η含量為3. 0 %~3. 8 %，控制Μη對耐蝕性帶來的不利影響。
[0029] Cr是鋼獲得耐腐蝕性能的最重要元素。鉻是顯著增強耐點蝕性能的元素，同時也 提高耐酸腐蝕性能。但Cr是鐵素體相形成元素，Cr含量過高導(dǎo)致相比例失衡，同時易產(chǎn)生 Sigma相。本發(fā)明鋼中鉻含量控制在21. 0~22. 0%。
[0030] Ni是強烈的奧氏體形成和穩(wěn)定元素。鎳還在一定程度上提高不銹鋼硫酸、醋酸、草 酸和硫酸鹽等溶液中的耐腐蝕性能。但是鎳價格昂貴，同時鎳與鈷是伴生的，如果鎳含量過 高，將導(dǎo)致材料中Co含量較高。因此本發(fā)明鋼中鎳含量控制在1. 0%~1. 5%。Ni的降低 不利于耐酸腐蝕性能，計劃通過Cu和Mo合金化彌補。
[0031] N是一種強奧氏體形成元素，可以取代鎳的奧氏體化作用。氮和鑰的協(xié)同作用可以 顯著提高耐點腐蝕性能和耐縫隙腐蝕性能。但是氮含量過高時，將提高熔煉和熱加工的難 度。尤其是氮含量的提高將導(dǎo)致熱加工過程中出現(xiàn)氮化物，材料必須經(jīng)過后續(xù)熱處理，讓析 出的氮化物固溶回基體中。因此，本發(fā)明鋼中氮含量控制在〇. 15%~0.20%，既利用氮提 高強度和耐蝕性，同時控制其產(chǎn)生碳化物的風(fēng)險，確保材料控制軋制和冷卻后，不需要熱處 理。
[0032] 對于Mo和Cu的含量控制：
[0033] 雙相不銹鋼中存在鐵素體相和奧氏體相兩相，而元素在不同相中存在偏析，例如 Cr在鐵素體相中偏析，因此鐵素體相中Cr含量一般比奧氏體相高0. 8%左右（S32101)，導(dǎo) 致的結(jié)果是如果進一步提高Cr或Mo含量，那么鐵素體相與奧氏體相耐腐蝕性能之間的差 距將進一步拉大，導(dǎo)致材料整體耐蝕性提高并不顯著。
[0034] 對此，本發(fā)明在考慮成分偏析的基礎(chǔ)上，添加 Mo提高耐酸腐蝕性能，Mo非常有利 于提高鋼的耐腐蝕性能，Mo添加后，形成Fe203-Cr 203-Mo03致密鈍化膜，從而增強不銹鋼鈍 化膜的穩(wěn)定性，提高鈍化能力，顯著強化鋼中鉻的耐蝕作用，改善其在濃硫酸、稀鹽酸、磷酸 和有機酸中耐蝕性，其效果約為Cr的3倍。然而鑰含量過高將增加合金成本，同時熱加 工過程中產(chǎn)生金屬間Sigma相的風(fēng)險顯著增加，因此本發(fā)明鋼中的鑰含量控制在0. 40~ 0. 60%。需要指出的是，Mo在鐵素體相中富集和偏析，因此對鐵素體相的耐酸性腐蝕改善 顯著。利用Mo在鐵素體相中富集，改善鐵素體相耐酸腐蝕性能。
[0035] 為同時提高奧氏體相耐酸腐蝕性能，Cu是奧氏體形成元素，在雙相不銹鋼中少量 加入Cu即可提高不銹鋼在硫酸和耐酸鋼中的耐蝕性。尤其地，Cu在奧氏體相中偏析和富 集，提高奧氏體相耐酸性腐蝕性能，與Mo配合添加后，可以平衡地提高材料整體的耐酸性 腐蝕性能。過多的Cu也會降低鋼的熱加工性。因此，本發(fā)明鋼中控制Cu2.0~3.0%?？?慮到Cu在奧氏體相中的偏析系數(shù)，需要控制Cu% :Mo%= 5:1。添加 Cu同時控制Mn，獲 得與鐵素體相匹配的耐酸腐蝕性能，從而整體上提高材料的耐酸腐蝕性能。例如實驗發(fā)現(xiàn) 21. 7Cr%材料中鐵素體相中Cr含量達到24%，而奧氏體相中Cr含量20%左右；對于Cu， 奧氏體相中2. 6%，而鐵素體相中1. 9%左右。
