CN113322417B - 一种Laves相强化不锈钢及其制备方法 - Google Patents

一种Laves相强化不锈钢及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113322417B
CN113322417B CN202110627447.1A CN202110627447A CN113322417B CN 113322417 B CN113322417 B CN 113322417B CN 202110627447 A CN202110627447 A CN 202110627447A CN 113322417 B CN113322417 B CN 113322417B
Authority
CN
China
Prior art keywords
stainless steel
percent
laves phase
temperature
rolling
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.)
Active
Application number
CN202110627447.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113322417A (zh
Inventor
邱国兴
李小明
白冲
韦旭立
贺芸
李林波
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.)
Xian University of Architecture and Technology
Original Assignee
Xian University of Architecture and Technology
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 Xian University of Architecture and Technology filed Critical Xian University of Architecture and Technology
Priority to CN202110627447.1A priority Critical patent/CN113322417B/zh
Publication of CN113322417A publication Critical patent/CN113322417A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113322417B publication Critical patent/CN113322417B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/004—Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/02—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0236—Cold rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0278—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips involving a particular surface treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0081—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for slabs; for billets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials 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)

Abstract

本发明公开一种Laves相强化不锈钢及其制备方法，包括：C:0.003％～0.006％，Si:0.45％～0.5％，Mn:0.3％～0.35％，Cr:19％～20％，Mo:1.9％～2.1％，W:0.5％～1％，N:0.07％～0.08％，Nb:0％～0.2％，Ti:0％～0.2％，Zr:0％～0.2％，Hf:0％～0.2％，Y:0％～0.2％，其中，Nb、Ti、Zr、Hf和Y的含量不同时为零，余量为铁。制备过程包括：按照组分进行配料，进行感应熔炼，制成铸锭；将铸锭于1200～1250℃下保温5～7h进行均匀化热处理；再进行高温锻造，使晶粒破碎；再进行高温热轧，得到热轧板；再对热轧板顺次进行析出相调整处理、位错强化处理和组织调控热处理，得到所述Laves相强化不锈钢。本发明能够实现通过Laves相对不锈钢的强化，提高不锈钢的高温性能。

Description

一种Laves相强化不锈钢及其制备方法
技术领域
本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种Laves相强化不锈钢及其制备方法。
背景技术
随着汽车排放等级化及为实现节能而开展的汽车减重等要求的进一步提高，传统排气系统用铸造金属和镀铝碳钢材料已经不能满足要求，不锈钢材料特别是高性能的铁素体不锈钢作为制造汽车排气歧管的材料，广泛用于排气系统的高温端。由于尾气排放标准的提高，致使汽车的排气温度快速升高，排气管的工作温度达到950～1050℃。局部工作温度甚至高达1100℃，这要求材料具有更加良好的高温性能以满足汽车工业的发展。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种Laves相强化不锈钢及其制备方法，本发明能够提高铁素体不锈钢的高温性能。
本发明采用的技术方案如下：
一种Laves相强化不锈钢，以质量百分数计，包括：
C:0.003％～0.006％，Si:0.45％～0.5％，Mn:0.3％～0.35％，Cr:19％～20％，Mo:1.9％～2.1％，W:0.5％～1％，N:0.07％～0.08％，Nb:0％～0.2％，Ti:0％～0.2％，Zr:0％～0.2％，Hf:0％～0.2％，Y:0％～0.2％，其中，Nb、Ti、Zr、Hf和Y的含量不同时为零，余量为铁。
优选的，所述Laves相强化不锈钢中的Laves相包括：NbCr2、TiCr2、ZrCr2、HfCr2和YFe2中的一种或几种，Laves相的尺寸为50～100nm，分布在晶界上。
优选的，所述Laves相强化不锈钢中，Nb、Ti、Zr、Hf和Y的总重量百分比含量不高于0.2％。
本发明还提供了一种Laves相强化不锈钢的制备方法，包括如下过程：
按照所述Laves相强化不锈钢的组分进行配料，进行感应熔炼，制成铸锭；其中，Laves相强化不锈钢的组分中，以质量百分数计，包括：C:0.003％～0.006％，Si:0.45％～0.5％，Mn:0.3％～0.35％，Cr:19％～20％，Mo:1.9％～2.1％，W:0.5％～1％，N:0.07％～0.08％，Nb:0％～0.2％，Ti:0％～0.2％，Zr:0％～0.2％，Hf:0％～0.2％，Y:0％～0.2％，其中，Nb、Ti、Zr、Hf和Y的含量不同时为零，余量为铁；
将铸锭于1200～1250℃下保温5～7h进行均匀化热处理；
将均匀化热处理后的铸锭进行高温锻造，使晶粒破碎；
将高温锻造后的坯料进行高温热轧，得到热轧板；
对热轧板顺次进行析出相调整处理、位错强化处理和组织调控热处理，得到所述Laves相强化不锈钢。
优选的，进行感应熔炼过程中，当熔体中氧的质量百分数小于15×10-6后再加入Nb、Ti、Zr、Hf、Y。
优选的，进行高温锻造过程中，开锻温度为1200～1150℃，终锻温度为950～1000℃，锻造比不小于7。
优选的，进行高温热轧过程中，开轧温度为1000～1050℃，终轧温度为850～900℃，轧制变形量不小于60％。
优选的，对热轧板进行析出相调整处理过程包括，将热轧板于780～800℃下保温24～36h。
优选的，析出相调整处理完成后，去除热轧板的氧化皮，再进行位错强化处理，位错强化处理的过程采用冷轧，冷轧的轧制变形量不低于50％。
优选的，组织调控热处理的过程包括：将热轧板于750～780℃下保温5～8h，之后空冷。
本发明具有如下有益效果：
本发明的Laves相强化不锈钢中含有19％～20％Cr，通过在钢中加入Nb、Ti、Zr、Hf和Y中的一种或几种，这些元素与Cr的原子半径比为1.1～1.6，能够促使在钢在加工过程中产生Laves相，实现通过Laves相对不锈钢的强化，提高不锈钢的高温性能。
进一步的，Laves相的尺寸为50～100nm，该尺寸的Laves相分布在晶界上后，能够在晶界起到强化的作用，而不会恶化晶界。
