CN101942612A - 一种具有良好耐腐蚀性能的节镍奥氏体不锈钢 - Google Patents
一种具有良好耐腐蚀性能的节镍奥氏体不锈钢 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101942612A CN101942612A CN 201010250718 CN201010250718A CN101942612A CN 101942612 A CN101942612 A CN 101942612A CN 201010250718 CN201010250718 CN 201010250718 CN 201010250718 A CN201010250718 A CN 201010250718A CN 101942612 A CN101942612 A CN 101942612A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stainless steel
- percent
- nickel
- corrosion resistance
- austenitic stainless
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本发明涉及一种具有良好耐腐蚀性能的节镍奥氏体不锈钢，属于金属材料领域。该具有良好耐腐蚀性能的节镍奥氏体不锈钢，其化学成分的重量百分比为：C：0.05-0.08；Si：0.3-0.6；Mn：8-10；Cr：14-16；Ni：2-3；S：0-0.01；P：0-0.045；N：0.1-0.15；Cu：1-2；Mo：0.5-1.5；B：15-40ppm；Ca：10-30ppm；其余为Fe和不可避免的杂质元素。本发明具有配方设计合理、镍金属含量低、造价低、具有良好耐腐蚀性能、具有较好热加工性能的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有良好耐腐蚀性能的节镍奥氏体不锈钢，属于金属材料领域。
背景技术
18-8系列奥氏体不锈钢，俗称“304”，该系列不锈钢因其良好的耐腐蚀性能、热加工性能、冷加工性能及综合机械性能，深受欢迎且广泛的应用于电器、厨卫制品和五金等行业。但是该钢种由于含有较高的贵金属镍，而镍是目前世界上非常紧缺的战略资源。奥氏体不锈钢的需求增加，引起镍价的进一步上涨，继而影响到奥氏体不锈钢的生产成本，为此人们纷纷开发低镍奥氏体不锈钢来代替高镍的奥氏体不锈钢，不同镍含量和相关合金元素的低镍奥氏体不锈钢相近专利的成分见下表：
专利申请号为200710119205.1：该专利Cu含量比较高，造成了不锈钢成本的增加。另外该专利未对N元素进行控制，难以保证奥氏体组织的稳定性。
专利申请号为200410047238.6：该专利对热加工边裂敏感元素Cr含量控制较低，故热加工性能好些但耐腐蚀性能会降低。
专利申请号为200710134321.0：该专利中添加了Re元素，增加了冶炼的难度，难以在大生产中实施。
专利申请号为200810060212.3：该专利Cr含量比较低，而且N含量比较高，故其耐腐蚀性能比较差，且热加工性能不好。
专利申请号为200910128648.6：该专利Cr含量比较低，其耐腐蚀性能比较差，另外Ni含量也比较低，难以保证稳定奥氏体组织的形成，热加工性能也比较差。
根据上述分析可知，虽然出现了较多的低镍含量奥氏体不锈钢，其成本较304不锈钢有了较大的下降，但是还是存在两个方面的问题：一是这些钢种的耐腐蚀性能比较差，二是这些钢种的热加工性能比较差。因此，既具有良好耐腐蚀性能，又具有较好热加工性能的低镍奥氏体不锈钢是本领域亟待解决的问题之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种配方设计合理、镍金属含量低、造价低、既具有良好耐腐蚀性能又具有较好热加工性能的奥氏体不锈钢。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是该具有良好耐腐蚀性能的节镍奥氏体不锈钢，其化学成分的重量百分比为：
C：0.05-0.08
Si：0.3-0.6
Mn：8-10
Cr：14-16
Ni：2-3
S：0-0.01
P：0-0.045
N：0.1-0.15
Cu：1-2
Mo：0.5-1.5
B：15-40ppm
Ca：10-30ppm
其余为Fe和不可避免的杂质元素。
作为优选，本发明所述的化学成分的重量百分比为：
C：0.05-0.08
Si：0.35-0.55
Mn：8.5-9.5
Cr：14.5-15.5
Ni：2-3
S：0-0.01
P：0-0.040
N：0.1-0.15
Cu：1-2
Mo：0.5-1.5
B：15-35ppm
Ca：10-25ppm
其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本发明的设计思路是降Ni，保证必要的Cr含量，以确保耐腐蚀性能和降低成本；选择合适的N含量，增加一定量的Mn和Cu，以稳定奥氏体组织和改善性能；增加一定量的Mo含量，提高不锈钢的耐腐蚀性能；添加微量的B元素，提高钢的热加工性能；增加微量的Ca元素，改变夹杂物的形貌。上述各元素的作用如下：