[0036] Co :感生放射性元素 C〇60半衰期長，對核電站運行存在較大影響，因此核電用不 銹鋼材料一般規(guī)定Co含量在0. 05%以下。由于Co -般是原料帶入尤其是Ni原料帶入，因 此控制Ni含量可以減少Co元素的帶入。本發(fā)明限定Co < 0. 05wt %，滿足核電用金屬材料 應(yīng)用要求。
[0037] Sn、Pb、W、Nb、Ti、Al、V作為雜質(zhì)元素，按照核電用不銹鋼材料標(biāo)準(zhǔn)，均不超過 0. 1 % ;其中Sn、Pb作為低熔點合金元素，含量控制在0. 01 %以下。
[0038] B作為可選元素細化組織，提高鋼液純凈度，提高熱加工性能。但上述元素其含量 均控制在 〇· 1 % 以下，且 W+B+Nb+Ti+Co+Al+V 彡 0· 5。
[0039] 本發(fā)明一種耐酸腐蝕高強度低鎳雙相不銹鋼的制造方法，包括如下步驟：
[0040] 1)冶煉、連鑄
[0041] 低鎳雙相不銹鋼，其化學(xué)成分重量百分比為：C :0.01~0.06%，Si :0.20~ 0· 50 %，Μη :3· 0 ~3. 8 %，Cr :21· 0 ~22. 0 %，Ni :1· 0 ~1. 5 %，N :0· 15 ~0· 20 %， Mo :0· 40 ~0· 60 %，Cu :2· 0 ~3. 0 %，Co 彡 0· 05 %，Sn 彡 0· 01 %，Pb 彡 0· 01 %， W+B+Nb+Ti+Co+Al+V彡0. 5 %，Cu % :Mo % = 5:1，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；按上述成分 經(jīng)電爐，A0D爐，LF爐冶煉得鋼液；將所得鋼液進行模鑄或連鑄，得模鑄坯或連鑄坯；
[0042] 2)控制乳制、冷卻
[0043] 將所得模鑄坯或連鑄坯加熱至1150~1250°C，保溫后軋制，終軋溫度1000~ 1050°C，乳后待溫至830~860°C，然后水冷至室溫、酸洗，得所述成品耐酸腐蝕高強度低鎳 雙相不銹鋼。
[0044] 其中，所述控制乳制和冷卻工藝與常規(guī)TMCP工藝存在根本區(qū)另U。常規(guī)的TMCP控制 回復(fù)再結(jié)晶和析出，目的是獲得較細小的晶粒組織，從而獲得高強度和良好的塑韌性。本發(fā) 明的控制軋制和冷卻一方面是控制相比例，即通過控制終軋溫度1000~1050°c和通過待 溫，促進鐵素體相轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體相，從而使材料獲得合理的鐵素體/奧氏體相比例。另一方 面，常規(guī)的TMCP需要析出NbC等顆粒，抑制晶粒長大，本發(fā)明的控制乳制和冷卻則相反。需 要通過控制成分，即Mo含量低于0. 6%，同時控制待溫溫度830~860°C，然后水冷，目的是 避免含Mo第二相的析出，因為第二相的析出將惡化耐蝕性和韌性。第三，本發(fā)明成分與控 制乳制和冷卻工藝存在匹配，即1000~1050°C (終軋溫度）至830~860°C (待溫溫度） 為鐵素體相轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體相提供充足的溫區(qū)或者時間，同時，該溫度區(qū)間又不析出有害的 金屬間相，從而獲得耐蝕性和韌性優(yōu)良的高強度低鎳雙相不銹鋼板，同時節(jié)約退火工序和 成本。