进一步的，Laves相强化不锈钢中，控制Nb、Ti、Zr、Hf和Y的总重量百分比含量不高于0.2％，能够保证Nb、Ti、Zr、Hf和Y较好的溶解于不锈钢中，而不会使它们在不锈钢中因为富集而产生金属块、恶化不锈钢的力学性能。
本发明一种Laves相强化不锈钢的制备方法中，采用感应熔炼能够保证不锈钢的纯净度，铸锭于1200～1250℃下保温5～7h进行均匀化热处理，一方面能够去除钢锭中残留的热应力，另一方满还能够促进Nb、Ti、Zr、Hf和Y的不锈钢中的固溶；将均匀化热处理后的铸锭进行高温锻造，能够破碎晶粒，促使Nb、Ti、Zr、Hf和Y能够分布更加均匀。由于锻造和热轧过程中会有大量的析出相析出，进行析出相调整处理能够促进上述析出相的回溶细化析出相，使得不锈钢中析出Laves相；位错强化处理能够在不锈钢中产生大量的位错从而显著提高不锈钢的强度，位错强化能够与Laves相相互作用从而进一步产生强化效果。组织调控热处理能够去除钢中的热应力并且调整Laves相的相貌。
进一步的，进行感应熔炼过程中，当熔体中氧的质量百分数小于15×10-6后再加入Nb、Ti、Zr、Hf、Y，是为了防止Nb、Ti、Zr、Hf、Y被氧化成氧化物，能够更好地使Nb、Ti、Zr、Hf、Y固溶到钢液中。
进一步的，由于钢中合金含量较高，因此开锻和终锻温度都较高，以防止锻造开裂，因此本发明在高温锻造过程中，开锻温度为1200～1150℃，终锻温度为950～1000℃；锻造比不小于7，高的锻造比能够有效的破碎晶粒，过小起不到细化晶粒的要求。
进一步的，对热轧板进行析出相调整处理过程中，将热轧板于780～800℃下保温24～36h，在此温度下保温能够促进锻造和热轧制过程中析出相的回溶细化，通过保温24～36h这种长期时效过，能够促使钢中析出Laves相，因此该长期时效的另一个作用是析出Laves相，温度低不会析出，温度高将造成Laves相的粗化。
进一步的，析出相调整处理完成后，去除热轧板的氧化皮，能够以防止冷轧过程中表面裂纹的产生，冷轧的轧制变形量不低于50％，该较高的冷轧变形量是为了破碎晶粒和破碎Laves相，提高不锈钢的力学性能。
进一步的，冷轧后钢中由于加工硬化会有大量热应力，通过组织调控热处理能够消除热应力，同时，由于轧制后钢中的Laves相被破碎需要对其形态进行调整，将热轧板在于750～780℃下保温5～8h，可以有效的去除应力和调整Laves相的相貌，Laves相的析出温度为780℃以上，所以处理不会对Laves相的数量产生影响。
具体实施方式
下面结合实施例来对本发明做进一步的说明。
本发明的Laves相强化不锈钢中，以质量百分数计，包括：C:0.003％～0.006％，Si:0.45％～0.5％，Mn:0.3％～0.35％，Cr:19％～20％，Mo:1.9％～2.1％，W:0.5％～1％，N:0.07％～0.08％，Nb:0％～0.2％，Ti:0％～0.2％，Zr:0％～0.2％，Hf:0％～0.2％，Y:0％～0.2％，其中，Nb、Ti、Zr、Hf和Y的含量不同时为零，Nb、Ti、Zr、Hf和Y的总重量百分比含量不高于0.2％，余量为铁。
上述成分的Laves相强化不锈钢中的Laves相包括：NbCr2、TiCr2、ZrCr2、HfCr2和YFe2中的一种或几种，Laves相的尺寸为50～100nm，分布在晶界上。
本发明上述Laves相强化不锈钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)感应熔炼：按照上述的配比进行配料，熔炼制成铸锭；进行感应熔炼过程中，在加入Nb、Ti、Zr、Hf、Y时，在熔炼后期加入进行合金化，合金化前(即加入这些合金元素前)，熔体中氧的质量百分数应不大于15×10-6；
(2)均匀化热处理：将铸锭置于1200～1250℃下保温5～7h；
(3)高温晶粒破碎：将均匀化后的铸锭进行高温锻造；高温锻造的开锻温度为1200～1150℃，终锻温度为950～1000℃，锻造比大于7；
(4)高温热轧：将锻造后的坯料进行热轧；热轧的开轧温度为1000～1050℃，终轧温度为850～900℃，轧制变形量大于60％；
(5)热轧板进行析出相调整处理，析出相调整工艺为：将热轧板于780～800℃下保温24～36h；
(6)钢板位错强化处理：将步骤(5)处理玩的热轧板表面去除氧化皮，然后进行冷轧轧制，轧制变形量不低于50％；
