一種雙相不銹鋼母合金及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙相不銹鋼母合金，包括下述重量百分比的組分：C：0.04～0.15；Si：2.5～3.5；Mn：2.0～6.0；Cr：17.5～27.5；Ni：4.0～8.0；Cu：2.0～3.0；Mo：0.5～3.0；N：0.15～0.50；Nb：0.60～1.20；Ti：0.5～1.0；W：0.5～1.5；Fe余量和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明公開的雙相不銹鋼母合金能在不同使用條件下抗各種形式的腐蝕，具有較高的機(jī)械性能特性,改善與普通商用的雙相不銹鋼(例如:德國(guó)牌號(hào)為WNr1.4462和美國(guó)牌號(hào)為S31803)的機(jī)械性能，特別是拉伸強(qiáng)度(σb)和延伸率（δ5%）的提高，而且能直接鑄造或通過熱變形成零件使用。
【專利說明】一種雙相不銹鋼母合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高性能的不銹鋼母合金及其制備方法，尤其是一種雙相不銹鋼母合金及其制備方法，屬于不銹鋼合金材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]一般雙相不銹鋼是指其中既具有奧代體，又有鐵素體組織的結(jié)構(gòu)鋼種。此兩項(xiàng)組織是獨(dú)立存在，大約各占50%左右，比單一組織的純奧代體不銹鋼具有更好的耐品兼腐蝕性能；它與鐵素體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的韌性高，脆性轉(zhuǎn)變溫度低，耐晶間腐蝕性和焊接工藝性顯著提高。與傳統(tǒng)奧代體鋼相比，雙相不銹鋼的抗點(diǎn)腐蝕方面的性質(zhì)和耐壓強(qiáng)度特別是屈服強(qiáng)度更優(yōu)越，被廣泛應(yīng)用在石油、化工、建筑等行業(yè)。
[0003]關(guān)于商用途的雙相不銹鋼及其制備方法是熟知的，例如現(xiàn)有的一種雙相不銹鋼的加工方法，它包括以下步驟:1)在電爐中母液成分控制在CS 0.03%,Si ( 1.0%、Μη≤2.0%、Cr21/23%、Ni5-6%、Mo2.5/3.5%、N ≤ 0.20%、P ≤0.03%、S ≤ 0.02%、Fe 余量，出鋼溫度控制在1580-1630°C ；2)將電爐中的母液轉(zhuǎn)移入AOD爐內(nèi)吹氧脫碳、吹氮及成分調(diào)整；再在鋼包精煉爐中精煉及微合金加入成分最終調(diào)整，適當(dāng)控制鉻鎳當(dāng)量比，有利于高溫鐵素體的形成，使盡量在單相區(qū)中熱加工，有利提高雙相不銹鋼的綜合性能。盡管該雙相不銹鋼具有較佳的高溫塑形，但其各項(xiàng)機(jī)械性能特性仍不夠理想，特別是強(qiáng)度和塑性(延伸率)。
[0004]因此，仍然有必要提供一種多用途的雙相不銹鋼及其制備方法，以解決現(xiàn)有雙相不銹鋼中的一種或多種技術(shù)缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有的商用雙相不銹鋼的不足，本發(fā)名的目的是要提供一種雙相不銹鋼母合金及其制備方法，該雙相不銹鋼母合金具有較佳的機(jī)械性能。
[0006]為了達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙相不銹鋼母合金，包括下述重量百分比的組分:
[0008]C0.04 0.15;
Si2.5-3.5;
Mn2.0-6.0;
Cr17.5-27.5;
Ni4.0-8.0;
Cu2.0 ~3.0;
Mo0.5-3.0;
N0_ 15 ~0.50;
Nb0.60~1_20;
Ti0.5 ~1.0;
W0_5~1.5
Fe余量。
[0009]進(jìn)一步,還包括:
[0010]重量百分比為0.0~0.005的B。
[0011]進(jìn)一步，還包括:
[0012]重量百分比為0.0~0.033的Re。
[0013]一種制備上述的雙相不銹鋼母合金的制備方法，控制爐內(nèi)母液成分為C:0.04~
0.15 ；Si:2.5 ~3.5 ；Mn:2.0 ~6.0 ；Cr:17.5 ~27.5 ；N1:4.0 ~8.0 ；Cu:2.0 ~3.0 ;Mo:
0.5 ~3.0 ;N:0.15 ~0.50 ；Nb:0.60 ~1.20 ；T1:0.5 ~1.0 ;W:0.5 ~1.5 ；Fe 余量，進(jìn)行熔煉。
[0014]進(jìn)一步，在進(jìn)行鑄造使用時(shí)，所述母液中還含有重量百分比為0.0~0.005的B。
[0015]優(yōu)選的，在通過熱變形使用時(shí)，所述母液中還含有重量百分比為0.0~0.033的Re。
[0016]進(jìn)一步，在非真空的條件下，將所述母液在中頻感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，然后通過水平連鑄成直徑為75~IOOmm的圓棒，或者鑄成鋼錠。再熔煉成精密鑄造零件或通過離心鑄
造成無縫管。
[0017]進(jìn)一步，將所述母液在中頻感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，精密鑄造成零件或通過離心鑄造成無縫管。
