CN116601324A - 奥氏体不锈钢 - Google Patents

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Abstract

具有改善的耐热性和耐腐蚀性的奥氏体不锈钢，其中所述钢含有以重量％计的碳0.03‑0.20；铬20.00–26.00；镍10.00–22.00；硅0.50–2.50；锰0.50‑2.00；氮0.10–0.40；硫<0.015；磷<0.040；稀土金属，主要是铈和镧0.00‑0.10；其余是铁(Fe)和不可避免的杂质。

Description

奥氏体不锈钢
技术领域
本发明涉及一种奥氏体耐热抗蠕变不锈钢。本发明还涉及这种奥氏体不锈钢的用途，尤其是在氧化和渗碳环境中的用途。此外，本发明涉及由这种奥氏体耐热抗蠕变不锈钢制成的产品。
背景技术
S31008是在800℃至1050℃的温度范围内应用的最常用的高温不锈钢。然而，S30815在循环温度下的抗蠕变性和抗氧化性两方面都超过S31008。然而，S31008在还原或渗碳环境中表现得更好。
发明内容
强烈需要一种具有优异的高温抗氧化性和耐腐蚀性以及非常好的机械特性如蠕变特性的钢。现有的高温钢缺乏这种特征组合。设计和开发这种合金(奥氏体耐热不锈钢)的目的是生产高蠕变强度以及在高温下良好的抗氧化性和耐腐蚀性的组合。目的是蠕变强度与S30815一样优异并且超过S31008和S31400的蠕变强度，并且抗氧化性优于前述商品级的抗氧化性。该合金旨在满足在氧化和渗碳环境中的承重应用的要求。
本发明的一个目的是提供一种奥氏体不锈钢，该不锈钢在等温以及循环条件下结合了优异的抗蠕变性和抗氧化性，以及良好的耐受性，尤其是在还原环境中。这些是对在诸如马弗炉的应用中所使用材料的常见要求。
本发明涉及一种奥氏体耐热不锈钢，该不锈钢旨在替代现有的S30815和S31008级耐热不锈钢用于特殊高温应用，如同时具有氧化环境和还原环境的马弗炉和热处理炉。通过本发明，提供一种奥氏体耐热不锈钢，该奥氏体耐热不锈钢具有甚至更好的高温耐腐蚀性和蠕变特性，节省成本并且易于生产。
出乎意料的是，已发现根据实施方案的奥氏体不锈钢提供高温耐腐蚀性和蠕变特性，并且特别适用于侵蚀性环境中的高温应用，诸如热处理设备(例如马弗炉)。根据实施方案的奥氏体不锈钢可以以实用且环境友好的方式经济地制造。
具体实施方式
根据实施方案，奥氏体不锈钢具有利用若干合金元素的有益效果的组成，以便通过形成紧密且粘附的氧化物层来结合良好的抗氧化性，并且同时以抗渗碳的方式合金化。此外，该不锈钢被设计成具有优异的抗蠕变性。
与碳和氮的明确和平衡的合金化通过形成晶内以及在一定程度上形成晶间碳化物和氮化物来增加蠕变强度；所谓的沉淀强化。
添加铬和硅是为了具有高抗氧化性。小心地平衡铬和硅的量以对结构稳定性不具负面影响，因为这两种元素都会促进金属间相和脆性相(诸如σ相)的形成。
稀土金属(例如铈)在早期的微合金(MA)级中显示出对耐循环氧化性具有优异的效果。因此，稀土金属以优化的量添加以获得更具弹性和粘性的氧化物层的有益效果。然而，该量是有限的，因为已经表明，过量的稀土金属不再对抗氧化性有利，并且它可能导致对机械特性和可成形性具有负面影响的氧化物夹杂物簇。
镍含量处于从其它熟知的市售高温不锈钢获知的水平，但不同于与稀土金属微合金化的其它高温级。因此，以新颖方式利用了元素的组合。镍与硅的组合促进抗渗碳性。
总共生产了15种测试熔体，参见表1。使用莫来石坩埚来生产熔体1至熔体8，并使用高频线圈在Ar保护气氛中加热至熔融。熔融过程需要约10分钟至15分钟。每种熔体重量约600克。熔体通过使用水压机Interlaken来锻造。已经开发出内部软件程序，该内部软件程序在预定数量的步骤中以短脉冲将铸锭压至所期望的厚度。在每个步骤之间将熔体加热至约1250℃。最终工件的厚度为8mm。
