CN101111623A - 奥氏体钢与钢产品 - Google Patents

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Abstract

在侵蚀性的含氯化物溶液中特别抗点蚀和裂隙腐蚀的高合金奥氏体不锈钢在熔体凝固时具有Mo的宏观偏析倾向。通过具有如下组成的超级奥氏体不锈钢解决了这个问题，以重量％计：最多0.03的C、最多0.5的Si、最多6的Mn、28－30的Cr、21－24的Ni、4－6％的(Mo+W/2)、W的含量为最多0.7、0.5－1.1的N、最多1.0的Cu、余量的Fe以及来自钢生产的常规含量的杂质。

Description

奥氏体钢与钢产品
技术领域
本发明涉及一种具有良好的强度、良好的冲击强度、良好的可焊性和良好的抗腐蚀性、尤其是良好的抗点蚀和裂隙腐蚀性的奥氏体不锈钢。本发明还涉及由该奥氏体不锈钢制造的产品。
现有技术
二十多年前，当含有稍高于6％的钼(Mo)的不锈的奥氏体钢Avesta 254 SMO(US-A-4078920)面市时，取得了重大的技术进步，因为腐蚀性能和强度性能比当时存在的高合金钢好很多。
在本文中，术语“含量”和“百分数”总是指以“重量％”计的含量，并且在仅给出数值的情况下，其是指以重量％计的含量。
对点蚀的敏感性是不锈钢的弱点。众所周知，元素铬(Cr)、Mo和氮(N)防止了点蚀，且很好地保护了大量现存钢抵抗这种类型的腐蚀。这些钢在抗裂隙腐蚀性方面也得以改善，该抗裂隙腐蚀性同样受到相同元素的影响。超级奥氏体钢自成一类。超级奥氏体钢通常被定义为抗点蚀当量PRE＞40的钢。PRE常被定义为％Cr+3.3％Mo+30％N。在过去的三十年期间，描述了很多超级奥氏体钢，但仅有限数量的具有商业意义。在这些钢中能够提及的是上述的254 SMO(EN 1.4547，UNS S31254)、19-25hMo(EN 1.4529，UNSN08926)和AL-6XN(UNS N08367)(US-A-4545826，McCunn等人)。这些超级奥氏体钢属于具有约20％的Cr、6％的Mo和0.20％的N的6Mo钢类型，该组成产生PRE＞46，且自1980年代以来，这些超级奥氏体钢一直被非常成功地使用。
N对点蚀的显著影响使得对添加高于约0.2％的含量感兴趣。传统地，在钢中使用高含量的锰以便溶解高含量的N。这种钢的一个实例为4565(EN 1.4565，UNS S34565)，其具有24％的Cr、6％的Mn、4.5％的Mo和0.4％的N以及与根据上述的6Mo-钢(DE-C1-3729577，Thyssen Edelstahlwerke)相近似的PRE水平。
为了进一步增强抗点蚀性能，增加的Mo含量当然有价值。这已体现在钢Avesta 654 SMO(EN UNS S 32654)中，其具有24％的Cr、3.5％的Mn、7.3％的Mo和0.5％的N(US-A-5141705)。这种钢具有高达＞60的PRE水平，并且在很多方面其抗腐蚀性与最好的镍合金相当。通过高的Cr和Mo含量，在相当适中的Mn含量下能够溶解多达0.5％的N。高的N含量赋予钢与良好的延展性相结合的良好强度。654 SMO的十分相似的变体是钢B66(EN 1.4659，UNS S31266)(US-A-5494636，Dupoiron等人)，其中一定部分的Mo被替换为W。
具有高Mo含量的完全奥氏体钢的一个问题是严重的Mo偏析倾向。这导致坯锭或连铸件中的偏析区仍然大量保留在最终产品中并且引起金属间相如σ(sigma)相的析出。这种现象在大多数高合金化钢中特别显著，并且在较后阶段中存在多种工序以抵消或降低该影响。
在具有偏析倾向的钢的连续铸造中，存在可在最终产品中导致各种问题的宏观偏析的风险。宏观偏析形成是因在铸造期间合金化元素分布在固相和残余熔体之间，使得凝固坯料的不同区域之间产生了组成上的差异，这取决于冷却、流动和凝固方式。所谓的A-偏析和V-偏析以及连续铸造中的中心偏析对于坯锭而言是典型的。已完全确定Mo是一种具有特别高偏析倾向的元素，因此Mo含量最高的钢经常表现出严重的宏观偏析。这种宏观偏析难以在随后的生产步骤中消除，且常常导致金属间相的析出。这些相能够在轧制中引起分层，而且损害产品的性能例如抗腐蚀性和韧性。因此，具有极高Mo含量的超级奥氏体钢在连续铸造的坯料中经常产生中心偏析，这严重限制了生产具有最佳性能的均匀片材的可能性。这些问题在具有较大厚度的片材中特别显著，且几乎不能在不发生性能劣化的情况下生产出具有大于15mm厚度的片材。因此，存在对没有宏观偏析倾向并且能够用于制造更大厚度产品的高合金奥氏体不锈钢的需求。