[0045] 進一步，所述成品耐酸腐蝕高強度低鎳雙相不銹鋼的耐點蝕當(dāng)量值> 24。
[0046] 另，所述成品耐酸腐蝕高強度低鎳雙相不銹鋼中鐵素體體積分?jǐn)?shù)為45%~55%， 其余為奧氏體。
[0047] 另有，所述成品耐酸腐蝕高強度低鎳雙相不銹鋼在5wt%沸騰硫酸中的腐蝕速率 < 210g/m2 ·h〇
[0048] 再，所述成品耐酸腐蝕高強度低鎳雙相不銹鋼的耐酸指數(shù)> 29。
[0049] 其中，所述耐酸指數(shù)計算公式為：Cr% +3Mo% +Ni% +3Cu% +0· 5Si%。
[0050] 再有，所述成品耐酸腐蝕高強度低鎳雙相不銹鋼屈服強度> 610MPa，_40°C沖擊值 45 ~63J〇
[0051] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0052] 1.本發(fā)明建立了鐵素體和奧氏體兩相耐酸腐蝕性能平衡且提高的理念和實施方 式。Mo在鐵素體相中富集且顯著提高鐵素體相耐酸腐蝕性能，Cu在奧氏體相中富集且顯著 提高奧氏體相耐酸腐蝕性能，同時保證Cu%:Mo%= 5:1。通過分析元素在低鎳雙相不銹鋼 成分體系中的分配和對耐酸腐蝕性能的提高效果，利用回歸的耐酸指數(shù)公式Cr% +3Mo% +Ni % +3Cu% +0. 5Si %來獲得均衡的兩相耐酸腐蝕性能，從而獲得材料整體耐酸腐蝕性能 的提高。使合金元素提高耐酸腐蝕的效果最大化，材料獲得顯著優(yōu)于S32101和304的耐酸 洗腐蝕性能。比如成分設(shè)計時，如果考慮Mo可以提高耐酸腐蝕性能，因此單純的添加 Mo,實 際結(jié)果是雙相不銹鋼中鐵素體相由于Mo富集，耐蝕性提高非常顯著，而奧氏體相性能提高 則不大，結(jié)果是材料整體耐蝕性提高也不顯著，因為耐蝕性總以較弱的相作為基準(zhǔn)。
[0053] 2.本發(fā)明保證合金具有優(yōu)良的耐點蝕性能，將Mo含量控制在0. 4~0. 6wt %， Cr含量控制在2L 0~22. Owt %，N含量控制在(λ 15~(λ 20wt %，并控制Μη含量3. 0~ 3. 8wt%，以保證 PREN 值（Cr% +3. 3Μο% +30Ν% -Μη% )在 24 以上。
[0054] 3.本發(fā)明通過控制Ν、Μο含量，使氮化物和Sigma相的析出溫度在850°C以下。制 造過程中控制終軋溫度1000~1050°C，乳后在輥道待溫至850°C然后水冷，通過待溫讓部 分鐵素體相轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體相，平衡兩相比例，同時控制材料中不析出碳化鉻和Sigma等有 害相。材料獲得高強度，屈服強度605MPa以上，比S32101的495MPa提高20%以上，比304 的 260MPa 提高 130%。
[0055] 4.控制Ni含量1. 0~1. 5%，由于Ni和Co是伴生的，添加 Ni元素時不可避免 會帶入Co兀素，而核電材料要求Co含量小于0. 05%，常規(guī)的核電用奧氏體不銹鋼304,含 8%的Ni，Co含量控制難度大，對原料要求苛刻，增加了制造難度和成