使用最小压力为4×10-4巴的Leybold-Heraeus真空感应炉来生产测试熔体9至熔体15。将熔体排放到真空金属堆中以生产65kg铸锭。加热至1250℃，使用两侧具有炉的轧机将38mm厚的板坯分别热轧成10mm和6mm厚的板。轧制速度为45m/min。对于10mm厚的板以及对于6mm厚的板，轧制道次分别为7和9。
选择退火温度和保持时间以生产完全再结晶的奥氏体、适当的硬度和晶粒尺寸。退火温度和保持时间分别覆盖1100℃至1200℃和0分钟至30分钟。
熔体 C Si Mn P S Cr Ni Mo Ti Nb Cu
1 0.089 1.69 1.40 0.021 0.003 24.80 20.62 0.16 0.007 0.004 0.12
2 0.066 1.17 1.51 0.016 0.001 25.46 20.56 0.14 0.004 0.004 0.11
3 0.066 1.63 1.63 0.020 0.001 24.96 20.14 0.14 0.006 0.006 0.14
4 0.070 1.63 1.81 0.021 0.001 25.23 21.17 0.16 0.005 0.008 0.14
5 0.069 1.64 1.63 0.025 0.001 24.77 20.35 0.40 0.010 0.009 0.15
6 0.074 1.59 1.54 0.021 0.002 24.78 20.39 0.16 0.005 0.008 0.15
7 0.077 1.71 1.63 0.024 0.002 24.70 20.69 0.16 0.008 0.008 0.15
8 0.073 1.67 1.62 0.024 0.002 24.90 20.45 0.16 0.002 0.008 0.15
9 0.051 1.60 1.52 0.006 0.008 23.63 18.78 0.01 0.006 0.002 0.006
10 0.046 0.62 0.94 0.006 0.007 25.67 19.01 0.01 0.007 0.002 0.006
11 0.048 1.72 0.62 0.008 0.007 21.18 11.27 0.01 0.006 0.003 0.008
12 0.049 1.78 0.55 0.007 0.002 21.06 11.01 0.01 0.007 0.003 0.007
13 0.047 1.59 1.43 0.006 0.007 25.10 20.03 0.01 0.006 0.003 0.006
14 0.047 1.67 1.43 0.006 0.005 25.07 19.99 0.01 0.007 0.003 0.007
15 0.05 1.61 1.4 0.007 0.002 25.05 20.08 0 0.004 0.002 0.005
表1：奥氏体不锈钢合金的化学组成(重量％)。
熔体 Co N Sn As W V Al B Ce N+3×(C+REM)
1 0.10 0.218 0.005 0.002 0.017 0.050 0.010 0.0005 0.009 0.512
2 0.10 0.340 0.004 <0.003 0.016 0.051 0.16 0.0003 0.032 0.634
3 0.12 0.404 <0.002 <0.003 0.028 0.055 0.009 0.0004 0.10 0.902
4 0.12 0.347 0.005 <0.003 0.031 0.059 0.009 0.0003 0.078 0.791
5 0.12 0.322 0.006 <0.003 0.031 0.061 0.009 0.0004 0.070 0.739
6 0.12 0.151 0.005 <0.003 0.033 0.059 0.006 0.0004 0.092 0.649
