[发明专利]具有优异抗氧化性、良好高温强度和良好成形性的铁素体不锈钢

说明书

制备了具有良好抗氧化性、良好高温强度和良好成形性的铁素体不锈钢，其具有Ti添加物和低的Al含量以用于由等轴铸态晶粒结构产生的室温成形性。加入铌(铌(niobium))和铜以用于高温强度。加入硅和锰以用于抗氧化性。铁素体不锈钢提供与18Cr‑2Mo和15Cr‑Cb‑Ti‑Si‑Mn的铁素体不锈钢相比更好的抗氧化性。另外，它们通常与18Cr‑2Mo相比制造成本更低。

Eizo Yoshitake

本申请要求2012年8月31日提交的发明名称为“具有优异抗氧化性和良好高温强度及良好成形性的铁素体不锈钢”的第61/695,771号临时专利申请、以及2013年3月15日提交的发明名称为“具有优异抗氧化性、良好高温强度和良好成形性的铁素体不锈钢”的第13/837,500号非临时专利申请的优先权益。第61/695,771号申请和第13/837,500号申请的公开内容各自通过引用并入本文。

背景技术

期望制备具有抗氧化性、高温强度和良好成形性特征的铁素体不锈钢。加入一定量的铌和铜以提供高温强度，并且加入一定量的硅和锰以提供抗氧化性。本文的铁素体不锈钢提供与诸如18Cr-2Mo和15Cr-Cb-Ti-Si-Mn的已知不锈钢相比更好的抗氧化性。另外，本文的铁素体不锈钢与诸如18Cr-2Mo的其他不锈钢相比制造成本更低并且可无需热带退火步骤来制备。

概述

制备本文的铁素体不锈钢，其具有钛添加物和低的铝浓度以提供等轴铸态晶粒结构的室温成形性，如美国专利第6,855,213号和第5,868,875号所公开的，其全部公开内容通过引用各自并入本文。将铌和铜加入铁素体不锈钢中以用于高温强度并且加入硅和锰以改善抗氧化性。

详述

使用本领域中已知的用于制造铁素体不锈钢的工艺条件，例如在第6,855,213和5,868,875号美国专利中所述的工艺，来制备铁素体不锈钢。将铌和铜加入铁素体不锈钢中以用于高温强度并且加入硅和锰以改善抗氧化性。其可由具有等轴细晶粒的铸态结构的材料制备。

在诸如电弧炉的熔炉中提供用于铁素体不锈钢的亚铁熔体。该亚铁熔体可在熔炉中由固体铁轴承废料，碳钢废料，不锈钢废料，包括铁氧化物、铁碳化物、直接还原铁、热压铁块(hot briquetted iron)的固体含铁材料来形成，或者该熔体可在鼓风炉或任何其他能够提供亚铁熔体的铁熔炼单元中的熔炉的上游制备。随后亚铁熔体将在熔炉中精炼或被转移至诸如氩-氧-脱碳容器或真空-氧-脱碳容器的精炼容器，随后转移至诸如钢包冶金炉或馈线站的微调站(trim station)。

在一些实施方式中，钢由含有足量的钛和氮的熔体浇铸，但该熔体含有用于形成小的钛氧化物夹杂物的受控量的铝，以为形成铸态等轴晶粒结构提供所需的核，从而由这种钢制备的退火薄板也具有提高的起皱特征和成形性。

在一些实施方式中，将钛加入熔体以用于在铸造之前脱氧。具有钛的熔体的脱氧形成小的钛氧化物夹杂物，其提供形成铸态等轴细晶粒结构的核。为使氧化铝夹杂物(即铝氧化物，A1₂O₃)的形成最小化，在一些实施方式中，铝可不加入该精炼的熔体作为脱氧剂，并且在其他实施方式中，铝可以以小部分形式加入该精炼的熔体。在一些实施方式中，钛和氮可在铸造之前存在于熔体中以使钛和氮的乘积除以残留的铝所得的比为至少约0.14。

如果需要使钢稳定，可加入超出脱氧所需量的足量钛以与熔体中的碳和氮结合，但优选少于用氮饱和的所需量，即，以准平衡量加入，由此在固化之前避免或至少最小化大的氮化钛夹杂物的沉淀。用于“准平衡”的钛的最大量通常在美国专利第4,964,926号的图4中例示，其公开内容通过引用并入本文。在一些实施方式中，一种或多种诸如铌、锆，钽和钒的稳定化元素也可加入熔体。