发明简述
因此本发明的目的是获得一种高度合金化(尤其是对Cr、Mo和N而言)的新型奥氏体不锈钢。该所谓的超级奥氏体钢的特征在于非常好的抗腐蚀性和强度。该钢适合于各种加工形式，例如片材、棒材或管材，适用于化学工业、发电站和各种海水应用中的侵蚀环境中。
本发明特别旨在获得一种能够有利地用于如下应用领域中的材料。
-海洋工业中(海水、酸性的油和气)
-用于热交换器和冷凝器(海水)
-用于脱盐工厂(盐水)
-用于废气净化设备(氯化物酸)
-用于废气冷凝设备(强酸)
-硫酸或磷酸工厂中(强酸)
-用于产生油和气的管道和设备(酸性的油和气)。
-用于纤维素漂白工厂和氯酸盐工厂中的设备和管道(分别为氯化物及氧化性酸和溶液)。
-用于油轮和油罐车(所有类型的化学品)
通过具有如下以重量％计的组成的奥氏体不锈钢实现了这个目的：
最多0.03的C
最多0.5的Si
最多6的Mn
28-30的Cr
21-24的Ni
4-6％的(Mo+W/2)，W的含量是最多0.7
0.5-1.1的N
最多1.0的Cu
余量的Fe以及来自钢生产的常规含量的杂质。
已证实，通过限定Mo的含量并且合金化入(alloying-in)更多的CR，获得了一种具有非常好的抗点蚀性和显著更低的结构偏析倾向的超级奥氏体钢。
除所提到的合金化元素之外，该钢还可包含低含量的其它元素，只要这些元素对如上文所述的期望的钢性能没有负面影响。为了在热加工中获得钢延展性的额外增强，该钢可包含例如至多0.005％B含量的硼。如果钢包含铈，则钢通常还包含其它稀土金属，因为包括铈在内的这样的元素通常是以混合稀土的形式以至多0.1％的含量加入。此外还能够以至多0.01％的含量向钢中添加钙和镁，且能够以至多0.05％的含量向钢中添加铝，其中各元素出于不同的目的。
考虑不同的合金化材料，以下内容也适用：
在这种钢中，碳被主要看作不需要的元素，因为碳将严重降低N在熔体中的溶解度。碳还会增加有害的碳化铬的析出倾向，由于这些原因其不应以高于0.03％的含量存在，且优选应为0.015-0.025％，适宜为0.020％。
硅增加了金属间相析出的倾向，且严重降低了N在钢熔体中的溶解度。因此硅应以最多0.5％的含量存在，优选为最多0.3％，适宜为最多0.25％。
向钢中加入锰以便影响N在钢中的溶解度，这一点是公知的。因此为了增加N在熔融相中的溶解度，以至多6％、优选至少4.0％且适宜为4.5-5.5％、最优选约5.0％的含量向钢中添加锰。然而高的锰含量会导致脱碳中的问题，因为该元素正如Cr一样将降低碳的活性，从而脱碳变得更慢。此外锰具有高的蒸气压和高的氧亲和力，这意味着如果锰含量高，则在脱碳中将损失大量的锰。还已知锰能够形成可降低抗点蚀性和抗裂隙腐蚀性的硫化物。关于本发明钢的开发的研究还表明，当不存在硫化锰时，溶解在奥氏体中的锰也将损害抗腐蚀性。由于这些原因，将锰的含量限定为最多6％，优选地为最多5.5％，适宜地为约5.0％。
如同在所有不锈钢中那样，Cr在这种不锈钢中是特别重要的元素。Cr通常可增强抗腐蚀性。其还可以比钢中的其它元素更强烈地增加N在熔融相中的溶解度。因此Cr应以至少28.0％的含量存在于钢中。
然而，Cr(尤其是与Mo和硅结合)将增加金属间相析出的倾向，并且与N相结合还会增加氮化物析出的倾向。这将影响例如焊接和热处理。由于这种原因，将Cr的含量限定为30％，优选为最多29.0％，适宜地为28.5％。
镍是奥氏体形成体，且加入其以便(与其它奥氏体形成体结合)赋予钢其奥氏体显微组织。增加的镍含量也将阻碍金属间相的析出。由于这些原因，Ni应以至少21％，优选为至少22.0％的含量存在于钢中。
然而，镍可降低N在熔融状态的钢中的溶解度，并且还将增加碳化物在固相中的析出倾向。此外，镍是一种昂贵的合金化元素。因此应将镍的含量限定为最多24％，优选为最多23％，适宜地为最多22.6％的Ni。
由于强烈地增强了抗腐蚀性、尤其是抗点蚀性和抗裂隙腐蚀性，且同时作为增加N在熔融相中溶解度的元素，Mo是这种钢中最重要的元素之一。在增加的Mo含量下，氮化物析出的倾向也降低。因此，该钢应该包含大于4％的Mo、优选至少5％的Mo。然而已完全确定Mo是一种偏析倾向特别大的元素。该偏析在随后的生产步骤中难以消除。此外，Mo在例如焊接和热处理中将增加金属间相析出的倾向。由于这些原因，Mo的含量必须不超过6％，且优选为约5.5％。