7 0.12 0.154 0.008 0.000 0.030 0.060 0.007 0.0003 0.044 0.517
8 0.12 0.145 0.005 0.000 0.032 0.060 0.009 0.0003 0.048 0.508
9 0.003 0.044 0.003 <0.003 0.006 0.007 0.025 0.0031 0.01 0.227
10 0.003 0.022 <0.002 <0.003 0.006 0.007 0.02 0.0004 0.008 0.184
11 0.008 0.142 0.001 <0.003 0.007 0.008 0.027 0.0003 0.007 0.307
12 0.009 0.162 0.002 <0.003 0.009 0.009 0.029 0.0002 0.027 0.39
13 0.003 0.172 0.002 <0.003 0.005 0.008 0.009 0.0004 0.008 0.337
14 0.004 0.172 0.003 <0.003 0.008 0.01 0.027 0.0004 0.040 0.433
15 0.005 0.144 0.003 <0.003 0.007 0.009 0.029 0.0003 0.047 0.435
表1：续
并非表1中列出的所有熔体都满足这种奥氏体不锈钢以化学方式结合S31008和S30815的主要元素如铬、镍、硅、氮和REM的基本思想。因此，在上述测试熔体中获得的化学组成生产如下表2中所述的靶标和优选的化学组成。在大多数情况下，使用熔体7、熔体8、熔体14和熔体15进行微结构研究、氧化和渗碳测试以及蠕变测试。
主靶标组成 宽范围 优选的范围
碳 0.03–0.20 0.05–0.10
铬 20.00–26.00 24.00–26.00
镍 10.00–22.00 19.00–22.00
硅 0.50–2.50 1.20–2.50
锰 0.50–2.00 0.50–2.00
氮 0.10–0.40 0.12-0.20
硫 <0.015 <0.010
磷 <0.040 <0.040
铈 0.00–0.10* 0.03–0.08*
*稀土金属(主要是铈和镧)的总和
表2：提出的奥氏体不锈钢的化学组成(重量％)。
生产方法和产品
如上文和下文所定义的奥氏体不锈钢耐热钢旨在用于制造诸如半成品、板、片、卷、条、棒、管道、管和/或线的物品。用于制造这些产品的方法包括常规制造方法，例如但不限于熔融、精炼、铸造、热轧、冷轧、锻造、挤出和拉制。
附图说明
微结构
·图1示出了奥氏体不锈钢(ASS)的微结构。
·图2、图3、图4、图5和图6分别示出了在1000℃、1050℃、1100℃、1150℃和1200℃的给定时间下奥氏体不锈钢(ASS)与商品级如S31008、S30815和S31400相比的晶粒生长行为。
环境测试
·图7和图8分别示出了在干燥空气中在1150℃/90h和1175℃/50h下奥氏体不锈钢(ASS)与商品级(如S31008、S30815和S31400)相比的循环氧化测试。
·图9、图10和图11分别示出了在干燥空气中在1000℃/250h、1100℃/250h和1150℃/250h下奥氏体不锈钢(ASS)与商品级(如S31008、S30815和S31400)相比的等温氧化测试。
·图12示出了奥氏体不锈钢(ASS)、S31008、S30815和S31400以及S31400的渗碳性测试结果。
机械测试
·图13、图14、图15和图16示出了在900℃下奥氏体不锈钢(ASS)与S30815和S31008相比的蠕变特性。
说明本发明的实施方案
微结构
图1示出
·所生产的奥氏体不锈钢的微结构。生产方法是熔融、冶金处理、铸造和热轧，随后是优化的退火方法。
·微结构由奥氏体和少量氧化物夹杂物组成。这对于MA级是常见的。
