CN109898015A - 舰船用耐海水腐蚀hdr双相不锈钢的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种舰船用耐海水腐蚀HDR双相不锈钢的制造方法，其特征在于所述制造方法包括以下步骤：选用微碳铬铁、0#镍板以及金属钼丝作为原材料并按规定比例进行配比，采用EF+VOD+ESR进行制备和炼制具有如下质量百分比的钢锭：C≤0.03，0.40≤Si≤0.60，1.40≤Mn≤1.60，S≤0.010，P≤0.015，24.5≤Cr≤27.0，4.0≤Ni≤7.0，3.0≤Mo≤3.5，0.15≤N≤0.25，其余为Fe，其双相比γ：α设计为45%：55%；应用FM法对所述钢锭进行强压快锻；固溶热处理。本发明的优点是：制造得到的双相不锈钢塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能优异，耐海水腐蚀性能高。
Description
技术领域
本发明涉及舰船用不锈钢制造技术领域，具体涉及一种舰船用耐海水腐蚀HDR双相不锈钢的制造方法。
背景技术
双相不锈钢（Duplex Stainless Steel，简称DSS），指铁素体与奥氏体各约占50%，一般较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢，双相不锈钢由于具有奥氏体+铁素体双相组织，且两个相组织的含量基本相当，故兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点。屈服强度可达400Mpa ~ 550MPa，是普通奥氏体不锈钢的2倍。与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的韧性高，脆性转变温度低，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高；同时又保留了铁素体不锈钢的一些特点，如475℃脆性、热导率高、线膨胀系数小，具有超塑性及磁性等。但市面上的不锈钢强度低，耐腐蚀性能差，无法满足耐海水腐蚀等复杂环境要求。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供了一种舰船用耐海水腐蚀HDR双相不锈钢的制造方法，该制造方法通过科学设计双相不锈钢的各化学元素组分配比，确定双相比，并测算出点蚀当量，采用EF+VOD+ESR工艺最终炼得耐海水腐蚀HDR双相不锈钢。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种舰船用耐海水腐蚀HDR双相不锈钢的制造方法，其特征在于所述制造方法包括以下步骤：
选用微碳铬铁、0#镍板以及金属钼丝作为原材料并按规定比例进行配比，采用EF+VOD+ESR进行制备和炼制具有如下质量百分比的钢锭：C≤0.03%，0.40%≤Si≤0.60%，1.40%≤Mn≤1.60%，S≤0.010%，P≤0.015%，24.5%≤Cr≤27.0%，4.0%≤Ni≤7.0%，3.0%≤Mo≤3.5%，0.15%≤N≤0.25%，其余为Fe，其双相比γ:α设计为45%:55%；
应用FM法对所述钢锭进行强压快锻；
锻后固溶热处理。
在EF熔炼过程中加入如下组分的复合脱氧剂：4%≤Al≤4.5%、7%≤Si≤8%、5%≤Ca≤6%、16%≤Mn≤18%、其余为Fe，经化合反应形成钢渣，在氧化期、还原期、出钢前三次扒渣，净化钢水。
在VOD真空精炼炉中真空脱碳，使C≤0.03，脱气，使﹝H﹞≤1.6ppm、﹝O﹞≤16ppm。
应用FM法强压快锻的始锻温度为1080±10℃，终锻温度≥900±10℃，锻造比≥3。
固溶热处理的温度为980-1020℃±10℃。
本发明的优点是：制造得到的双相不锈钢塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能优异，耐海水腐蚀性能高。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
实施例：本实施例具体涉及一种舰船用耐海水腐蚀HDR双相不锈钢的制造方法，该制造方法通过科学设计双相不锈钢的各化学元素组分配比，确定双相比，并测算出点蚀当量，采用EF+VOD+ESR工艺最终炼得耐海水腐蚀HDR双相不锈钢。
本实施例提供的一种舰船用耐海水腐蚀HDR双相不锈钢的制造方法具体包括以下步骤：
（1）设计双相不锈钢的双相比以及化学成分配比：将不锈钢的双相比γ:α设计为45%:55%，炼钢时误差控制在2-3%为宜；点蚀当量PRE=Cr%+3.3*Mo%+16*N%＞30；各化学元素组分的配比如下：C≤0.03%，0.40%≤Si≤0.60%，1.40%≤Mn≤1.60%，S≤0.010%，P≤0.015%，24.5%≤Cr≤27.0%，4.0%≤Ni≤7.0%，3.0%≤Mo≤3.5%，0.15%≤N≤0.25%，其余为Fe；。
（2）选用高纯洁净的原材料：微碳铬铁、0#镍板以及金属钼丝，并按规定比例进行配比，采用EF+VOD+ESR熔炼方式，即电弧炉熔炼+真空精炼+电渣重熔使其均质化；在EF熔炼过程中加入自制的复合脱氧剂Mn-Si-Al-Ca，其具体组分如下：4%≤Al≤4.5%、7%≤Si≤8%、5%≤Ca≤6%、16%≤Mn≤18%、其余为Fe，经化合反应与钢水中的氧化物、硫化物化合反应形成钢渣，浮在钢液上面，在氧化期、还原期、出钢前三次扒渣，净化钢水；进入VOD真空精炼炉精炼，脱碳，使C≤0.03%，脱气，使﹝H﹞≤1.6ppm、﹝O﹞≤16ppm，减少钢中的气体；ESR电渣重熔二次精炼，使其均质化，获得优质钢锭。
（3）应用FM法对获得的钢锭进行强压快锻，具体过程为：锻前先对钢锭进行整修，表面打磨或粗车，消除缺陷；采用足够大的压机，应用FM法强压快锻，始锻温度为1080±10℃，终锻温度≥900±10℃，锻造比≥3；锻造温度不宜过高，否则容易造成γ相增多，而且属于不可逆反应，从而使机械性能下降。
（4）对锻件进行固溶热处理，固溶热处理的温度也不宜过高，否则同样也将造成γ相增多，固溶温度控制在980-1020℃±10℃，从而获得设计的稳定双相比。
（5）性能检测：对获得的HDR双相不锈钢进行性能测试，各项性能的具体结果如下表1所示：
表1：
从表1可以看出，本实施例生产出来的耐海水腐蚀HDR双相不锈钢的抗拉强度、屈服强度以及延伸率均满足指标要求。
为了进一步验证各化学元素组分之间的配比关系对成品各项性能的影响，本实施例提供了以下五组样品，各样品的化学组分如表2所示：
对上述七组样品继续进行性能检测，各项性能检测结果如下表3所示：
表3：
