CN105378135A - 双相铁素体奥氏体不锈钢 - Google Patents

双相铁素体奥氏体不锈钢 Download PDF

Info

Publication number
CN105378135A
CN105378135A CN201480039670.2A CN201480039670A CN105378135A CN 105378135 A CN105378135 A CN 105378135A CN 201480039670 A CN201480039670 A CN 201480039670A CN 105378135 A CN105378135 A CN 105378135A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stainless steel
austenitic stainless
dual phase
ferritic austenitic
weight
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
Application number
CN201480039670.2A
Other languages
English (en)
Inventor
J·奥利弗
E·施丁
R·彼得逊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Outokumpu Oyj
Original Assignee
Outokumpu Oyj
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Outokumpu Oyj filed Critical Outokumpu Oyj
Priority to CN201911262419.3A priority Critical patent/CN111041358A/zh
Publication of CN105378135A publication Critical patent/CN105378135A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/002Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/001Austenite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005Ferrite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0081Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for slabs; for billets

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明涉及双相铁素体奥氏体不锈钢,所述双相铁素体奥氏体不锈钢在退火条件下具有40-60体积%的铁素体和40-60体积%的奥氏体、优选45-55体积%的铁素体和45-55体积%的奥氏体,并具有改进的可冷加工性和冲击韧性。在对于铁素体形成元素和奥氏体形成元素即对于铬当量(Creq)和镍当量(Nieq):20<Creq<24.5和Nieq>10,其中Creq=Cr+1.5Si+Mo+2Ti+0.5Nb,Nieq=Ni+0.5Mn+30(C+N)+0.5(Cu+Co)的这样的条件下,所述不锈钢包含按重量%计小于0.07%的碳(C)、0.1-2.0%的硅(Si)、3-5%的锰(Mn)、19-23%的铬(Cr)、1.1-1.9%的镍(Ni)、1.1-3.5%的铜(Cu)、0.18-0.30%的氮(N),任选地用式(Mo+1/2W)≤1.0%计算的总量的钼(Mo)和/或钨(W),任选地0.001-0.005%的硼(B),任选地各自最高达0.03%的铈(Ce)和/或钙(Ca),余量为铁(Fe)和不可避免的杂质。