如果该不锈钢中包含钨，则钨可与Mo相互作用，使得上文给出的Mo含量为Mo+W/2的总含量，即必须降低Mo的实际含量。钨的最大含量为0.7％W，优选最多0.5％，适宜地为最多0.3％，且甚至更优选为最多0.1％W。
N也是本发明钢中的一种重要的合金化元素。N将非常强烈地增强对点蚀和裂隙腐蚀的抵抗性，且将从根本上增加强度，同时保持了良好的冲击强度和可加工性。N同时是一种廉价的合金化元素，因为其可以在转炉内的脱碳中通过空气和氮气的混合物被合金化到钢中。
N也是一种强的奥氏体稳定化合金化元素，其也提供了几种优点。对于焊接，一些合金化元素将强烈地偏析。对于以高含量存在于根据本发明的钢中的Mo尤其如此。在枝晶间的区域内，Mo的含量通常高，而使得金属间相析出的风险变高。在对根据本发明的钢进行研究期间，已令人惊奇地显示出，尽管Mo含量高，但奥氏体稳定性好使得枝晶间区域将保持它们的奥氏体显微组织。例如对于没有添加物的焊接，良好的奥氏体稳定性是一种优点，因为其导致焊接沉积物具有极低含量的二次相，且因此产生更高的延展性和抗腐蚀性。
这种类型的钢中最普遍的金属间相是Laves相、σ相和x(chi)相。所有这些相都具有非常低的N溶解度或者没有N溶解度。由于这种原因，N能够延迟Laves相、σ相和x相的析出。因此更高的N含量将增加抵抗金属间相析出的稳定性。由于这些原因，N应以至少0.5％、优选至少0.6％N的含量存在于钢中。
然而，过高的N含量将增加氮化物析出的倾向。高的N含量也将损害可热加工性。因此，钢的N含量不应超过1.1％，优选最多0.9％，且甚至更优选最多0.8％的N。优选的N量在0.6-0.8％N的区间内。
已知在某些奥氏体不锈钢中，铜能够提高对某些酸的抗腐蚀性，但在过高的铜含量下，对点蚀和裂隙腐蚀的抵抗性可能受到损害。因此，铜能够以至多1.0％的相当大的含量存在于钢中。深入研究表明，存在关于各种介质中的腐蚀性能的最佳的铜含量范围。由于这种原因，应该以至少0.5％的含量添加铜，但适宜地在0.7-0.8％Cu的范围内。
为了改善钢的可热加工性，可任选地向钢中添加例如混合稀土形式的铈，这一点是公知的。如果添加混合稀土，则除铈之外钢还将包含其它稀土金属，例如Al、Ca和Mg。在钢中，铈将形成硫氧化铈，硫氧化铈对抗腐蚀性的损害小于其它硫化物例如硫化锰。由于这些原因，钢中可以包含高达最多0.1％的大含量的铈和镧。
优选地，不锈钢的合金化元素之间相互平衡，从而钢中包含的Cr、Mo和N的量使得获得至少60的PRE值，其中PRE＝Cr+3.3Mo+1.65W+30N。适宜地，PRE值为至少64，最优选为至少66。
在特别优选的实施方案中，该奥氏体不锈钢具有包括如下成分的组成(以重量％计)：
最多0.02的C
0.3的Si
5.0的Mn
28.3的Cr
22.3的Ni
5.5的Mo
0.75的Cu
0.65的N
余量的铁以及来自钢生产的常规含量的杂质，在1150-1220℃下的热处理之后，该钢具有主要由奥氏体组成的均匀显微组织且基本上不含有害量的二次相。
具有根据上述组成的奥氏体不锈钢非常适合于被连续铸造以形成扁平或长的产品。在没有任何再熔化过程的情况下，其能够以至少1∶3的压下率被热轧成至多50mm的最终尺寸且具有低水平的偏析。在1150-1220℃温度下的热处理之后，其具有主要由奥氏体形成的显微组织且基本上不含有害量的二次相。当然，该钢也适合于其它制造方法，例如坯锭铸造和粉末冶金处理。
附图简述
图1示出了不同坯锭的横截面的宏观照片。
图2示出了不同铸造合金的显微照片。
图3示出了一些代表性的铸造合金在1180℃下完全退火30分钟并在水中淬火后的显微照片。
进行的实验
由高Cr合金以及商品钢654 SMO和B66制造各自重2.2kg的实验室坯锭。使用以N或氩气作为保护气体的高频感应炉来进行熔炼。表1中汇总了详细熔炼数据。在该实验中，炉料V274、V275、V278和V279代表28Cr，并且它们的组成大体对应于根据本专利申请的钢的组成。实验室坯锭的尺寸为约190mm的长度和40mm的中部直径。在横截面中取样用于金相分析，在纵向取样用于点蚀研究。
表1
合金 炉料编号     液相线温度(℃)* 出钢温度(℃) 过热温度ΔT(℃) 保护气体   宏观裂隙/孔