(7)组织调控热处理：即将步骤(6)处理完的热轧板于750～780℃下保温5～8h，保温结束后进行空冷，得到本发明的Laves相强化不锈钢。
本发明的Laves相强化不锈钢及其制备方法解决了：现有不锈钢中利用的第二相主要以碳化物、氮化物及碳氮化物为主、高温下此类第二相会发生溶解，降低它们对不锈钢的强化效果的缺陷。同时，由于铁素体不锈钢中含有较低的碳，钢中生成的碳化物也有限的问题。
实施例1
本实施例的Laves相强化不锈钢中，以质量百分数计，包括：C:0.003％，Si:0.5％，Mn:0.3％，Cr:20％，Mo:2.1％，W:1％，N:0.08％，Nb:0.2％，余量为铁。
本实施例上述Laves相强化不锈钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)感应熔炼：按照上述的配比进行配料，熔炼制成铸锭；加入Nb时，熔体中氧的质量百分数为11×10-6；
(2)均匀化热处理：将铸锭置于1200℃下保温7h；
(3)高温晶粒破碎：将均匀化后的铸锭进行高温锻造；高温锻造的开锻温度为1150℃，终锻温度为950℃，锻造比为7；
(4)高温热轧：将锻造后的坯料进行热轧；热轧的开轧温度为1000℃，终轧温度为850℃，轧制变形量为65％；
(5)热轧板进行析出相调整处理，析出相调整工艺为：将热轧板于800℃下保温24h；
(6)钢板位错强化处理：将步骤(5)处理玩的热轧板表面去除氧化皮，然后进行冷轧轧制，轧制变形量为60％；
(7)组织调控热处理：即将步骤(6)处理完的热轧板于780℃下保温5h，保温结束后进行空冷，得到本实施例的Laves相强化不锈钢。
上述成分的Laves相强化不锈钢中的Laves相为NbCr2，Laves相的尺寸为50～70nm。
实施例2
本实施例制得的Laves相强化不锈钢的性能检测表如表1所示。
本实施例的Laves相强化不锈钢中，以质量百分数计，包括：C:0.006％，Si:0.45％，Mn:0.35％，Cr:19％，Mo:1.9％，W:0.5％，N:0.07％，Ti:0.2％，余量为铁。
本实施例上述Laves相强化不锈钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)感应熔炼：按照上述的配比进行配料，熔炼制成铸锭；加入Ti时，熔体中氧的质量百分数为12×10-6；
(2)均匀化热处理：将铸锭置于1250℃下保温5h；
(3)高温晶粒破碎：将均匀化后的铸锭进行高温锻造；高温锻造的开锻温度为1200℃，终锻温度为1000℃，锻造比为8；
(4)高温热轧：将锻造后的坯料进行热轧；热轧的开轧温度为1050℃，终轧温度为900℃，轧制变形量为67％；
(5)热轧板进行析出相调整处理，析出相调整工艺为：将热轧板于780℃下保温36h；
(6)钢板位错强化处理：将步骤(5)处理玩的热轧板表面去除氧化皮，然后进行冷轧轧制，轧制变形量为55％；
(7)组织调控热处理：即将步骤(6)处理完的热轧板于750℃下保温8h，保温结束后进行空冷，得到本实施例的Laves相强化不锈钢。
上述成分的Laves相强化不锈钢中的Laves相为TiCr2，Laves相的尺寸为50～75nm。
本实施例制得的Laves相强化不锈钢的性能检测表如表1所示。
实施例3
本实施例的Laves相强化不锈钢中，以质量百分数计，包括：C:0.005％，Si:0.47％，Mn:0.33％，Cr:19.5％，Mo:2.0％，W:0.75％，N:0.073％，Zr:0.2％，余量为铁。
本实施例上述Laves相强化不锈钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)感应熔炼：按照上述的配比进行配料，熔炼制成铸锭；加入Zr时，熔体中氧的质量百分数为13×10-6；
(2)均匀化热处理：将铸锭置于1230℃下保温6h；
(3)高温晶粒破碎：将均匀化后的铸锭进行高温锻造；高温锻造的开锻温度为1175℃，终锻温度为980℃，锻造比为9；
(4)高温热轧：将锻造后的坯料进行热轧；热轧的开轧温度为1030℃，终轧温度为870℃，轧制变形量为65％；
(5)热轧板进行析出相调整处理，析出相调整工艺为：将热轧板于790℃下保温30h；
(6)钢板位错强化处理：将步骤(5)处理玩的热轧板表面去除氧化皮，然后进行冷轧轧制，轧制变形量为70％；
(7)组织调控热处理：即将步骤(6)处理完的热轧板于760℃下保温5～8h，保温结束后进行空冷，得到本实施例的Laves相强化不锈钢。