Description

双相铁素体奥氏体不锈钢
本发明涉及双相铁素体奥氏体不锈钢,其具有基本上由40-60体积%的铁素体和40-60体积%的奥氏体、优选45-55体积%的铁素体和45-55体积%的奥氏体组成的显微组织,且通过添加铜其具有改进的可冷加工性和冲击韧性。
通常在不锈钢中将铜含量限于约3重量%,以主要避免在接近熔点的温度下焊接、浇铸或热加工过程中发生的热裂。然而,较低水平(0.5-2.0重量%)确实存在于不锈钢号中,且可导致较高的可机加工性并改进冷加工过程。双相不锈钢通常具有良好的抗热裂性。
从EP专利1327008中已知一种双相铁素体奥氏体不锈钢,其以商标LDX出售,且在对于铁素体形成元素和奥氏体形成元素(即对于铬当量(Creq)和镍当量(Nieq):20<Creq<24.5和Nieq>10,其中
Creq=Cr+1.5Si+Mo+2Ti+0.5Nb
Nieq=Ni+0.5Mn+30(C+N)+0.5(Cu+Co))的这样的条件下,其包含按重量%计0.02-0.07%的碳(C)、0.1-2.0%的硅(Si)、3-8%的锰(Mn)、19-23%的铬(Cr)、1.1-1.7%的镍(Ni)、0.18-0.30%的氮(N),任选地按式(Mo+1/2W)最大1.0%的总量的钼(Mo)和/或钨(W),任选地最高达最大1.0%的铜(Cu),任选地0.001-0.005%的硼(B),任选地各自最高达0.03%的铈(Ce)和/或钙(Ca),余量为铁(Fe)和不可避免的杂质。
在该EP专利1327008中,关于铜据说铜是有价值的奥氏体形成元素,且可对在一些环境下的耐腐蚀性具有有利影响。但在另一方面,在铜的含量过高的情况下存在铜析出的风险,因此铜含量应最大为1.0重量%,优选地最大为0.7重量%。
如EP专利1786975中所描述的,EP专利1327008的铁素体奥氏体不锈钢具有良好的可机加工性,并因此适合于例如切削操作。
EP专利申请1715073涉及低镍和高氮的奥氏体-铁素体不锈钢,在该钢中将奥氏体相的百分比调整为10-85体积%的范围中。铁素体相独立地处于15-90体积%的范围中。通过将奥氏体相中的碳和氮含量的总和(C+N)调节至从0.16至2重量%的范围来获得该奥氏体-铁素体不锈钢的高可成形性。并且,在文献EP1715073中,作为任选的元素提及铜,其范围小于4重量%。文献EP1715073显示了用于经测试的不锈钢的极大量的化学组合物,但仅有极少的钢包含大于1重量%的铜。因此仅描述了铜作为用于EP1715073的不锈钢的一个可替代元素以提高耐腐蚀性,但EP1715073并未描述在所提及的铜范围中铜对不锈钢的性质的任何其他作用。
WO公开2010/070202描述了双相铁素体奥氏体不锈钢,其包含按重量%计0.005-0.04%的碳(C)、0.2-0.7%的硅(Si)、2.5-5%的锰(Mn)、23-27%的铬(Cr)、2.5-5%的镍(Ni)、0.5-2.5%的钼(Mo)、0.2-0.35%的氮(N),0.1-1.0%的铜(Cu),任选地小于1%的钨(W),小于0.0030%的包含硼(B)和钙(Ca)的组中的一个或多个元素,小于0.1%的铈(Ce),小于0.04%的铝(Al),小于0.010%的硫(S)和其余的铁(Fe)和偶存杂质。在该WO公开WO2010/070202中,关于铜,据说已知铜以高于0.1重量%的含量抑制金属间相的形成,且高于1重量%的铜导致更大量的金属间相。
WO公开2012/004473涉及具有改进的可机加工性的奥氏体铁素体不锈钢。所述钢包含按重量%计0.01-0.1%的碳(C)、0.2-1.5%的硅(Si)、0.5-2.0%的锰(Mn)、20.0-24.0%的铬(Cr)、1.0-3.0%的镍(Ni)、0.05-1.0%的钼(Mo)和≤0.15%的钨(W)以使得0.05<Mo+1/2W<1.0%,1.6-3.0%的铜(Cu)、0.12-0.20%的氮(N)、≤0.05%的铝(Al)、≤0.5%的钒(V)、≤0.5%的铌、≤0.5%的钛(Ti)、≤0.003%的硼(B)、≤0.5%的钴(Co)、≤1.0%的REM(稀土金属)、≤0.03%的钙(Ca)、≤0.1%的镁(Mg)、≤0.005%的硒(Se),其余为铁(Fe)和杂质。在该公开中关于铜,据说以介于1.6-3.0%之间的含量存在的铜有助于获得所需要的两相奥氏体铁素体组织,以获得对一般腐蚀更好的抗性,而不必将该钢号(shade)中氮的比率提高得过高。铜低于1.6%时,所需要的相组织所需氮的比率开始变得太大以致不能避免连续铸造大方坯的表面品质问题,并且铜高于3.0%时,开始存在铜偏析和/或析出的风险,其因此可以在长期使用中产生抗局部腐蚀性和降低弹性。
