專利名稱：奧氏體不銹鋼組合物及其在生產(chǎn)陸上運輸工具結(jié)構(gòu)零件和集裝箱中的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改進的鋼組合物，它特別可以用于生產(chǎn)陸上運輸工具的結(jié)構(gòu)零件，以及用于生產(chǎn)所有工業(yè)類型的集裝箱(container)，例如像化學(xué)工業(yè)或農(nóng)產(chǎn)食品加工業(yè)的集裝箱。
更一般地，這種新組合物可以有利地用于所有需要很大的吸收能量潛力(尤其在意外情況下)以及良好的耐點狀腐蝕與耐遍體腐蝕的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
減輕重量的問題是一般運輸工具制造商，特別是運輸槽制造商和使用者始終憂慮的問題。例如，由于卡車受到重量的限制，這些卡車制造商總在尋找一些能夠降低其結(jié)構(gòu)重量，同時提高運輸產(chǎn)品體積和減少制造槽所需的鋼用量并且降低所用鋼板厚度的技術(shù)解決辦法。
另一方面，不希望降低這些卡車的安全性，如果這種鋼的吸收能量潛力有提高，則才可以允許減少鋼板厚度。這種吸收能量潛力也稱之抗撞擊性，可以用Rm×A積值進行評價，其中Rm代表用MPa表示的鋼抗拉強度，A代表用％表示的鋼伸長率。其改進因此取決于這兩個因子及其變化。
另外，人們可能不希望鋼的耐蝕性降低，在經(jīng)常有酸性液體，甚至腐蝕性液體儲存與運輸?shù)幕瘜W(xué)或農(nóng)產(chǎn)食品加工領(lǐng)域的應(yīng)用中尤其是如此。
市場上現(xiàn)有這些鋼牌號不能夠同時滿足高抗撞擊性與良好耐蝕性的要求。因此，301、301LN、304或305類的牌號不具有良好的耐蝕性特性，而316雙相鋼牌號不滿足令人滿意的抗撞擊性。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到這些方面，本發(fā)明的目的是提出一種改進的鋼組合物，它具有良好的耐點狀腐蝕和遍體腐蝕特性，以及比現(xiàn)有技術(shù)鋼牌號更高的能量吸收潛力。
本發(fā)明的第一個主題是由奧氏體不銹鋼組合物構(gòu)成的，該組合物含有以重量％計
C≤0.03％14％≤Cr≤17％8％≤Ni≤10％2.0％≤Mo≤3.5％Mn≤2.0％Si≤1.0％N≤0.20％Cu≤1.0％Ti≤0.01％Co≤0.5％Sn≤0.4％P≤0.045％S≤0.030％余量是由鐵和由生產(chǎn)帶來的不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的。
本發(fā)明的這種鋼組合物能夠得到具有奧氏體結(jié)構(gòu)的不銹鋼，但其奧氏體在室溫下非常不穩(wěn)定(Md值)，并且它的耐蝕性與牌號316L是同一水平的，涉及點狀腐蝕尤其如此，還可通過控制δ鐵素體含量而具有良好的加工能力。
本發(fā)明的鋼組合物還可以具有下述的附加特征(單個或組合)-該鋼組合物含有小于16.0％的鉻。
-該鋼組合物含有小于9.5％的鎳。
-該鋼組合物具有用下式確定的奧氏體的穩(wěn)定指數(shù)值Md30Md30＝497-462(％C+％N)-9.2×％Si-8.1×％Mn-13.7×％Cr-20×％Ni-18.5×％Mo是-130至+90℃，優(yōu)選地0-60℃，更特別優(yōu)選地0-30℃。
-該鋼組合物的δ鐵素體含量低于或等于7％，-該鋼組合物的Rm×A積值大于32 000，優(yōu)選地大于34000，其中Rm是該鋼的抗拉強度，A是該鋼的伸長率。
本發(fā)明的第二個主題是由本發(fā)明的鋼在制造集裝箱和在制造陸上運輸工具結(jié)構(gòu)零件中的用途構(gòu)成的。
在本申請的范圍內(nèi)，陸上運輸工具應(yīng)該理解是機動車輛，但也應(yīng)該理解是任何種類的鐵路運輸工具。本發(fā)明所指的集裝箱特別可以用于運輸任何種類的液體、固體或氣體物質(zhì)，例如像酸、乳或酒。
具體實施例方式
現(xiàn)在詳細地描述本發(fā)明，權(quán)利要求的范圍當(dāng)然不受這種描述的限制。
本發(fā)明的奧氏體不銹鋼組合物含有最高達0.03％的碳。在一個優(yōu)選實施方式中，碳含量是0.022-0.027％。
