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    重庆时时彩官方直播: 具有高耐腐蚀性的不锈钢板及其制备方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201811651357

    申请日:

    20181231

    公开号:

    CN109576600A

    公开日:

    20190405

    当前法律状态:

    公开

    有效性:

    审中

    法律详情: 公开
    IPC分类号: C22C38/44;C22C38/02;C22C38/04;C22C33/04;C21D8/02 主分类号: C22C38/44;C22C38/02;C22C38/04;C22C33/04;C21D8/02
    申请人: 兴化市广福金属制品有限公司
    发明人: 周广美;张凌
    地址: 225751 江苏省泰州市兴化市林湖乡楚水工业集中区
    优先权:
    专利代理机构: 32270 代理人: 许益民
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201811651357

    授权公告号:

    法律状态公告日:

    20190405

    法律状态类型:

    公开

    摘要

    本发明提供一种具有高耐腐蚀性的不锈钢板及其制备方法,包括Fe、C、Si、S、P、Mn、Cr、Ni、Mo、N组分,各组分的质量百分比分别为:C:≤0.03%,Si:≤2.0%,S:≤0.02%,P:≤0.03%,Mn:≤2.0%,Cr:22.0?24.0%,Ni:4.5?6.0%,Mo:2.5?3.5%,N:0.1?0.2%,余量为Fe和不可避免的杂质。采用本发明制备的不锈钢板,耐腐蚀性能更加优异,耐点蚀、耐晶间腐蚀以及耐应力腐蚀性能更好;同时具有良好的力学性能,强度高,韧性好,具备更高的抗拉强度;应用于海洋开发设备中,可抵御海水的侵蚀,延长设备的使用寿命,降低维护成本;在不添加大量昂贵的Mo的情况下,即可得到耐腐蚀性能优异的不锈钢,降低了制造成本,带来经济效益。

    权利要求书

    1.一种具有高耐腐蚀性的不锈钢板,其特征在于:包括Fe、C、Si、S、P、Mn、Cr、Ni、Mo、N组分,各组分的质量百分比分别为:C:≤0.03%,Si:≤2.0%,S:≤0.02%,P:≤0.03%,Mn:≤2.0%,Cr:22.0-24.0%,Ni:4.5-6.0%,Mo:2.5-3.5%,N:0.1-0.2%,余量为Fe和不可避免的杂质。 2.如权利要求1所述的具有高耐腐蚀性的不锈钢板,其特征在于:各组分的质量百分比分别为:C:0.02%,Si:1.0%,S:0.001%,P:0.03%,Mn:1.5%,Cr:22.0%,Ni:5.0%,Mo:3.0%,N:0.15%,余量为Fe和不可避免的杂质。 3.一种制备如权利要求1或2所述的具有高耐腐蚀性的不锈钢板的制备方法,其特征在于:包括以下步骤: 步骤S1:备料融化,按要求准备原料,确保原料中无油、无色、无危险杂质;将准备的原料投入电炉中进行融化; 步骤S2:精炼,将融化后的混合液倒入精炼炉中,控制精炼温度为1700-1750℃,精炼2小时后向精炼炉中投入Ni、Cr、Mn原料并脱氧搅拌均匀;之后向混合液中吹入氧气以及惰性气体,并除去混合液中的渣滓; 步骤S3:取样检验、成分调整,对混合液进行取样检验并根据检验结果对混合液进行成分调整; 步骤S4:浇注、打磨,浇注前,调整精炼炉内温度为1600-1620℃,将混合液浇注到钢板模具中,大于12小时后将钢板取出,对钢板表面进行清理打磨,确保钢板表面干净无杂质; 步骤S5:锻造,锻造炉温度低于700℃时将钢板放入,之后将锻造炉加热至1150-1180℃,并保温2.5小时;开锻温度≥1150℃,终锻温度≥980℃;锻造后利用煤炭炉对钢板进行回火处理,回火时间大于60分钟; 步骤S6:切割、检验,切除钢板上的不平整部分,检验钢板表面无缺陷。 4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中的惰性气体为氩气或氮气。 5.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述步骤S5中开始锻造前需对钢板进行轻拉,待钢板有一定变形量时再进行锻造。