JP公开2010222695涉及铁素体奥氏体不锈钢,所述铁素体奥氏体不锈钢含有按重量%计0.06%或更少的C、0.1-1.5%的Si、0.1-6.0%的Mn、0.05%或更少的P、0.005%或更少的S、0.25-4.0%的Ni、19.0-23.0%的Cr、0.05-1.0%的Mo、3.0%或更少的Cu、0.15-0.25%的N、0.003-0.050%的Al、0.06-0.30%的V和0.007%或更少的O,同时根据下式控制Ni-bal.至-8到-4:
Ni-bal.=(Ni+0.5Mn+0.5Cu+30C+30N)-1.1(Cr+1.5Si+Mo+W)+8.2
且包括的奥氏体相的面积率为40-70%。
US公开2011097234描述了一种能够抑制焊接热影响区的耐腐蚀性和韧性降低的低组分双相不锈钢,其特征为:包含按重量%计:C:0.06%或更少,Si:0.1至1.5%,Mn:2.0至4.0%,P:0.05%或更少,S:0.005%或更少,Cr:19.0至23.0%,Ni:1.0至4.0%,Mo:1.0%或更少,Cu:0.1至3.0%,V:0.05至0.5%,Al:0.003至0.050%,O:0.007%或更少,N:0.10至0.25%,和Ti:0.05%或更少,余量为Fe和不可避免的杂质,具有由下式表示的80或更低的Md30温度值:
Md30=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Mo-68Nb,
具有由下式表示的-8至-4的Ni-bal:
Ni-bal=(Ni+0.5Mn+0.5Cu+30C+30N)-1.1(Cr+1.5Si+Mo+W)+8.2,且Ni-bal和N含量之间的关系满足下式:
N(%)<=0.37+0.03(Ni-bal),
且还具有40-70%的奥氏体相面积百分比,并具有3.5或更多的2Ni+Cu。
在JP公开2010222695和US公开2011097234两个公开中,钒是重要的添加剂元素,因为根据这些公开,钒降低了氮的活性且因此延迟了氮化物的析出。氮化物的析出是关键的,因为在焊接期间添加氮以提高热影响区(HAZ)的耐腐蚀性,且采用高氮将引起由沉积于晶界的氮化物导致的性质劣化的风险。
本发明的目的是为了消除现有技术的一些缺点,并在可冷加工性和冲击韧性方面利用铜含量的提高来改进根据EP专利1327008的双相铁素体奥氏体不锈钢。本发明的主要特征列于所附权利要求中。
根据本发明,发现提高如EP专利1327008中所描述的和以商标LDX出售的双相铁素体奥氏体不锈钢中的铜含量,使得铁素体奥氏体不锈钢包含1.1-3.5重量%的铜,改进了可冷加工性性质。铜的添加还影响了可机加工性。根据本发明的双相铁素体奥氏体不锈钢,在退火条件下具有40-60体积%的铁素体和40-60体积%的奥氏体、优选45-55体积%的铁素体和45-55体积%的奥氏体,在对于铁素体形成元素和奥氏体形成元素即对于铬当量(Creq)和镍当量(Nieq)):20<Creq<24.5和Nieq>10,其中
Creq=Cr+1.5Si+Mo+2Ti+0.5Nb,
Nieq=Ni+0.5Mn+30(C+N)+0.5(Cu+Co)的这样的条件下,
其包含按重量%计小于0.07%的碳(C)、0.1-2.0%的硅(Si)、3-5%的锰(Mn)、19-23%的铬(Cr)、1.1-1.9%的镍(Ni)、1.1-3.5%的铜(Cu)、0.18-0.30%的氮(N),任选地用式(Mo+1/2W)≤1.0%计算的总量的钼(Mo)和/或钨(W),任选地0.001-0.005%的硼(B),任选地各自最高达0.03%的铈(Ce)和/或钙(Ca),余量为铁(Fe)和不可避免的杂质。
根据本发明的双相铁素体奥氏体不锈钢优选包含1.1-2.5重量%的铜,更优选1.1-1.5重量%的铜。根据本发明的钢的临界点蚀温度(CPT)为13-19℃,优选为13.4-18.9℃,更优选为14.5-17.7℃。
在下面描述了显微组织中不同元素的作用,元素含量以重量%描述:
碳(C)有助于钢的强度,且其还是有价值的奥氏体形成元素,然而,关于钢的脱碳,将碳含量降至低水平是耗时的,并且因为这增加了还原剂的消耗所以还是昂贵的。如果碳含量高,存在碳化物析出的风险,这可降低钢的冲击韧性和对于晶间腐蚀的抗性。还应考虑碳在铁素体中具有极小的溶解度,这意味着钢的碳含量基本上积聚在奥氏体相中。因此,应将碳含量限制到最大0.07%,优选限制到最大0.05%,和合适地限制到最大0.04%。
