[发明专利]一种含钒奥氏体不锈钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种含钒奥氏体不锈钢。

背景技术

含钒奥氏体不锈钢具有优良的高温力学性能、耐腐蚀性能，在一定的条件下具有抗菌性而使细菌不会产生抗性的特点，因此可广泛应用在锅炉过热器和再热器、压力容器、要求耐腐蚀性高的使用温度较高的环境中以及抗菌产品等行业，如申请号为201210211936.X、名称为含铌和钒的奥氏体不锈钢的中国专利申请。一些锅炉过热器和再热器材料由于使用在较高温度中，要求的高温强度要好，又由于使用环境的腐蚀性较高，要求的耐腐蚀性能要好，高温强度和高温腐蚀往往同时达不到要求，容易报废，因此发明一种既能满足高温强度好又能满足耐腐蚀性能好的材料非常有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足而提供一种既能满足高温强度好又能满足耐腐蚀性能好的含钒奥氏体不锈钢。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种含钒奥氏体不锈钢，其特征在于：以重量百分比计，其成分组成包括：1.0%≤Mn≤3.0%、16%≤Cr≤22%、5.0%≤Ni≤15%、0.10%≤N≤0.30%、1.0%≤Cu≤3.0%、0.05%≤V≤0.50%、58%≤Fe≤75%。

本发明以重量百分比计，其成分组成还包括：C≤0.15%。

本发明以重量百分比计，其成分组成还包括：S≤0.01%、P≤0.035%。

本发明以重量百分比计，其成分组成还包括：0.3%≤Si≤1.0%。

本发明以重量百分比计，其成分组成还包括：O≤0.004%、0.0005%≤B≤0.002%。

本发明以重量百分比计，其成分组成还包括：Ti≤0.5%、Nb≤0.5%、Co≤0.5%。

本发明以重量百分比计，其成分组成还包括：Mo≤2.0%。

本发明该奥氏体不锈钢是通过电炉和中频炉冶炼、AOD氩氧精炼及LF精炼处理得到的。

本发明以重量百分比计，其成分组成包括：C为0.018%、Si为0.49%、Mn为1.31%、P为0.013%、S为0.008%、Cr为18.62%、Ni为8.27%、Cu为2.03%、V为0.22%、N为0.24%，Fe为68.781%。

本发明以重量百分比计，其成分组成包括：C为0.014%、Si为0.53%、Mn为1.27%、P为0.012%、S为0.008%、Cr为18.69%、Ni为8.17%、Cu为2.00%、V为0.21%、N为0.22%，Fe为68.876%。

本发明可以采用不锈钢冶金领域目前常用的制备方法进行，例如采用电炉冶炼-AOD氩氧精炼-LF炉底吹调整处理的工艺进行制备。

本发明通过加入一定量的钒元素，在高温抑制碳化物的析出，进一步加强高温抗腐蚀性能，使含钒奥氏体不锈钢具有优于奥氏体不锈钢304、316L的高温耐腐蚀性能。控制0.05%≤V≤0.50%，优化的0.05%＜V＜0.50%。

本发明通过加入一定量的V、Cu元素，使含钒奥氏体不锈钢具有强的高温强度，使含钒奥氏体不锈钢具有优于奥氏体不锈钢310S的高温强度。

Cr是铁素体形成元素，改善材料的耐腐蚀性，提高合金的强度，适当控制Cr元素的含量有利于控制铬镍当量比，进而有利于控制该奥氏体不锈钢的热加工塑性，本发明中铬的含量控制在16%≤Cr≤22%。优化的，16%＜Cr＜22%。

Ni是奥氏体形成元素，控制镍含量5%≤Ni≤15%有利于保证不锈钢的奥氏体组织结构。优化的，5%＜Ni＜15%。

C是奥氏体形成元素，一定程度上代替镍，促进奥氏体并稳定奥氏体，当碳含量过高时，以和铬生成碳化铬，不锈钢的耐腐蚀性和韧性恶化,为了确保不锈钢的耐腐蚀性，一般控制在0.15%以下。优化的，C＜0.15%。

Si是铁素体形成元素并起到稳定铁素体的作用，也起到脱氧添加剂，改善焊接流动性，硅含量过高时有增加中间相析出的趋势和降低N浓度，根据N含量控制0.3%≤Si≤1.0%。优化的，0.3%＜Si＜1.0%。

Mn是奥氏体形成元素和稳定奥氏体的作用，在一定程度上可以取代镍，获得奥氏体组织，同时提高氮固溶度，进而提高氮的含量，过低的猛不利于奥氏体的形成，过高的锰对材料的耐腐蚀形不利，且促进金属相的形成，影响冲击韧性和耐腐蚀性能。锰含量控制在1.0%≤Mn≤4.0%。优化的，1.0%＜Mn＜4.0%。