上述成分的Laves相强化不锈钢中的Laves相为ZrCr2，Laves相的尺寸为50～70nm。
本实施例制得的Laves相强化不锈钢的性能检测表如表1所示。
实施例4
本实施例的Laves相强化不锈钢中，以质量百分数计，包括：C:0.003％，Si:0.5％，Mn:0.35％，Cr:19％，Mo:2.0％，W:1％，N:0.075％，Hf:0％～0.2％，余量为铁。
本实施例上述Laves相强化不锈钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)感应熔炼：按照上述的配比进行配料，熔炼制成铸锭；加入Hf时，熔体中氧的质量百分数为10×10-6；
(2)均匀化热处理：将铸锭置于1250℃下保温5h；
(3)高温晶粒破碎：将均匀化后的铸锭进行高温锻造；高温锻造的开锻温度为1200℃，终锻温度为1000℃，锻造比为10；
(4)高温热轧：将锻造后的坯料进行热轧；热轧的开轧温度为1050℃，终轧温度为900℃，轧制变形量为65％；
(5)热轧板进行析出相调整处理，析出相调整工艺为：将热轧板于800℃下保温24h；
(6)钢板位错强化处理：将步骤(5)处理玩的热轧板表面去除氧化皮，然后进行冷轧轧制，轧制变形量为60％；
(7)组织调控热处理：即将步骤(6)处理完的热轧板于780℃下保温5h，保温结束后进行空冷，得到本实施例的Laves相强化不锈钢。
上述成分的Laves相强化不锈钢中的Laves相为HfCr2，Laves相的尺寸为80～100nm，分布在晶界上。
本实施例制得的Laves相强化不锈钢的性能检测表如表1所示。
实施例5
本实施例的Laves相强化不锈钢中，以质量百分数计，包括：C0.006％，Si:0.5％，Mn:0.3％，Cr:19％，Mo:2.1％，W:0.9％，N:0.08％，Y:0.2％，余量为铁。
本实施例上述Laves相强化不锈钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)感应熔炼：按照上述的配比进行配料，熔炼制成铸锭；加入Y时，熔体中氧的质量百分数为8×10-6；
(2)均匀化热处理：将铸锭置于1200℃下保温7h；
(3)高温晶粒破碎：将均匀化后的铸锭进行高温锻造；高温锻造的开锻温度为1200℃，终锻温度为950℃，锻造比为10；
(4)高温热轧：将锻造后的坯料进行热轧；热轧的开轧温度为1050℃，终轧温度为900℃，轧制变形量为64％；
(5)热轧板进行析出相调整处理，析出相调整工艺为：将热轧板于800℃下保温24h；
(6)钢板位错强化处理：将步骤(5)处理玩的热轧板表面去除氧化皮，然后进行冷轧轧制，轧制变形量为55％；
(7)组织调控热处理：即将步骤(6)处理完的热轧板于780℃下保温5h，保温结束后进行空冷，得到本实施例的Laves相强化不锈钢。
上述成分的Laves相强化不锈钢中的Laves相为YCr2，Laves相的尺寸为90～100nm。
本实施例制得的Laves相强化不锈钢的性能检测表如表1所示。
实施例6
本实施例的Laves相强化不锈钢中，以质量百分数计，包括：C:0.003％，Si:0.5％，Mn:0.35％，Cr:20％，Mo:2.1％，W:0.5％，N:0.07％，Hf：0.05％，Y:0.1％，余量为铁。
本实施例上述Laves相强化不锈钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)感应熔炼：按照上述的配比进行配料，熔炼制成铸锭；加入Hf和时，熔体中氧的质量百分数为5×10-6；
(2)均匀化热处理：将铸锭置于1250℃下保温5h；
(3)高温晶粒破碎：将均匀化后的铸锭进行高温锻造；高温锻造的开锻温度为1150℃，终锻温度为1000℃，锻造比为10；
(4)高温热轧：将锻造后的坯料进行热轧；热轧的开轧温度为1000℃，终轧温度为850℃，轧制变形量为70％；
(5)热轧板进行析出相调整处理，析出相调整工艺为：将热轧板于800℃下保温24h；
(6)钢板位错强化处理：将步骤(5)处理玩的热轧板表面去除氧化皮，然后进行冷轧轧制，轧制变形量为55％；
(7)组织调控热处理：即将步骤(6)处理完的热轧板于780℃下保温5h，保温结束后进行空冷，得到本实施例的Laves相强化不锈钢。
上述成分的Laves相强化不锈钢中的Laves相为HfCr2和YFe2，Laves相的尺寸为85～100nm，分布在晶界上。