在钢的制造中可使用硅(Si)用于脱氧目的,且硅作为来自钢的制造的残余物以至少0.1%的量存在。硅在钢中具有有利的特征,意思是其增强铁素体的高温强度,这在制造中具有显著的重要性。硅还是强铁素体形成元素并正因如此参与双相组织的稳定,且出于这些原因应当以至少0.2%的量存在,优选以至少0.35%的量存在。硅也具有一些不利的特征,因为其显著降低本应以高量存在的氮的溶解度,且如果硅的含量高,则还会增加不需要的金属间相析出的风险。因此将硅含量限于最大2.0%,优选限于最大1.5%,并且合适地限于最大1.0%。优化的硅含量为0.35-0.80%。
锰(Mn)是重要的奥氏体形成元素,并增加了氮在钢中的溶解度,且因此应以至少3%、优选至少3.8%的量存在。另一方面,锰降低了钢的耐腐蚀性。此外,使具有高含量的锰的不锈钢熔体脱碳是困难的,这意味着完成脱碳后需要添加相对纯的形式的锰(并且因此是昂贵的锰)。因此,钢不应包含大于5%的锰。优化的含量为3.8-4.5%的锰。
铬(Cr)是为获得钢所需要的耐腐蚀性的最重要的元素。铬还是钢的最重要的铁素体形成元素,其与其他铁素体形成元素组合并且与钢的平衡含量的奥氏体形成元素组合给出钢的所需双相特征。如果铬含量低,则存在钢将含有马氏体的风险,并且如果铬含量高,存在对抗金属间相析出和所谓的475-脆化的受损稳定性以及钢的不平衡的相组成的风险。出于这些原因,铬含量应为至少19%,优选至少20%,且合适地至少20.5%,且最大为23%,合适地最大为22.5%。合适的铬含量为21.0-22.0%,名义上为21.2-21.8%。
镍(Ni)是强奥氏体形成元素,并对钢的延展性具有有利作用,且因此应以至少1.1%的量存在。然而,镍的原料价格经常高且波动,因此,根据本发明的一方面,尽可能用其他合金元素替代镍。不超过1.9%的镍与其他合金元素组合是对于钢的所需双相组织的稳定化所必要的。因此优化的的镍含量为1.35-1.90%的Ni。
钼(Mo)是根据钢的组成的宽泛方面可省略的元素,即钼是本发明的钢中的任选元素。然而,钼与氮一起对耐腐蚀性具有有利的协同作用。鉴于钢的高氮含量,钢因此应包含至少0.1%的钼,优选地至少0.15%。然而,钼是强铁素体形成元素,且其可稳定钢的显微组织中的σ相,且其还具有偏析的倾向。另外,钼是昂贵的合金元素。出于这些原因,将钼含量限于最大1.0%,优选限于最大0.8%,合适地限于最大0.65%。优化的钼含量为0.15-0.54%。可由双倍量的钨(W)部分地替代钼,钨具有的性质与钼的性质相似。根据式(Mo+1/2W)≤1.0%来计算钼和钨的总量。然而,在钢的优选组成中,钢含有不超过最大0.5%的钨。
铜(Cu)是有价值的奥氏体形成元素,且可对在一些环境下尤其在一些酸性介质中的耐腐蚀性具有有利影响。铜还改进了根据本发明的不锈钢的冷加工和冲击韧性。因此,铜应以至少1.1%的量存在。本发明的铁优选含有1.1-3.5%的铜,更优选1.0-2.5%的铜,且最优选1.1-1.5%的铜。
氮(N)极其重要,因为其是钢的主要奥氏体形成元素。氮还有助于钢的强度和耐腐蚀性,且因此应以0.15%的最小量存在,优选至少0.18%。然而,氮在钢中的溶解度有限。在氮含量过高的情况下,当钢凝固时存在形成裂缝的风险,并且关于钢的焊接存在形成孔的风险。因此,钢应含有不大于0.30%的氮,优选最大0.26%的氮。优化的含量为0.20-0.24%。
硼(B)可任选地作为最高达最大0.005%(50ppm)的微合金化添加物存在于钢中,以改进钢的热延展性。如果硼作为有意添加的元素存在,则其应以至少0.001%的量存在以提供关于钢的改进的热延展性所需要的作用。
相似地,铈和/或钙任选地可以以每种所述元素最大0.03%的量存在于钢中以改进钢的热延展性。
除了以上提到的元素以外,钢基本上不含有任何另外的有意添加的元素,但只是杂质和铁。如在大多数钢中那样,磷是非所需的杂质,并且应优选以不高于最大0.035%的量存在。从经济制造的角度来看,还应将硫保持在尽可能低的水平,优选量为最大0.10%,合适地为更低(例如最大0.002%)以便不会损害钢的热延展性且因此不会损害其可轧制性,而这可能是关于双相钢的普遍问题。
在以下附图中更详细地阐释了本发明的铁素体奥氏体不锈钢的测试结果,其中
图1显示了锻造状态条件下钢的力学测试结果,
图2显示了在1050℃的温度下退火后钢的力学测试结果,
图3显示了锻造状态条件下和在1050℃的温度下退火后两者的钢的冲击测试结果。
对于每种合金使用从真空炉接收的30kg熔体,测试了铜对可冷加工性性质的作用。在力学测试之前,将合金锻造至50mm的最终厚度。对于所有熔体,使用以商标LDX出售的双相铁素体奥氏体不锈钢作为具有不同的铜添加物的基底材料。在表1中描述了待测试的合金的化学组成,其还包含以商标LDX出售的钢的各个熔体的化学组成:
表1化学组成;*200g小规模熔体
首先进行显微组织调查以检查铁素体含量。这是因为铜是奥氏体稳定剂,且预期奥氏体含量随着铜的添加而增加。当将铁素体含量维持在至少45体积%时,作为奥氏体稳定剂的锰含量减少至约3-5%的范围。还认为铜有必要完全溶解于铁素体相中,因为铜颗粒或富铜相对于耐点腐蚀性可为有害的。
在1050℃和/或1150℃的温度下退火后通过在BeharaII溶液中蚀刻来揭示样品的显微组织。通过溶液退火完成退火。0.85%Cu合金的显微组织与参比合金基本上相同。在1.1%Cu和更高的铜水平下,铁素体相含量变得连续地低。采用2.5%Cu的添加,容易地形成第二奥氏体相,且当在1050℃的温度下退火时,在铁素体相中存在铜颗粒,但是当在1150℃的温度下退火时,因为铁素体含量增加,所述铜颗粒可溶解。具有3.5%Cu的合金甚至在1150℃的温度下退火时在铁素体相中仍具有铜颗粒。
利用图像分析来测量在1050℃和1150℃的退火温度(T)下的退火样品的铁素体含量,并且结果呈现于表2中:
表2铁素体含量
从表2的结果注意到铜含量高达1.5%时铁素体含量良好,但在高于此的水平下,甚至在较高温度下退火时,该铁素体含量仍过低。通常,提高退火温度,铁素体含量增加5-7体积%,对于1.1%Cu合金和3.5%Cu合金正是如此。在两种退火温度下,对于2.5%Cu而言铁素体含量均是相同的。这可能是由于在较高温度(1150℃)下完全溶解于铁素体相中的铜导致第二奥氏体相的形成,从而抵消了铁素体相的增加。
对于0.75%Cu、1.0%Cu和1.5%Cu的合金,在锻造状态条件下确定了显微组织,在这种情况下,对于所有这些合金而言铁素体含量在61-66%之间。在1050℃的温度下退火之后,对于所有合金而言铁素体含量降低约6-8%。从图像分析观察到铁素体含量的降低主要由于第二奥氏体相的存在,所述第二奥氏体相随铜含量增加而变得更加明显。在1.5%Cu合金中,大量的奥氏体相存在于铁素体晶粒之间。
根据ASTMG150测试,利用1.0MNaCl对于在1050℃的温度下退火的合金确定了临界点蚀温度(CPT)。对于每种合金进行两次测试(CPT1和CPT2)。这些测试的结果呈现于表3中:
表3临界点蚀温度(CPT)
表3中的结果显示在该环境中给出铜对CPT的正作用。对于3.5%合金而言CPT实际上是最高的,尽管在显微组织中存在铜颗粒。出乎预料的是,这在某种程度上与铜颗粒对于耐点蚀性是有害的假说相矛盾。
对锻造状态和退火(1050℃)条件下的样品进行了作为用于可冷加工性的一部分的冷镦的测试,以便确定本发明的双相铁素体奥氏体不锈钢与参比材料相比时具有更好的性质。将材料机加工成尺寸为12mm×8mm的圆柱形样品,以用于在200-400mm/s的高速率下压缩样品。通过记录开裂(失效部件)和无裂纹(通过部件)来评估样品。
在该测试方法中,仅在用最大压缩压缩样品至约3毫米的实际最终厚度时发生开裂,而不论压缩速度。在较高速度下压缩下开裂稍微更严重。
冷镦测试结果呈现于表4中,其中除了当在1050℃的温度下退火时(“退火”栏提供有术语“是”),样品均处于锻造状态条件下:
表4:力学测试结果
表4中的结果显示:在对锻造材料的测试中,所有关于LDX和0.75%Cu的样品由于开裂而失效,然而成功率随着铜含量的增加而增加。在锻造状态条件下1.5%Cu样品中除一个以外均通过测试。在1050℃的温度下退火后,具有高达1.0%Cu的合金显示了相似的结果,约三分之一的样品通过了测试。对于1.5%Cu合金,多于一半的测试组分通过了测试,这表明了铜的正作用。
冷镦测试结果还显示于图1和图2中,其使用取决于钢表面上的裂纹数量的参数“失效”或“通过”。图1和图2显示了在锻造状态条件下和在1050℃的温度下退火之后,随着铜的添加而增加的“通过”测试结果的那部分。
还通过测量钢的冲击强度进一步测试了本发明的铁素体奥氏体不锈钢,以便获得钢的冲击韧性的信息。在锻造状态条件下和在1050℃的温度下退火之后均进行了测量。在表5中,除了当在温度1050℃下退火时(“退火”栏提供有术语“是”),样品均处于锻造状态条件下。表5和图3均显示了冲击强度的测量结果。
表5:冲击测试的结果
表5和图3中的结果显示了当铜含量高于0.75%时,铜的添加显著提高了冲击韧性。如先前所提到的,铜的增加导致了第二奥氏体的增加,其可减少/阻止穿过铁素体的裂纹扩展。
根据本发明制造的双相铁素体奥氏体钢可制备为铸件、锭子、板坯、初轧方坯、方坯、和平面产品例如板材、片材、带材、卷材,和长产品例如棒材、条材、线材、型材和型钢、无缝和焊接的管件和/或管道。此外,可制备其他的产品例如金属性粉末、成形的型钢和型材。