C是一种间隙元素，能够强烈形成并稳定奥氏组织并扩大奥氏体区。C形成奥氏体的能力约为Ni的30倍，但过多的C会与钢种的Cr形成Cr23C6型碳化物，使钢的耐腐蚀性能特别是耐晶间腐蚀性能下降。从耐腐蚀性角度考虑，一般要求C越低越好，但过低的C会使奥氏体组织不稳定，而且增加冶炼成本。因此兼顾奥氏体组织和耐蚀性，控制C在0.05-0.08％。
Si是脱氧元素，另外也是提高抗高温氧化性能的有效元素，但是Si是强烈的铁素体形成元素。为了获得稳定的奥氏体组织，控制在0.3-0.6％。
Mn是较弱的奥氏体形成元素，但可增加N在奥氏体钢中的溶解度，Mn、N的复合加入可替代钢中昂贵的Ni元素，但Mn的加入会与钢中的杂质元素S形成MnS而降低钢的耐蚀性，过高的Mn还降低奥氏体钢的焊接性能。因此Mn控制在8-10％。
Cr是奥氏体不锈钢中的主要元素，增加Cr含量能够提高不锈钢的耐蚀性，但是Cr含量过多会导致在不锈钢中形成过多的铁素体，引起加工性能变差，产生边裂，因此Cr含量控制在14-16％。
Ni的主要作用是形成并稳定奥氏体组织，它促进铬的钝化，其本身不是耐蚀元素。Ni可改善冷热加工性能，使强度、塑性和韧性很好的配合，但其价格也是比较昂贵的，因此，在保证不锈钢性能的前提下，尽可能降低Ni，控制其在2-3％。
N是非常强烈形成并稳定奥氏体且扩大奥氏体相区的元素，其形成奥氏体的能力与C相当，约为镍的30倍。N主要作用是作为固溶强化元素提高奥氏体不锈钢的强度，但并不显著降低钢的塑性和韧性，同时N还可以显著提高不锈钢的综合耐蚀性能。但N含量过高，会导致钢的冷热加工性能下降。因此，控制N在0.1-0.15％。
Cu是弱奥氏体形成元素，能显著降低钢的冷作硬化倾向，适量的铜可以提高钢的冷加工成形性。但Cu过高会降低奥氏体不锈钢的热塑性，从而影响钢的热加工性能。因此Cu控制在1-2％。
P和S是不可避免的杂质元素，对性能有不利的影响，尽量降低P和S的含量，但考虑的冶炼的成本，因此控制P≤0.045％，S≤0.01％。
Mo在奥氏体不锈钢中的主要作用是提高钢的耐还原介质的腐蚀性能和耐点蚀、耐缝隙腐蚀等的性能。但Mo是铁素体形成元素，为使奥氏体不锈钢保持单一的奥氏体组织，随着钢中Mo含量的增加，奥氏体形成元素也要相应增加，综合考虑，Mo控制在0.5-1.5％。
B是提高热塑性强有力的元素，B元素能够防止不锈钢热轧过程中产生边裂，但是B过多会降低固溶态下的晶间腐蚀性能。因此B控制在15-35ppm。
Ca优先与降低热加工性的S反应，从而提高钢的热加工性，同时，适量的Ca还可以改变夹杂物的形态，提高钢坯的质量。但过多的Ca会导致产生过多的夹杂物。因此Ca含量控制在10-25ppm。
在钢种成分设计中，还考虑了Cr、Ni当量及相平衡，Cr、Ni当量的计算公式如下：
Cr当量％Creq＝％Cr+％Mo+1.5x％Si
Ni当量％Nieq＝％Ni+30x(％C+％N)+0.5x％Mn+0.3％Cu
以上公式主要用于成分设计时，确保合适的Cr当量和Ni当量，Cr当量偏高就会产生过多的高温铁素体，影响材料的热加工性能，产生边裂。通过相关计算，本发明钢种落在不锈钢组织相图的奥氏体区间内。
本发明同已有的技术相比，具有以下优点和特点：
本发明者通过不断的摸索，调整了钢中各元素及其配比，本发明的成分配比，使得产品既具有良好耐腐蚀性能，又具有良好热加工性能，是一种新型的低成本的节镍奥氏体不锈钢。
本发明在成分设计时选定了合适的Cr当量和Ni当量，使节Ni型不锈钢在高温热加工时保持单相奥氏体温度区间热轧，防止热轧经常出现的边裂缺陷产生。同时又保证了一定量的Cr、N、Mo等对耐腐蚀性能有益但对加工性能不利的元素，严格控制S，适当降低Mn，来提高节Ni奥氏体不锈钢的耐蚀性。本发明专利产品耐腐蚀性能优于传统的200系列不锈钢，与304不锈钢耐腐蚀性相当，在某些领域可以代替304不锈钢。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例：
下表为本发明实施例1-4与比较例的成分列表：wt％
下表为上表中实施例与比较例的性能参数：
下表为本发明实施例1-4与比较例的成分列表(wt％，其中B和Ca的单位为ppm)：
| C | Si | Mn | Cr | Ni | S | P | N | Cu | Mo | B | Ca | Fe | |
| 实施例5 | 0.06 | 0.42 | 9.8 | 14.5 | 2.1 | 0.004 | 0.04 | 0.12 | 1.87 | 1.02 | 15 | 28 | 平衡 |
| 实施例6 | 0.08 | 0.52 | 8.5 | 15.1 | 2.5 | 0.002 | 0.032 | 0.15 | 1.96 | 1.5 | 18 | 10 | 平衡 |
| 实施例7 | 0.07 | 0.3 | 8 | 14.8 | 2.4 | 0.003 | 0.025 | 0.12 | 1 | 1.3 | 24 | 25 | 平衡 |
| 实施例8 | 0.05 | 0.55 | 9.3 | 14.7 | 2.2 | 0.003 | 0.032 | 0.14 | 1.37 | 0.75 | 35 | 30 | 平衡 |
| 实施例9 | 0.075 | 0.38 | 8.7 | 15.5 | 2.4 | 0.003 | 0.037 | 0.1 | 1.42 | 0.5 | 34 | 24 | 平衡 |
