CN102337484A - 航空器及其超低温系统用不锈钢管所用的不锈钢及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种航空器及其超低温系统用不锈钢管所用的不锈钢，其含如下质量百分比成分：C：0.04％以下、Mn：8.00％～10.00％、Si：1.00％以下、P：0.03％以下、Cr：19.00％～21.00％、Ni：5.5％～7.5％Mo：0.75％以下、Co：075％以下、N：0.15％～0.40％，剩余部分为铁。采用上述技术方案制备的不锈钢的抗拉强度在979～1117MPa，屈服强度大于827MPa，延伸率为20％。本发明的不锈钢的奥氏体非常稳定，即使经过60％的冷加工，仍能保持无磁的特征，它具有良好的强韧度和耐腐蚀性能，室温时的强度是一般奥氏体不锈钢304、321、316的两倍，该钢具有良好的工艺性、耐腐蚀性和抗高温氧化能力，并在-253℃的超低温的情况下，具有很高的强度和韧性，同时也具有很好的高温性能，此钢种广泛应用在航空和低温系统的抗高温氧化部件和无磁的部件。本发明还公开了该不锈钢的制备方法。

Description

航空器及其超低温系统用不锈钢管所用的不锈钢及其制备方法

技术领域

本发明涉及不锈钢技术领域，特别涉及一种航空器及其超低温系统用不锈钢管所用不锈钢及制备方法。 

背景技术

随着经济的飞速发展，航空器及其超低温系统经常需要使用到不锈钢管，而目前大量使用的镍5钢只能在-156℃的条件下使用，不能满足一些超低温系统，如天然气的贮存系统-196℃条件下使用，甚至更低的温度条件下使用。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种能在-253℃的超低温的情况下，具有很高的强度和韧性，同时也具有很好的高温性能的不锈钢。 

本发明所要解决的技术问题之二在于提供上述不锈钢的制备方法。 

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现： 

一种航空器及其超低温系统用不锈钢管所用的不锈钢，其含如下质量百分比成分：C：0.04％以下、Mn：8.00％～10.00％、Si：1.00％以下、P：0.03％以下、Cr：19.00％～21.00％、Ni：5.5％～7.5％Mo：0.75％以下、Co：075％以下、N：0.15％～0.40％，剩余部分为铁。 

上述不锈钢的制备方法依次包括如下步骤：1)熔炼，2)电渣重熔，3)锻造； 

1)熔炼 

用上述比例的原料先投放Ni、Cr、Fe至真空感应炉内，在1600～1650℃下熔炼熔化后，加纯Co熔化结束后，再加Mn、Mo；待熔化结束后，取样分析，并脱氧造渣，脱氧造渣时降低钢温，钢温控制在1520～1550℃，待分析结果符合要求后，精炼至渣白，提高出钢温度至1580℃，并浇注出钢至钢包，钢水浇注温度控制在1480～1500℃，得到电渣棒； 

2)电渣重熔 

A、首先根据钢的冶炼成分，在电渣重熔前，进行还原渣或氧化渣的制作，所述还原渣或氧化渣是由铝粉、石灰、铝氧粉、镁粉、萤石粉、钛白粉按不同比例配制成渣料； 

B、电渣棒熔化：先向电渣炉内加入步骤1)制备的电渣棒，装好结晶器，加好引弧剂，通入电压42V，电流为2200～2800A，引弧和加入上述还原渣或氧化渣，将还原渣或氧化渣熔化在电炉中，待还原渣或氧化渣熔化后，稳定以上电流，进入熔化状态，将电渣棒熔化，等结晶器钢液到设定区域后停电，自然冷却10小时后，脱模形成Φ360mm～Φ500mm圆锭； 

3)锻造 

在小于871℃的情况下，将上述Φ360mm～Φ500mm圆锭装入加热炉，然后用1.5小时将炉温升至至1204℃±10℃，保温1小时，然后半小时内降温至927℃，锻造开坯形成Φ60mm～Φ75mm的圆钢。 

采用上述技术方案制备的不锈钢的抗拉强度在979～1117Mpa，屈服强度大于827Mpa，延伸率为20％。其钢的奥氏体非常稳定，即使经过60％的冷加工，仍能保持无磁的特征，它具有良好的强韧度和耐腐蚀性能，室温时的强度是一般奥氏体不锈钢304、321、316的两倍，该钢具有良好的工艺性、耐腐蚀性和抗高温氧化能力，并在-253℃的超低温的情况下，具有很高的强度和韧性，同时也具有很好的高温性能，此钢种广泛应用在航空和低温系统的抗高温氧化部件和无磁的部件。 

具体实施方式

下面，对本发明进行更详细地说明。在本说明书中，表示钢的组成的“％”，只要没有特别说明，就是“质量％” 

本发明适用于航空器及其超低温系统用不锈钢管所用的不锈钢，其含如下质量百分比成分：C：0.04％以下、Mn：8.00％～10.00％、Si：1.00％以下、P：0.03％以下、Cr：19.00％～21.00％、Ni：5.5％～7.5％Mo：0.75％以下、Co：075％以下、N：0.15％～0.40％，剩余部分为铁。 

上述不锈钢的制备方法依次包括如下步骤：1)熔炼，2)电渣重熔，3)锻造； 

1)熔炼 

用上述比例的原料先投放Ni、Cr、Fe至真空感应炉内，在1600～1650℃下熔炼熔化后，加纯Co熔化结束后，再加Mn、Mo；待熔化结束后，取样分析，并脱氧造渣，脱氧造渣时降低钢温，钢温控制在1520～1550℃，待分析结果符合要求后，精炼至渣白，提高出钢温度至1580℃，并浇注出钢至钢包，钢水浇注温度控制在1480～1500℃，得到电渣棒； 

2)电渣重熔 

A、首先根据钢的冶炼成分，在电渣重熔前，进行还原渣或氧化渣的制作，所述还原渣或氧化渣是由铝粉、石灰、铝氧粉、镁粉、萤石粉、钛白粉按不同比例配制成渣料； 

B、电渣棒熔化：先向电渣炉内加入步骤1)制备的电渣棒，装好结晶器，加好引弧剂，通入电压42V，电流为2200～2800A，引弧和加入上述还原渣或氧化渣，将还原渣或氧化渣熔化在电炉中，待还原渣或氧化渣熔化后，稳定以上电流，进入熔化状态，将电渣棒熔化，等结晶器钢液到设定区域后停电，自然冷却10小时后，脱模形成Φ360mm～Φ500mm圆锭； 

3)锻造 

在小于871℃的情况下，将上述Φ360mm～Φ500mm圆锭装入加热炉，然后用1.5小时将炉温升至至1204℃±10℃，保温1小时，然后半小时内降温至927℃，锻造开坯形成Φ60mm～Φ75mm的圆钢。 

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (2)

1.一种航空器及其超低温系统用不锈钢管所用的不锈钢，其特征在于，含如下质量百分比成分：C：0.04％以下、Mn：8.00％～10.00％、Si：1.00％以下、P：0.03％以下、Cr：19.00％～21.00％、Ni：5.5％～7.5％Mo：0.75％以下、Co：075％以下、N：0.15％～0.40％，剩余部分为铁。

2.一种如权利要求1所述的不锈钢的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：1)熔炼，2)电渣重熔，3)锻造；

1)熔炼

用上述比例的原料先投放Ni、Cr、Fe至真空感应炉内，在1600～1650℃下熔炼熔化后，加纯Co熔化结束后，再加Mn、Mo；待熔化结束后，取样分析，并脱氧造渣，脱氧造渣时降低钢温，钢温控制在1520～1550℃，待分析结果符合要求后，精炼至渣白，提高出钢温度至1580℃，并浇注出钢至钢包，钢水浇注温度控制在1480～1500℃，得到电渣棒；

2)电渣重熔

A、首先根据钢的冶炼成分，在电渣重熔前，进行还原渣或氧化渣的制作，所述还原渣或氧化渣是由铝粉、石灰、铝氧粉、镁粉、萤石粉、钛白粉按不同比例配制成渣料；

B、电渣棒熔化：先向电渣炉内加入步骤1)制备的电渣棒，装好结晶器，加好引弧剂，通入电压42V，电流为2200～2800A，引弧和加入上述还原渣或氧化渣，将还原渣或氧化渣熔化在电炉中，待还原渣或氧化渣熔化后，稳定以上电流，进入熔化状态，将电渣棒熔化，等结晶器钢液到设定区域后停电，自然冷却10小时后，脱模形成Φ360mm～Φ500mm圆锭；

3)锻造

在小于871℃的情况下，将上述Φ360mm～Φ500mm圆锭装入加热炉，然后用1.5小时将炉温升至至1204℃±10℃，保温1小时，然后半小时内降温至927℃，锻造开坯形成Φ60mm～Φ75mm的圆钢。