本实施例制得的Laves相强化不锈钢的性能检测表如表1所示。
实施例7
本实施例的Laves相强化不锈钢中，以质量百分数计，包括：C:0.005％，Si:0.45％～0.5％，Mn:0.34％，Cr:20％，Mo:2.1％，W:1％，N:0.08％，Nb:0.05％，Ti:0.05％，Zr:0.05％，余量为铁。
本实施例上述Laves相强化不锈钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)感应熔炼：按照上述的配比进行配料，熔炼制成铸锭；加入Nb、Ti和Zr时，熔体中氧的质量百分数为10×10-6；
(2)均匀化热处理：将铸锭置于1250℃下保温5h；
(3)高温晶粒破碎：将均匀化后的铸锭进行高温锻造；高温锻造的开锻温度为1150℃，终锻温度为1000℃，锻造比为10；
(4)高温热轧：将锻造后的坯料进行热轧；热轧的开轧温度为1000℃，终轧温度为900℃，轧制变形量为68％；
(5)热轧板进行析出相调整处理，析出相调整工艺为：将热轧板于800℃下保温24h；
(6)钢板位错强化处理：将步骤(5)处理玩的热轧板表面去除氧化皮，然后进行冷轧轧制，轧制变形量为58％；
(7)组织调控热处理：即将步骤(6)处理完的热轧板于780℃下保温5h，保温结束后进行空冷，得到本实施例的Laves相强化不锈钢。
上述成分的Laves相强化不锈钢中的Laves相包括：NbCr2、TiCr2、ZrCr2，Laves相的尺寸为50～85nm，分布在晶界上。
本实施例制得的Laves相强化不锈钢的性能检测表如表1所示。
表1
成品钢 室温屈服强度/MPa 800℃屈服强度/MPa
实施例1 841 110
实施例2 881 125
实施例3 864 115
实施例4 874 119
实施例5 891 130
实施例6 888 127
实施例7 902 135
从上述可以看出，本发明制备的Laves相强化不锈钢具有优良的常温及高温力学性能。室温屈服强度为841～902MPa，800℃屈服强度为110～135MPa。

Claims (7)

1.一种Laves相强化不锈钢，其特征在于，以质量百分数计，包括：
C:0.003%~0.006%，Si:0.45%~0.5%，Mn:0.3%~0.35%，Cr:19%~20%，Mo:1.9%~2.1%，W:0.5%~1%，N:0.07%~0.08%，Nb:0%~0.2%，Ti:0%~0.2%，Zr:0%~0.2%，Hf:0%~0.2%，Y:0%~0.2%，其中，Nb、Ti、Zr、Hf和Y的含量不同时为零，余量为铁；
所述Laves相强化不锈钢中的Laves相包括：NbCr2、TiCr2、ZrCr2、HfCr2和YFe2中的一种或几种，Laves相的尺寸为50~100nm，分布在晶界上。
2.根据权利要求1所述的一种Laves相强化不锈钢，其特征在于，所述Laves相强化不锈钢中，Nb、Ti、Zr、Hf和Y的总重量百分比含量不高于0.2％。
3.一种Laves相强化不锈钢的制备方法，其特征在于，包括如下过程：
按照所述Laves相强化不锈钢的组分进行配料，进行感应熔炼，制成铸锭；其中，Laves相强化不锈钢的组分中，以质量百分数计，包括：C:0.003%~0.006%，Si:0.45%~0.5%，Mn:0.3%~0.35%，Cr:19%~20%，Mo:1.9%~2.1%，W:0.5%~1%，N:0.07%~0.08%，Nb:0%~0.2%，Ti:0%~0.2%，Zr:0%~0.2%，Hf:0%~0.2%，Y:0%~0.2%，其中，Nb、Ti、Zr、Hf和Y的含量不同时为零，余量为铁；
将铸锭于1200~1250℃下保温5~7h进行均匀化热处理；
将均匀化热处理后的铸锭进行高温锻造，使晶粒破碎；
将高温锻造后的坯料进行高温热轧，得到热轧板；
对热轧板顺次进行析出相调整处理、位错强化处理和组织调控热处理，得到所述Laves相强化不锈钢；
进行高温锻造过程中，开锻温度为1200~1150℃，终锻温度为950~1000℃，锻造比不小于7；
进行高温热轧过程中，开轧温度为1000~1050℃，终轧温度为850~900℃，轧制变形量不小于60%。
4.根据权利要求3所述的一种Laves相强化不锈钢的制备方法，其特征在于，进行感应熔炼过程中，当熔体中氧的质量百分数小于15×10-6后再加入Nb、Ti、Zr、Hf、Y。