Claims (15)

1.双相铁素体奥氏体不锈钢,所述双相铁素体奥氏体不锈钢在退火条件下具有40-60体积%的铁素体和40-60体积%的奥氏体、优选45-55体积%的铁素体和45-55体积%的奥氏体,并具有改进的可冷加工性和冲击韧性,其特征在于在对于铁素体形成元素和奥氏体形成元素即对于铬当量(Creq)和镍当量(Nieq):20<Creq<24.5和Nieq>10,其中
Creq=Cr+1.5Si+Mo+2Ti+0.5Nb,
Nieq=Ni+0.5Mn+30(C+N)+0.5(Cu+Co)的这样的条件下,
所述钢包含按重量%计小于0.07%的碳(C)、0.1-2.0%的硅(Si)、3-5%的锰(Mn)、19-23%的铬(Cr)、1.1-1.9%的镍(Ni)、1.1-3.5%的铜(Cu)、0.18-0.30%的氮(N),任选地用式(Mo+1/2W)≤1.0%计算的总量的钼(Mo)和/或钨(W),任选地0.001-0.005%的硼(B),任选地各自最高达0.03%的铈(Ce)和/或钙(Ca),余量为铁(Fe)和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的双相铁素体奥氏体不锈钢,其特征在于所述钢包含1.1-2.5重量%的铜。
3.根据权利要求1或2所述的双相铁素体奥氏体不锈钢,其特征在于所述钢包含1.1-1.5重量%的铜。
4.根据前述权利要求中任一项所述的双相铁素体奥氏体不锈钢,其特征在于临界点蚀温度(CPT)是13-19℃。
5.根据前述权利要求中任一项所述的双相铁素体奥氏体不锈钢,其特征在于临界点蚀温度(CPT)是13.4-18.9℃。
6.根据前述权利要求中任一项所述的双相铁素体奥氏体不锈钢,其特征在于临界点蚀温度(CPT)是14.5-17.7℃。
7.根据前述权利要求中任一项所述的双相铁素体奥氏体不锈钢,其特征在于所述钢包含20-22重量%的铬。
8.根据前述权利要求中任一项所述的双相铁素体奥氏体不锈钢,其特征在于所述钢包含21-22重量%的铬。
9.根据前述权利要求中任一项所述的双相铁素体奥氏体不锈钢,其特征在于所述钢包含21.2-21.8重量%的铬。
10.根据前述权利要求中任一项所述的双相铁素体奥氏体不锈钢,其特征在于所述钢包含1.35-1.9重量%的镍。
11.根据前述权利要求中任一项所述的双相铁素体奥氏体不锈钢,其特征在于所述钢包含3.8-5.0重量%的锰。
12.根据前述权利要求中任一项所述的双相铁素体奥氏体不锈钢,其特征在于所述钢包含3.8-4.5重量%的锰。
13.根据前述权利要求中任一项所述的双相铁素体奥氏体不锈钢,其特征在于所述钢包含0.20-0.26重量%的氮。
14.根据前述权利要求中任一项所述的双相铁素体奥氏体不锈钢,其特征在于所述钢包含0.20-0.24重量%的氮。
15.根据权利要求1所述的双相铁素体奥氏体不锈钢,其特征在于将所述钢制备为锭、板坯、初轧方坯、方坯、板材、片材、带材、卷材、棒材、条材、线材、型材和型钢、无缝和焊接的管件和/或管道、金属性粉末、成形的型钢和型材。
CN201480039670.2A 2013-06-13 2014-06-12 双相铁素体奥氏体不锈钢 Pending CN105378135A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911262419.3A CN111041358A (zh) 2013-06-13 2014-06-12 双相铁素体奥氏体不锈钢

