[发明专利]一种船用低磁钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种船用低磁钢及其制备方法，其化学组分及其质量百分比为：C 1.22‑1.53%，Si 0.17‑0.28%，Mn 8.9‑9.8%，P≤0.005%，S≤0.002%，Ni 0.11‑0.34%，Co 0.01‑0.18%，余量为Fe和不可避免的杂质；制备时，首先在铁水罐中调节各化学组分的质量百分比，再进行铁水脱硫、转炉脱磷与合金化、精炼脱硫、炉外吹Ar冶炼、RH真空处理，最后轧制、浇水快速冷却即可；本发明化学成分和生产工艺简单，磁导率低，可有效地进行磁屏蔽，适用于制造船用电气磁屏蔽结构件，打造“绿色”健康船舶。

技术领域

本发明涉及合金结构钢制造技术领域，具体是一种船用低磁及其制备方法。

背景技术

船体内由于空间狭小，而机电及电气设备众多，产生的磁场及磁力对船员有无形的伤害，与陆地不同，船员工作及生产场所距离电气设备很近，置身于磁场中，加之其它有害因素如噪音、饮食品种单一等，船员易产生喜怒无常、注意力不能集中、记忆力下降等“船员综合症”。目前普通内河船及普通远洋民用海船均未采用低磁钢对电气设备进行屏蔽式建造，致使整个船体处于磁场中，易使船员产生反常行为。为打造“绿色”船舶，重要措施之一就是要采用低磁钢屏蔽电气设施，船员工作和生产在“无磁”健康环境，高效工作，愉快生活。

中国发明专利，申请号为CN89104759.X公开了“铁-锰-铝-碳奥氏体无磁钢与低温钢”，其中含Mn 19～21%、Al 2.3～3.2%、C 0.25～0.33%、Si≤0.7%、S≤0.05%、P≤0.04%、Fe余量。是由Mn、C稳定奥氏体结构，Al抑制γ→ε马氏体相变，使本发明的新钢种具有极低的磁导率与在77K及其以上温度的高韧性。本发明的新钢种作为无磁钢，可以代替1Cr18Ni9Ti及有色合金用于变压器、磁选机及电机等电气设备中不导磁部件的制造，磁导率μ≤1.005。但该技术存在化学成分中含有较高的合金元素Al，如果采用转炉炼钢-炉外精炼-连铸工艺生产，高含量Al易被氧化形成钢渣堵住浇铸水口，存在安全隐患，另外，该技术采用电炉炼钢-锻造成型，成材率低，生产成本高。

中国发明专利，申请号为CN200510050833.X公开了“一种奥氏体无磁钢及其制备方法”，按重量百分比该无磁钢含有锰20%～26%，铬2%～10%，铝1%～4%，碳0.18%～0.24%，稀土元素0.1%～0.2%，硫≤0.04%，磷≤0.04%，其余量为铁。磁导率μ≤1.5，制备时，将配制好符合要求的合金料，先将钢铁在电炉中熔化1-2小时，当温度达到1500-1550℃时，加入电解Mn、Cr、Al等和复合稀土元素，当炉内金属温度达到1600-1660℃时，对金属液进行出渣、脱氧、快速浇铸，浇铸完成后等铸锭冷却后进行清理，最后对铸坯进行锻造冲压成型。该技术的不足之处在于，化学成分中添加了较高水平的Cr，Cr属铁素体稳定元素，在制造过程中易生成一定数量的铁素体、马氏体、贝氏体等非奥氏体组织，置于磁场中就会被磁化，不能有效的进行磁屏蔽，亦不能用于制造船用电气磁屏蔽构件。

中国发明专利，申请号为CN201410315384.6公开了“高强度含钒高锰无磁钢及其生产方法”，该钢的化学成份按重量百分数计为：C 0.15～0.25%，Si 0.2～0.4%，Mn 18～20%，P≤0.015%，S≤0.010%，V 0.5～1.0%，其余为Fe及不可避免的夹杂。该钢的生产方法，按通常纯净钢工艺进行，包括电炉冶炼、钢包炉精炼、真空处理、底浇模铸、铸坯加热、轧制、回火处理、空冷的步骤。该钢的屈服强度≥500MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率A≥40%，相对磁导率μ≤1.05，适合变压器、发电机等设备的制造。该技术的不足之处在于含有较多昂贵合金元素V，V属于较强的铁素体稳定元素，制造过程中易生成非奥氏体组织，置于磁场中易被磁化，不能很好的屏蔽磁场，不能用于制造船舶电气磁屏蔽构件。

鉴于目前低磁钢存在的上述不足，研发一种船用低磁钢及其制备方法是本技术领域亟待解决的技术问题。

发明内容