[发明专利]稀土双相耐蚀铸造不锈钢及其制造方法

说明书

本发明属于铁基铸造合金钢技术领域，具体涉及一种稀土双相耐蚀铸造不锈钢及其制造方法。所述的稀土双相耐蚀铸造不锈钢，其化学成分为：C≤0.03％，Si:0.5～1.0％，Mn:1.2～1.6％，S≤0.02％，P≤0.02％，Cr:26～28％，Ni:4.5～5.5％，Mo:2.0～3.0％，N:0.20～0.35％，Re:0.10～0.20％，Fe余量。其制造方法为:中频炉熔炼—净化处理—浇注—高温固溶处理—回火处理。本发明所述的不锈钢由奥氏体和铁素体组成，采用其制造的稀土双相耐蚀铸造不锈钢泵类产品，应用于核电及海水淡化工程，出口到德国等发达国家，耐腐蚀性能优异；制造方法简单易行。

技术领域

本发明属于铁基铸造合金钢技术领域，具体涉及一种稀土双相耐蚀铸造不锈钢及其制造方法。

背景技术

双相不锈钢自20世纪40年代自美国诞生以来，已经发展到第三代。它的主要特点是屈服强度高，可达350～500MPa，是普通不锈钢的2倍。在抗腐蚀方面，特别是介质环境比较恶劣(如海水、氯离子含量较高)的条件下，双相不锈钢抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳性能明显优于奥氏体不锈钢。正是由于双相不锈钢具有这些优异的性能，多年来发展非常迅速，已成为和马氏体型、奥氏体型和铁素体型不锈钢并列的一个钢类。随着核电、海水淡化行业的快速发展，双相不锈钢的需求量亦是越来越大。国内双相不锈钢，尤其是铸造双相不锈钢需求量大，但产量却很少，主要是依赖进口，每年进口双相不锈钢材料数千吨，并且需求量每年都上大幅攀升。因此开发研制符合我国国情的优质双相铸造不锈钢材料及产品就特别有现实意义。可为国家节省外汇，促进我国核电行业及海水淡化等行业的健康、快速发展。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种稀土双相耐蚀铸造不锈钢，通过成分设计、稀土处理和热处理工艺，形成由奥氏体和铁素体组成的双相耐蚀铸造不锈钢；本发明同时提供其制造方法，科学合理、简单易行。

为达到本发明目的，所述的稀土双相耐蚀铸造不锈钢，以重量百分比计，其化学成分为：C≤0.03％，Si:0.5～1.0％，Mn:1.2～1.6％，S≤0.02％，P≤0.02％，Cr:26～28％，Ni:4.5～5.5％，Mo:2.0～3.0％，N:0.20～0.35％，Re:0.10～0.20％，Fe余量。

所述的Re为混合稀土，由Ce和La组成，采用同等比例配制。

所述的稀土双相耐蚀铸造不锈钢经高温固溶处理后的组织为奥氏体加铁素体，奥氏体相与铁素体相的比例为50～60％。

本发明设计的化学成分，根据双相不锈钢的特点，考虑到合金元素的主要作用。主要合金元素Cr，Mo，Ni和N之间的相互作用是非常复杂的，为了获得稳定的有利于加工和制造的双相组织，必须注意各元素适当的含量。

铬：不锈钢的耐腐蚀性能随铬含量的增加而增加。铬是铁素体形成元素，钢中加铬可促使铁素体形成，并提高氮在钢中的溶解量。双相不锈钢中铬含量至少21％才能有较高的钝化能力。为提高抗腐蚀性能设计铬含量26～28％。

镍：镍是稳定奥氏体的元素，能促使不锈钢晶体结构从铁素体转化为奥氏体。因此双相不锈钢中必须保持一定的Ni含量，Ni含量低于4.5％，其耐蚀性能难以满足氯离子环境要求，过高又增加了生产成本。设计为4.5～5.5％。

氮：氮能提高双相不锈钢的耐点蚀和缝隙腐蚀能力，还能显著地提高钢的强度。它是非常有效的固溶强化元素。氮是强奥氏体形成元素，它可替代部分镍，降低生产成本。钢中含氮量小于0.18％不起作用，过高会产生气孔。设计为0.20～0.35％。

钼：钼能提高不锈钢的耐点蚀和缝隙腐蚀的能力，尤其是在氯离子环境中，其耐腐蚀能力更加突出。钼是铁素体形成元素，有增大不锈钢中形成金属间相的倾向。设计为2～3％。