該組合物還含有鉻，它的含量是14-17％，優(yōu)選地14-16.5％，更特別優(yōu)選地14-16.0％，更好地15-15.2％。鉻是該牌號鋼耐蝕性的必需元素。因鉻影響奧氏體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性而應(yīng)限制其含量。
該組合物還含有鎳，它的含量是8-10％，優(yōu)選地8-9.5％，更特別優(yōu)選地8-9.0％，更好地8.9-9.1％。這種元素的主要效果是它對耐遍體腐蝕的有利作用。因其高成本與其對奧氏體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響而限制其含量。
該組合物還含有鉬，它的含量是2.0-3.5％，優(yōu)選地2.0-3.0％，更特別優(yōu)選地2.9-3.1％。這個元素能夠改進該牌號鋼的耐蝕性，特別是耐點狀腐蝕性，但因其硬化作用而應(yīng)限制其含量。
該組合物還可以含有最高達2.0％錳，有利地最高達1.45％錳。在一個優(yōu)選實施方式中，錳含量是1.3-1.45％。
該組合物還可以含有最高達1.0％硅，有利地最高達0.5％硅。在一個優(yōu)選實施方式中，硅含量是0.35-0.5％。這個元素在生產(chǎn)該牌號鋼時可以用作脫氧劑，但因它對該牌號鋼成型性有不利的影響而應(yīng)該加以限制。
該組合物還可以含有氮，它的最大含量是0.20％，優(yōu)選地是0.03％。在一個優(yōu)選實施方式中，氮含量是0.02-0.03％。
這個元素在鋼中以固溶體存在時具有硬化作用。于是，它可以有助于提高抗拉強度Rm，但它同時降低伸長率A值。因此，應(yīng)該將其如入量限制在上述值的范圍內(nèi)。
該組合物還可以含有銅，它的最大含量是1.0％，優(yōu)選地是0.4％。銅在鋼中以固溶體存在時也起到硬化元素的作用。銅的含量因它對該牌號鋼的耐蝕性起到負面影響，并且對其熱成型性也起到負面影響而限制在0.4％。
最后，該組合物可以含有殘留元素，例如鈦，它的最大含量是0.01％，鈷，它的最大含量是0.5％，錫，它的最大含量是0.4％，磷，它的最大含量是0.045％和硫，它的最大含量是0.030％。
特別地將硫的含量限制到0.030％，優(yōu)選地0.0080％，更特別優(yōu)選地0.0060％，因為它對耐蝕性有不利的影響。另外，它可能與錳很容易結(jié)合生成不期望的MnS類夾雜物。
實施例機械特性生產(chǎn)出表1匯集其組成的鋼，然后連續(xù)澆鑄成扁鋼坯，并熱扎制直至達到厚度8mm。熱扎制的帶再在溫度1150℃下連續(xù)進行退火，然后冷扎制直至達到最后厚度4.2mm。
這些冷扎制帶再在溫度1040℃下連續(xù)進行退火。
測量了每個冷扎制帶的機械特性，并匯集于表2中。
采用下述縮寫-A代表鋼的伸長率，以％表示，-Rm代表鋼的抗拉強度，以MPa表示，-Δ代表δ鐵素體含量，以％表示，是在電拋光后采用RX衍射測量的，鋼A和B的組成是本發(fā)明的，而鋼C的組成是對比實施例。
表1

表2

耐蝕性根據(jù)下述方法測量了試樣的耐點狀腐蝕和遍體腐蝕
點狀腐蝕根據(jù)標準ASTM G 61，這些鋼試樣在含有0.5M NaCl的溶液中進行浸漬，該溶液為pH 6.6和溫度23℃。然后，這些試樣用1200SiC砂紙進行濕磨。
由自由腐蝕勢能出發(fā)，以速度100mV/min評價了每個試樣的斷裂勢能。最后電流是50μA/cm2。
遍體腐蝕根據(jù)標準ASTM G 61，這些鋼試樣在含有2M H2SO4的溶液中在溫度23℃下進行浸漬。然后，這些試樣用1200SiC砂紙進行濕磨。
然后，在速度10mV/min，-750mV/ECS至1200mV/ECS下評價了每個試樣的臨界電流(在活性相中達到的電流最大值)，并評價了重量損失。
采用了下述縮寫-BP代表相對于ECS(飽和甘汞電極)的斷裂勢能，以mV表示。
-CC代表臨界電流，以μA/cm2表示。
-WL代表重量損失，以mm/年表示。
這些腐蝕試驗結(jié)果匯集于表3中。
表3

根據(jù)這些試驗可以看到的，本發(fā)明的鋼組合物能夠達到非常高的Rm×A積的水平，這主要地歸因于伸長率的改進，Rm值則保持穩(wěn)定。這個改進伸長率值的附加優(yōu)點是有利于以后生產(chǎn)集裝箱，因為這種鋼更容易成型。
低的δ鐵素體含量還有利于該牌號鋼的焊接性和耐蝕性。
這種新的鋼組合物能夠顯著降低生產(chǎn)集裝箱所要求的鋼版厚度，這樣降低其成本，能夠增加可運輸負載量，該集裝箱空返時還可能節(jié)約能量。