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20135649 2013-06-13
FI20135649A FI125734B (en) 2013-06-13 2013-06-13 Duplex ferritic austenitic stainless steel
PCT/FI2014/050476 WO2014199019A1 (en) 2013-06-13 2014-06-12 Duplex ferritic austenitic stainless steel

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911262419.3A Division CN111041358A (zh) 2013-06-13 2014-06-12 双相铁素体奥氏体不锈钢

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105378135A true CN105378135A (zh) 2016-03-02

Family

ID=52021705

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480039670.2A Pending CN105378135A (zh) 2013-06-13 2014-06-12 双相铁素体奥氏体不锈钢
CN201911262419.3A Pending CN111041358A (zh) 2013-06-13 2014-06-12 双相铁素体奥氏体不锈钢

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911262419.3A Pending CN111041358A (zh) 2013-06-13 2014-06-12 双相铁素体奥氏体不锈钢

Country Status (16)

Country Link
US (1) US11566309B2 (zh)
EP (1) EP3008222B1 (zh)
JP (2) JP6441909B2 (zh)
KR (2) KR20160018810A (zh)
CN (2) CN105378135A (zh)
AU (1) AU2014279972B2 (zh)
BR (1) BR112015031072B1 (zh)
CA (1) CA2914774C (zh)
EA (1) EA029477B1 (zh)
ES (1) ES2751466T3 (zh)
FI (1) FI125734B (zh)
MX (1) MX2015016985A (zh)
MY (1) MY174675A (zh)
SI (1) SI3008222T1 (zh)
TW (1) TWI661059B (zh)
WO (1) WO2014199019A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110088305A (zh) * 2016-12-21 2019-08-02 山特维克知识产权股份有限公司 双相不锈钢制品的用途
CN111961991A (zh) * 2020-09-02 2020-11-20 燕山大学 一种超高强塑积trip型双相不锈钢及其制备方法
CN112063919A (zh) * 2020-07-31 2020-12-11 丽水市正阳电力设计院有限公司 一种双相不锈钢
CN115233110A (zh) * 2022-08-09 2022-10-25 山东四通石油技术开发有限公司 一种防腐耐磨抗冲击合金及其制备方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101647210B1 (ko) * 2014-12-11 2016-08-10 주식회사 포스코 개재물이 저감된 듀플렉스 스테인리스 강판의 제조 방법
KR101820526B1 (ko) * 2016-08-10 2018-01-22 주식회사 포스코 굽힘 가공성이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강
CN106140574B (zh) * 2016-08-30 2019-01-25 三河市汇莹电气设备制造有限公司 一种点胶机加热装置
JP6347864B1 (ja) * 2017-03-24 2018-06-27 日新製鋼株式会社 オーステナイト系ステンレス鋼スラブの製造方法
CN107400835B (zh) * 2017-05-23 2021-12-03 上海大学 耐硫酸盐还原菌腐蚀用钢、其应用及其制备方法
KR102494720B1 (ko) * 2020-07-17 2023-02-01 주식회사 포스코 용접부 충격인성이 개선된 저합금 듀플렉스 스테인리스강
CN116145052A (zh) * 2023-02-08 2023-05-23 江苏天隆铸锻有限公司 一种低温冲击韧性好的双相不锈钢及其制备工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1914344A (zh) * 2004-01-29 2007-02-14 杰富意钢铁株式会社 奥氏体-铁素体类不锈钢
CN101815803A (zh) * 2007-10-10 2010-08-25 新日铁住金不锈钢株式会社 二相不锈钢线材、钢线及螺栓及其制造方法
WO2011135170A1 (en) * 2010-04-29 2011-11-03 Outokumpu Oyj Method for manufacturing and utilizing ferritic-austenitic stainless steel with high formability
CN102257174A (zh) * 2008-12-19 2011-11-23 奥托库姆普联合股份公司 铁素体-奥氏体不锈钢
JP2012126992A (ja) * 2010-11-25 2012-07-05 Jfe Steel Corp 燃料タンク用オーステナイト・フェライト系二相ステンレス鋼
WO2013081422A1 (ko) * 2011-11-30 2013-06-06 (주)포스코 린 듀플렉스 스테인리스강 및 그 제조방법

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8304381A (nl) * 1983-12-21 1985-07-16 Stamicarbon Werkwijze en inrichting voor het bereiden van melamine.
US4828630A (en) * 1988-02-04 1989-05-09 Armco Advanced Materials Corporation Duplex stainless steel with high manganese
SE517449C2 (sv) * 2000-09-27 2002-06-04 Avesta Polarit Ab Publ Ferrit-austenitiskt rostfritt stål
US6551420B1 (en) * 2001-10-16 2003-04-22 Ati Properties, Inc. Duplex stainless steel
JP2003171743A (ja) * 2001-12-06 2003-06-20 Aichi Steel Works Ltd 強度、靭性、耐海水性の優れた二相ステンレス鋼及びその製造方法
JP4760032B2 (ja) * 2004-01-29 2011-08-31 Jfeスチール株式会社 成形性に優れるオーステナイト・フェライト系ステンレス鋼
JP4760031B2 (ja) * 2004-01-29 2011-08-31 Jfeスチール株式会社 成形性に優れるオーステナイト・フェライト系ステンレス鋼
SE528375C2 (sv) * 2004-09-07 2006-10-31 Outokumpu Stainless Ab En sugvalsmantel av stål samt en metod för tillverkning av en sugvalsmantel
JP5072285B2 (ja) * 2006-08-08 2012-11-14 新日鐵住金ステンレス株式会社 二相ステンレス鋼
EP2172574B1 (en) 2007-08-02 2019-01-23 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation Ferritic-austenitic stainless steel excellent in corrosion resistance and workability and process for manufacturing the same
EP2258885B1 (en) * 2008-03-26 2019-05-15 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation Lean duplex stainless steel excellent in corrosion resistance and toughness of weld heat-affected zone
JP5288980B2 (ja) * 2008-10-02 2013-09-11 新日鐵住金ステンレス株式会社 衝撃靭性に優れた二相ステンレス熱間圧延鋼材とその製造方法
JP5511208B2 (ja) * 2009-03-25 2014-06-04 新日鐵住金ステンレス株式会社 耐食性の良好な省合金二相ステンレス鋼材とその製造方法
WO2012004464A1 (fr) * 2010-07-07 2012-01-12 Arcelormittal Investigación Y Desarrollo Sl Acier inoxydable austéno-ferritique à usinabilité améliorée
JP5406230B2 (ja) * 2011-01-27 2014-02-05 新日鐵住金ステンレス株式会社 合金元素節減型二相ステンレス熱延鋼材およびその製造方法
KR101379079B1 (ko) * 2011-11-30 2014-03-28 주식회사 포스코 린 듀플렉스 스테인리스강
CN103382540A (zh) * 2012-05-02 2013-11-06 由国峰 一种耐疲劳的不锈钢丝制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1914344A (zh) * 2004-01-29 2007-02-14 杰富意钢铁株式会社 奥氏体-铁素体类不锈钢
CN101815803A (zh) * 2007-10-10 2010-08-25 新日铁住金不锈钢株式会社 二相不锈钢线材、钢线及螺栓及其制造方法
CN102257174A (zh) * 2008-12-19 2011-11-23 奥托库姆普联合股份公司 铁素体-奥氏体不锈钢
WO2011135170A1 (en) * 2010-04-29 2011-11-03 Outokumpu Oyj Method for manufacturing and utilizing ferritic-austenitic stainless steel with high formability
JP2012126992A (ja) * 2010-11-25 2012-07-05 Jfe Steel Corp 燃料タンク用オーステナイト・フェライト系二相ステンレス鋼
WO2013081422A1 (ko) * 2011-11-30 2013-06-06 (주)포스코 린 듀플렉스 스테인리스강 및 그 제조방법

