[发明专利]奥氏体低镍不锈钢合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种低镍含量的奥氏体不锈钢合金。本发明还涉及一种由该钢合金制造的制品。

背景技术

奥氏体不锈钢是用于各种用途的通用材料，因为这些类型的钢显示良好的耐腐蚀性、良好的机械性能以及良好的加工性。标准的奥氏体不锈钢含有至少17％的铬、8％的镍和余量为铁。奥氏体不锈钢也经常含有其它合金元素。

全世界对不锈钢需求的快速增长以及随之而来的钢生产中对合金金属的高需求导致了金属价格的上涨。尤其是使镍的价格变贵。因此，已进行了各种尝试用其它合金元素代替奥氏体不锈钢中的镍，例如US 5286310 A1、US 6274084和JP 3002357中所描述。

上述钢显示良好的热加工性能和高变形硬化。这些性能对于大尺寸制品，例如厚钢板的制造是重要的。然而，已证明上述钢并不适用于需要进行包含大压缩比的冷加工的某些制品。

WO 0026428描述了一种低镍钢合金，其中混入了一定量的合金元素以获得可成型的钢，其显示良好的耐腐蚀性和加工硬化。此外，该钢中含有昂贵的合金元素。JP 2008038191中描述了另一种钢合金。在此钢合金中，使各元素平衡以改善钢的表面状态。然而，上述钢合金的性能使得它们不适用于涉及包括大压缩比的冷加工的工艺。

发明概述

因此，本发明的一个目的是提供一种可以用大的压缩比进行冷加工的低镍奥氏体不锈钢合金。在下文中，将本发明的奥氏体不锈钢合金称为钢合金。

本发明的钢合金应应当具有类似于已知钢级AISI 302的良好的机械性能、以及良好的耐腐蚀性能。考虑到各合金元素的影响，应仔细地平衡钢合金的组成，以获得可满足生产率和最终性能方面要求的高性价比钢合金。因此，该钢合金应显示良好的热加工性能。该钢合金还应是可延展的并且对变形硬化是稳定的，从而可以在无裂纹或不变脆的情况下以高生产率和高压缩比对其进行冷加工。

本发明的另一个目的是提供一种由改进的奥氏体不锈钢合金所制造的制品。

通过具有如下以重量百分比(wt％)表示的组成的奥氏体不锈钢合金来达到上述目的：

0.02≤C≤0.06

Si＜1.0

2.0≤Mn≤6.0

2.0≤Ni≤4.5

17≤Cr≤19

2.0≤Cu≤4.0

0.15≤N≤0.25

0≤Mo≤1.0

0≤W≤0.3

0≤V≤0.3

0≤Ti≤0.5

0≤Al≤1.0

0≤Nb≤0.5

0≤Co≤1.0

余量为Fe以及通常存在的杂质，其特征在于，调整各合金元素的含量，以满足如下条件：

Ni_当量-1.42×Cr_当量≤-13.42；和

Ni_当量+0.85×Cr_当量≥29.00

其中，

Cr_当量＝[％Cr]+2×[％Si]+1.5×[％Mo]+5×[％V]+5.5×[％Al]+1.75×[％Nb]+1.5×[％Ti]+0.75×[％W]

Ni_当量＝[％Ni]+[％Co]+0.5×[％Mn]+0.3×[％Cu]+25×[％N]+30×[％C]，

并且

-70℃＜MD30＜-25℃

其中，

MD30＝(551-462×([％C]+[％N])-9.2×[％Si]-8.1×[％Mn]-13.7×[％Cr]-29×([％Ni]+[％Cu])-68×[％Nb]-18.5×[％Mo])℃，

由此可以避免低镍奥氏体钢合金发生过高的变形硬化的危险性，从而确保在加工期间钢合金获得最佳的机械性能。可以降低冷却时或冷变形期间形成马氏体的危险性，从而可以控制变形硬化，并且在钢合金中获得最佳的机械性能，特别是延展性，从而降低裂纹形成的危险性。