| 实施例10 | 0.068 | 0.44 | 9.5 | 15.7 | 2.7 | 0.001 | 0.026 | 0.11 | 2 | 1.46 | 38 | 22 | 平衡 |
| 实施例11 | 0.072 | 0.33 | 10 | 16.0 | 2.8 | 0.003 | 0.031 | 0.13 | 1.65 | 0.86 | 40 | 17 | 平衡 |
| 实施例12 | 0.058 | 0.6 | 9.7 | 14.1 | 2.3 | 0.002 | 0.025 | 0.12 | 1.22 | 0.74 | 27 | 26 | 平衡 |
| 实施例13 | 0.062 | 0.58 | 8.4 | 15.7 | 2.9 | 0.002 | 0.027 | 0.11 | 1.17 | 0.58 | 30 | 14 | 平衡 |
| 实施例14 | 0.054 | 0.46 | 8.8 | 15.0 | 2.5 | 0.003 | 0.033 | 0.13 | 1.48 | 1.28 | 33 | 16 | 平衡 |
下表为上表中实施例的性能参数：
| 实施例9 | 365 | 678 | 60 | 173 | 无裂纹 |
| 实施例10 | 356 | 685 | 60 | 169 | 无裂纹 |
| 实施例11 | 362 | 678 | 59 | 174 | 无裂纹 |
| 实施例12 | 345 | 655 | 59 | 170 | 无裂纹 |
| 实施例13 | 342 | 655 | 60 | 171 | 无裂纹 |
| 实施例14 | 372 | 685 | 59 | 175 | 无裂纹 |
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其配方、工艺所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种具有良好耐腐蚀性能的节镍奥氏体不锈钢，其化学成分的重量百分比为：
C：0.05-0.08
Si：0.3-0.6
Mn：8-10
Cr：14-16
Ni：2-3
S：0-0.01
P：0-0.045
N：0.1-0.15
Cu：1-2
Mo：0.5-1.5
B：15-40ppm
Ca：10-30ppm
其余为Fe和不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的具有良好耐腐蚀性能的节镍奥氏体不锈钢，其特征是：所述的化学成分的重量百分比为：
C：0.05-0.08
Si：0.35-0.55
Mn：8.5-9.5
Cr：14.5-15.5
Ni：2-3
S：0-0.01
P：0-0.040
N：0.1-0.15
Cu：1-2
Mo：0.5-1.5
B：15-35ppm
Ca：10-25ppm
其余为Fe和不可避免的杂质元素。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010250718 CN101942612A (zh) | 2010-08-09 | 2010-08-09 | 一种具有良好耐腐蚀性能的节镍奥氏体不锈钢 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010250718 CN101942612A (zh) | 2010-08-09 | 2010-08-09 | 一种具有良好耐腐蚀性能的节镍奥氏体不锈钢 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101942612A true CN101942612A (zh) | 2011-01-12 |
Family
ID=43434814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201010250718 Pending CN101942612A (zh) | 2010-08-09 | 2010-08-09 | 一种具有良好耐腐蚀性能的节镍奥氏体不锈钢 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101942612A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109837470A (zh) * | 2017-11-29 | 2019-06-04 | 宝钢不锈钢有限公司 | 一种高强度含氮经济型奥氏体不锈钢及其制造方法 |
| WO2020020034A1 (zh) * | 2018-07-24 | 2020-01-30 | 福建青拓特钢技术研究有限公司 | 一种高强度高耐蚀节镍奥氏体不锈钢及其制造方法 |
| CN114875342A (zh) * | 2021-02-05 | 2022-08-09 | 上海卫图科技有限公司 | 一种节镍型人防不锈钢 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3112195A (en) * | 1959-06-04 | 1963-11-26 | Schoeller Bleckmann Stahlwerke | Drill stems for deep-well drill rods from non-magnetizable austenitic manganese-chromium alloy steels |
