[发明专利]奥氏体TWIP不锈钢，及其生产和应用

说明书

本发明的目的是具有新型化学组成的孪生诱发高塑性奥氏体不锈钢，及其在汽车工业中以及在需要高耐腐蚀性和高可成形性以及高抗性钢的机械特性的所有应用中的用途。本发明还涉及这种具有高孪生诱发塑性的奥氏体不锈钢的制造方法。

技术领域

本发明涉及奥氏体不锈钢领域。

本发明的主题是：含有特定化学组成的奥氏体不锈钢，其Cr含量≥11％(以重量计)，以及确定微结构和形变模式的制造方法，以使产品在机械抗性方面具有高机械性质(UTS极限抗拉强度：700-1800Mpa)，尤其是延性(A80>80％)和高耐腐蚀性。在拉伸形变曲线下检测的特定能量吸收非常高，并且约为0.5-0.8J/mm3。所述特征使本发明的钢特别适用于若干领域例如汽车、家具构件之一和结构应用。

现有技术

众所周知，现有技术的奥氏体钢可示意性地分为两大家族：奥氏体不锈钢(AISI200和AISI300系列类型)和具有高Mn含量的钢(Mn>11重量％)。

具有高Mn含量的奥氏体钢(Hadfield型和TWIP钢)是其中通过适当添加Mn和C获得奥氏体结构稳定性的钢。所述TWIP奥氏体钢具有高Mn，Fe-22Mn-0.6C或Fe-22Mn-3A1-3Si型，组成高耐性钢领域的独立钢家族，因其具有极其特殊的机械性质(UTS 700-1000Mpa)，并且其尤其具有极高延性(A80>60％)和工作硬化的特点。这些钢的奥氏体结构具有面心立方格(FCC)，同时具有低能量的堆垛层错(SFE)，促进通过孪生激活机械形变(机械诱发孪生)。

近十年中，TWIP钢已成为密集研究活动的目标，因为其被认为极其适合需要高度延性、硬化能力和形变过程中所需的能量吸收性能的应用(WO99/01585，EP0889144)。

该类型的钢(具有高Mn的TWIP)的一个限制是其对腐蚀的抗性较差；对于汽车领域的应用，以及通常而言会使钢暴露在无保护从而可能腐蚀的环境中的所有应用而言，需要通过被覆(例如镀锌)来保护所述钢。锌层粘附的问题使电解镀锌工艺(EG)成为最适合用于具有高Mn的TWIP钢的一种。

现有技术(WO2006/025412，US2012/0000580A)中，存在一些试图获得耐腐蚀TWIP钢的方案，所述耐腐蚀TWIP钢通过添加约12％的Cr至所述具有高Mn的TWIP钢的组成来获得。这些变化形式具有Fe-25Mn-12Cr-0.25C-0.3N型的化学组成，并且其不具有高水平的耐腐蚀性，并且不适于相对腐蚀性的环境。

现有技术中仍未知晓用于工业应用的具有高延性(A80>80％)同时适用于腐蚀性环境中的高耐性不锈钢(UTS>700MPa)方法。因此，在不同工业领域，需要获得一种不锈钢，所述不锈钢能够提供制造循环成本和机械性质、耐腐蚀性和高可成形性以及良好表面质量之间的最优平衡。

克服了较差耐腐蚀性和镀锌工艺相关困难的具备高Mn的TWIP奥氏体钢，具有与高制造成本的制造循环相关联的额外关键问题，这严重干扰了其工业化，以及由此涉及到的领域例如汽车领域中的应用。实质上，最关键的方面如下；

●铁合金成本；

●氢脆(RFSR-CT-2005-00030，WO2012/07715A2)；

●对热和冷形变的高耐性；

●与高Mn含量相关联的钢作业的环境问题。

发明详述

上述关于TWIP奥氏体钢的关键问题由本发明的钢克服，本发明提供奥氏体不锈钢，其具有一组功能性质，尤其关于延性、成形能力和耐腐蚀性，所述性质相对于现有技术中的奥氏体钢(具有高Mn的TWIP型钢和奥氏体不锈钢)均得到显著改善。