CN102191441A

CN102191441A - 金属软管不锈钢丝用奥氏体不锈钢

Info

Publication number: CN102191441A
Application number: CN 201010123060
Authority: CN
Inventors: 马建华; 蒋桂林; 范军平
Original assignee: HUAZE METAL INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: HUAZE METAL INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2011-09-21

Abstract

本发明公开了一种金属软管不锈钢丝用奥氏体不锈钢，包含碳、硅、磷、硫、锰、铬、镍、氮、钼、铜、铁，其重量百分比为：C：≤0.05-0.07％，Si：≤0.3-0.7％，P：≤0.035％，S：≤0.02％，Mn：≤1-1.6％，Cr：10-30％，Ni：8.05-8.3％，N：0.08-0.12％，Mo：0.35-0.5％，Cu：0.4-0.6％，余量为Fe。该金属软管不锈钢丝用奥氏体不锈钢具有较好的耐腐蚀性能、塑韧性和较高的抗拉强度，且能够满足生产的钢丝具有较好表面光洁度。

Description

金属软管不锈钢丝用奥氏体不锈钢

技术领域

本发明涉及奥氏体不锈钢，特别涉及一种编织金属软管不锈钢丝用奥氏体不锈钢。

背景技术

18-8系列奥氏体不锈钢，如1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9等是传统的奥氏体不锈钢，俗称“304”，该系列钢因其良好的耐腐性能、热加工性能、冷加工性能及综合机械性能，在生产上得到广泛稳定的长期应用。金属软管不锈钢丝需具备如下特点：1、耐腐蚀。编织后盐雾试验72小时后不生锈。2、较高的抗拉强度。编织成EPDM管后，提供一些耐压能力，防止EPDM管爆破。3、表面光洁度。光滑的线材表面，编织时不能出现跳线。现有技术中，一般使用304不锈钢材料制作编织金属软管不锈钢丝，但在经过编织后，其线材已经被加工硬化，故其耐腐蚀性能也有所下降，试验表明，一般编织后做盐雾试验，48小时后，其将开始出现锈点，开始生锈，另外，304不锈钢退火软线φ0.20mm其抗拉强度一般在700-800MPa，其抗拉强度并不能满足金属软管线的使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较好的耐腐蚀性能、塑韧性和较高的抗拉强度，且能够满足生产的钢丝具有较好表面光洁度的金属软管不锈钢丝用奥氏体不锈钢。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

金属软管不锈钢丝用奥氏体不锈钢，包含碳、硅、磷、硫、锰、铬、镍、氮、钼、铜、铁，其质量百分比为：C：≤0.05-0.07％，Si：≤0.3-0.7％，P：≤0.035％，S：≤0.02％，Mn：≤1-1.6％，Cr：10-30％，Ni：8.05-8.3％，N：0.08-0.12％，Mo：0.35-0.5％，Cu：0.4-0.6％，余量为Fe。

所述的金属软管用不锈钢丝还包含Re，其质量百分比为0.005-0.10％。

本发明的设计思路是在304不锈钢材料的基础上，适量增加耐腐蚀和提高抗拉强度的微量元素，选择合适的氮含量，加一定量的铜和钼元素，以稳定组织和改善性能，优化成分，开发耐腐蚀性能、塑韧性较高的抗拉强度，且能够满足钢丝具有较好表面光洁度的金属软管不锈钢丝用奥氏体不锈钢。

铬，是奥氏体不锈钢中最主要的合金元素。奥氏体不锈钢的不锈性和耐蚀性的获得是由于在介质作用下，铬促进了钢的钝化并使钢保持稳定钝态的结果。铬对奥氏体不锈钢性能影响最大的是耐蚀性，主要表现在铬提高钢的耐氧化性介质和酸性氯化物介质的性能；铬还提高钢耐局部腐蚀，比如晶间腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀以及某些条件下应力腐蚀的性能；因此钢中的铬含量不能过低，要求控制在10-30％之间；铬、铜和钼的配合使不锈钢的耐蚀性能有极大的提高。

碳，是强烈形成并稳定奥氏体且扩大奥氏体区的元素。碳形成奥氏体的能力约为镍的30倍，对不锈钢而言，碳是一种有害元素，这主要是由于在不锈和耐蚀用途中的一些条件下，如焊接或450-850度加热，碳与钢中的铬形成高铬的碳化物Cr₂₃C₆，使钢的耐腐蚀性能特别是耐晶间腐蚀性能下降；因此在设计成分时，始终把降低碳含量作为衡量其耐腐蚀性能好坏的重要指标，但碳控制过低会影响单一奥氏体组织的稳定性及增加冶炼工艺成本，故控制碳在0.05-0.07％范围。

硅元素的加入有脱氧效果，当硅以固溶态的形式存在时，他可以提高基体的屈服强度，但会使材料的韧脆转变温度提高，同时可在钢的表面上形成致密的SiO₂膜，阻碍酸向钢内部进一步侵蚀，对提高钢在高浓度硝酸中的耐蚀性尤为有效，含硅量过高使钢度变形困难。所以将其含量按0.3-0.7％范围控制。

