[发明专利]节铬型具有相变增塑效应的双相不锈钢及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种具有相变增塑效应的双相不锈钢及其制备方法，属钢铁合金材料技术领域。

背景技术

双相不锈钢由奥氏体和铁素体组成。双相不锈钢的主要成分是铬、镍、钼，为了降低成本，降低钢中镍的含量，可采用添加氮、锰等合金元素；而为了降低钢中的铬含量，可以加入铝、硅等合金元素。随着国内不锈钢产能和表观消费需求的进一步持续增长，铬和钼资源的问题已浮出水面并日趋突出，同时现有经济型双相不锈钢的广泛应用仍然存在强度高和塑性差的矛盾、其热加工难度大和薄板延伸率低的问题，在此背景下，针对现有双相不锈钢的不足，非常有必要研制新一代具有相变诱导塑性（TRIP）效应的铬资源及钼资源节约型的双相不锈钢，该类产品冷热加工性能优于现有双相不锈钢，同时具有低成本和优异的耐蚀性能，替代传统不锈钢品种，并广泛应用于家电、制品和太阳能等领域，以进一步促进我国不锈钢行业的品种结构优化和技术进步，并显著减少对贵合金资源依存度，为国家资源节约做出应有贡献。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有相变增塑效应和良好耐腐蚀性的经济型双相不锈钢合金材料。

本发明的经济型双相不锈钢合金材料，其特征在于具有如下的成分及质量百分比：0<C≤0.06%，S≤0.008%，P≤0.01%，Cr：13.0～17.5%，Mn：5～17%，Ni：0.1～3.0%，Al or Si：0.5～2.5%，B：0.001～0.01%，稀土Ce或Y：0.005～0.20%，其余部分为铁。

本发明的具有TRIP效应的经济型双相不锈钢合金材料的制备方法，其特征在于：采用传统常规的熔炼工艺方法，在浇铸前将稀土中间合金投入，即事先制备好需用的中间合金；中间合金由铁和稀土金属组成，选用Fe-Ce或Fe-Y中间合金；两者的组成分别为：Fe-Ce中间合金中Ce的质量百分含量为23.5%；Fe-Y中间合金中Y的质量百分含量为15%；经综合配料熔制后，浇注成型，经热锻、冷轧，再经固溶处理，最终制得具有TRIP效应的双相不锈钢。该成分范围内的钢在850～1300℃范围均为双相区，奥氏体含量约在30～60%变化，经热锻和冷轧，再经一定温度固溶处理，室温的拉伸断裂强度在700～1100Mpa范围，屈服强度在400～600Mpa范围，断裂延伸率在30～70%范围。

本发明的机理如下所述：

根据合金化原理，以Mn代镍，稳定奥氏体，降低贵重金属镍含量；同时本发明中，为了降低铬含量，以铝或硅代替铬来稳定铁素体，保持奥氏体和铁素体的两相平衡。根据相变诱导塑性（TRIP）效应的原理，大量实验研究发现，本经济型双相不锈钢控制合适的成分和合适的固溶处理，以及合适的冷热轧工艺，使双相不锈钢在变形过程中产生一定量的马氏体相变，从而有效地改善其塑性。

附图说明

    图1为实施例1的铁素体含量随固溶处理温度的变化曲线。

具体实施方式

    现将本发明的具体实施例叙述于后。

实施例1

    本实施例中，采用双相不锈钢的成分及质量百分比如下：

Cr                         14.9%

Ni                        1.9%

Mn             8.1%

C                                0.026%

稀土Ce               0.10%

Al              1.2%

S               0.004%

P               0.008%

B               0.001%

Fe                             余量

采用传统常规的熔炼工艺方法，在浇铸前将稀土中间合金投入。经综合计量计算和配料熔制后，浇注成型，经热锻和冷轧，再经一定固溶处理，最终制得具有TRIP效应的双相不锈钢合金材料，其铁素体含量随固溶温度的变化曲线如图1，该材料的室温拉伸断裂强度大于900MPa，屈服强度大于450MPa，断裂延伸率大于30%。

实施例2

    本实施例中，采用双相不锈钢的成分及质量百分比如下：

Cr                             15.3%

Ni                            2.1%