    说明书


    具有高耐腐蚀性的不锈钢板及其制备方法
    技术领域


    本发明涉及钢材制备技术领域,尤其涉及一种具有高耐腐蚀性的海洋用不锈钢板
    及其制备方法。


    背景技术


    地球表面的70%被海洋覆盖,海水中蕴含着丰富的矿产、石油以及动植物资源。目
    前,陆地资源逐渐匮乏,人们纷纷将注意力投入到海洋资源的开发中去,然而,不同于陆地
    资源的易开发、易运输等特点,海洋资源开发难度更大,对于开发技术、开采设备、运输设备
    的要求更高。由于海水中富含天然的电解质,海水具有较强的腐蚀能力,传统钢材在进行海
    洋作业时往往由于抗腐蚀能力较差,使用寿命缩短,进而提高了海洋开发的成本。据统计,
    每年因为海水腐蚀造成的直接经济损失接近各国国民生产总值的5%,我国因海水腐蚀而造
    成的舰艇、海上设施的维护费用每年达到约20亿元。为了适应复杂的海洋环境,海洋用钢材
    在保证自身良好的力学性能的同时也要有较强的耐腐蚀能力,而现有的钢材很难满足此要
    求。


    发明内容


    本发明的目的在于提供一种具有高耐腐蚀性的不锈钢板及其制备方法,将钢板中
    的各组分合理配比,在保证自身良好的力学性能的同时提高了钢板的耐腐蚀性能,应用于
    海洋开发设备中,可延长其使用寿命,降低维护成本。


    为实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:


    一种具有高耐腐蚀性的不锈钢板,包括Fe、C、Si、S、P、Mn、Cr、Ni、Mo、N组分,各组分的质
    量百分比分别为:C:≤0.03%,Si:≤2.0%,S:≤0.02%,P:≤0.03%,Mn:≤2.0%,Cr:22.0-
    24.0%,Ni:4.5-6.0%,Mo:2.5-3.5%,N:0.1-0.2%,余量为Fe和不可避免的杂质。


    优选地,各组分的质量百分比分别为:C:0.02%,Si:1.0%,S:0.001%,P:0.03%,Mn:
    1.5%,Cr:22.0%,Ni:5.0%,Mo:3.0%,N:0.15%,余量为Fe和不可避免的杂质。


    本发明还提供一种用于制备上述具有高耐腐蚀性的不锈钢板的制备方法,该制备
    方法包括以下步骤:


    步骤S1:备料融化,按要求准备原料,确保原料中无油、无色、无危险杂质;将准备的原
    料投入电炉中进行融化;


    步骤S2:精炼,将融化后的混合液倒入精炼炉中,控制精炼温度为1700-1750℃,精炼2
    小时后向精炼炉中投入Ni、Cr、Mn原料并脱氧搅拌均匀;之后向混合液中吹入氧气以及惰性
    气体,并除去混合液中的渣滓;


    步骤S3:取样检验、成分调整,对混合液进行取样检验并根据检验结果对混合液进行成
    分调整;


    步骤S4:浇注、打磨,浇注前,调整精炼炉内温度为1600-1620℃,将混合液浇注到钢板
    模具中,大于12小时后将钢板取出,对钢板表面进行清理打磨,确保钢板表面干净无杂质;


    步骤S5:锻造,锻造炉温度低于700℃时将钢板放入,之后将锻造炉加热至1150-1180
    ℃,并保温2.5小时;开锻温度≥1150℃,终锻温度≥980℃;锻造后利用煤炭炉对钢板进行
    回火处理,回火时间大于60分钟;


    步骤S6:切割、检验,切除钢板上的不平整部分,检验钢板表面无缺陷。


    优选地,所述步骤S2中的惰性气体为氩气或氮气。


    优选地,所述步骤S5中开始锻造前需对钢板进行轻拉,待钢板有一定变形量时再
    进行锻造。


    与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:


    (1)将不锈钢板中的各组分合理配比,形成奥氏体-铁素体双相不锈钢,相较于奥氏体
    不锈钢以及铁素体不锈钢,耐腐蚀性能更加优异,耐点蚀、耐晶间腐蚀以及耐应力腐蚀性能
    好,应用于海洋开发设备中,可抵御海水的侵蚀,延长设备的使用寿命,降低维护成本;


    (2)采用本发明制备方法制备的不锈钢板具有良好的力学性能,强度高,韧性好,比普
    通不锈钢材料具备更高的抗拉强度;


    (3)在不添加大量昂贵的Mo的情况下,即可得到耐点蚀、耐晶间腐蚀以及耐应力腐蚀性
    能优异的不锈钢板,降低了制造成本,带来经济效益。


    具体实施方式


    为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解,兹配合实施例详细
    说明如下。


    本发明实施例1的一种具有高耐腐蚀性的不锈钢板,包括Fe、C、Si、S、P、Mn、Cr、Ni、
    Mo、N组分,各组分的质量百分比分别为:C:≤0.03%,Si:≤2.0%,S:≤0.02%,P:≤0.03%,Mn:
    ≤2.0%,Cr:22.0-24.0%,Ni:4.5-6.0%,Mo:2.5-3.5%,N:0.1-0.2%,余量为Fe和不可避免的
    杂质。