·晶粒尺寸为大约70μm(ASTM 5-5.5)，并且硬度为170(HV5)。
图2示出
·在1000℃处的晶粒生长行为显示为平均晶粒尺寸(单位为μm)与时间(单位为小时)的函数。
·晶粒生长研究包括热处理、金相样品制备和晶粒尺寸测量。测试样品的尺寸为大约15mm×25mm×6mm。热处理在露天的箱式炉中进行。在热处理后，将样品在水中冷却。晶粒尺寸根据标准ASTM E112在蚀刻样品上测量。平均晶粒尺寸通过三次至五次测量来确定。随机选择用于晶粒尺寸测量的位置以覆盖整个横截面。
·奥氏体不锈钢显示出在晶粒生长方面优于其它商业级的微结构稳定性。
·奥氏体不锈钢具有比S31008、S30815和S31400更稳定的微结构。更细的晶粒尺寸改善了抗氧化性和耐腐蚀性以及延展性。
图3示出
·与图2相同的关系，但是在1050℃处。
·奥氏体不锈钢显示出在晶粒生长方面优于其它商业级的微结构稳定性。
图4示出
·与图2相同的关系，但是在1100℃处。
·奥氏体不锈钢显示出在晶粒生长方面优于其它商业级的微结构稳定性。
图5示出
·与图2相同的关系，但是在1150℃处。
·奥氏体不锈钢显示出在晶粒生长方面优于或类似于其它商业级的微结构稳定性。
图6示出
·与图2相同的关系，但是在1200℃处。
·奥氏体不锈钢显示出在晶粒生长方面优于或类似于其它商业级的微结构稳定性。
环境测试
图7示出
·在干燥空气中在1150℃下循环氧化测试90h，表示为与时间t相关的每单位面积的质量变化(W/A)，其中W是质量变化(单位为mg)，A是测试前的总表面积(单位为cm2)，t的单位为小时。
·使用Setaram TGA 96热重分析装置进行测试。单个循环包括1)加热至目标温度，2)在目标温度下保持两小时，以及3)冷却至室温并保持10分钟。
·根据标准ISO 21608:2012制备样品。使用长方体样品。样品尺寸为大约20mm×20mm×2.5mm-6mm。在测试之前，仔细测量并记录总表面积和重量。
·将腔室首先加热至目标温度。然后，将样品放入腔室中，并使温度协调和稳定。
·通常考虑两个参数，即质量变化的最大值和相应时间(称为分离时间)。质量变化是由于氧化物形成引起的质量增加和由于挥发性物质的蒸发加上散裂引起的质量损失的总和。分离时间实际上是质量损失大于质量增加或散裂的时间。一般而言，分离时间越长且质量变化的最大值越低，耐循环氧化性越好。在测试过程中，使用Setaram TG 96微量天平来连续监测和测量重量(质量)变化。对于每个测试总共有大约4900次测量。
·时间越长，氧化越多。对于所有材料都如此。在给定的测试条件下，对于奥氏体不锈钢未观察到氧化分离，而对于S31008、S30815和S31400，氧化总是分离。
·奥氏体不锈钢具有高耐氧化物散裂的附着氧化物层，产生优于S31008、S30815和S31400的耐循环氧化性。
图8示出
·与图7相同的关系，但是在1175℃处50h，
·奥氏体不锈钢具有高耐氧化物散裂的附着氧化物层，产生优于S31008、S30815和S31400的耐循环氧化性。
图9示出
·在干燥空气中在1000℃下的等温氧化测试250h，表示为与时间相关的每单位面积的质量变化。
·等温氧化测试的样品制备、测试设备和测试方法与循环氧化测试的相同，但是温度无变化。测试在目标温度下持续保持250小时。
·在相同的温度下，氧化随着时间的增加而增加。这是所有材料的情况。通常，每单位面积的质量变化值越大，材料氧化越多。在给定的测试条件下，与S31008、S30815和S31400相比，奥氏体不锈钢显示出氧化较少。
·奥氏体不锈钢具有高耐氧化物散裂的附着氧化物层，产生等同于或优于S31008、S30815和S31400的等温抗氧化性。
图10示出
·与图9相同的关系，但是在1100℃处250h
·奥氏体不锈钢具有高耐氧化物散裂的附着氧化物层，产生优于S31008、S30815和S31400的等温抗氧化性。
图11示出