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
严彪 等: "《不锈钢手册》", 30 June 2009, 化学工业出版社 *
干勇 等: "《钢铁材料手册 下》", 31 July 2009, 化学工业出版社 *
杜元龙: "《金属设备的卫士》", 30 April 2001, 山东教育出版社 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110088305A (zh) * 2016-12-21 2019-08-02 山特维克知识产权股份有限公司 双相不锈钢制品的用途
CN112063919A (zh) * 2020-07-31 2020-12-11 丽水市正阳电力设计院有限公司 一种双相不锈钢
CN111961991A (zh) * 2020-09-02 2020-11-20 燕山大学 一种超高强塑积trip型双相不锈钢及其制备方法
CN115233110A (zh) * 2022-08-09 2022-10-25 山东四通石油技术开发有限公司 一种防腐耐磨抗冲击合金及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3008222A1 (en) 2016-04-20
TWI661059B (zh) 2019-06-01
JP2019039073A (ja) 2019-03-14
EP3008222B1 (en) 2019-08-07
KR20170113698A (ko) 2017-10-12
EA201592160A1 (ru) 2016-06-30
WO2014199019A1 (en) 2014-12-18
BR112015031072A2 (pt) 2017-07-25
KR102113987B1 (ko) 2020-05-22
ES2751466T3 (es) 2020-03-31
AU2014279972B2 (en) 2018-01-04
TW201510241A (zh) 2015-03-16
JP2016526601A (ja) 2016-09-05
AU2014279972A1 (en) 2016-01-21
BR112015031072B1 (pt) 2020-11-10
EP3008222A4 (en) 2017-02-15
EA029477B1 (ru) 2018-03-30
US11566309B2 (en) 2023-01-31
SI3008222T1 (sl) 2019-12-31
KR20160018810A (ko) 2016-02-17
FI20135649A (fi) 2014-12-14
MX2015016985A (es) 2016-04-25
CN111041358A (zh) 2020-04-21
JP6441909B2 (ja) 2018-12-19
MY174675A (en) 2020-05-06
CA2914774A1 (en) 2014-12-18
FI125734B (en) 2016-01-29
CA2914774C (en) 2021-08-03
US20160115574A1 (en) 2016-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105378135A (zh) 双相铁素体奥氏体不锈钢
CN101501234B (zh) 双联不锈钢
JP5685198B2 (ja) フェライト−オーステナイト系ステンレス鋼
TWI548759B (zh) 雙相不銹鋼
EP2770076B1 (en) Duplex stainless steel, duplex stainless steel slab, and duplex stainless steel material
EP2050832A1 (en) Two-phase stainless steel
JP5544197B2 (ja) 溶接部の特性に優れたマルテンサイトステンレス鋼および鋼材
CN103975088A (zh) 双相不锈钢
EA014812B1 (ru) Двухфазная нержавеющая легированная сталь и применение этого сплава
FI125466B (en) DUPLEX STAINLESS STEEL
KR100704201B1 (ko) 2상 스테인리스강
JP3022746B2 (ja) 高耐食高靱性二相ステンレス鋼溶接用溶接材料
JP2013087352A (ja) 二相ステンレス鋼、二相ステンレス鋼鋳片、および、二相ステンレス鋼鋼材
US20170130305A1 (en) Duplex Stainless Steel
EP0835946A1 (en) Weldable low-chromium ferritic cast steel, having excellent high-temperature strength
JPH04280946A (ja) 耐食性の優れた二相ステンレス鋼
JP2013119627A (ja) 二相ステンレス鋼、二相ステンレス鋼鋳片、および、二相ステンレス鋼鋼材
JP2015511272A (ja) ノッチ付き衝撃強さ及び機械加工性を改善した二相鋼

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160302