[发明专利]一种Fe-Cr基多元合金及其轧制工艺

说明书

本发明公开了一种Fe‑Cr基多元合金及其轧制工艺，涉及金属材料技术领域。合金的成分按重量百分比为：C:≤0.027%，Si:＜0.3%，Mn:＜0.3%，Cr:5.0～10.5%，Ni:0.5～1.3%，Mo:0.8～1.9%，Cu:0.33～0.6%，P：0.001～0.1%，Nb：0.01～0.4%，Zn：0.01～0.5%，Sn:0.01～0.43%，其余为Fe和不可避免的杂质。轧制工艺：与所述合金具有相同成分的钢坯加热温度为1050～1100℃，加热保温时间按最大有效截面厚度1.4～1.7mm/min计算，轧制温度为950～1100℃，终轧后空气中静置10～30秒钟后快速冷却至700±20℃，冷速＞100℃/min。该合金具有较高耐腐蚀性能，优异的力学性能、焊接性能和可加工性能，同时该合金仅含少量的战略资源Ni元素，生产成本低，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，尤其是一种Fe-Cr基多元合金及其轧制工艺。

背景技术

金属的腐蚀给社会造成了重大的经济损失，耐腐蚀钢或耐腐蚀合金现已成为社会研究和应用的热点产品。目前，兼具耐腐蚀性能和较好力学性能的最优质不锈钢是Fe-Cr-Ni系奥氏体不锈钢。但由于此钢种含有贵重金属Ni，其价格较不含Ni或少含Ni的Fe-Cr基不锈钢高很多，例如：镍含量较高的300系不锈钢占不锈钢总产量超过60%，而金属镍占其生产成本70%以上。且Ni是国家战略资源，受到各国出口的保护或限制。

Fe-Cr基不锈钢虽然也具有优良的耐腐蚀性，但由于其Cr含量较高（C当量较高），导致其韧塑性及焊接性均较差，使其应用受到一定限制。然而，由于使用环境的不同，不锈钢并不是总是表现出极优异的耐腐蚀性，如在某些含有Cl^-离子的环境中，有些不锈钢的耐腐蚀性甚至不如普通低碳钢。

合金的耐腐蚀性能主要与合金的成分有关。耐蚀合金或不锈钢等金属材料，其构成的合金体系基本都是相同的，其差别主要在于合金元素种类及含量或多或少的变化。往往某些含有相同合金元素种类的合金，只因其中某一个元素含量的略微改变，就可引起巨大的性能差异。如钢中的Cr元素，大致符合1/8规律，即Cr含量满足1/8的整数倍时，则其耐腐蚀性能则发生跳跃性的突变，甚至以数量级的形式提高。一种新型耐腐蚀合金的开发，同时也要兼顾生产成本与其它性能，如力学性能、焊接性能和可加工性能等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种Fe-Cr基多元合金及其轧制工艺，该合金具有较高耐腐蚀性能，主要用于海洋工程或盐湖等其它含有Cl^-的环境中；还具有优异的力学性能、焊接性能和可加工性能，同时该合金仅含少量的战略资源Ni元素，生产成本低，应用前景广阔。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种Fe-Cr基多元合金，合金的成分按重量百分比为：

C: ≤0.027%，

Si: ＜0.3%，

Mn: ＜0.3%，

Cr: 5.0～10.5%，

Ni: 0.5～1.3%，

Mo: 0.8～1.9%，

Cu: 0.33～0.6%，

P：0.001～0.1%，

Nb：0.01～0.4%，

Zn：0.01～0.5%，

Sn: 0.01～0.43%，

其余为Fe和不可避免的杂质。

优选的，合金的成分按重量百分比为：

C: ≤0.008%，

Si: ＜0.1%，