·与图9相同的关系，但是在1150℃处250h。
·奥氏体不锈钢具有高耐氧化物散裂的附着氧化物层，产生优于S31008、S30815和S31400的等温抗氧化性。
图12示出
·奥氏体不锈钢、S31400、S31008和S30815的耐渗碳性。
·渗碳性测试在1000℃下在5％CH4+Ar中使用具有恒定流动气体流的管式炉进行4小时。CH4用于根据下式生成碳：CH4->2H2+C。
碳活性ac根据下式计算：
ac＝(K×pCH4)/p2H2 (1)
其中pCH4是CH4分压，在这种情况下是气体混合物中的CH4的含量。假设p2H2非常低，即0,00001，因为流动气体流量和CH4的恒定供应将使反应中的H2最小化。K是平衡常数，使用在1273K(1000℃)的温度T(K)下反应的标准形成自由能ΔG来计算。
·所计算的ac远大于一，ac>>1，确保发生渗碳。
·使用长方体样品。样品尺寸为大约20mm×20mm×6mm。在测试之前，将样品研磨至1200。
·在测试后，将样品切片并研磨至0.25μm。在扫描电子显微镜(SEM)中检查横截面。
·在1000℃下暴露于5％CH4中4小时后，奥氏体不锈钢、S31400、S31008和S30815样品的横截面的SEM检查表明，在奥氏体不锈钢中几乎没有任何晶内或晶间碳化物，而其它商品级显示出晶内和晶间碳化物以及碳化物从基质内部深处的表面渗透。
·奥氏体不锈钢几乎不显示任何晶内或晶间碳化物，而其它商品级显示出晶内和晶间碳化物以及碳化物从基质内部深处的表面(左手侧)渗透。
·奥氏体不锈钢显示出优于S31400、S31008和S30815的抗渗碳性。
机械测试
图13示出
·在900℃、给定应力下，奥氏体不锈钢的蠕变应变(％)与时间(单位为小时)的函数。
·将5mm直径和50mm标距长度的圆柱形样本用于蠕变测试。
·蠕变测试根据标准ASTM E139-2011和SS-EN 10291:2000进行。
·使用单样本和恒重杠杆蠕变机，所有样本在空气中在900℃在10MPa至30MPa的不同应力下进行单轴测试至破裂。将两个校准的热电偶安装在样本的标距长度上。最大温度随时间的变化控制在±3℃内。在测试期间使用准确性为1μm的模拟计时器来连续测量样本的应变(伸长率)。记录并保存蠕变数据，诸如时间、周围温度和给定时间间隔处的样本伸长率。从这些数据，可以获得蠕变应变和对应于给定应变和失效的时间。
·在失效样本上测量失效处的伸长率。
·在10MPa下的测试由于额外长的持续时间而停止。x是指断裂伸长率。
图14示出
·在900℃下在空气中测试的奥氏体不锈钢与S30815相比的蠕变行为。还将一个参考点给予S31008。
·如图13中所述的测试程序。
·在900℃下应力(单位为MPa)与破裂时间(单位为h)的函数。
·还将一个参考点给予S31008。
·破裂时间随着应力的降低而增加。
·奥氏体不锈钢的破裂时间类似于S30815。
·在相同的给定破裂时间处，奥氏体不锈钢的破裂强度显示出比S31008高得多的水平。
图15示出
·在900℃下最小蠕变应变速率(单位为1/h)与奥氏体不锈钢的应力(单位为MPa)的函数，所谓的诺顿(Norton)定律。
·如图13中所述的测试程序。
图16示出
·一些不锈钢高温级的相对100,000小时耐蠕变破裂性。
·可以看出，S30815优于其它商品级。由于奥氏体不锈钢与S30815相当，因此奥氏体不锈钢也优于其它可商购的高温钢。
结果总结
·奥氏体不锈钢利用元素C、Cr、Ni、Si、N以及稀土元素的优点。
·奥氏体不锈钢组合上述元素并将它们优化至优选的范围。
·奥氏体不锈钢已经接受适当的热轧过程和退火处理，以提供完全再结晶的奥氏体、有利的晶粒尺寸和硬度。
·奥氏体不锈钢具有比S31008、S30815和S31400更稳定的微结构。更细的晶粒尺寸改善了抗氧化性和耐腐蚀性以及延展性。
·奥氏体不锈钢显示出优于S31400、S31008和S30815的环状抗氧化性。
