[发明专利]稀土低镍奥氏体不锈钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种奥氏体不锈钢合金材料，特别是一种含稀土金属低镍奥氏体不锈钢的合金材料。

背景技术

随着我国经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，不锈钢制品越来越多地受到人们的青睐。其中奥氏体不锈钢因其良好的耐蚀性、漂亮的外观及易加工成型性等良好的性能，广泛用于五金制品及建筑装饰等行业，建筑的结构件及玻璃幕墙不锈钢连接件。

在奥氏体不锈钢中，较为典型的钢种有304、304L、316、316L等，304系列不锈钢广泛应用于家庭用品、汽车配件、医疗器具、建材、化学、食品工业、农业及船舶部件等领域；316系列则广泛应用在海水用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备、照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母等领域。该系列钢种的突出特点是有良好的综合性能，但由于其中稀缺金属镍含量较高，都达到8％以上，随着镍资源的日益紧缺，不锈钢成本和价格大幅增加是必然趋势，而无论是钢厂还是不锈钢用户历来都十分注重经济效益，因此，开发节镍型奥氏体不锈钢，具有重大的经济价值和重要的社会意义。

目前，节镍型奥氏体不锈钢以形成奥氏体的C、Mn、N、Cu等元素来部份取代稀缺金属镍。如中国发明专利授权公开号(CN 1772942A)节镍型奥氏体含稀土不锈钢及其制备方法，其化学成份(Wt％)为：C≤0.08，Si：0.3～0.8，Mn：5.0～8.5，S≤0.05，P≤0.04，Ni：3.0～5.5，Cr：14～19，Cu：1.0～4.0，N≤0.20，[O]总≤0.005，Re：0.05～0.30。中国发明专利授权公开号(CN100432262C)含稀土金属的双相不锈钢合金材料及其制备方法，其化学成份(Wt％)为：C：0.01～0.02，Mn：8～12，Ni：1.0～2.0，Cr：24～26，Mo：3.5～4.5，N：0.3～0.45，稀土Ce或Y：0.05～0.20。该类节镍型不锈钢均具有较高的锰含量，而高锰含量又削弱了钢的抗腐蚀能力，降低了焊接性能，使不锈钢性能下降，实际使中受到很大的限制，尤其是在要求高耐蚀性的化学、煤炭、石油产业等行业及沿海地区建筑结构件的应用中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种稀土低镍奥氏体不锈钢，它不仅能降低镍元素的含量，从而使钢材成本大幅减少；而且具有良好的机械性能，相比现在通用的304、316系列不锈钢而言性价比更高。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，该不锈钢的组成及质量百分比(Wt％)为：C：0.03～0.08，Mn：2.50～5.00，Si：0.50～1.00，S：0.01～0.03，P：0.02～0.045，Ni：2.50～5.00，Cr：16.00～19.00，Mo：2.00～3.00，N：0.10～0.30，Al：0.05～0.20，Re：0.01～0.10，杂质≤1.00，余量为Fe。

本发明含稀土金属低镍奥氏体不锈钢可用真空感应炉、非真空感应炉、电阻炉、电弧炉+炉外精炼等任意一种冶炼方法进行冶炼。具体工艺步骤如下：首先根据本发明的元素组成及质量百分比(Wt％)，确定具体的钢种成分要求，结合各种原材料的成分综合配料；按照密、实、顺的装料原则依次装入电炉进行熔化、造渣、预脱氧、合金化、调整成分、调整钢液温度、终脱氧、出钢(含包内合金化)、浇铸；炉料要按大小比例搭配，已达到好装快熔的目的；具体装料顺序为有锈蚀、油污等的废零件，废钢料加入底部，小块回炉料加入中部，要装紧，大块松散的原料放到上部，使其自重下落；在用含镁复合脱氧精炼剂进行终脱氧后，出钢浇铸前加入稀土金属，即稀土金属加入后立即浇铸；浇铸温度控制在1550～1650℃，最终制得稀土低镍奥氏体不锈钢合金材料。所述调整成分是将钢的组成元素质量百分比调整至预定的具体钢种成分要求，以得到一定元素组成和质量百分比的低镍奥氏体不锈钢。

上述镍在不锈钢中的作用是在与铬配合后才发挥出来的，镍是优良的耐腐蚀材料，也是合金钢的重要合金化元素。它的主要作用是形成并稳定奥氏体组织，促进铬的钝化，改善材料的加工性能，使其有良好的综合机械性能。