CN100432262C - 含稀土金属的双相不锈钢合金材料及其制备方法 - Google Patents

含稀土金属的双相不锈钢合金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含稀土金属的高氮超低镍超级双相不锈钢合金材料及其制备方法，属钢铁合金材料技术领域。本发明含稀土金属的高氮超低镍超级双相不锈钢合金材料，其特征在于具有如下的成分及质量百分比：Cr 24～26%，Mn 8～12%，Mo 3.5～4.5%，Ni 1.0～2.0%，N 0.3～0.45%，C 0.01～0.02%，稀土Ce或Y 0.05～0.20%，Fe余量。采用传统常规的熔炼工艺方法，在投料时采用纯铁管密封中间合金投入法，即事先制备好Fe-Ce中间合金或Fe-Y中间合金，经综合配料熔制后，浇注成型，最终制得高氮超低镍超级双相不锈钢合金材料。

Description

含稀土金属的双相不锈钢合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种含稀土金属的高氮超低镍超级双相不锈钢合金材料及其制备方法，属钢铁合金材料技术领域。
背景技术
双相不锈钢由奥氏体和铁素体组成。双相不锈钢的主要成分是铬、镍、钼，而其中镍是最昂贵的；为了降低成本，降低钢中镍的含量，可采用增加锰和氮的含量。镍含量的降低可以减少原材料价格波动对不锈钢市场的影响。因此，随着AOD、VOD精炼工艺的发展，尤其是AOD炉中能够控制氮的加入，从而促进了含氮双相不锈钢的开发，如2205钢其氮含量在0.15％左右。氮的加入不仅提高了钢的耐局部腐蚀性能，而且解决了不锈钢的焊接问题，使双相不锈钢成为一种可焊接的结构材料，大大拓展了双相不锈钢的应用范围。双相钢中钼元素含量高，因而具有很好的抗局部腐蚀能力，这就决定了双相钢在一些特殊的工业领域如石油化工、造纸、化肥、造船等行业中具有很好的应用前景。由于双相钢比奥氏体钢强度高一倍，使用双相钢可以减轻重量；目前一些发达国家已经使用双相钢作为桥梁结构和沿海地区建筑筋。随着冶金技术的进一步发展和成本的降低，对氮的加入量也能够精确控制，从而出现了新的低镍高氮超级双相不锈钢，如UNS32750钢，其氮含量在0.25～0.35％，含镍量在6～8％左右。近年来，由于金属镍价格进一步飞速上涨，为了降低成本，且提高合金钢的性能，科研人员在这方面做了大量的研究工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低成本且具有良好耐腐蚀性和热加工性的高氮超低镍超级双相不锈钢合金材料。
本发明一种含稀土金属的高氮超低镍超级双相不锈钢合金材料，其特征在于具有如下的成分及重量百分比：
Cr    24～26％
Mn    8～12％
Mo    3.5～4.5％
Ni    1.0～2.0％
N            0.3～0.45％
C            0.01～0.02％
稀土Ce或Y    0.05～0.20％
Fe           余量
本发明含稀土金属的高氮超低镍超级双相不锈钢合金材料的制备方法，其特征在于：采用传统常规的熔炼工艺方法，在投料时采用纯铁管密封中间合金投入法，即事先制备好需用的中间合金；中间合金由铁和稀土金属组成，选用Fe-Ce或Fe-Y中间合金；两者的组成分别为：Fe-Ce中间合金中Ce的质量百分含量为23.5％；Fe-Y中间合金中Y的质量百分含量为15％；经综合配料熔制后，浇注成型，最终制得高氮超低镍超级双相不锈钢合金材料。
本发明的机理如下所述：
根据锰和氮可以代替镍和稀土在钢中的作用原理，大量试验研究发展，用适量的廉价锰和氮可以稳定超级双相钢中的奥氏体，从而降低贵重镍的用量；同时向该双相不锈钢合金中加入稀土Ce或Y后，合金中的硫含量大大降低或形成高熔点的稀土硫化物弥散于基体中，避免了低熔点硫化物存在于相界上，从而有效地改善了钢的高温热塑性。
具体实施方式
现将本发明的具体实施例叙述于后。
实施例1
本实施例中，采用双相不锈钢的成分及质量百分比如下：
Cr       25％
Mn       12％
Mo       4.0％
Ni       1.5％
N        0.35％
C        0.01％
稀土Ce   0.105％
Fe       余量
采用传统常规的熔炼工艺方法，在投料时，采用纯铁管密封中间合金投入法，即事先制备好中间合金。中间合金的组成为Fe和Ce的合金，Fe-Ce中间合金中Ce的质量百分含量为23.5％。经综合计量计算和配料熔制后，浇注成型，最终制得高氮超低镍超级双相不锈钢合金材料。
经耐腐蚀性试验，其孔蚀抗力当量值为43.8。
实施例2
本实施例中，采用双相不锈钢的成分及重量百分比如下：
Cr       25％
Mn       12％
Mo       4.0％
Ni       1.5％
N        0.4％
C        0.01％
稀土Ce   0.105％
Fe       余量
采用传统常规的熔炼工艺方法，在投料时，采用纯铁管密封中间合金投入法。即事先制备好中间合金。中间合金的组成为Fe和Ce的合金，Fe-Ce中间合金中Ce的质量百分含量为23.5％。经综合计量计算和配料熔制后，浇注成型，最终制得高氮低镍双相不锈钢合金材料。
经耐腐蚀性试验，其孔蚀抗力当量值为45.4。
从以上实施例得知，材料的孔蚀抗力当量值比一般双相钢大。另外，该材料1000～1300℃内具有较好的热加工性。

Claims (2)

1.一种含稀土金属的高氮超低镍超级双相不锈钢合金材料，其特征在于具有如下的成分及质量百分比：
Cr            24～26％
Mn            8～12％
Mo            3.5～4.5％
Ni            1.0～2.0％
N             0.3～0.45％
C             0.01～0.02％
稀土Ce或Y     0.05～0.20％
Fe            余量。
2.权利要求1所述的一种含稀土金属的高氮超低镍超级双相不锈钢合金材料的制备方法，其特征在于：采用传统常规的熔炼工艺方法，在投料时采用纯铁管密封稀土中间合金投入法，即事先制备好需用的中间合金；中间合金由铁和稀土金属组成，选用Fe-Ce或Fe-Y中间合金；两者的组成分别为：Fe-Ce中间合金中Ce的质量百分含量为23.5％；Fe-Y中间合金中Y的质量百分含量为15％；经综合配料熔制后，浇注成型，最终制得高氮超低镍超级双相不锈钢合金材料。
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