  654SMO   V272     1320     1668     348  400托N2     无
  B66   V273     1332     1553     221  400托N2     有
  28Cr   V274     1297     1420     123  200托Ar     有
  28Cr   V275     1297     1445     148  200托Ar     无
  654SMO   V276     1320     1418     98  200托Ar     有
  B66   V277     1331     1486     155  200-760托Ar     无
  28Cr   V278     1297     1385     88  200-760托N2     无
  28Cr   V279     1297     1387     90  200-760托N2     无
金相分析
对来自铸件以及退火坯锭的样品进行平面磨削、抛光和蚀刻。使用Bjrk溶液(5g FeCl3·6H2O+5g CuCl2+100ml HCl+150ml H2O+25ml C2H5OH)进行宏观组织的蚀刻，并且使用改性的V2A(100mlH2O+100ml HCl+5ml HNO3+6g FeCl3·6H2O)来进行显微组织的蚀刻。
在表2中给出了所有被测试炉料的化学组成，其中所有以粗体字表示的数据偏离了商品钢的标准规格。所有的被分析样品取自坯锭的底部。对于炉料V278和V279，对顶部和底部都进行了分析，显示出坯锭的均匀化学组成。合金28Cr具有高的N溶解度，在该钢中实现了0.72重量％的N。这似乎有可能甚至进一步增加N含量。其原因被认为是Cr和锰的含量的增加对N的溶解度具有适当正面的影响。
表2
多种坯锭的化学组成(重量％)粗体字形式的数据在标准规格ASTM A240以外
表2
合金 炉料编号 C Si Mn P S  Cr Ni Mo Ti Nb  Cu
654SMO 初始片材 0.014 0.24 337 0.020 0.000  24.25 21.84 7.27 - 0.00  0,49
654SMO V272 0.012 0.46 3.19 0.021 0.002  24.57 22.11 7.29 ＜0.001 0.010  0,52
654SMO V276 0.013 0.25 3.51 0.015 0.002  24.80 22.40 7.27 ＜0.001 0.006  0,48
B66 初始片材 0.016 0.19 3.14 0.022 0.002  23.38 21.64 5.33 0.002 0.003  1,42
B66 V273 0.014 1.30 1.09 0.018 0.001  22.91 22.08 5.65 ＜0.001 0.003  1,49
B66 V277 0.017 0.20 3.36 0.021 0.004  24.01 22.28 5.74 ＜0.001 0.003  1,42
28Cr V274 0.020 0.23 4.99 0.012 0.004  28.48 22.41 5.59 ＜0.001 0.005  0,72
28Cr V275 0.019 0.26 5.24 0.013 0.002  27.98 22.11 5.56 ＜0.001 0.005  0,72
28Cr(顶部)28Cr(底部) V278V278 0.0170.017 0.270.27 5.325.32 0.0150.015 0.0020.002  28.4228.47 22.1522.62 5.565.58 ＜0.001＜0.001 0.0060.006  0,790,74
28Cr(顶部)28Cr(底部) V279V279 0.0190.023 0.270.27 5.365.33 0.0140.014 0.0030.002  28.4728.39 22.1622.60 5.605.58 0.0000＜0.001 0.0050.005  0,710,72
炉料编号 Co N Sn As W  V Al B O PRE*
654SMO 初始片材 - 0.520 - - -  - - - - 63.8
