专利名称：：03Cr22Ni4NbN奥氏体-铁素体类不锈钢及其生产工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种奥氏体-铁素体类不锈钢，尤其是涉及一种新钢种03Cr22Ni4NbN奥氏体-铁素体类不锈钢及其生产工艺。主要用于热加工或冷加工棒、板、薄板、带钢。属不锈钢
技术领域：
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背景技术：
：目前，主要用于热加工或冷加工棒、板、薄板、带钢的不锈钢主要有SAF2304(03Cr23Ni4N)钢。SAF2304成分为cSiMnPSCrNiMo《0.030.5《1.2《0.040《0.040234.5-0.1SAF2304(03Cr23Ni4N)钢属于低合金型双相不锈钢，内含有y、a二相组织，a或y相各占50。/。。钢中含23。/。Cr，4.5%Ni。具有耐孔蚀、耐缝隙腐蚀、耐均匀腐蚀的性能。具有高较强度、价格低廉的特色。能代替321L、304L、316L(因镍价高，此类不锈钢价格高)，广泛用于汽车排气管、石油、发电、家电、建筑、行业中。目前，Ni、Cr价居高不下，况且SAF2304钢耐腐蚀性能还不是太理想，强度也不太稳定，价格也较高。
发明内容本发明的目的在于克服上述不足，提供一种比SAF2304有更好的耐腐蚀性、高的强度和价格更低廉的新钢种-03Cr22Ni4NbN奥氏体-铁素体类不锈钢及其生产工艺。本发明的目的是这样实现的一种03Cr22Ni4NbN奥氏体-铁素体类不锈钢，其特征在于它主要由以下重量百分比的元素组成-<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本发明03Cr22Ni4NbN奥氏体-铁素体类不锈钢的生产工艺，主要包括以下工艺步骤步骤一、炉料配料并热处理将铯花料、角料、废构件料，投入发射炉中加热到600-80(TC，将热处理后的炉料，按成分要求配好料，投入中频炉中溶化，同时用石灰造好渣，待炉料化清后向钢水中吹N2，取第一次试样，根据试样加入合金调整钢水成分；待合金化后取第二次试样，根据试样成分再对钢水成分进行调正，加入碳、氮、铬，然后升温至1650-1680°C，加入脱氧剂Al粉或SiCa离子块，再加入不锈钢精炼剂，罢渣，加入萤石做新薄层渣，测温调整，把钢水温度控制在1650-1680°C，出钢把钢水倒入钢包中，把钢包吊到钢包精炼炉中，抽真空去除H2、02及游离N2气，吹Ar帮助夹杂物及钢水中H、O和游离N排出钢水外；第三次取样测定成品钢水成分，控制温度至1520-1580°C，吊出钢包，步骤三、铸锭将冶炼后的钢水控制在1650168(TC出钢，钢包内吹Ar，取样测试成分，调渣，钢水控制在15201550。C浇注钢锭，钢锭模中保温24小时±2小时，出钢锭模；双相不锈钢的热塑性差，原因是热加工时，对双相不锈钢中的奥氏体(Y)和铁素体(a)变形行为与软化行为不同，Y相软化机制为动态再结晶，a相软化机制为动态回复，造成了热加工过程中的Y相和a相的应力应变分布不均，使裂纹容易在相间中形成，容易产生大开裂，造成废品。所以要控制成分使03Cr22Ni4NbN钢含铁素体量为4550%。要掌握随加工温度升高降低，保温时间长短的不同二相比例也不同，此钢低于900950'C，会析出o脆性相，终锻终轧温度不宜低于此温度。步骤四、锻造锻造开坯的温度为11501000°C，第一次加热锻成80*120坯，钢坯温》1000'C停锻，放入加热炉再加热至1150'C锻成40*100，钢温降至1000。C再放入加热炉加热至115(TC锻成28*145钢坯，再轧成2.8*145钢带，步骤五、热轧开轧钢温1150。C，终轧温度为9501000°C，开始二道次热轧，变形系数e0.22-0.3，轧成材后采用9501050。C固溶处理，步骤六、冷轧冷轧后消除应力退火温度为550600。C，固溶处理温度为9501050。C。与SAF2304(03Cr23Ni4N)钢相比，本发明具有如下特点一、本发明03Cr22Ni4NbN双相不锈钢的特点在于加入有元素Nb，好处有1、Nb的加入可以提高不锈钢的抗点蚀电位，因此可以提高不锈钢的抗点蚀能力。04。/。