[发明专利]一种耐蚀性优良的含钼节镍奥氏体不锈钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及含氮节镍奥氏体不锈钢及其制造方法，尤其一种耐蚀性优良的含钼节镍奥氏体不锈钢及其制造方法，材料的PREN≥18。

背景技术

在应用最广泛的300系奥氏体不锈钢中，通常含有8％～12％的镍，镍元素的成本占原材料成本80％左右。自2005年以来，不锈钢中的重要合金元素镍价格持续攀升，导致不锈钢生产的原材料成本升高，同时据预测，稀贵金属镍的短缺具有一定的长期性。这使降低不锈钢生产成本成为钢铁企业发展的关键问题。不锈钢中每降低1％的镍，意味着降低10～15％的原材料成本。因此开发节镍奥氏体不锈钢成为一种发展趋势，节镍奥氏体不锈钢利用N和Mn等奥氏体形成和稳定元素，取代300系奥氏体不锈钢中的镍，其中氮元素具有强烈的奥氏体化能力，同时含量丰富、价格低廉，选择N做为Ni的替代元素，开发含氮甚至高氮不锈钢是发展节镍不锈钢的方向。含氮节镍奥氏体不锈钢其室温组织与300系一样为奥氏体相，既具有奥氏体不锈钢优良的力学性能和耐腐蚀性能，又具有低成本的特点，可以避免镍价波动带来的风险，因此发展前景广阔。现有的含氮节镍不锈钢基本以Fe、Cr、Mn、Ni、C、N、Cu等为主加元素，其中Cr含量一般为13～18％不等，Ni含量一般0.5～5％，通过降低铁素体元素Cr、提高奥氏体形成元素Mn、N和C等含量保证室温下获得奥氏体组织，主要用于取代304奥氏体不锈钢。

含氮节镍奥氏体不锈钢最常见的产品是200系，200系中最典型的产品为201和202。与304奥氏体不锈钢相比，ASTM标准中201铬含量为16～18％，通过添加5.5～7.5％的锰和一定量的氮和碳，取代304奥氏体不锈钢中的奥氏体形成元素镍，将镍含量从8％以上降低到5.5％以下，从而降低材料的成本，因为不锈钢中每降低1％的镍，意味着降低10～15％的原材料成本。在使用过程中，为了解决碳含量较高易带来焊接后晶间腐蚀问题，又开发了碳含量低于0.03％的201L和201LN系列。

在中国，200系含氮节镍不锈钢的开发和应用十分广泛。如中国发明专利CN1129259公开了一种能节镍铬的含氮奥氏体不锈钢，其化学成分(Wt％)为：C＜0.10；Si＜1.0；Mn 11～15；P＜0.03；S＜0.03；Cr 10～15；Ni 3.6～5；0＜N≤0.10；其余为Fe；与现有18-8型奥氏体不锈钢(304)相比，可节镍一半，具有价格低廉、性能稳定、生产工艺简便、易于加工成型、成品率高等优点。该发明专利的特点是利用Mn、N取代部分Ni，Ni含量与304中的8％相比显著降低，但是为了保证室温奥氏体相，成分中Cr含量也显著降低，因此耐蚀性降低，耐蚀性低于现有的304不锈钢。

中国发明专利CN1772942公开了一种节镍型奥氏体含稀土不锈钢，其化学成分(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 0.05～0.3％，余为Fe。该发明仍然是通过添加了Mn和N取代奥氏体形成元素Ni，达到降低成本的作用，同时添加了一定量的Cu元素，一方面可以作为奥氏体形成元素，取代部分Ni，同时可以提高冷加工性能；该发明专利的另一个特点是添加了一定量的稀土，利用稀土元素净化钢液，提高加工和力学等性能，该发明钢种冶炼要求高，需要氧含量低于0.005％，并需要加入稀土元素，现有大生产产线难以满足生产条件。