高強度316l不銹鋼及其制備方法
【專利摘要】高強度316L不銹鋼及其制備方法，按質(zhì)量百分數(shù)計，高強度316L不銹鋼的成分為：N：12.00~16.00%，Cr：16.00~19.00%，Si≤1.0%，P≤0.035%，S≤0.03%，C≤0.03%，Mo：1.8~2.5%，Mn≤2.0%，Al：1.5%~2.0%，余量為Fe；其制備方法的步驟為：（1）316L不銹鋼板中加入質(zhì)量分數(shù)為1.5%~3%的Al元素，在加熱爐中在大氣環(huán)境下加熱到700℃，保溫半小時，再加熱至1540℃左右、保溫20分鐘；（2）將熔融態(tài)鋼水澆注到鑄型中，鑄型為呋喃樹脂石英砂型，砂型底部預(yù)埋20mm厚的冷鐵；將所得的316L不銹鋼鑄錠線切割為35mm×40mm×（5.5~6）mm的鑄板；（3）將切好的鑄板進行軋制，軋制溫度為1100-1200℃，保溫時間10-15分鐘，軋制道次10~30道次，軋制總變形量約為30%-70%；（4）將軋制好的試樣進行固溶處理：在1030～1050℃保溫25～30min后水淬。
【專利說明】高強度316L不銹鋼及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及高強度不銹鋼的制備技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]316L不銹鋼在石油化工、國防工業(yè)、核工業(yè)、海洋器械等方面得到大量應(yīng)用。目前普遍使用的316L不銹鋼，其基體是奧氏體組織，高溫時不發(fā)生相變，不能通過熱處理的方式強化，但通過添加合金元素，進行固溶處理和表面處理可提高其強度。另外，316L不銹鋼抗氧化主要依賴于表面Fe0.Cr2O3氧化膜的形成，然而a -Cr2O3膜在高于600°C的潮濕工作環(huán)境下會形成具有揮發(fā)性的鉻的氫氧化物，惡化了穩(wěn)定性，從而抑制了不銹鋼在許多高溫苛刻環(huán)境下的長效使用。引起奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的主要有兩方面的因素，即&23(:6或σ相沿晶界的析出。而316L不銹鋼中含碳量大概為0.019% (質(zhì)量分數(shù))，因此由于鉻的碳化物沿晶間析出而引起316L不銹鋼晶間腐蝕速率增大是其中一個原因；另一方面，在316L不銹鋼中鑰元素的質(zhì)量分數(shù)約為2%，而Mo會促進σ相在晶界析出，從而增大了 316L不銹鋼的晶間腐蝕的傾向，使得其晶間腐蝕速率進一步升高。在316L的基礎(chǔ)上加入1.5%~2%(質(zhì)量百分比)的鋁元素以后，鋁元素不僅以固溶的方式強化基體，同時，鋁是鐵素體形成元素，鋁元素的加入還使得基體中有部分鐵素體相析出，形成兩相組織，提高合金的強度；另外，鋁元素的加入使得合金基體表面形成較Fe0.Cr2O3更穩(wěn)定、生長速度更慢的Al2O3保護膜，進而提高316L的耐腐蝕性。316L不銹鋼的供貨狀態(tài)為板材，然而，高溫下Fe原子在鐵素體基體中的擴散系數(shù)比在奧氏體基體中的擴散系數(shù)大兩個數(shù)量級，因此在合金熱成型的過程中，變形優(yōu)先在鐵素體基體中進行。而奧氏體基體和鐵素體基體在交界處的協(xié)調(diào)變形能力較差，因此很容易在熱加工成板材的過程中萌生微裂紋，從而增大了高強度316L不銹鋼制備的難度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種高強度316L不銹鋼及其制備方法。
[0004]本發(fā)明是高強度316L不銹鋼及其制備方法，高強度316L不銹鋼，按質(zhì)量百分數(shù)計，其成分為:Ν:12.00~16.00%, Cr:16.00~19.00%, Si ≤1.0%, P≤ 0.035%, S ≤ 0.03%,C ≤ 0.03%, Mo:1.8~2.5%, Mn ( 2.0%, Al:1.5%~2.0%,余量為 Fe。
[0005]高強度316L不銹鋼制備方法，其步驟為:
(D316L不銹鋼板中加入質(zhì)量分數(shù)為1.5%~3%的Al元素，在加熱爐中在大氣環(huán)境下加熱到700°C，保溫半小時，再加熱至1540°C左右、保溫20分鐘；
(2)將熔融態(tài)鋼水澆注到鑄型中，鑄型為呋喃樹脂石英砂型，砂型底部預(yù)埋20mm厚的冷鐵；將所得的316L不銹鋼鑄錠線切割為35mmX40mmX (5.5~6) mm的鑄板；
(3)將切好的鑄板進行軋制，軋制溫度為1100-1200°C，保溫時間10-15分鐘，軋制道次10~30道次，軋制總變形量約為30%-70% ；
(4)將軋制好的試樣進行固溶處理:在1030~1050°C保溫25~30min后水淬。
[0006]本發(fā)明的室溫力學(xué)性能與國標固溶態(tài)316L力學(xué)性能對比如下表:
拉伸實驗在島津ATlOt試驗機上進行,最大載荷1t,拉伸速率0.lmm/min。每個成分測試3個工件，測出載荷位移曲線，根據(jù)載荷位移曲線數(shù)據(jù)計算出相應(yīng)的應(yīng)力和應(yīng)變值，并求出其平均值。由于在實驗室條件下中頻爐爐所能熔煉的工件較小，在設(shè)計拉伸工件時按照國家標準同比例縮小3倍,標距Itl=10.32mm, lc=12.75mm,寬度=3.4mm,厚度=lmm。
[0007]

【權(quán)利要求】
1.高強度316L不銹鋼，按質(zhì)量百分數(shù)計，其成分為:Ν:12.00-16.00%，Cr:16.00~19.00%, Si ( 1.0%, P ≤ 0.035%, S ≤ 0.03%, C ≤ 0.03%, Mo:1.8~2.5%, Mn ( 2.0%, Al:1.5%~2.0%，余量為Fe。
2.高強度316L不銹鋼制備方法，其步驟為: (1)316L不銹鋼板中加入質(zhì)量分數(shù)為1.5%~3%的Al元素，在加熱爐中在大氣環(huán)境下加熱到700°C，保溫半小時，再加熱至1540°C左右、保溫20分鐘； (2)將熔融態(tài)鋼水澆注到鑄型中，鑄型為呋喃樹脂石英砂型，砂型底部預(yù)埋20mm厚的冷鐵；將所得的316L不銹鋼鑄錠線切割為35mmX40mmX (5.5~6) mm的鑄板； (3)將切好的鑄板進行軋制，軋制溫度為1100-1200°C，保溫時間10-15分鐘，軋制道次10~30道次，軋制總變形量約為30%-70% ； (4)將軋制好的試樣進行固溶處理:在1030~1050°C保溫25~30min后水淬。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強度316L不銹鋼制備方法，其特征在于加熱爐為中頻無芯感應(yīng)爐。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強度316L不銹鋼制備方法，其特征在于按重量計，型砂配方為:石英砂:樹脂重:固化劑=100:1: 0.4。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強度316L不銹鋼制備方法，其特征在于固化劑為對甲苯磺酸。
【文檔編號】C22C38/22GK104073729SQ201410291563
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】喇培清, 張鵬, 孟倩, 魏玉鵬, 盧學(xué)峰, 郭鑫 申請人:蘭州理工大學(xué)