[0018]優(yōu)選的，將所述母液在中頻爐和AOD爐中進(jìn)行熔煉，熔煉后鑄成鋼錠，然后加熱到1080 V左右鍛造成坯，再熱軋或冷軋(拔)成絲、扳、帶、管。
[0019]進(jìn)一步，還包括:
[0020]通過1050~1100°C加熱急冷固溶熱處理的步驟。
[0021]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明公開的雙相不銹鋼母合金，能在不同使用條件下抗各種形式的腐蝕，具有較高的抗機(jī)械性能特性，而且能直接鑄造或通過熱變形成零件使用。
[0022]此外，通過氬氧脫碳法(A0D)、真空吹氧脫碳法(VOD)精煉以及真空冶金，可以進(jìn)一步提高雙相不銹鋼母合金的機(jī)械性能。特別是氮(N)的加入和其它改善雙相不銹鋼性能元素(例如W、Nb、B、Re、Ti)的微量加入，使它成為一種可焊接的結(jié)構(gòu)材料，使其韌性和強(qiáng)度均得到提高，脆性轉(zhuǎn)變溫度低，焊接工藝性顯著改善。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面例舉若干個(gè)【具體實(shí)施方式】以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，本部分的描述僅僅是示范性和解釋性說明，不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍產(chǎn)生任何限制作用。
[0024]實(shí)施例1-4 (未添加微量元素)
[0025]在真空感應(yīng)爐中，分別完成實(shí)施例1、2、3，均熔煉25kg鋼錠各I支。
[0026]實(shí)施例1和實(shí)施例2為通過1080°C熱加工變形態(tài)，實(shí)施例3為鑄造態(tài)，實(shí)施例4為非真空中頻熔煉，通過AOD控母液化學(xué)成分合格然后進(jìn)行水平連鑄成直徑為IOOmm圓棒(鑄態(tài)組織)。
[0027]按GB/T20123-2006 分析:碳(C)；按 GB/T20124-2006 分析:氮(N);按 GB/T11170-2008 分析:Cr、Mn、Mo、N1、S、P、Si。力學(xué)機(jī)械性能按 GB/T2281-2010 測(cè)試，四個(gè)實(shí)施例均經(jīng)過1050°C -1100°C加熱、急冷、固溶熱處理后，測(cè)試機(jī)械性能。
[0028]測(cè)試結(jié)果如表1所示
[0029]表1
[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種雙相不銹鋼母合金，其特征在于，包括下述重量百分比的組分:C0.04-0.15;Si2.5 ~3.5;Mn2.0 ~6.0;Cr17.5-27.5;Ni4.0-8.0;Cu2.0~3.0;Mo0.5 ~3.0;N0.15 ~0.50;Nb0.60-1.20;Ti0.5.1.0;W0.5-1.5 Fe余量。
2.如權(quán)利要求1所述的一種雙相不銹鋼母合金，其特征在于，還包括:重量百分比為0.0 ~0.005 的 B。
3.如權(quán)利要求2所述的一種雙相不銹鋼母合金，其特征在于，還包括: 重量百分比為0.0~0.033的Re (鈰、鑭混合稀土)。
4.一種制備權(quán)利要求1所述的雙相不銹鋼母合金的制備方法，其特征在于，控制爐內(nèi)母液成分為 C:0.04 ~0.15 ；Si:2.5 ~3.5 ；Mn:2.0 ~6.0 ；Cr:17.5 ~27.5 ；N1:4.0 ~8.0 ；Cu:2.0 ~3.0 ；Mo:0.5 ~3.0 ;N:0.15 ~0.50 ；Nb:0.60 ~1.20 ；T1:0.5 ~1.0 ;W:0.5~1.5 ;Fe余量，進(jìn)行熔煉。
5.如權(quán)利要求4所述的雙相不銹鋼母合金的制備方法，其特征在于，在進(jìn)行鑄造使用時(shí)，所述母液中還含有重量百分比為0.0~0.005的B。
6.如權(quán)利要求4所述的雙相不銹鋼母合金的制備方法，其特征在于，在通過熱變形使用時(shí)，所述母液中還含有重量百分比為0.0~0.033的Re。
7.如權(quán)利要求4所述的雙相不銹鋼母合金的制備方法，其特征在于，在非真空的條件下，將所述母液在中頻感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，然后水平連鑄成直徑為75~IOOmm的圓棒，或者鑄成鋼錠。再重新熔煉成精密鑄造零件或通過離心鑄造成無縫管。
8.如權(quán)利要求7所述的雙相不銹鋼母合金的制備方法，其特征在于，將所述母液在中頻感應(yīng)爐中進(jìn)行重新熔煉，熔煉后再進(jìn)行精密鑄造重熔成零件或通過離心鑄造成無縫管。
9.如權(quán)利要求8所述的雙相不銹鋼母合金的制備方法，其特征在于，將所述母液在中頻爐和AOD爐中進(jìn)行熔煉，熔煉后鑄成鋼錠，然后加熱到1080°C左右鍛造成坯，再熱軋或冷軋(拔)成絲、扳、帶、管。
10.如權(quán)利要求7所述的雙相不銹鋼母合金的制備方法，其特征在于，還包括: 通過1050~1100°C加熱急冷固溶熱處理的步驟。
【文檔編號(hào)】C22C35/00GK103469051SQ201310363457
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】王雁和, 龔鳳階 申請(qǐng)人:廣東華鰲合金新材料有限公司