5.根据权利要求3所述的一种Laves相强化不锈钢的制备方法，其特征在于，对热轧板进行析出相调整处理过程包括，将热轧板于780~800℃下保温24~36h。
6.根据权利要求3所述的一种Laves相强化不锈钢的制备方法，其特征在于，析出相调整处理完成后，去除热轧板的氧化皮，再进行位错强化处理，位错强化处理的过程采用冷轧，冷轧的轧制变形量不低于50%。
7.根据权利要求3所述的一种Laves相强化不锈钢的制备方法，其特征在于，组织调控热处理的过程包括：将热轧板于750~780℃下保温5~8h，之后空冷。
CN202110627447.1A 2021-06-04 2021-06-04 一种Laves相强化不锈钢及其制备方法 Active CN113322417B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110627447.1A CN113322417B (zh) 2021-06-04 2021-06-04 一种Laves相强化不锈钢及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110627447.1A CN113322417B (zh) 2021-06-04 2021-06-04 一种Laves相强化不锈钢及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113322417A CN113322417A (zh) 2021-08-31
CN113322417B true CN113322417B (zh) 2022-06-28

Family

ID=77421134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110627447.1A Active CN113322417B (zh) 2021-06-04 2021-06-04 一种Laves相强化不锈钢及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113322417B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113322407B (zh) * 2021-05-28 2021-12-07 西安建筑科技大学 一种氧化物强化低活化钢及其制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017135240A1 (ja) * 2016-02-02 2017-08-10 日新製鋼株式会社 Ｎｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板及びその製造方法、並びにＮｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板及びその製造方法
CN108779532A (zh) * 2016-03-23 2018-11-09 新日铁住金不锈钢株式会社 耐热性和加工性优异的排气部件用奥氏体系不锈钢板、涡轮增压器部件和排气部件用奥氏体系不锈钢板的制造方法
CN109913758A (zh) * 2019-03-29 2019-06-21 东北大学 高温强度和成形性能良好的铁素体不锈钢板及其制备方法
JP2019173042A (ja) * 2018-03-26 2019-10-10 日鉄ステンレス株式会社 耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板および排気部品とその製造方法
CN111902557A (zh) * 2018-03-27 2020-11-06 日铁不锈钢株式会社 铁素体系不锈钢及其制造方法、铁素体系不锈钢板及其制造方法以及燃料电池用构件

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102888551B (zh) * 2012-10-30 2014-04-23 齐齐哈尔市精铸良铸造有限责任公司 一种耐高温抗氧化排气歧管球墨铸铁的制备方法
US10450623B2 (en) * 2013-03-06 2019-10-22 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation Ferritic stainless steel sheet having excellent heat resistance

