CN103540860A

CN103540860A - 一种高强度耐腐蚀的不锈钢板

Info

Publication number: CN103540860A
Application number: CN201310451583.5A
Authority: CN
Inventors: 宗义正
Original assignee: Yongxing Taizhou Alloy Material Science And Technology Ltd
Current assignee: Yongxing Taizhou Alloy Material Science And Technology Ltd
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2014-01-29

Abstract

本发明公开了一种高强度耐腐蚀的不锈钢板，按重量份数由以下成分组成：Ni7.5~8份、Cr18~19份、B0.003~0.005份、C0.03~0.05份、Si0.3~0.5份、Mn0.6~0.8份，稀土元素0.03~0.4份、余量为Fe。本发明高强度耐腐蚀的不锈钢板，不仅具有高的抗拉强度、屈服强度、而且具有高耐腐蚀性能、同时由于添加了稀土元素，在阻止腐蚀介质与不锈钢的相互作用的同时增加了不锈钢板的延展性、消除钢锭中因氢气引起的气泡和减少钢坯中的裂纹等作用，其晶粒也更加细化。

Description

一种高强度耐腐蚀的不锈钢板

技术领域

本发明属于不锈钢技术领域，特别涉及一种高强度耐腐蚀的不锈钢板。

背景技术

不锈钢之所以有优良的防锈性和抗腐蚀性，在于不锈钢表面的Cr易与大气中的氧生成Cr2O3的致密钝态氧化膜，将大气中的水气及氧阻绝在外，保护基材不继续受氧化影响而腐蚀，即使材料本身受到外力或化学方式破坏表面，Cr2O3也能迅速再生成。除耐蚀性之外，不锈钢亦具有耐热性、耐高温腐蚀性、高温强度等优点，另一方面不锈钢机械性质虽不如碳钢，但加工硬化现象较碳钢为高，因此常使用加工硬化来达到强度的要求。

虽然能达到高强度，但同时也存在许多不足之处，如：晶粒粗大、低温韧性差、晶间腐蚀敏感、耐点蚀性能差、加工性能差等。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种高强度耐腐蚀的不锈钢板，该不锈钢板不仅强度高、而且晶粒细化、耐腐蚀性能强，加工性能也大大改善。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供一种高强度耐腐蚀的不锈钢板，按重量份数由以下成分组成：Ni 7.5~8份、Cr 18~19份、B 0.003~0.005份、C 0.03~0.05份、Si 0.3~0.5份、Mn 0.6~0.8份，稀土元素0.03~0.4份、余量为Fe。

为了提高不锈钢抗拉强度以及屈服强度以及耐腐蚀性能，我们添加了一定范围值的Cr、Ni、B、Mn等元素。

铬在不锈钢中的决定作用：决定不锈钢性属的元素只有一种，这就是铬，每种不锈钢都含有一定数量的铬。铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元素，根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后，促使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。这种变化可以从以下方面得到说明： ①铬使铁基固溶体的电极电位提高 ②铬吸收铁的电子使铁钝化。钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提高的现象。构成金属与合金钝化的理论很多，主要有薄膜论、吸附论及电子排列论。为了改善耐腐蚀性，本发明中Cr的质量份数必须控制在10份以上，为了配合其他元素的含量以及通过实验验证调整发现，Cr质量份数控制在18~19份更优。

镍作为合金元素在不锈钢中的作用，在于它使高铬钢的组织发生变化，从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。

高铬铁素体不锈钢Crl7Mo2Ti钢中加0.005％硼，可使在沸腾的65％醋酸中的耐腐蚀性能提高。加微量的硼可使奥氏体不锈钢的热态塑性改善。少量的硼由于形成低熔点共晶体，使奥氏体钢焊接时产生热裂纹的倾向增大，但含有较多的硼时，反而可防止热裂纹的产生。因为当含有适量的硼时，形成奥氏体－硼化物两相组织，使焊缝的熔点降低。熔池的凝固温度低于半溶化区时，母材在冷却时产生的张应力，由处于液态．固态的焊缝金属承受，此时是不致引起裂缝的，即使在近缝区形成了裂纹，也可以为处于液态－固态的熔池金属所填充。含硼的铬镍奥氏体不锈钢在原子能工业中有着特殊的用途。

碳是工业用钢的主要元素之一，钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式，在不锈钢中碳的影响尤为显著。碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面，一方面碳是稳定奥氏体的元素，并且作用的程度很大（约为镍的30倍），另一方面由于碳和铬的亲和力很大，与铬形成-系列复杂的碳化物。所以，从强度与耐腐烛性能两方面来看，碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。认识了这一影响的规律，我们就可以从不同的使用要求出发，选择不同含碳量的不锈钢。在不锈钢高温应用环境下，较高C含量容易引起不锈钢的敏化，造成不锈钢的高温强度下降，在高温环境下，必须保证不锈钢中的碳含量较低或者添加Ti、Nb等元素来防止晶间腐蚀。