654SMO V272 0.079 0.303 0.05 0.007 0.020  0.067 ＜0.001 0.0003 - 57.8
654SMO V276 0.074 0.37 0.004 0.007 0.020  0.051 ＜0.001 0.0002 0.0101 59.9
B66 初始片材 0.069 0.449 0.001 0.006 1.76  0.048 0.013 0.0008 - 57.3
B66 V273 0.065 0.453 0.001 0.005 1.87  0.041 0.002 0.0002 - 58.2
 B66  V277  0.074  0.373  0.001  0.008  1.73  0.043 ＜0.001  0.0008  0.018  57.0
 28Cr  V274  0.075  0.483  0.004  0.004  0.020  0.056 ＜0.001  0.0002  -  61.5
 28Cr  V275  0.081  0.53  0.002  0.005  0.020  0.056 ＜0.001  0.0002  0.0213  62.3
 28Cr(顶部)28Cr(底部)  V278V278  0.0880.088  0.720.72  0.0050.006  0.0080.006  0.0700.070  0.0640.064 ＜0.001＜0.001  0.00020.0002  0.01010.0101  68.568.6
 28Cr(顶部)28Cr(底部)  V279V279  0.0900.087  0.710.67  0.0050.006  0.0070.008  0.0200.020  0.0630.063 ＜0.001＜0.001  0.00020.0002  0.01590.0135  68.366.9
*PRE＝Cr+3，3Mo+1.65W+30N
在图1中以横截面显示了被分析坯锭的宏观照片，其中测量了等轴区的体积比例，给出了表3所示的结果。等轴区在炉料V274、V276、V278和V279中充分形成，而其它炉料具有非常低的等轴区比例，这主要是由出钢温度的差异造成的。通常，升高的铸造温度将导致增加的柱状晶区。已成功地制造出具有弱的偏析中间线和非常少的孔隙(在坯锭的纵断面上观测)的28Cr(V278和V279)坯锭。表3还给出所测的金属间相的量，根据通过SEM-EDS进行的分析(表4)该金属间相为sigma相(σ-相)。表3也包括了维氏硬度。使用1kg的载荷对金相样品进行硬度测量。由中部和表面之间的中间区域内的五个测量结果获得平均值。硬度与钢中的N含量成比例。
表3
合金  炉料编号     等轴区比例(体积％)   氨含量(重量％)     σ-相的量(体积％)   硬度(HV)
  654SMO  V272     0     0.30     7.9   225
  654SMO  V276     100     0.37     5.3   222
  B66  V273     15     0.45     1.4   236
  B66  V277     4     0.37     0.5   209
  28Cr  V274     100     0.48     2.1   230
  28Cr  V275     16     0.53     0.9   229
  28Cr  V278     100     0.72     ＜0.1   265
  28Cr  V279     100     0.69     ＜0.1   262
表4
所有坯锭中σ-相的组成(重量％)，得自通过EDS/SEM进行的分析
    合金   炉料编号  Si  Cr  Mn  Fe  Ni  Mo  Cu  W
    654SMO     V272  0.9  30.9  3.0  33.8  13.1  18.4  -  -
    654SMO     V276  0.6  30.7  3.2  32.9  13.8  18.7  -  -
    B66     V273  0.34  25.2  1.0  25.1  15.1  24.0  -  6.3
    B66     V277  0.35  28.0  3.3  30.1  14.5  19.1  -  4.8
