[发明专利]一种超级奥氏体不锈钢及其制备方法

说明书

本发明公开了超级奥氏体不锈钢及其制备方法，通过设计合金成分，加入适量的稀土，然后依次经电炉冶炼、氩氧炉精炼、钢包精炼、模铸、精整、锻造、热轧和退火酸洗制得超级奥氏体不锈钢；该超级奥氏体不锈钢中夹杂物含量少、纯度高、产品性能优异，不仅能满足当前国内外化工、脱硫环保等领域对超级奥氏体不锈钢力学性能的现实需求，而且其生产成本较低、生产效率较高，符合我国节能减排、绿色环保的生产理念。

技术领域

本发明涉及不锈钢制造工艺领域，尤其涉及一种超级奥氏体不锈钢及其制备方法。

背景技术

超级奥氏体不锈钢具备超高的耐蚀能力，主要针对卤化物和酸性环境开发，该钢在酸性介质中，特别是在含卤化物的酸中具备极强的耐蚀能力，因此广泛应用于高浓度氯离子介质、海水等苛刻工况环境，在国内外化工、脱硫环保等领域广泛使用。然而该钢的夹杂物较多，分布较为密集，且由于夹杂物内或夹杂物与基体的相界面处易于萌生裂纹，所以其使用态塑性较差，拉伸强度较低。

除此之外，随着超级奥氏体不锈钢的应用范围越来越广，超级奥氏体不锈钢还面临着生产周期长，生产效率低下的问题，而当前国内外各大特钢企业多选用电渣重熔工艺，降低钢中夹杂物含量，提高材料的使用态力学性能，但电渣重熔是一种二次精炼工艺，一炉只产出一只钢锭，批量小，电耗高，生产周期长，大幅提高吨钢生产成本。

相关研究发现，稀土具备极强的脱氧脱硫能力，能与钢液中的氧原子和硫原子形成高熔点的、圆形且细小的稀土硫氧化合物，且该化合物优先析出，并成为非自发形核点，与后续形成的夹杂物结合，沉积并凝结于钢液底部粘稠区；在冷却凝固后，该区域将被切除，因而钢中夹杂物含量降低，材料的力学性能大幅提高；此外，稀土原子易在晶界偏聚，并阻碍硫原子和氧原子扩散进入晶界，提高晶界纯净度，从而提高材料的塑韧性。但是稀土具备极强的化学活性，其不仅可与钢液中的氧原子和硫原子形成化合物，还会与钢渣、耐火材料和大气发生反应，形成夹杂物，并在钢锭底部大量聚集，形成缺陷；因此，研究超级奥氏体不锈钢的稀土添加量，探求一种成本低，效率高，产品质量优的制备方法，将成为我国超级奥氏体不锈钢发展的重要方向之一。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明目的是提供一种超级奥氏体不锈钢及其制备方法，通过设计合金成分，加入适量的稀土，并控制各过程参数，使得制备的超级奥氏体不锈钢中夹杂物含量少、纯度高、产品性能优异，不仅能够满足当前国内外化工、脱硫环保等领域对超级奥氏体不锈钢力学性能的现实需求，而且其生产成本较低、生产效率较高，符合我国节能减排、绿色环保的生产理念。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明的第一方面一种超级奥氏体不锈钢，包括按质量百分比计的以下成分：C≤0.03％、Si：0.20～0.50％、Mn:0.20～0.70％、S≤0.015％、P≤0.040％、Cr:19.00～21.00％、Ni:17.00～19.00％、Mo:5.50～7.50％、Cu:0.50～1.00％、N:0.15～0.30％、稀土:0.001～0.01％,余量为Fe。

优选地，包括按质量百分比计的以下成分：C≤0.03％、Si：0.20～0.50％、Mn:0.20～0.70％、S≤0.001％、P≤0.025％、Cr:19.00～21.00％、Ni:17.00～19.00％、Mo:5.50～7.50％、Cu:0.50～1.00％、N:0.15～0.30％、稀土:0.02～0.08％,余量为Fe。

优选地，所述超级奥氏体不锈钢的屈服强度≥370MPa，抗拉强度≥715MPa，断面延伸率≥50％。

本发明的第二方面提供一种本发明第一方面所述的超级奥氏体不锈钢的制备方法，根据如本发明第一方面所述的超级奥氏体不锈钢的成分配比原料，然后依次经电炉冶炼、氩氧炉精炼、钢包精炼、模铸、精整、锻造、热轧和退火酸洗制得超级奥氏体不锈钢。

优选地，所述制备方法具体包括以下步骤：