硅是形成铁素体的元素，在一般不锈钢中为常存杂质元素。

锰类似于镍，当添加锰或用锰替代镍时，都会提高不锈钢的强度。

稀土元素应用于不锈钢，目前主要在于改善工艺性能方面。如向Crl7Ti钢和Cr17Mo2Ti钢中加少量的稀土元素，可以消除钢锭中因氢气引起的气泡和减少钢坯中的裂纹。

为了增加不锈钢的变性强度、延迟再结晶的开始时间以及使动态再结晶的激活能发生变化，我们在不锈钢中增加了稀土元素，而所述稀土元素为铈、镧、钪和钇中的一种或几种。

更为优选地，按重量份数由以下成分组成：Ni 7.7份、Cr 18.5份、B 0.004份、C 0.04份、Si 0.4份、Mn 0.7份，稀土元素0.22份、余量为Fe。

更为优选地，按重量份数主要由以下成分组成：Ni 7.5份、Cr 19份、B 0.003份、C 0.05份、Si 0.3份、Mn 0.6份，铈0.4份、余量为Fe。铈是稀土中丰度最高的元素，由于其对氧和硫有很强的化学亲合力，故对钢材的性能有重要影响。铈涂层能阻止腐蚀介质与不锈钢的相互作用，阻止阳极金属的溶解、电子的传输，增加阴极的极化作用，使不锈钢得到有效的保护。

有益效果：本发明高强度耐腐蚀的不锈钢板，不仅具有高的抗拉强度、屈服强度、而且具有高耐腐蚀性能、同时由于添加了稀土元素，在阻止腐蚀介质与不锈钢的相互作用的同时增加了不锈钢板的延展性、消除钢锭中因氢气引起的气泡和减少钢坯中的裂纹等作用，其晶粒也更加细化。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1

一种高强度耐腐蚀的不锈钢板，按重量份数由以下成分组成：按重量份数主要由以下原料制成：Ni 7.5份、Cr 19份、B 0.003份、C 0.05份、Si 0.3份、Mn 0.6份，铈0.4份、余量为Fe。

实施例2

一种高强度耐腐蚀的不锈钢板，按重量份数由以下成分组成：按重量份数主要由以下原料制成：Ni 7.7份、Cr 18.5份、B 0.004份、C 0.04份、Si 0.4份、Mn 0.7份，稀土元素0.22份、余量为Fe。所述稀土元素为铈、镧两种合金组成。

实施例3

一种高强度耐腐蚀的不锈钢板，按重量份数由以下成分组成：Ni 8份、Cr18份、B 0.005份、C 0.03份、Si 0.5份、Mn0.8份，钪0.03份、余量为Fe。

实施例4

一种高强度耐腐蚀的不锈钢板，按重量份数由以下成分组成：Ni 7.6份、Cr 18份、B 0.003份、C 0.05份、Si 0.3份、Mn 0.6份，钇0.03份、余量为Fe。

分别按照实施例1~4成分的配比进行合金化设计，将熔融的不锈钢液进行脱氧并调整上述的每种化学成分，在热轧之后再通过退货而结晶，然后进行冷轧至1.6mm厚的不锈钢板。

对上述施例1~4制成的不锈钢板与市面上同样厚度的普通的不锈钢板进行拉伸强度和屈服强度的测试：

腐蚀性能测试：在室温下采用1N H2SO4+1N KSCN溶液及除氧的3.5%NaCl溶液进行动电位极化实验。在30%的沸腾醋酸溶液中浸泡5次，每次48小时。

Figure 2013104515835100002DEST_PATH_IMAGE002

晶间腐蚀的实验结果以及在酸中的腐蚀速度结果如下：

Figure 2013104515835100002DEST_PATH_IMAGE004

Claims

1.一种高强度耐腐蚀的不锈钢板，其特征在于，按重量份数由以下成分组成：Ni 7.5~8份、Cr 18~19份、B 0.003~0.005份、C 0.03~0.05份、Si 0.3~0.5份、Mn 0.6~0.8份，稀土元素0.03~0.4份、余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀的不锈钢板，其特征在于，所述稀土元素为铈、镧、钪和钇中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀的不锈钢板，其特征在于，按重量份数由以下成分组成：Ni 7.7份、Cr 18.5份、B 0.004份、C 0.04份、Si 0.4份、Mn 0.7份，稀土元素0.22份、余量为Fe。

4.根据权利要求2所述的一种高强度耐腐蚀的不锈钢板，其特征在于，按重量份数主要由以下成分组成：Ni 7.5份、Cr 19份、B 0.003份、C 0.05份、Si 0.3份、Mn 0.6份，铈0.4份、余量为Fe。