Nb相当于3个Cr当量的抗点蚀能力；2、在双相不锈钢中加Nb可以稳定C;3、加入Nb可以提高双相不锈钢的高温强度，在亚稳定的奥氏体中有强烈抑制转变为马氏体的作用，防止钢发生脆化；4、在双相不锈钢中加入Nb可获得均匀细晶组织，使钢性能均匀稳定，也可以改善钢锭坯表面质量。5、当22MCr配4c/。Ni能获得良好的耐孔蚀、耐缝隙腐蚀的性能。耐孔蚀抗力当量值(常用公式PRE-Cry。+3.3Mo。/。+16Nn/。)的对比钢种CrMoNPRESAF230423一0.124.603Cr22Ni4NbN220.60.0524.780.20.225.86说明03Cr22Ni4NbN抗孔蚀能力比SAF2304强。二、03Cr22Ni4NbN在SAF2304基础上，对合金元素做了调整1、Mn上限由1.2调至2.5，可以增大奥氏体的调控量，1。/。Mn可起到0.5%Ni作用，形成MnS起固定S作用。2、增加了0.2-0.6%Mo，主要起到提高PRE值，提高耐孔蚀作用。3、增加了含N量上限至0.2。/。，N是强烈形成Y体，扩大y区元素。可有效调控03Cr22Ni4NbN中a、y相比例。在高温下N稳定Y能力比Ni大得多，可用N代部分Ni，其固溶N及N化物，对双相不锈钢耐各类腐蚀能力均可提高。4、增加了010.2-0.4%，降低冷加工硬化，提高了防腐蚀性能。5、降低了P、S含量范围，减少了P脆性的危害，减少了硫化物，使S及硫化物均匀分布，不集中在晶间上，如果S少了，MnS也少了，发生点蚀危害可减到最低。本发明通过把Cr调低1%，增加N、Mn的含量，起到增加l°/。Ni的作用，使耐腐蚀性能提高，含Ni量降低，成本价下降。与同类钢种相比，本发明具有如下优点1、价格低03Cr22Ni4NbN与316L价格比为1:31.4，在同等使用性能的价格仅为316L的75。/。左右，316L贵得多。2、03Cr22Ni4NbN与SAF2304比，按当前市价节约l%Cr,计节约3600元/吨。扣除添加0.2%Cu、0.02%Mo、0.05%Nb，合计值1000元，尚能节约2600元/吨。3、有利环境节约l%Cr、l%Ni，从矿山采矿、选矿、冶炼、电解等整个生产流程说，对大自然保护、节能、节电是十分可观，并十分有意义的。具体实施方式本发明涉及一种新钢种03Cr22Ni4NbN奥氏体-铁素体类不锈钢，它主要由以下重量百分比的元素组成cSiMnPSCrNiMoNbCuN《0.03《1.0《2.50《0.025《0.0152"233.5-4.50.2-0.60.03-0.080.2-0.40.15-0.2其生产工艺如下一、炉料配料并热处理将购来的铯花料、角料、废构件料，把大件的分割成小于io公斤料，去除表面污物，筛去铯花料中泥沙、杂质，投入发射炉中加热到600-800°C,除去原料中水分、油污、杂物，低熔点元素及其它杂物和吸附在原料中的气体，以便控制钢水含氧、氢量不超标，不增碳或只有微增碳，使原料成分准确。二、冶炼将处理后的炉料，按成分要求配好料，投入中频炉中溶化，同时用石灰造好渣，随钢水溶化有渣层保护，与空气隔绝，钢水不受空气中的H、O侵害。待炉料化清后向钢水中吹N2，取第一次试样，按试样的成分加入合金调整钢水成分；待合金化后取第二次试样，根据试样成分再对成分进行微调，加入碳、氮、铬，然后升温至1650-168(TC，加入脱氧剂(Al粉或SiCa离子块)，再加入不锈钢精炼剂，罢渣，加入萤石做新薄层渣，测温调整，把钢水温度控制在1650-168(TC，出钢把钢水倒入钢包中，把钢包吊到钢包精炼炉中，抽真空去除H2、02及游离N2气，吹Ar帮助夹杂物及钢水中H、O和游离N排出钢水外；第三次取样测定成品钢水成分，控温至1520-1580。C，吊出钢包，进行钢锭浇注。或在保证质量下，不经钢包精炼炉，在盛满钢水的钢包中吹Ar去夹杂的及气体，第三次取样测定成品钢水成分，控温到15204580"C下浇注钢锭。三、铸锭将冶炼后的钢水控制在1650168(TC出钢，钢包内吹Ar，取样测试成分，调渣，钢水控制在1520155(TC浇注钢锭，钢锭模中保温24小时士2小时，成为03Cr22Ni4NbN钢锭轧材或锻坯轧材；四、锻造双相不锈钢热塑性差，一般采用先锻造开坯，后轧坯成材的工艺。