    28Cr     V274  0.6  33.4  5.2  30.4  15.5  14.9  -  -
    28Cr     V275  0.8  33.0  5.9  27.2  15.7  17.4  -  -
    28Cr     V278  0.9  34.4  5.2  27.6  14.2  17.7  -  -
    28Cr     V279  0.7  34.6  5.5  28.0  14.8  16.1  0.4  -
在图2中示出了铸件的组织。根据交叉索引(cooss index)测量法，从表面到横截面的中部来测定每个制得的坯锭中σ-相的量(控制指令KF-10.3850/KFS 315，Avesta方法)(见表3)。由于均具有过低的N含量，炉料V272和V276(654 SMO)的σ含量高。对于合金28Cr，由于钢中高的N含量，σ相含量被显著降低。然而，当N含量高于0.53重量％时，在晶界处形成了针状析出物。析出物非常细以致于不可能确定它们的组成。据推断它们由Cr2N氮化物组成。在ActaPolytechnica Scandinavia，Me No.128，Espoo 1988中，J.Tervo报道了当N含量高于0.55重量％时，在654 SMO中将析出Cr2N氮化物，并且该氮化物主要在相似外观的晶界处形成。
对于一些代表性的合金，图3示出了在退火中获得的显微组织。在炉料V272-V277的组织中，σ相得以保持。由于偏析作用，使用的退火温度(1180℃)可能仍然过低，以致于不能去除金属间相。基本上没有金属间相例如σ相的显微组织在根据上述测量方法的交叉索引测量中不应具有大于0.6的值。在对28Cr的实验中，针状相却在固溶退火后消失。对于高N炉料(V278和V279)，获得了完全奥氏体的组织。
通过利用TIG的点焊进行重熔
由于对于不同的坯锭出钢温度不同，因此难以直接对(根据本发明的)合金28Cr，和654 SMO和B66的偏析水平分别进行比较。因此，通过使用利用TIG的点焊对28Cr的每个样品、以及654 SMO和B66的初始片材分别进行重熔。使用相同的焊接参数(I＝100A，V＝11V，t＝5s，保护气体Ar流速为10升/分钟，且电弧长度相同)。
将合金28Cr的偏析水平分别与654 SMO和B66的偏析水平相比较。确定分布系数K，如表5中所示。Si和Mo是系数最高的合金化元素，即，它们是偏析最大的元素。对于W，该系数显著降低，但其仍高于Cr的系数。因此，具有高含量的表现出最低偏析倾向的Cr并且保持非常低含量的Mo和硅是有益的。这里，钨处于中间水平。
表5
用于确定分布系数K(K＝CID/CD)的EDS/WDS分析。CID是枝晶间中心的元素含量；CD是枝晶中心的元素含量。
 合金\K  Si  Cr  Mn  Fe  Ni  Cu  Mo   W  N
 B66  4.06  1.06  1.26  0.88  0.98  1.25  1.70   1.14  1.18
 654SMO  3.08  1.02  1.14  0.84  0.86  1.13  1.73   -  1.27
 28CR-V274  1.96  1.02  1.27  0.87  0.99  1.35  1.68   -  1.07
 28CR-V275  1.78  1.02  1.27  0.85  0.99  1.41  1.84   -  1.20
 28CR-V278  1.96  1.02  1.24  0.87  1.00  1.14  1.58   -  1.24
 28CR-V279  1.80  1.01  1.34  0.85  1.00  1.37  1.80   -  1.19
腐蚀试验
从接近纵断面坯锭表面的底部取双份样品，并在1180℃下固溶退火40分钟，随后在水中淬火。其后在已经用320粒度的研磨纸进行了研磨的样品表面上测量点蚀温度。根据标准ASTM G510在3M的NaBr溶液中进行分析。在从0℃至94℃的温度扫描期间，于+700mVSCE下以恒电势方式监测电流密度。临界的点蚀温度(CPT)定义为电流密度超过100μA/cm2时的温度，即最先发生局部点蚀时的温度点。点蚀测试的结果在表6中示出。
表6不同合金的临界的点蚀温度(CPT)
  合金   炉料编号            CPT(℃)
