[发明专利]一种含碳、氮高铬铁素体不锈钢及其制造方法

说明书

本发明提供了一种含碳、氮高铬铁素体不锈钢，包括以下成分：C:0.06～0.10％；Mn:1.0～2.0％；Si:0.2～0.5％；Cr:22.0～25.0％；Ni:0.2～0.4％；N:0.05～0.11％；P≤0.040％；Ti≤0.05％；S≤0.015％；Al≤0.05％；余量为Fe和其他不可避免的杂质。本发明还提供了对应铁素体不锈钢的制造方法，通过本发明制备得到的含碳、氮高铬普通铁素体不锈钢，在低控C和N的情况下，应可以获得强度和塑性良好配合的产品，且制备成本低，具有较高的商业化价值与推广价值。

技术领域

本发明涉及冶金材料领域，具体而言，涉及一种含碳、氮高铬铁素体不锈钢及其制造方法。

背景技术

铁素体型不锈钢是含有足够的铬或铬加一些铁素体形成元素(如铝、钼、钛)的Fe-Cr-C三元合金，其中奥氏体形成元素(如碳和镍)的含量比较低。铁素体型不锈钢一般都是在室温下具有纯铁素体组织，强度不算很高，塑性、韧性良好。按C+N在铁素体内的含量分为普通纯度铁素体不锈钢[w(C+N)0.05％]、高纯度铁素体不锈钢[(C+N)0.05％]和超高纯度铁素体不锈钢[(C+N)0.015％]。高纯和超高纯铁素体不锈钢是运用各种精炼技术生产的。普通铁素体不锈钢成本低，耐蚀性好，特别耐应力腐蚀性优越，但塑性较差。高纯铁素体不锈钢因C、N总含量降得很低，故其塑性和韧性显著提高，并能有效地防止晶间腐蚀。铁素体不锈钢都存在着475℃脆性和相析出脆化倾向，因此，只能用作300℃以下的耐蚀钢和抗氧化钢，在氧化性的酸类及大部分有机酸和有机酸盐的水溶液中具有良好的耐酸性。常用于制造耐氧化、耐腐蚀的造化工容器设备，以及汽车工业、铁路车辆工业和家用电器工业等。

普通纯度铁素体不锈钢2Cr25N[w(C+N)0.05％]，碳、铬和氮含量高，这种钢的优势成本低，耐应力腐蚀性能好，但塑性相对超纯铁素体差些。

表1所示的是所述的普通纯度铁素体不锈钢，其化学元素质量百分比如表1所示：

表1化学元素质量百分比％

其生产工艺如下：

真空感应浇注电极棒→电渣重熔→锻造开坯→轧制成材→检验合格交货。

该钢种在生产时存在以下问题：现有钢种成分控制范围宽，C、N、Mn、Ni主要成分基本都是没有下限，只有上限，这样在生产时，采用不同成分配比，得到的组织不一样，即可能不是完全铁素体，有的含有一定量的奥氏体，奥氏体可能转化成马氏体，最终造成产品的性能不一致；现有钢种采用真空感应冶炼，本发明钢中采用中频感应冶炼。真空冶炼含N钢，难度比较大，在真空环境下，N气容易挥发，造成N收得率不稳定，即每炉钢的N成分都有高有低，中频感应是在大气下冶炼，N元素容易控制，在控制相同的N含量下，真空感应需要加的氮化铬比中频感应的多；现有钢种成分中，没有控制残余Al、Ti含量，由于钢中碳和氮含量比较高，造成AlN、TiN夹杂多，这种夹杂很容易聚集，影响钢材的内外表面质量，降低钢的塑性。现有钢种中，冶炼时添加了Mo和Cu，添加这种合金元素，对这种普通的铁素体钢，无形中增加了原材料成本。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种含碳、氮高铬铁素体不锈钢，以解决目前铁素体不锈钢塑性一般，且生产成本高的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种含碳、氮高铬铁素体不锈钢，包括以下成分：

C:0.06～0.10％；Mn:1.0～2.0％；Si:0.2～0.5％；Cr:22.0～25.0％；Ni:0.2～0.4％；N:0.05～0.11％；P≤0.040％；Ti≤0.05％；S≤0.015％；Al≤0.05％；余量为Fe和其他不可避免的杂质。