[发明专利]一种耐腐蚀的奥氏体-铁素体双相耐热钢及其制备方法

说明书

本发明提供一种耐腐蚀的奥氏体‑铁素体双相耐热钢，所述耐腐蚀的奥氏体‑铁素体双相耐热钢含有铁、碳、硅、硫、磷、锰、铬、镍、铌组分，各组分的重量百分比分别为碳0.04‑0.05%，硅0.01‑0.9%，硫0‑0.025%，磷0‑0.03%，锰0.1‑1.5%，铬18.2‑18.8%，镍9.1‑12.5%，铌的重量百分比为碳的重量百分比的7‑8倍，余量为铁和不可避免的杂质；本发明的另一面还提供一种制备上述耐腐蚀的奥氏体‑铁素体双相耐热钢的制备方法。本发明通过调整原料钢的各组分配比以及制备方法中的工艺参数，提高双相不锈钢的高温强度、耐腐蚀性能和抗氧化性能，使其在应用中具有更长的使用寿命，满足石油、化工、能源等行业对于材料的要求。

技术领域

本发明涉及耐热钢技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀的奥氏体-铁素体双相耐热钢及其制备方法。

背景技术

奥氏体-铁素体双相不锈钢是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含碳较低的情况下，其铬含量在18-28%，镍含量在3-10%， 有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。

奥氏体-铁素体双相不锈钢因具有两相组织结构，具有优异的耐腐蚀性和力学性能，被广泛用于石油、化工、能源等行业。双相不锈钢的导热性好，热膨胀系数小，高温使用时可避免因温差而引起的开裂；另外，双相不锈钢的塑性和高温蠕变性能优于铁素体不锈钢。随着电力行业的发展，超临界火力发电和超临界水冷堆核电的工作温度逐步升高，要求材料在更高温度下的仍具有优越的力学性能。现有奥氏体-铁素体双相不锈钢仍不足之处：一方面，奥氏体耐热钢的耐热性能尚未达到行业对材料的性能要求；另一方面，现有的双相不锈钢的耐高温氧化性能仍有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐腐蚀的奥氏体-铁素体双相耐热钢及其制备方法，提高双相不锈钢的高温强度、耐腐蚀性能和抗氧化性能。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供一种耐腐蚀的奥氏体-铁素体双相耐热钢，含有铁、碳、硅、硫、磷、锰、铬、镍、铌组分，各组分的重量百分比分别为碳0.04-0.05%，硅0.01-0.9%，硫0-0.025%，磷0-0.03%，锰0.1-1.5%，铬18.2-18.8%，镍9.1-12.5%，铌的重量百分比为碳的重量百分比的7-8倍，余量为铁和不可避免的杂质。

优选地，各组分的重量百分比分别为碳0.04%，硅0.4%，硫0.01%，磷0.02%，锰0.5%，铬18.2%，镍9.3%，铌的重量百分比为碳的重量百分比的7.8倍，余量为铁和不可避免的杂质。

优选地，各组分的重量百分比分别为碳0.042%，硅0.5%，硫0.015%，磷0.01%，锰0.6%，铬18.3%，镍9.2%，铌的重量百分比为碳的重量百分比的7.6倍，余量为铁和不可避免的杂质。

优选地，各组分的重量百分比分别为碳0.045%，硅0.6%，硫0.009%，磷0.015%，锰0.7%，铬18.4%，镍9.1%，铌的重量百分比为碳的重量百分比的7.5倍，余量为铁和不可避免的杂质。

本发明的另一面还提供一种制备上述耐腐蚀的奥氏体-铁素体双相耐热钢的制备方法，包括以下步骤：将配比好的原材料依次经过电炉融化、除渣精炼、取样检测、成分调整、浇注成型、冷却打磨、锻造、回火、切割操作，最终得到表面平整、干净、无杂质的耐腐蚀的奥氏体-铁素体双相耐热钢；其中，所述除渣精炼步骤中的精炼温度为1700-1750℃，所述浇注成型步骤中的浇注温度为1600-1620℃，所述锻造步骤中的开锻温度≥1150℃，终锻温度≥980℃，所述回火步骤中的回火时间大于60分钟。