 试验1  试验2   平均值
  654SMO   V276  79.1  81.8   80.5
  B66   V277  ＞87.0  85.4   ＞86.2
  28Cr   V274  67.5  61.4   64.5
  28Cr   V275  68.0  59.6   63.9
  28Cr   V278  ＞93.0  70.5   ＞81.8
  28Cr   V279  79.1  89.2   84.2
结果显示，28Cr(V278-9)的抗点蚀性高，并且在一些情况下优于商品钢的抗点蚀性。
结论
由于高水平的Cr和锰，在合金28Cr中实现了良好的N溶解度。基于较高Cr含量的这种良好的N溶解度使得能够降低Mo含量同时最重要的是将PRE值维持在与654SMO相同的水平。
增加的N含量显著地降低了σ相的量。特别是在0.67-0.72重量％N的范围内，合金28Cr在铸造阶段已呈现出完全奥氏体组织，在晶界处形成极少的针状氮化物且几乎没有σ相。在1180℃下固溶退火40分钟后，可完全消除该氮化物。
具有优选的N含量的合金28Cr具有与654 SMO和B66相似的良好的抗点蚀性。
根据本发明的奥氏体不锈钢因此非常适合于以多种加工形式，例如片材、棒材或管材，用于化学工业、能源工厂和各种海水应用中的侵蚀性环境中。

Claims (20)

1.一种奥氏体不锈钢，其特征在于具有以重量％计的如下组成：
最多0.03的C
最多0.5的Si
最多6的Mn
28-30的Cr
21-24的Ni
4-6％的(Mo+W/2)，W的含量为最多0.7
0.5-1.1的N
最多1.0的Cu
余量的Fe以及来自钢生产的常规含量的杂质。
2.根据权利要求1的钢，其特征在于该钢包含0.015-0.025的C。
3.根据权利要求2的钢，其特征在于该钢包含0.020的C。
4.根据权利要求1的钢，其特征在于该钢包含最多0.3、优选最多0.25的Si。
5.根据权利要求1的钢，其特征在于该钢包含至少4的Mn。
6.根据权利要求5的钢，其特征在于该钢包含4.5-5.5、优选约5.0％的Mn。
7.根据权利要求1的钢，其特征在于该钢包含28.0-29.0、优选28.5的Cr。
8.根据权利要求1的钢，其特征在于该钢包含22-23、优选22.0-22.6的Ni。
9.根据权利要求1的钢，其特征在于该钢包含5-6、优选约5.5的Mo。
10.根据权利要求9的钢，其特征在于该钢包含最多0.5、优选最多0.3的Mo且最优选最多0.1的W。
11.根据权利要求1的钢，其特征在于该钢包含至少0.6的N。
12.根据权利要求11的钢，其特征在于该钢包含0.6-0.8的N。
13.根据权利要求1的钢，其特征在于该钢包含至少0.5、优选0.7-0.8的Cu。
14.根据权利要求1的钢，其特征在于该钢还可任选地包含一种或多种提高热延展性的元素，例如：
最多0.005的B
最多0.1的Ce+La
最多0.05的Al
最多0.01的Ca
最多0.01的Mg。
15.根据权利要求1的钢，其特征在于该钢包含使得能够获得至少60的PRE值的量的Cr、Mo和N，其中PRE＝Cr+3.3Mo+1.65W+30N。
16.根据权利要求15的钢，其特征在于PRE值为至少64，优选为约66。
17.根据权利要求1的钢，其特征在于该钢包含：
最多0.3的Si
5-6的(Mo+W/2)，其中W的量为最多0.7，和
0.6-0.9的N，并且其中在1150-1220℃温度下的热处理之后，该钢具有主要由奥氏体组成且基本上不含有害量的二次相的均匀显微组织。
18.一种钢产品，其特征在于该钢产品由具有前述权利要求中任一项的组成的钢制造，其中该制造包含所述钢的连续铸造以便形成扁平或长的产品。
19.根据权利要求18的钢产品，其特征在于没有任何重熔，以至少1∶3的压下率将其热轧至最大50mm的最终尺寸，并且在于其具有低偏析水平的显微组织。
20.根据权利要求19的钢产品，其特征在于该钢包含：
最多0.3的Si，
5-6的(Mo+W/2)，其中W的量为最多0.7，和
0.6-1.1的N，并且其中所述钢产品在1150-1220℃温度下的热处理之后，具有主要由奥氏体组成且基本上不含有害量的二次相的显微组织。
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