氮，是非常强烈地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碳相当，约为镍的30倍。氮的作用除代替部分镍以节约贵重元素外，主要是作为固溶强化元素提高奥氏体不锈钢的强度，但并不显著损害钢的塑性和韧性；同时氮提高钢的耐腐蚀性能，特别是耐晶间腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀等；基于氮这些优良的特性，设计时氮含量控制在0.08-0.12％范围，根据碳、锰含量作相应调整。

锰，是弱形成奥氏体元素，但具有强烈稳定奥氏体的作用，锰还可增加氮在奥氏体钢中的溶解度，但随着锰元素的提高强度也提高，因此在确保氮充分溶解的前提下，设计锰含量在1-1.6％。为保证奥氏体组织，降低马氏体变形温度，成分控制按：碳取上限时，锰、氮取中下限；碳在下限时，锰与氮取中上限。

铜，在奥氏体不锈钢中的作用，能显著降低钢的冷作硬化倾向，能显著降低的热加工性，特别是当奥氏体不锈钢中镍含量较低时更为明显；能提高冷加工成形性能，进一步提高含钼奥氏体不锈钢在还原性介质中的耐蚀性，可使铬镍奥氏体不锈钢的室温强度降低，塑性提高；而且铜也是弱奥氏体形成元素。因此设计时，铜控制在0.4-0.6％的范围，铜过高会影响钢的强度和奥氏体钢的耐点蚀、耐应力腐蚀性能。

镍，是奥氏体不锈钢的最主要元素，它的主要作用是形成并稳定奥氏体组织，它促进铬的钝化，其本身不是耐腐蚀元素。但镍可改善冷热加工性能，使强度、塑性和韧性很好的配合，其价格也是十分昂贵的，故明确Ni含量按8.05-8.3％范围控制，尽可能靠近下限，因为镍含量越高，成本越高。成分控制按：镍取上限时，锰、铜取中下限；镍在下限时，锰与铜取中上限。

钼，钼的作用主要是提高钢在还原介质的耐蚀性，并提高钢的耐点腐蚀及缝隙腐蚀等性能；钼主要是强化钢中铬的耐蚀作用，与此同时，钼形成钼酸盐后的缓蚀作用也已为实验所证实。

微量稀土元素不仅能净化钢液，而且能细化钢的凝固组织，改变夹杂物的性质、形态和分布，从而提高钢的各项性能。稀土能增加碳的溶解度，抑制以M(Cr)₂₃C₆型为主的富铬α相的析出，细化α相，使α相的腐蚀过程和电化学过程特征显著得到改善；稀土是表面活性元素，富集于晶界，可提高晶界的洁净度；稀土又是局域弱化的强抑制剂，可改善了钢的延塑性和韧性等。本发明稀土元素控制在0.005-0.10％的范围。

本发明金属软管不锈钢丝用奥氏体不锈钢与传统18-8型(304)相比有以下特点：

1、具有较好的耐腐蚀性能，使用本发明生产的不锈钢丝编织后盐雾试验72小时后不生锈。

2、具有较高的抗拉强度。

3、本发明生产的不锈钢丝表面光洁度较好，光滑的线材编织时不易出现跳线。

经过若干次试验和研究表明，在304不锈钢中加入适量的Mo和N，既可以提高其耐腐蚀性能，又可以提高其抗拉强度的要求。因为在304不锈钢中加入N，可以大大提高钢的强度，且耐腐蚀有明显的改善，在钢中，N对于形成单相奥氏体的能力是Ni的30倍。加入Mo，可以提高不锈钢耐点腐蚀和缝隙腐蚀的能力。为了防止在钢锭轧制盘条的过程中引起开裂，加入适量的Cu，可显著降低冷作硬化倾向，提高冷加工成形性能，以便解决部分塑韧性不足的问题，从而大大提高了钢锭轧制的成材率，降低生产成本。

具体实施方式

实施例1：

一种金属软管不锈钢丝用奥氏体不锈钢，包含碳、硅、磷、硫、锰、铬、镍、氮、钼、铜和铁，其成分质量百分比为：C0.056，Mn1.25，Si0.41，P0.032，S0.014，Cr18.23，N0.094，Cu0.52，Mo0.38，Ni8.12，余量铁。本发明生产的金属软管用不锈钢丝经江苏省不锈钢制品质量监督检验中心检验，其最大力Fm10.96KN，抗拉强度Rm872.21MPa，下屈服强度ReL562.63MPa，断面收缩率Z100％，断后延长率38％。

实施例2：

一种金属软管不锈钢丝用奥氏体不锈钢，包含碳、硅、磷、硫、锰、铬、镍、氮、钼、铜、稀土元素和铁，其成分质量百分比为：C0.056，Mn1.25，Si0.41，P0.032，S0.014，Cr18.23，N0.094，Cu0.52，Mo0.38，Ni8.12，Re0.044，余量铁。

Claims

1.金属软管不锈钢丝用奥氏体不锈钢，包含碳、硅、磷、硫、锰、铬、镍、氮、钼、铜、铁，其重量百分比为：C：≤0.05-0.07％，Si：≤0.3-0.7％，P：≤0.035％，S：≤0.02％，Mn：≤1-1.6％，Cr：10-30％，Ni：8.05-8.3％，N：0.08-0.12％，Mo：0.35-0.5％，Cu：0.4-0.6％，余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的金属软管用不锈钢丝，其特征在于：还包含Re，其质量百分比为0.005-0.10％。