·奥氏体不锈钢显示出优于S31400、S31008和S30815的等温抗氧化性。
·奥氏体不锈钢显示出优于S31400、S31008和S30815的抗渗碳性。
·奥氏体不锈钢显示出与S30815相当且优于S31400和S31008的抗蠕变性。
根据实施方案，奥氏体不锈钢具有改善的耐热性和耐腐蚀性。根据一个实施方案，奥氏体不锈钢具有更细的晶粒尺寸，这改善了抗氧化性和耐腐蚀性以及延展性。在一个优选的实施方案中，奥氏体不锈钢具有优异的循环抗氧化性。在一个特定实施方案中，钢具有优异的等温抗氧化性。在一个合适的实施方案中，钢具有优异的抗渗碳性。在一个特别优选的实施方案中，钢具有与商业级相当的抗蠕变性。
在一个实施方案中，钢含有以重量％计的碳<0.20、铬20.00–26.00、镍10.00–22.00、硅0.50–2.50、锰<2.00、氮0.10–0.40、硫<0.015、磷<0.040、稀土金属0.00–0.10，其余为铁(Fe)和不可避免的杂质。
对于不锈钢，碳是强奥氏体形成元素，该形成元素还通过形成碳化物而显著增加机械强度。在另一个方面，由于碳化物形成，碳也降低了耐晶间腐蚀性，这表明碳含量低。在本文所述的实施方案中，奥氏体不锈钢含有<0.20重量％的碳。保持碳含量<0.20％，优选地至少0.05％但不超过0.10％，提供了奥氏体、机械强度和耐晶间腐蚀性之间的优化。
铬是不锈钢的最重要的合金化元素。铬给予不锈钢基本抗氧化性和耐腐蚀性。所有不锈钢具有至少10.5％的铬含量，并且抗氧化性和耐腐蚀性随着铬含量的增加而增加。此外，碳化铬和氮化铬改善机械强度。在另一个方面，铬促进铁酸盐微结构。高铬也有助于金属间σ相形成。在一个优选的实施方案中，对于奥氏体不锈钢，铬含量为至少24.0％但不超过26.0％。
镍存在于所有奥氏体不锈钢中，因为镍促进奥氏体微结构。当添加至铁和铬的混合物时，镍增加延展性、高温强度以及耐渗碳性和耐渗氮性，因为镍降低了奥氏体中的碳和氮的溶解度。在另一个方面，高镍不利于耐硫化性。在一个优选的实施方案中，对于奥氏体不锈钢，铬含量为至少19.0重量％但不超过22.0重量％。
硅改善耐渗碳性和抗氧化性，以及在高温下的耐氮吸收性。在另一个方面，硅倾向于使合金成为铁酸盐，并促进金属间σ相形成。在一个优选的实施方案中，进一步控制奥氏体不锈钢中的硅的量，使得硅含量为至少1.20重量％但不超过2.50重量％。
锰通常被认为是奥氏体化元素并且也可以替代不锈钢中的一些镍。锰改善热加工性、可焊性，并增加氮的溶解度，以允许大量的氮添加。在另一个方面，锰对抗氧化性轻微有害，因此在大多数耐热合金中限制为最多2重量％。在一个优选的实施方案中，奥氏体不锈钢中的锰的量为至少0.50重量％但不超过2.00重量％。
氮是非常强的奥氏体形成元素，该形成元素还显著增加机械强度。氮倾向于阻碍或防止铁素体和σ形成。在另一个方面，高含量的氮削弱韧性并引起脆化。在一个优选的实施方案中，奥氏体不锈钢中的氮的量为至少0.12重量％但不超过0.20重量％。
硫和磷通常被认为是杂质。硫通常低于0.010重量％，而磷通常无规定。在一个优选的实施方案中，奥氏体不锈钢中的硫和磷含量分别不超过0.010重量％和0.040重量％。
少量稀土元素(REM)单独或组合使用以通过在奥氏体不锈钢合金中形成更薄、更紧和更具保护性的氧化皮来增加抗氧化性。金属中的残留REM氧化物也能够有助于蠕变破裂强度。在另一个方面，过量的稀土金属可能导致对机械特性和可成形性具有负面影响的氧化物夹杂物簇。在一个优选的实施方案中，奥氏体不锈钢中的REM含量(主要是铯和镧)为至少0.03重量％但不超过0.08重量％。在一个特别优选的实施方案中，REM是铈并且以0.03重量％至0.08重量％的范围存在。
在一个特定实施方案中，奥氏体不锈钢中的N、C和稀土金属(REM)含量满足以下关系：
0.40％≤N+3×C+3×REM≤0.60％ (2)