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017135240A1 (ja) * 2016-02-02 2017-08-10 日新製鋼株式会社 Ｎｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板及びその製造方法、並びにＮｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板及びその製造方法
CN108495944A (zh) * 2016-02-02 2018-09-04 日新制钢株式会社 含Nb铁素体系不锈钢热轧钢板及其制造方法、和含Nb铁素体系不锈钢冷轧钢板及其制造方法
CN108779532A (zh) * 2016-03-23 2018-11-09 新日铁住金不锈钢株式会社 耐热性和加工性优异的排气部件用奥氏体系不锈钢板、涡轮增压器部件和排气部件用奥氏体系不锈钢板的制造方法
JP2019173042A (ja) * 2018-03-26 2019-10-10 日鉄ステンレス株式会社 耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板および排気部品とその製造方法
CN111902557A (zh) * 2018-03-27 2020-11-06 日铁不锈钢株式会社 铁素体系不锈钢及其制造方法、铁素体系不锈钢板及其制造方法以及燃料电池用构件
CN109913758A (zh) * 2019-03-29 2019-06-21 东北大学 高温强度和成形性能良好的铁素体不锈钢板及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113322417A (zh) 2021-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109811252B (zh) 一种高强度马氏体不锈钢及其制造工艺
CN112048665A (zh) 一种极地海洋工程用钢板及其制备方法
CN109112423A (zh) 一种优良低温韧性特厚合金钢板及其制备方法
CN114622133B (zh) 一种超超临界汽轮机转子锻件用耐热钢及其制备方法
CN112680663B (zh) 超低温工程用9%Ni钢超大规格转子锻件及其制备方法
CN114231765B (zh) 一种高温合金棒材的制备方法与应用
CN113322417B (zh) 一种Laves相强化不锈钢及其制备方法
CN115637393A (zh) 一种链篦机链节用奥氏体耐热钢及其制备方法
CN114622142A (zh) 一种630℃以上超超临界汽轮机锻件用耐热钢及其制备方法
CN113528979B (zh) 一种成分优化的高强度rafm钢及其热处理工艺
CN109112412A (zh) 一种耐高温高强度螺栓及其生产方法
CN109055691B (zh) 一种Fe-Cr-Zr系铁素体耐热合金及其制备方法
CN111172373A (zh) 一种低碳钢热处理工艺
CN110983197A (zh) 800MPa级高冷弯冷轧双相钢板及其制备方法
CN112501504B (zh) 一种bca2级集装箱船用止裂钢板及其制造方法
JP2001073092A (ja) 高温強度および靱性に優れた９〜１２％Ｃｒ系耐熱鋼、およびその製造方法
CN114318153B (zh) 一种Al修饰富Cu相强化铁素体不锈钢及其制备方法
CN113996742B (zh) 一种宽幅高温合金板坯的锻造工艺
CN115821169B (zh) 一种高强钢及其制备方法与应用
CN114892073B (zh) 一种适用于冷旋压加工的钢板及其制造方法
CN116732390B (zh) 一种80a合金及其制备方法
CN116043130B (zh) 一种模焊性能优良的经济型700MPa级储罐钢板及其制造方法
WO2023246465A1 (zh) 一种用于630℃以上的马氏体耐热钢及其制备方法
CN111471916B (zh) 一种含α-Cr的镍钴基高温合金及其变形工艺
CN116426834A (zh) 一种搅拌摩擦焊搅拌头用高温耐磨钢及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant