本發明專利技術公開了一種經濟型高性能雙相不銹鋼及其制備方法。本發明專利技術的經濟型高性能雙相不銹鋼，其化學成分的質量百分比為：C:0.01-0.03%、Si:0.2-1.0%、Mn:4.0-6.0%、Cr:21-22%、Ni:1.35-1.7%、Cu:0.1-0.6%、N:0.2-0.25%、W:0.1-0.6，其余為Fe和雜質。本發明專利技術通過以低價的錳、氮元素來代替部分的高價鎳元素，以鎢元素代替鉬元素，能夠大大降低雙相不銹鋼的成本，同時能夠保證冶煉得到的雙相不銹鋼具有較好的耐蝕性以及冷熱加工性能，相比于典型的雙相不銹2101鋼，本發明專利技術提供的雙相不銹鋼的邊裂量明顯降低。同時使雙相不銹鋼具有優于304鋼的耐蝕性能。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種，屬于不銹鋼冶金領域。
技術介紹
雙相不銹鋼是指在其固溶組織由鐵素體與奧氏體雙相組成，而且其中一相比例約45%-55%(量少相至少占30%)的不銹鋼。由于兩相組織的特征使雙相不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優點，與鐵素體不銹鋼比，其韌性高、脆性轉變溫度低、耐晶間腐蝕和焊接性能好，同時保留了鐵素體鋼導熱系數高、膨脹系數小的優點。與奧氏體不銹鋼相比，其屈服強度約為奧氏體不銹鋼的兩倍，耐氯化物應力腐蝕斷裂能力均明顯高于300系列的奧氏體不銹鋼。雙相不銹鋼由于其優異的力學性能和耐腐蝕性能，廣泛應用于油氣、石化、化肥、橋梁、建筑以及化學品船等行業。近年來，隨著鎳價的不斷上漲和大幅波動，為了充分發揮雙相不銹鋼資源節約的優勢，雙相不銹鋼開始向低鎳的方向發展。低鎳雙相不銹鋼是指鉻含量在23%以下，且含鎳量低，同時不含鑰或含少量鑰的雙相不銹鋼。其設計開發思路是采用錳和氮代替鎳，保證雙相不銹鋼的兩相比例。該鋼成本較低，是取代傳統奧氏體不銹鋼的理想材料。中國專利申請200810023469.1、200810196602.3、200910046646.2 以及201010593822.7中分別公開了一種鐵素體奧氏體不銹鋼，但是，上述專利申請所公開的雙相不銹鋼中，鑰元素和鎳元素的含量均比較高，由于鑰元素和鎳元素等均屬于高價元素，相應地也造成不銹鋼的成本過高，限制了不銹鋼在某些方面的應用。因此，目前的研究一直致力于開發低貴金屬含量同時具有良好的冷熱加工性能的鐵素體奧氏體雙相不銹鋼。中國專利申請200810203091.3公開了一種具有優異的耐腐蝕性能的低鎳雙相不銹鋼，其中，雙相不銹 鋼中的鎳含量能夠降低至1.0-3.0%的范圍內，同時能夠使該雙相不銹鋼的電化學腐蝕擊破電位大于lOOOmv，保護電位達到950mv，其耐腐蝕性能與UNS32906相當。但是，該專利申請所公開的雙相不銹鋼仍存在以下一些問題:1、該雙相不銹鋼的組成中仍含有較多的鎳元素，其成本仍有一定的下降空間；2、為了保證雙相不銹鋼兩相組織結構穩定，同時降低鎳元素含量，一邊降低成本，該雙相不銹鋼中加入了較多的錳元素，同時通過增加氮元素含量以替代鎳元素，但是，由于錳元素的含量相對比較高，會導致錳與硫結合形成硫化錳，進而導致雙相不銹鋼的耐蝕性能以及熱成型性能下降。根據上述分析可知，雖然出現了較多的低鎳含量的雙相不銹鋼，且其成本較之304、316L不銹鋼已經有了較大的下降，但是仍然存在的問題是:這些專利技術專利合金的成本控制和熱加工性能的匹配沒有達到最優化，即有些專利的鎳含量使用太少，導致錳和氮的含量的增加，熱加工性能變差，材料的成材率降低，最終材料的綜合成本并未降低；有些專利的錳和氮的含量過低，為了保證兩相的穩定性，鎳含量就比較高，雖然熱加工性能比較好，但是材料的成本因為鎳的增加也變得比較高。本專利綜合考慮了合金的成本和力學、熱加工、耐腐蝕綜合性能，設計出一種具有低成本且具有良好力學、熱加工性能和耐腐蝕性能的低鎳雙相不銹鋼。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術的不足，提供一種配方合理、鎳金屬含量低、以鎢代鑰、成本低、既具有良好力學、熱加工性能又具有較好耐腐蝕性能的。經濟型高性能雙相不銹鋼化學質量百分成分為:C: 0.01-0.03%、S1: 0.2-1.0%、Mn: 4.0-6.0%, Cr: 21-22%、N1: 1.35-1.7%、Cu:0.1-0.6%、Ν:0.2-0.25%、W: 0.1-0.6%，其余為 Fe 和雜質。所述的化學成分中含有B，所述B的質量百分含量為:0.001-0.01%。所述的化學成分中含有Ca，所述Ca的質量百分含量為:0.001-0.01%。所述的雜質中含有P，P質量百分比為:0.01-0.04%。所述的雜質中含有S，S質量百分比為:0.01-0.03%。經濟型高性能雙相不銹鋼制備方法包括如下步驟: 1)把溫度為1400-1500°c的電爐熔化的不銹鋼母液兌入AOD爐內，不銹鋼母液質量百分成分為:C:1.2-2.5%、S1:≤ 0.20%、Mn: ( 0.10%、P: ≤ 0.040%、S: ≤ 0.035%、Cr:19.0-22.0%、N1:≤1.70%、Cu:0.1-0.6%、W:≤ 0.6%，其余為 Fe 和雜質； 2)頂吹氧氣進行脫碳，并 從AOD爐底吹入氮氣進行攪拌，加入石灰100-150Kg/t鋼及白云石25-40Kg/t鋼，當鉻質量百分含量小于21.5%時，加入高碳鉻鐵；當鉻質量百分含量大于22.0%，鋼水還原后加入碳鋼進行稀釋； 根據步驟I)中兌鋼時鋼水中的碳含量，確定吹氧量，當碳質量百分含量為0.15-0.2%時，停止頂吹氧，當碳質量百分含量為0.04-0.08%時，測量鋼水溫度，取樣分析碳含量，并調整吹氧量，當碳質量百分含量小于0.04%時，再次取樣分析碳含量； 3)當碳質量百分含量小于0.03%后，在AOD爐中加入硅鐵40-50Kg/t鋼，石灰20_30Kg/t鋼，螢石10_20Kg/t鋼，對鋼水進行還原和脫硫； 4)鋼水還原后進行扒渣，并加入鋁粉0.4-0.6Kg/t鋼，調整爐渣，測量鋼水溫度，并取樣分析鋼水中合金元素的含量，并通過加入硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鎢鐵及金屬鎳使鋼水中的合金質量百分成分達到以下要求:Si:0.20-1.00%、Mn:4.0-6.0%、Cr:21.0-22.0%、Ni:1.35-1.70%、W:0.10-0.60% ； 從AOD爐的底部吹入氬氣，去除鋼中多余的氮，吹氬量為2.1-2.8m3/t鋼，當鋼水質量百分成分達到以下要求時，立即出鋼:C: 0.010-0.030%、S1: 0.20-1.00%、Mn: 4.0-6.0%, P:0.010-0.040%, S:0.001-0.030%、Cr: 21.0-22.0%、N1:1.35-1.70%,Cu:0.10-0.60%,W: 0.10-0.60%，其余為Fe和雜質；出鋼時，把鋼水從AOD爐倒入烘烤好的鋼包，出鋼量達到總鋼水量1/3時，一次性向鋼包內加入硼鐵0.4-0.5Kg/t鋼，加入鋁餅0.4-0.5Kg/t鋼，鋼水的溫度為1570_1600°C，鋼包內渣層的厚度為180-300mm ； 5)根據鋼水質量喂入硅鈣線，喂入量為鋼水質量的0.05-0.2%，喂線后，鋼包低吹氬氣50-120L/min強攪拌，根據鋼水溫度控制強攪拌時間不小于8min，強攪拌后，對鋼水進行弱攪拌，氬氣量小于35L/min，攪拌時間大于5min，鋼水溫度達到1525_1535°C時，鋼包吊往連鑄工序； 6)當鋼水質量百分成分達到下述要求時，進行連鑄:C: 0.010-0.030%、S1: 0.20-1.00%、Mn: 4.0-6.0%, P:0.010-0.040%, S:0.001-0.030%, Cr: 