因此，可以指出，鋼板厚度減少0.1mm可增加35kg運輸負載量。如果考慮本發(fā)明牌號鋼的性能，在大多數(shù)情況下可以實現(xiàn)鋼板厚度減少0.2mm。
權(quán)利要求
1.奧氏體不銹鋼組合物，它含有以重量％計C≤0.03％14％≤Cr≤17％8％≤Ni≤10％2.0％≤Mo≤3.5％Mn≤2.0％Si≤1.0％N≤0.20％Cu≤1.0％Ti≤0.01％Co≤0.5％Sn≤0.4％P≤0.045％S≤0.030％余量是由鐵和由生產(chǎn)帶來的不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼組合物，它還含有小于16.0％的鉻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼組合物，它還含有小于9.5％的鎳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項權(quán)利要求所述的鋼組合物，它還含有以重量％計0.022％≤C≤0.027％15％≤Cr≤15.2％8.9％≤Ni≤9.1％2.9％≤Mo≤3.1％1.3％≤Mn≤1.45％0.35％≤Si≤0.5％0.02％≤N≤0.03％Cu≤0.4％Ti≤0.01％Co≤0.5％Sn≤0.4％P≤0.045％S≤0.030％余量是由鐵和由生產(chǎn)帶來的不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項權(quán)利要求所述的鋼組合物，其特征在于用下式確定的奧氏體的穩(wěn)定指數(shù)值Md30Md30＝497-462(％C+％N)-9.2×％Si-8.1×％Mn-13.7×％Cr-20×％Ni-18.5×％Mo是-130至+90℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項權(quán)利要求所述的鋼組合物，其特征在于用下式確定的奧氏體的穩(wěn)定指數(shù)值Md30Md30＝497-462(％C+％N)-9.2×％Si-8.1×％Mn-13.7×％Cr-20×％Ni-18.5×％Mo是0-60℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項權(quán)利要求所述的鋼組合物，其特征在于其δ鐵素體含量低于或等于7％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項權(quán)利要求所述的鋼組合物，其特征在于Rm×A積值大于32000，其中Rm是鋼的抗拉強度，A是鋼的伸長率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項權(quán)利要求所述的鋼組合物，其特征在于Rm×A積值大于34000，其中Rm是鋼的抗拉強度，A是鋼的伸長率。
10.具有根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項權(quán)利要求的組成的奧氏體不銹鋼在生產(chǎn)集裝箱中的用途。
11.具有根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項權(quán)利要求的組成的奧氏體不銹鋼在生產(chǎn)陸上運輸工具結(jié)構(gòu)零件中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及奧氏體不銹鋼組合物，它含有以重量百分數(shù)計C≤0.03％，14％≤Cr≤17％、8％≤Ni≤10％、2.0％≤Mo≤3.5％、Mn≤2.0％、Si≤1.0％、N≤0.20％、Cu≤1.0％、Ti≤0.01％、Co≤0.5％、Sn≤0.4％、P≤0.045％、S≤0.030％，余下部分是由鐵和生產(chǎn)帶來的不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明還涉及所述組合物在生產(chǎn)集裝箱和陸上運輸工具結(jié)構(gòu)部件中的用途。
文檔編號C22C38/40GK101068944SQ200480043446
公開日2007年11月7日 申請日期2004年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月8日
發(fā)明者F·黑格里, N·阿克杜特, P·采南, R·蒂斯 申請人:優(yōu)勁&阿隆茲法國公司