由上表3可以看出，当各化学元素的配比低于本实施例中组分下限或者超过本实施例中组分上限时，样品的抗拉强度、屈服强度等性能指标均不满足要求，当各化学元素的配比在本实施例组分内时，样品的性能指标均满足技术。
本实施例的有益效果是：制造得到的双相不锈钢塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能优异，耐海水腐蚀性能高。
Claims (5)
1.一种舰船用耐海水腐蚀HDR双相不锈钢的制造方法，其特征在于所述制造方法包括以下步骤：
选用微碳铬铁、0#镍板以及金属钼丝作为原材料并按规定比例进行配比，采用EF+VOD+ESR进行制备和炼制具有如下质量百分比的钢锭：C≤0.03%，0.40%≤Si≤0.60%，1.40%≤Mn≤1.60%，S≤0.010%，P≤0.015%，24.5%≤Cr≤27.0%，4.0%≤Ni≤7.0%，3.0%≤Mo≤3.5%，0.15%≤N≤0.25%，其余为Fe，其双相比γ:α设计为45%:55%；
应用FM法对所述钢锭进行强压快锻；
锻后固溶热处理。
2.根据权利要求1所述的一种舰船用耐海水腐蚀HDR双相不锈钢的制造方法，其特征在于在EF熔炼过程中加入如下组分的复合脱氧剂：4%≤Al≤4.5%、7%≤Si≤8%、5%≤Ca≤6%、16%≤Mn≤18%、其余为Fe，经化合反应形成钢渣，在氧化期、还原期、出钢前三次扒渣，净化钢水。
3.根据权利要求1所述的一种舰船用耐海水腐蚀HDR双相不锈钢的制造方法，其特征在于在VOD真空精炼炉中真空脱碳，使C≤0.03，脱气，使﹝H﹞≤1.6ppm、﹝O﹞≤16ppm。
4.根据权利要求1所述的一种舰船用耐海水腐蚀HDR双相不锈钢的制造方法，其特征在于应用FM法强压快锻的始锻温度为1080±10℃，终锻温度≥900±10℃，锻造比≥3。
5.根据权利要求1所述的一种舰船用耐海水腐蚀HDR双相不锈钢的制造方法，其特征在于固溶热处理的温度为980-1020℃±10℃。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111893370A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-11-06 | 洛阳双瑞特种装备有限公司 | 一种高湿热海洋环境用高氮双相不锈钢制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100316522A1 (en) * | 2006-10-30 | 2010-12-16 | Sandvik Intellectual Property Ab | Duplex stainless steel alloy and use of this alloy |
| CN102605270A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-07-25 | 上海加宁新技术研究所 | 一种超级双相不锈钢叶轮轴制造方法 |
| CN102717045A (zh) * | 2012-06-27 | 2012-10-10 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种双相不锈钢连铸的方法 |
| CN102747308A (zh) * | 2012-08-01 | 2012-10-24 | 上海加宁新技术研究所 | 高强度无磁不锈钢螺旋桨轴的制造方法 |
| CN103276296A (zh) * | 2013-05-29 | 2013-09-04 | 钢铁研究总院 | 一种马氏体不锈钢环形锻件及其制造方法 |
| CN105441780A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-03-30 | 上海加宁新技术研究所 | 大电机1Mn18Cr18N无磁性护环的制造方法 |
| CN108220813A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-06-29 | 东北大学 | 一种特超级双相不锈钢及其合金成分优化设计方法 |
-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100316522A1 (en) * | 2006-10-30 | 2010-12-16 | Sandvik Intellectual Property Ab | Duplex stainless steel alloy and use of this alloy |
| CN102605270A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-07-25 | 上海加宁新技术研究所 | 一种超级双相不锈钢叶轮轴制造方法 |
| CN102717045A (zh) * | 2012-06-27 | 2012-10-10 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种双相不锈钢连铸的方法 |
| CN102747308A (zh) * | 2012-08-01 | 2012-10-24 | 上海加宁新技术研究所 | 高强度无磁不锈钢螺旋桨轴的制造方法 |
| CN103276296A (zh) * | 2013-05-29 | 2013-09-04 | 钢铁研究总院 | 一种马氏体不锈钢环形锻件及其制造方法 |
| CN105441780A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-03-30 | 上海加宁新技术研究所 | 大电机1Mn18Cr18N无磁性护环的制造方法 |
| CN108220813A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-06-29 | 东北大学 | 一种特超级双相不锈钢及其合金成分优化设计方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111893370A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-11-06 | 洛阳双瑞特种装备有限公司 | 一种高湿热海洋环境用高氮双相不锈钢制备方法 |
| CN111893370B (zh) * | 2020-07-09 | 2022-04-01 | 洛阳双瑞特种装备有限公司 | 一种高湿热海洋环境用高氮双相不锈钢制备方法 |
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