体不锈钢在高温环境下依旧保留有较好的力学性能。
15、而同时，nb原子的原子半径比fe原子大，除了以析出相的方式存在，nb原子还能够作为置换固溶原子存在于基体中，并且其易在位错线上偏聚，对位错攀移产生强烈的拖拽作用，这使得nb元素单独具有较强的晶粒细化效果，从而对钢材产生强化作用；v元素在奥氏体不锈钢中溶解度较大，一般在含n的钢材中加入v元素，能够使v元素与钢材中游离的n元素结合，生成v(c，n)，进而增大n元素的沉淀强化作用，最终改善钢的强韧性，而多余的v元素能够固溶到mn元素中，不会对钢材的性能产生影响。这两种元素的上述配合确保了奥氏体不锈钢在常温状态下技能获得更好的力学性能，因而在低温条件下，其即使发生性能的部分衰减也依旧能保持相较于传统奥氏体不锈钢更好的力学性能，达到相应的环境下对材料性能的要求。
16、综上所述，本专利技术中奥氏体不锈钢的良好性能是n的固溶强化、nb及v碳氮化物的析出强化以及细晶粒化三种强化机制共同结合后的产物。
17、第二方面，本专利技术提供了一种奥氏体不锈钢无缝管，由上述的奥氏体不锈钢制备得到。
18、作为本专利技术的进一步改进，奥氏体不锈钢无缝钢管的平均晶粒度为8级及以上。
19、细晶粒钢材在高温下能够保持较高的强度，这是由于晶界对位错和裂纹的阻碍作用，使得细晶粒结构能够更有效地分散高温下的热应力，防止无缝管发生软化等情况。细晶粒结构还能够减少钢材蠕变的发生，保持无缝管的尺寸稳定性。同时，本专利技术中钢材的配比抑制了其在高温环境下晶粒的生长，这使得无缝管能够在长期的高温环境下保持上述性能优势。
20、细晶粒钢材在低温下表现出更好的韧性，这是由于晶界对裂纹扩展的阻碍作用，细晶粒结构能够减少低温下脆性断裂的发生，提高无缝管的抗冲击性能。而在一些需要在低温环境下同时承受腐蚀性介质作用的无缝管来说，细晶粒结构钢材能够更有效地阻止腐蚀介质的渗透和扩散，提高无缝管的耐低温腐蚀性能。
21、作为本专利技术的进一步改进，奥氏体不锈钢无缝管在室温下，拉伸强度rm≥800mpa，屈服强度rp0.2≥400mpa。
22、作为本专利技术的进一步改进，奥氏体不锈钢无缝管在650℃下，拉伸强度rm≥500mpa，屈服强度rp0.2≥250mpa。
23、作为本专利技术的进一步改进本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种奥氏体不锈钢，其特征在于，化学成分按重量百分比为：C≤0.06%、Si≤1.0%、P≤0.025%、S≤0.015%、Mn：4.5%~7.0%、Cr：21.5%~23.5%、Ni：12.5%~14.5%、Mo：1.5-3.0%、Nb：0.2%~0.4%、V：0.2%~0.4%、N：0.2%~0.5%；余量为Fe及不可避免的其它杂质。
2.一种奥氏体不锈钢无缝管，其特征在于，由权利要求1中所述的奥氏体不锈钢制备得到。
3.根据权利要求2所述的一种奥氏体不锈钢无缝管，其特征在于，奥氏体不锈钢无缝钢管的平均晶粒度为8级及以上。
4.根据权利要求2所述的一种奥氏体不锈钢无缝管，其特征在于，奥氏体不锈钢无缝管在650℃下，拉伸强度Rm≥500MPa，屈服强度Rp0.2≥250MPa。
5.根据权利要求2所述的一种奥氏体不锈钢无缝管，其特征在于，奥氏体不锈钢无缝管在-269℃下，拉伸强度Rm≥1600MPa，屈服强度Rp0.2≥1200MPa。
6.根据权利要求2所述的一种奥氏体不锈钢无缝管，其特征在于，所述奥氏体不锈钢无缝
7.一种奥氏体不锈钢无缝管制造方法，其特征在于，用于制造权利要求2~6中任意一项所述的奥氏体不锈钢无缝管，包含有以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种奥氏体不锈钢无缝管制造方法，其特征在于，在所述S3中，所述中间管的单道次冷加工的变形量为20～80％；在所述S4中，所述成品管的冷加工的变形量为15～40％。
9.根据权利要求7所述的一种奥氏体不锈钢无缝管制造方法，其特征在于，在所述S3和所述S4中，所述热处理的温度均≥1060℃。
10.一种权利要求2~6中任意一项所述的奥氏体不锈钢无缝钢管在压力容器或反应器中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种奥氏体不锈钢，其特征在于，化学成分按重量百分比为：c≤0.06%、si≤1.0%、p≤0.025%、s≤0.015%、mn：4.5%~7.0%、cr：21.5%~23.5%、ni：12.5%~14.5%、mo：1.5-3.0%、nb：0.2%~0.4%、v：0.2%~0.4%、n：0.2%~0.5%；余量为fe及不可避免的其它杂质。
2.一种奥氏体不锈钢无缝管，其特征在于，由权利要求1中所述的奥氏体不锈钢制备得到。
3.根据权利要求2所述的一种奥氏体不锈钢无缝管，其特征在于，奥氏体不锈钢无缝钢管的平均晶粒度为8级及以上。
4.根据权利要求2所述的一种奥氏体不锈钢无缝管，其特征在于，奥氏体不锈钢无缝管在650℃下，拉伸强度rm≥500mpa，屈服强度rp0.2≥250mpa。
5.根据权利要求2所述的一种奥氏体不锈钢无缝管，其特征在于，奥氏体不锈钢无缝管在-269℃下，拉伸强度rm≥1600...
【专利技术属性】
技术研发人员：王哨兵，孙文强，孔倩，马澳华，徐利苹，钟强，周际华，唐澄怀，
申请(专利权)人：浙江久立特材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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