專利名稱：含稀土金屬的高氮超低鎳超級(jí)雙相不銹鋼合金材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含稀土金屬的高氮超低鎳超級(jí)雙相不銹鋼合金材料及其制備方法，屬鋼鐵合金材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
雙相不銹鋼由奧氏體和鐵素體組成。雙相不銹鋼的主要成分是鉻、鎳、鉬，而其中鎳是最昂貴的；為了降低成本，降低鋼中鎳的含量，可采用增加錳和氮的含量。鎳含量的降低可以減少原材料價(jià)格波動(dòng)對(duì)不銹鋼市場(chǎng)的影響。因此，隨著AOD、VOD精煉工藝的發(fā)展，尤其是AOD爐中能夠控制氮的加入，從而促進(jìn)了含氮雙相不銹鋼的開(kāi)發(fā)，如2205鋼其氮含量在0.15％左右。氮的加入不僅提高了鋼的耐局部腐蝕性能，而且解決了不銹鋼的焊接問(wèn)題，使雙相不銹鋼成為一種可焊接的結(jié)構(gòu)材料，大大拓展了雙相不銹鋼的應(yīng)用范圍。雙相鋼中鉬元素和元素含量高，因而具有很好的抗局部腐蝕能力，這就決定了雙相鋼在一些特殊的工業(yè)領(lǐng)域如石油化工、造紙、化肥、造船等行業(yè)中具有很好的應(yīng)用前景。由于雙相鋼比奧氏體鋼強(qiáng)度高一倍，使用雙相鋼可以減輕重量；目前一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)使用雙相鋼作為橋梁結(jié)構(gòu)和沿海地區(qū)建筑筋。隨著冶金技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和成本的降低，對(duì)氮的加入量也能夠精確控制，從而出現(xiàn)了新的低鎳高氮超級(jí)雙相不銹鋼，如UNS32750鋼，其氮含量在0.25～0.35％，含鎳量在6～8％左右。近年來(lái)，由于金屬鎳價(jià)格進(jìn)一步飛速上漲，為了降低成本，且提高合金鋼的性能，科研人員在這方面做了大量的研究工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低成本且具有良好耐腐蝕性和熱加工性的高氮超低鎳超級(jí)雙相不銹鋼合金材料。
本發(fā)明一種含稀土金屬的高氮超低鎳超級(jí)雙相不銹鋼合金材料，其特征在于具有如下的成分及重量百分比Cr24～26％Mn8～12％Mo3.5～4.5％Ni1.0～2.0％
N 0.3～0.45％C 0.01～0.02％稀土Ce或Y 0.05～0.20％Fe余量本發(fā)明含稀土金屬的高氮超低鎳超級(jí)雙相不銹鋼合金材料的制備方法，其特征在于采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，在投料時(shí)采用純鐵管密封中間合金投入法，即事先制備好需用的中間合金；中間合金由鐵和稀土金屬組成，選用Fe-Ce或Fe-Y中間合金；兩者的組成分別為Fe-Ce中間合金中Ce的質(zhì)量百分含量為23.5％；Fe-Y中間合金中Y的質(zhì)量百分含量為15％；經(jīng)綜合配料熔制后，澆注成型，最終制得高氮超低鎳超級(jí)雙相不銹鋼合金材料。
本發(fā)明的機(jī)理如下所述根據(jù)錳和氮可以代替鎳和稀土在鋼中的作用原理，大量試驗(yàn)研究發(fā)展，用適量的廉價(jià)錳和氮可以穩(wěn)定超級(jí)雙相鋼中的奧氏體，從而降低貴重鎳的用量；同時(shí)向該雙相不銹鋼合金中加入稀土Ce或Y后，合金中的硫含量大大降低或形成高熔點(diǎn)的稀土硫化物彌散于基體中，避免了低熔點(diǎn)硫化物存在于相界上，從而有效地改善了鋼的高溫?zé)崴苄浴?br> 具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。
實(shí)施例1本實(shí)施例中，采用雙相不銹鋼的成分及質(zhì)量百分比如下Cr25％Mn12％Mo4.0％Ni1.5％N 0.35％C 0.01％稀土Ce0.105％Fe余量采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，在投料時(shí)，采用純鐵管密封中間合金投入法，即事先制備好中間合金。中間合金的組成為Fe和Ce的合金，F(xiàn)e-Ce中間合金中Ce的質(zhì)量百分含量為23.5％。經(jīng)綜合計(jì)量計(jì)算和配料熔制后，澆注成型，最終制得高氮超低鎳超級(jí)雙相不銹鋼合金材料。
經(jīng)耐腐蝕性試驗(yàn)，其孔蝕抗力當(dāng)量值為43.8。
實(shí)施例2本實(shí)施例中，采用雙相不銹鋼的成分及重量百分比如下Cr25％Mn12％Mo4.0％Ni1.5％N 0.4％C 0.01％稀土Y 0.105％Fe余量采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，在投料時(shí)，采用純鐵管密封中間合金投入法。即事先制備好中間合金。中間合金的組成為Fe和Ce的合金，F(xiàn)e-Ce中間合金中Ce的質(zhì)量百分含量為23.5％。經(jīng)綜合計(jì)量計(jì)算和配料熔制后，澆注成型，最終制得高氮低鎳雙相不銹鋼合金材料。
經(jīng)耐腐蝕性試驗(yàn)，其孔蝕抗力當(dāng)量值為45.4。
從以上實(shí)施例得知，材料的孔蝕抗力當(dāng)量值比一般雙相鋼大。另外，該材料1000～1300℃內(nèi)具有較好的熱加工性。
權(quán)利要求
1.一種含稀土金屬的高氮超低鎳超級(jí)雙相不銹鋼合金材料，其特征在于具有如下的成分及質(zhì)量百分比Cr 24～26％Mn 8～12％Mo 3.5～4.5％Ni 1.0～2.0％N0.3～0.45％C0.01～0.02％稀土Ce或Y0.05～0.20％Fe 余量。
2.權(quán)利要求1所述的一種含稀土金屬的高氮超低鎳超級(jí)雙相不銹鋼合金材料的制備方法，其特征在于采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，在投料時(shí)采用純鐵管密封稀土中間合金投入法，即事先制備好需用的中間合金；中間合金由鐵和稀土金屬組成，選用Fe-Ce或FeY中間合金；兩者的組成分別為Fe-Ce中間合金中Ce的質(zhì)量百分含量為23.5％；Fe-Y中間合金中Y的質(zhì)量百分含量為15％；經(jīng)綜合配料熔制后，澆注成型，最終制得高氮超低鎳超級(jí)雙相不銹鋼合金材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含稀土金屬的高氮超低鎳超級(jí)雙相不銹鋼合金材料及其制備方法，屬鋼鐵合金材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明含稀土金屬的高氮超低鎳超級(jí)雙相不銹鋼合金材料，其特征在于具有如下的成分及質(zhì)量百分比Cr 24～26％，Mn 8～12％，Mo 3.5～4.5％，Ni 1.0～2.0％，N 0.3～0.45％，C 0.01～0.02％，稀土Ce或Y 0.05～0.20％，F(xiàn)e余量。采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，在投料時(shí)采用純鐵管密封中間合金投入法，即事先制備好Fe－Ce中間合金或Fe－Y中間合金，經(jīng)綜合配料熔制后，澆注成型，最終制得高氮超低鎳超級(jí)雙相不銹鋼合金材料。
文檔編號(hào)C22C33/00GK1970815SQ200610029230
公開(kāi)日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月21日
發(fā)明者肖學(xué)山, 李鈞, 徐鋼, 倪建森 申請(qǐng)人:上海大學(xué)