如上文所述，不锈钢包含不可避免的杂质。在一个实施方案中，奥氏体不锈钢包含不可避免的杂质中的一种或多种，所述杂质包括(以重量％计)：
痕量V≤0.20％
痕量Co≤0.60％
痕量Sn≤0.05％
痕量As≤0.05％
痕量W≤0.40％
痕量B≤0.0050％
痕量Nb≤0.060％
痕量Cu≤0.50％
痕量Zr≤0.1％。
另外的实施方案涉及由根据本发明的实施方案的不锈钢形成的物品。在一个实施方案中，提供了包含根据本文所述的实施方案中的任一者的不锈钢的物品。
根据本发明的实施方案的不锈钢具有多种用途。在一个实施方案中，提供了根据本文所述的实施方案中的任一者的不锈钢在形成物品中的用途。在另一个实施方案中，根据实施方案形成和/或使用的物品选自由以下各项组成的组：板、片、条、管、管道、棒和线。另外的实施方案涉及在热处理应用中形成的物品的用途。这种物品适用于在困难的环境中使用。因此，在一个实施方案中，物品可以用于侵蚀性高温环境中，该环境具有氧化和还原渗碳气氛，如在马弗炉中以及金属制造方法应用中。

Claims (16)

1.一种具有改善的耐热性和耐腐蚀性的奥氏体不锈钢，其特征在于所述钢含有以重量％计的碳0.03-0.20
铬20.00–26.00
镍10.00–22.00
硅0.50–2.50
锰0.50-2.00
氮0.10–0.40
硫<0.015
磷<0.040
稀土金属，主要是铈和镧0.00-0.10，其余是铁(Fe)和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢，其中碳含量为至少0.05重量％但不超过0.10重量％。
3.根据权利要求1和2所述的奥氏体不锈钢，其中硅含量为至少1.20重量％但不超过2.50重量％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的奥氏体不锈钢，其中氮含量为至少0.12重量％但不超过0.20重量％。
5.根据前述权利要求中任一项所述的奥氏体不锈钢，其中所述稀土金属主要是铈和镧的总和为至少0.03重量％但不超过0.08重量％。
6.根据前述权利要求中任一项所述的奥氏体不锈钢，其中铬含量为至少24.0重量％但不超过26.0重量％。
7.根据前述权利要求中任一项所述的奥氏体不锈钢，其中镍含量为至少19.0重量％但不超过22.0重量％。
8.根据前述权利要求中任一项所述的奥氏体不锈钢，其中氮含量、碳含量和稀土元素(REM)含量满足以下关系：0.40％≤N+3xC+3xREM≤0.60％。
9.根据前述权利要求中任一项所述的奥氏体不锈钢，其中锰含量为至少0.50重量％但不超过2.00重量％。
10.根据前述权利要求中任一项所述的奥氏体不锈钢，其中硫含量和磷含量分别不超过0.010％和0.040％。
11.根据前述权利要求中任一项所述的奥氏体不锈钢，所述奥氏体不锈钢包含不可避免的杂质中的一种或多种，所述杂质包括以重量％计的痕量V≤0.20％
痕量Co≤0.60％
痕量Sn≤0.05％
痕量As≤0.05％
痕量W≤0.40％
痕量B≤0.0050％
痕量Nb≤0.060％
痕量Cu≤0.50％
痕量Zr≤0.1％。
12.一种物品，所述物品包含根据权利要求1至11中任一项所述的不锈钢。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的不锈钢在形成根据权利要求12所述的物品中的用途。
14.根据权利要求13所述的用途，其中所述物品选自由以下各项组成的组：板、片、条、管、管道、棒和线。
15.包含根据权利要求1至11所述的奥氏体不锈钢的物品在与热处理应用有关的应用中的用途。
16.根据权利要求12所述的物品在侵蚀性高温环境中的用途。
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