21.0-22.0%, N1:1.35-1.70%, Cu:0.10-0.60%, W: 0.10-0.60%, N:0.20-0.25%，其余為Fe和雜質； 連鑄中間鋼包中鋼水溫度為1480-1500°C，拉速為0.8m/min;結晶器冷卻水量如下:窄面冷卻水為300L/min，寬面冷卻水為2300L/min，二次本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種經濟型高性能雙相不銹鋼，其特征在于其化學質量百分成分為：C:?0.01?0.03%、Si:?0.2?1.0%、Mn:?4.0?6.0%、Cr:?21?22%、Ni:?1.35?1.7%、Cu:0.1?0.6%、N:0.2?0.25%、W:?0.1?0.6%，其余為Fe和雜質。
【技術特征摘要】
1.一種經濟型高性能雙相不銹鋼，其特征在于其化學質量百分成分為:C: 0.01-0.03%、S1: 0.2-1.0%、Mn: 4.0-6.0%, Cr: 21-22%、N1: 1.35-1.7%、Cu:0.1-0.6%、Ν:0.2-0.25%、W: 0.1-0.6%，其余為 Fe 和雜質。2.根據權利要求1所述的一種經濟型高性能雙相不銹鋼，其特征在于:所述的化學成分中含有B，所述B的質量百分含量為:0.001-0.01%。3.根據權利要求2所述的一種經濟型高性能雙相不銹鋼，其特征在于:所述的化學成分中含有Ca，所述Ca的質量百分含量為:0.001-0.01%。4.根據權利要求1所述的一種經濟型高性能雙相不銹鋼，其特征在于:所述的雜質中含有P，P質量百分比為:0.01-0.04%。5.根據權利要求1所述的一種經濟型高性能雙相不銹鋼，其特征在于:所述的雜質中含有S，S質量百分比為:0.01-0.03%。6.一種如權利要求1所述的經濟型高性能雙相不銹鋼制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)把溫度為1400-1500°c的電爐熔化的不銹鋼母液兌入AOD爐內，不銹鋼母液質量百分成分為:C:1.2-2.5%、S1:彡 0.20%、Mn: ( 0.10%、P: ^ 0.040%、S: ^ 0.035%、Cr:`19.0-22.0%, N1: (1.70%、Cu:0.1-0.6%、W: ( 0.6%，其余為 Fe 和雜質； 2)頂吹氧氣進行脫碳，并從AOD爐底吹入氮氣進行攪拌，加入石灰100-150Kg/t鋼及白云石25-40Kg/t鋼，當鉻質量百分含量小于21.5%時，加入高碳鉻鐵；當鉻質量百分含量大于22.0%，鋼水還原后加入碳鋼進行稀釋； 根據步驟I)中兌鋼時鋼水中的碳含量，確定吹氧量，當碳質量百分含量為0.15-0.2%時，停止頂吹氧，當碳質量百分含量為0.04-0.08%時，測量鋼水溫度，取樣分析碳含量，并調整吹氧量，當碳質量百分含量小于0.04%時，再次取樣分析碳含量； 3)當碳質量百分含量小于0.03%后，在AOD爐中加入硅鐵40-50Kg/t鋼，石灰20_30Kg/t鋼，螢石10_20Kg/t鋼，對鋼水進行還原和脫硫； 4)鋼水還原后進行扒渣，并加入鋁粉0.4-0.6Kg/t鋼，調整爐渣，測量鋼水溫度，并取樣分析鋼水中合金元素的含量，并通過加入硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鎢鐵及金屬鎳使鋼水中的合金質量百分成分達到以下要求:Si:0.20-1.00%、Mn:4.0-6.0%、Cr:2...
【專利技術屬性】
技術研發人員：嚴密，劉彥妍，王新華，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：
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