[发明专利]节约型双相不锈钢及其制造方法

说明书

公开了节约型双相不锈钢及其制造方法。根据本发明的一个实施方案，节约型双相不锈钢以重量计包含0.05％至0.1％的碳(C)、2.0％至4.0％的硅(Si)、4.0％至8.0％的锰(Mn)、13.0％至15.0％的铬(Cr)、0.05％至0.15％的氮(N)，以及剩余量的铁(Fe)和不可避免的杂质。因此，在双相不锈钢的组成中最小化或排除合金组分例如Cr、Ni和Mo，从而使生产成本最小化，得到30％或更高的延伸率并确保通用400系列钢的水平的耐腐蚀性。

技术领域

本发明涉及节约型双相不锈钢(lean duplex stainless steel)及其制造方法，所述节约型双相不锈钢具有奥氏体-铁素体双相组织，使组分体系中的高价格合金元素例如Ni和Mo的含量最小化，并控制热马氏体转变和塑性诱发马氏体转变的现象。

背景技术

通常，具有良好的可加工性和耐腐蚀性的奥氏体不锈钢包含作为基础金属的铁(Fe)以及作为主要原料的铬(Cr)和镍(Ni)，并通过添加其他元素例如钼(Mo)和铜(Cu)已被开发成各种钢种以满足各种应用。

耐腐蚀性和可加工性优异的300系列不锈钢包含昂贵的原料例如Ni和Mo，因此已经讨论了400系列不锈钢作为其替代物，但存在400系列不锈钢的可成形性不能达到300系列不锈钢的水平的问题。根据使用环境，比热/冷轧板相对较少形成的厚板适用于400系列的耐腐蚀性，但由于差的冲击特性和焊接部件的劣化，400系列不锈钢在用作厚板时具有许多限制。

另一方面，其中混合有奥氏体相和铁素体相的双相不锈钢具有奥氏体型和铁素体型的所有优点，至今已开发了各种类型的双相不锈钢。

美国专利第6096441号(2000年8月1日)公开了“具有低镍含量和高拉伸延伸率的奥氏体铁素体不锈钢(Austenoferritic stainless steel having a low nickelcontent and high tensile elongation)”。其特征在于包含作为基础金属的铁、C：至多0.04％、Si：0.4％至1.2％、Mn：2％至4％、Ni：0.1％至1.0％、Cr：18％至22％、Cu：0.05％至4.0％、S：至多0.03％、P：至多0.1％、N：0.1％至0.3％、Mo：至多3.0％和其他不可避免的杂质；由奥氏体相和铁素体相组成；具有30％至70％的奥氏体；其中在由Creq＝Cr(％)+Mo(％)+1.5Si(％)，Nieq＝Ni(％)+0.33Cu(％)+0.5Mn(％)+30C(％)+30N(％)定义的式中Creq/Nieq为2.3至2.75；在由IM＝551-805(C+N)(％)--8.52Si(％)--8.57Mn(％)--12.51Cr(％)--36Ni(％)--34.5Cu(％)--14Mo(％)定义的式中IM为40至115。

另一方面，在高耐腐蚀性环境中使用最广泛的双相不锈钢之一是AL2205(UNSS31803或S32205)，其组分为22％Cr、5.5％Ni，3％Mo和0.16％N。

这些钢在各种腐蚀环境中提供优异的耐腐蚀性，并且比奥氏体型例如AISI 304、AISI 316具有更好的耐腐蚀性。

然而，由于这些双相不锈钢包含高价格元素例如Ni和Mo，因此存在如下缺点：不仅制造成本增加，而且由于消耗Ni和Mo与其他钢种相比价格竞争力差。

最近，为了解决这些问题，对于通过在双相不锈钢中排除高价格合金元素例如Ni和Mo并添加低价格合金元素代替这些元素来进一步改善合金成本优点的节约型双相不锈钢的兴趣正在增加。

节约型双相不锈钢具有与普通奥氏体不锈钢304钢和316钢相同的耐腐蚀性，并且由于其低Ni含量而易于确保高强度，因此作为用于要求耐腐蚀性的工业设施(例如脱盐设备、浆料设备、造纸设备和化学设备)的钢材引起关注。