锻造开坯的温度为1150100(TC，一般采用多火成坯工艺，如大头小145、小头(H30、50Kg锭，第一次加热(一火)锻成80*120坯，钢温)IOOO。C停锻，放入加热炉再加热(二火)至1150。C锻成40*100，钢温降至1000"C再放入加热炉加热(三火)至1150。C锻成28*145钢坯，再轧成2.8*145钢带。五、热轧开轧钢温115(TC，终轧温度为9501000°C，开始二道次的变形系数(e-厶h/H)应尽量减小(e0.22-0.3)，轧成材后采用9501050'C固溶处理。六、冷轧冷轧成型的方法与奥氏体不锈钢相同，由于03Cr22Ni4NbN双相不锈钢屈服强度高，开始变形困难，达到屈服极限后变形与奥氏体不锈钢相同。冷轧后消除应力退火温度为550600°C，固溶处理温度为9501050°C。产品性能1、耐腐蚀性能03Cr22Ni4NbN双相不锈钢，含Cr量在22%，抗腐蚀能力与316L几乎一样。在静态的硫酸(0.3mm/年)中的抗腐蚀性能也相当好。2、局部抗腐蚀性能03Cr22Ni4NbN双相不锈钢因含有22%Cr及Nb、N、Mo元素与316L相比在抗斑蚀及晶向腐蚀方面的性能更优异。3、抗应力腐蚀性能在氯化物浓度为(8PPM02)PH=7，〉1000h的溶液里，进行的抗应力腐蚀试验证明由于03Cr22Ni4NbN含Cr量高并含有Nb、Mo、N元素，含M量较低。比304L具有更高的抗应力腐蚀性能。4、其他抗腐蚀性能经过测验03Cr22Ni4NbN双相不锈钢在65°/。沸腾的硝酸中的腐蚀率比316L要低，由于其自身的高屈服强度，这钢适用于磨蚀及腐蚀环境下使用。权利要求1、一种03Cr22Ni4NbN奥氏体-铁素体类不锈钢，其特征在于它主要由以下重量百分比的元素组成<table-cwuid="table1"><tablewidth="900"><tgroupcols="11"><thead></column></row><row><column><entrycolwidth="8%"morerows="1"morelines="1"><p>C</p></entry><entrycolwidth="7%"morerows="1"morelines="1"><p>Si</p></entry><entrycolwidth="9%"morerows="1"morelines="1"><p>Mn</p></entry><entrycolwidth="9%"morerows="1"morelines="1"><p>P</p></entry><entrycolwidth="9%"morerows="1"morelines="1"><p>S</p></entry><entrycolwidth="9%"morerows="1"morelines="1"><p>Cr</p></entry><entrycolwidth="9%"morerows="1"morelines="1"><p>Ni</p></entry><entrycolwidth="9%"morerows="1"morelines="1"><p>Mo</p></entry><entrycolwidth="11%"morerows="1"morelines="1"><p>Nb</p></entry><entrycolwidth="9%"morerows="1"morelines="1"><p>Cu</p></entry><entrycolwidth="11%"morerows="1"morelines="1"><p>N</p></entry></column></row></thead><tbody></column></row><row><column><entrycolwidth="8%"morerows="1"morelines="1"><p>≤0.03</p></entry><entrycolwidth="7%"morerows="1"morelines="1"><p>≤1.0</p></entry><entrycolwidth="9%"morerows="1"morelines="1"><p>≤2.50</p></entry><entrycolwidth="9%"morerows="1"morelines="1"><p>≤0.025</p></entry><entrycolwidth="9%"morerows="1"morelines="1"><p>≤0.015</p></entry><entrycolwidth="9%"morerows="1"morelines="1"><p>21-22</p></entry><entrycolwidth="9%"morerows="1"morelines="1"><p>3.5-4.0</p></entry><entrycolwidth="9%"morerows="1"morelines="1"><p>0.2-0.6</p></entry><entrycolwidth="11%"morerows="1"morelines="1"><p>0.03-0.08</p></entry><entrycolwidth="9%"morerows="1"morelines="1"><p>0.2-0.4</p></entry><entrycolwidth="11%"morerows="1"morelines="1"><p>0.15-0.2</p></entry></column></row></tbody></tgroup></column></row><table></table-cwu>2、一种如权利要求1所述03Cr22Ni4NbN奥氏体-铁素体类不锈钢的生产工艺，其特征在于它主要包括以下工艺步骤步骤一、炉料配料并热处理将铯花料、角料、废构件料，投入发射炉中加热到600-80(TC，步骤二、冶炼将热处理后的炉料，按成分要求配好料，投入中频炉中溶化，同时用石灰造好渣，待炉料化清后向钢水中吹N2，取第一次试样，根据试样加入合金调整钢水成分；待合金化后取第二次试样，根据试样成分再对钢水成分进行调正，加入碳、氮、铬，然后升温至165(M680'C，加入脱氧剂Al粉或SiCa离子块，再加入不锈钢精炼剂，罢渣，加入萤石做新薄层渣，测温调整，把钢水温度控制在1650-1680°C，出钢把钢水倒入钢包中，把钢包吊到钢包精炼炉中，抽真空去除H2、02及游离N2气，吹Ar帮助夹杂物及钢水中H、O和游离N排出钢水外；第三次取样测定成品钢水成分，控制温度至1520-1580。C，吊出钢包，步骤三、铸锭将冶炼后的钢水控制在16501680'C出钢，钢包内吹Ar，取样测试成分，调渣，钢水控制在1520155(TC浇注钢锭，钢锭模中保温24小时土2小时，出钢锭模，步骤四、锻造锻造开坯的温度为11501000°C，第一次加热锻成80*120坯，钢坯温》100(TC停锻，放入加热炉再加热至115(TC锻成40*100，钢坯温降至IOO(TC再放入加热炉加热至U5(TC锻成28"45钢坯，再轧成2.8*145钢带，步骤五、热轧开轧钢带温度1150°C，终轧温度为9501000°C，开始二道次热轧，变形系数e0.22-0.3，轧成材后采用950105(TC固溶处理，步骤六、冷轧冷轧后消除应力退火温度为550600°C，固溶处理温度为9501050。C。全文摘要本发明涉及一种03Cr22Ni4NbN奥氏体-铁素体类不锈钢，由以下重量百分比元素组成C≤0.03、Si≤1.0、Mn≤2.50、P≤0.025、S≤0.015、Cr21-22、Ni3.5-4.0、Mo0.2-0.6、Nb0.03-0.08、Cu0.2-0.4、N0.15-0.2。其生产工艺如下按成分配好料，投入中频炉中溶化，向钢水中吹N<sub>2</sub>，加入碳、氮、铬，然后升温至1650-1680℃，加入脱氧剂Al粉或SiCa离子块，再加入不锈钢精炼剂，出钢把钢水倒入钢包中，抽真空去除H<sub>2</sub>、O<sub>2</sub>及游离N<sub>2</sub>气，吹Ar，钢水控制在1520～1550℃浇注钢锭，锻造开坯的温度为1150～1000℃，开轧钢带温度1150℃，终轧温度为950～1000℃，轧成材后采用950～1050℃固溶处理，退火温度为550～600℃，固溶处理温度为950～1050℃。本发明新钢种比SAF2304有更好的耐腐蚀性、高的强度和价格更低廉。文档编号C22C33/04GK101117689SQ20071002596公开日2008年2月6日申请日期2007年8月20日优先权日2007年8月20日发明者唐书林,陶秀荣申请人:江阴市江东不锈钢制造有限公司