| US3756807A (en) * | 1970-01-13 | 1973-09-04 | Nisshin Steel Co Ltd | Austenitic stainless steels |
| CN101542003A (zh) * | 2007-04-10 | 2009-09-23 | 新日铁住金不锈钢株式会社 | 冲击吸收特性、形状冻结性和凸缘部切断性优异的汽车、两轮车或铁道车辆用结构构件及其制造方法 |
-
2010
- 2010-08-09 CN CN 201010250718 patent/CN101942612A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3112195A (en) * | 1959-06-04 | 1963-11-26 | Schoeller Bleckmann Stahlwerke | Drill stems for deep-well drill rods from non-magnetizable austenitic manganese-chromium alloy steels |
| US3756807A (en) * | 1970-01-13 | 1973-09-04 | Nisshin Steel Co Ltd | Austenitic stainless steels |
| CN101542003A (zh) * | 2007-04-10 | 2009-09-23 | 新日铁住金不锈钢株式会社 | 冲击吸收特性、形状冻结性和凸缘部切断性优异的汽车、两轮车或铁道车辆用结构构件及其制造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109837470A (zh) * | 2017-11-29 | 2019-06-04 | 宝钢不锈钢有限公司 | 一种高强度含氮经济型奥氏体不锈钢及其制造方法 |
| CN109837470B (zh) * | 2017-11-29 | 2022-04-01 | 宝钢德盛不锈钢有限公司 | 一种高强度含氮经济型奥氏体不锈钢及其制造方法 |
| WO2020020034A1 (zh) * | 2018-07-24 | 2020-01-30 | 福建青拓特钢技术研究有限公司 | 一种高强度高耐蚀节镍奥氏体不锈钢及其制造方法 |
| CN114875342A (zh) * | 2021-02-05 | 2022-08-09 | 上海卫图科技有限公司 | 一种节镍型人防不锈钢 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100915489B1 (ko) | 저합금강 | |
| CN100554480C (zh) | 铬锰铜钼系奥氏体耐蚀耐磨不锈钢 | |
| CN102409257A (zh) | 一种奥氏体系耐热钢及其制造方法 | |
| CN101775560B (zh) | 一种节镍奥氏体不锈钢及其制造方法 | |
| CN101328565A (zh) | 一种低镍型奥氏体不锈钢及其制造方法 | |
| CN102534418A (zh) | 一种油套管用马氏体不锈钢及其制造方法 | |
| CN100507054C (zh) | 耐腐蚀延伸性好的低镍奥氏体不锈钢 | |
| CN107460412B (zh) | 一种高强韧耐蚀钢及其轧制方法 | |
| KR20130060658A (ko) | 린 듀플렉스 스테인리스강 | |
| CN102453843A (zh) | 一种铁素体耐热钢 | |
| CN105821346A (zh) | 一种经济型双相不锈钢线材及其制造方法 | |
| CN101270451B (zh) | 塑料模具钢及其制造方法 | |
| CN102330033A (zh) | 一种耐腐蚀性能优良的低成本奥氏体不锈钢 | |
| CN104152818A (zh) | 一种双相不锈钢及其制备方法 | |
| CN102234740B (zh) | 一种铁素体不锈钢及其冷轧板的制造方法 | |
| CN103173696A (zh) | 不锈钢热轧钢板 | |
| CN101205589A (zh) | 一种软质铁素体不锈钢及其制造方法 | |
| CN102418051A (zh) | 低镍双相不锈钢 | |
| CN105200341A (zh) | 一种抗拉强度大于1000MPa的经济型双相不锈钢及其制造方法 | |
| CN102409266B (zh) | 一种低温韧性优异的耐酸腐蚀钢及其制造方法 | |
| JP2012211348A (ja) | 高温耐へたり性に優れる冷間圧延ステンレス鋼板およびその製造方法 | |
| KR20100100344A (ko) | 고온강도가 우수한 스테인레스 강재 및 그 제조방법 | |
| CN104726789A (zh) | 低镍不锈钢 | |
| CN101942612A (zh) | 一种具有良好耐腐蚀性能的节镍奥氏体不锈钢 | |
| CN107502834B (zh) | 一种Fe-Cr基多元合金及其轧制工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110112 |