[发明专利]含铌和钒的奥氏体不锈钢

说明书

技术领域

   本发明涉及一种不锈钢，尤其涉及一种含铌和钒的奥氏体不锈钢。

背景技术

奥氏体不锈钢具有如下物理特性：1、线膨胀系数大，2、良好的耐腐蚀性，3、优良的塑性，4、具有耐高温性能，5、具有良好的耐低温性。但是，热裂纹和晶间腐蚀该类不锈钢焊接应当首要考虑的影响因素。在奥氏体不锈钢的焊缝中铁素体含量，从考虑热裂纹的角度铁素体含量应大于8%,从考虑晶间腐蚀角度铁素体含量应大于5%,从考虑机械性能考虑铁素体含量应小于5%。以此，如何使得奥氏体不锈钢的热裂纹、晶间腐蚀与机械性能三者可以达到一个平衡，使奥氏体不锈钢在保证良好的机械性能的前提下，有效地防止热裂纹的发生且可以改善其抗晶间腐蚀能力。

此外，不锈钢的热强性和持久性是重要的两个质量评判标准。热强性是指耐热钢在高温和载荷共同作用下抵抗塑性变形和破坏的能力。在评定高温条件下材料的力学性能时，必须用热强性来评定。以此，改善不锈钢的热强性和持久性是不锈钢质量提高所面临的一个重要问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种含铌和钒的奥氏体不锈钢解决奥氏体不锈钢在保证良好的机械性能的前提下，有效地防止热裂纹的发生且可以改善其抗晶间腐蚀能力，并改善奥氏体不锈钢的热强性和持久性问题。

本发明的技术解决方案是：

一种含铌和钒的奥氏体不锈钢，该不锈钢的组份质量百分比（wt%）为：C：不大于0.07, Si：0.95-1.45, Mn：1.0-2.0,P≦0.030,S≦0.018,Cr：19.3-20.8,Ni：8.2-10,Nb：1.05-1.35, V：0.95-1.25，余量为Fe。

进一步改进在于：所述奥氏体不锈钢的组份质量百分比（wt%）为：C：不大于0.05, Si：1.10-1.40, Mn：1.3-1.8,P≦0.020,S≦0.010,Cr：19.6-20.4,Ni：8.4-9.7,Nb：1.10-1.20, V：1.05-1.20，余量为Fe。

优选为，所述奥氏体不锈钢的组份质量百分比（wt%）为：该不锈钢的组份质量百分比（wt%）为：0.05C, 1.15Si, 1.5Mn，0.020P,0.010S,20.1Cr,8.8Ni,1.15Nb,1.05V，余量为Fe。

进一步改进在于：所述奥氏体不锈钢采取线能量为5kJ/cm以下施焊，进行冷却速度为20℃/s以上冷却，多层焊的层间温度为50℃以下。

奥氏体不锈钢焊缝中的铁素体含量,从考虑热裂纹的角度铁素体含量应大于8%,从考虑晶间腐蚀角度铁素体含量应大于5%,从考虑机械性能考虑铁素体含量应小于5%。以此，在考虑奥氏体不锈钢的热裂纹、晶间腐蚀与机械性能三者平衡的基础上，本发明一种含铌和钒的奥氏体不锈钢，添加质量百分比优选为0.95%-1.25%的V，可使焊缝含有适量的铁素体，少量的铁素体存在，有利于奥氏体型不锈钢在施焊过程中，防止焊缝热裂纹的形成，同时保证该种含铌和钒的奥氏体不锈钢具有良好的抗晶间腐蚀性能和机械性能。

本发明一种奥氏体不锈钢在其组份中增加Nb，且质量百分比优选为1.05%-1.35%，来提高奥氏体不锈钢的热强性和持久性。在不锈钢中增加Nb，且Nb的质量百分比在达到0.5%-2.0%时，既能提高奥氏体不锈钢的热强性，又能提高奥氏体不锈钢的持久性。本发明一种奥氏体不锈钢，其Nb的质量百分比优选为1.05%-1.35%，从而保证不锈钢的热强性提高20%以上，其持久性提高10%以上。

不锈钢中晶粒的大小﹑形态和方向及析出的初生相对抗裂性都有很大影响。晶粒越粗大，方向性越明显，产生热裂纹的倾向就越大。本发明一种含铌和钒的奥氏体不锈钢，因在奥氏体不锈钢添加质量百分比优选为1.05%-1.35%的Nb，使晶粒细化，从而既破坏液态薄膜的连续性，又打乱枝晶的方向性，提高不锈钢的抗热裂纹性能。

本发明一种奥氏体不锈钢，能有效改善耐腐蚀性，尤其是抗晶间腐蚀性能。可进行全位置焊接，焊接作业性极佳，送丝顺畅、电弧稳定、成型美观、飞溅极少；熔敷金属机械性能稳定，X-Ray合格率高。常应用于食品机械、压力容器、石油化工等场合，如1Cr18Ni9Ti（SUS321）、1Cr19Ni11Nb（SUS347）。