    以下对各组分在本发明的不锈钢板中的作用进行说明:


    C(碳)元素是强奥氏体形成元素,是对不锈钢的强度贡献最大的元素,C溶解在钢中形
    成间隙固溶体,起到固溶强化的作用,另外,C与其他强碳化物形成元素形成碳化物析出时,
    起到沉淀强化的作用,可显著提高钢的强度、硬度、塑性和韧性;但是C含量过高容易导致钢
    的耐腐蚀性能下降,因此,本发明的不锈钢板将C含量控制在0.03%以内,既保证不锈钢板具
    备较高的强度、硬度和韧性,又不影响不锈钢板的耐腐蚀性能。


    Si(硅)元素作为还原剂和脱氧剂,能够提高不锈钢的抗拉强度,Si与Mo或Cr等结
    合,有提高耐腐蚀性能和抗氧化的作用;但是,Si含量增加会降低不锈钢的焊接性能,因此
    本发明的不锈钢板中Si含量控制在2.0%以下。


    一般情况下,S(硫)元素、P(磷)元素是不锈钢中的有害元素,S降低不锈钢的延展
    性、韧性、焊接性能以及耐腐蚀性能,P增加不锈钢的冷脆性,使得焊接性能变坏,塑性降低,
    因此本发明的不锈钢板要求S含量低于0.02%、P含量低于0.03%。


    Mn(锰)是良好的脱氧剂和脱硫剂,有助于提高不锈钢的韧性、强度和硬度,但是Mn
    含量过度增加会导致不锈钢的耐腐蚀性能及焊接性能,因此本发明将Mn含量控制在2.0%以
    下。


    Cr(铬)元素是主要铁素体形成元素,Cr与氧结合能生成耐腐蚀的Cr
    2O
    3钝化膜,是
    钢保持耐蚀性的基本元素之一,Cr含量增加可提高钢的钝化膜修复能力,改善钢的抗氧化
    作用,增加钢的抗腐蚀能力,在大气环境中,Cr含量在12%以上的铁-铬合金就可自钝化,在
    氧化性介质中Cr含量在17%以上就可钝化;本发明的不锈钢中Cr的含量为22.2-31.5%,Cr含
    量增加,则Cr
    2O
    3钝化膜中的Cr含量也增加,使得钝化膜的化学稳定性增强;较高含量的Cr使
    得不锈钢具有高的耐点蚀、耐缝隙腐蚀及耐应力腐蚀性能,应用于海洋开发设备中,可以比
    普通的不锈钢更好地抵御海水的侵蚀,延长设备的使用寿命。


    Ni(镍)元素是主要奥氏体形成元素,能够减缓不锈钢在海洋环境中的腐蚀现象,
    本发明的不锈钢中Ni含量为5.1-7.5%,具备高韧性、塑性以及耐晶间腐蚀性能。


    在含C量较低的情况下,Cr含量在18%-28%,Ni含量在3%-10%的不锈钢一般为奥氏
    体-铁素体双相不锈钢,奥氏体-铁素体双相不锈钢是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不
    锈钢。本发明的不锈钢中Cr含量为22.2-31.5%,Ni含量为5.1-7.5%,C含量≤0.03%,为奥氏
    体-铁素体双相不锈钢,其兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体不锈钢相比,塑性、
    韧性更高,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高;与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间
    腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高,在海洋环境中可有效抵御海水的侵蚀;同时,本发明
    的不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,还能节省Ni的用量,降低制造成本。


    Mo(钼)元素是碳化物形成元素,在不锈钢中加入Mo后形成的碳化物极其稳定,能
    够耐氧化性酸介质腐蚀,耐点蚀及耐晶间腐蚀性能好;不锈钢中的Mo以MoO
    4的形式吸附在
    活性金属面上,能够抑制金属的溶解,促使再钝化,防止钝化膜被破坏;本发明中Mo的含量
    为3.05-4.95%,能够使不锈钢的钝化膜更加致密牢固,进而提高钢的耐腐蚀性能。在不添加
    大量昂贵的Mo的情况下,即可得到耐点蚀、耐晶间腐蚀以及耐应力腐蚀性能优异的不锈钢,
    降低了制造成本,带来经济效益。


    N(氮)是强奥氏体形成元素,N元素加入不锈钢中,在不影响钢的塑性和韧性的情
    况下提高钢的强度,并可部分代替不锈钢中的Ni,使得生产成本降低;但是其对不锈钢的时
    效开裂影响较大,因此本发明的不锈钢板严格控制N含量为0.1-0.2%。


    本发明实施例2的不锈钢板中,各组分的质量百分比分别为:C:0.02%,Si:1.0%,S:
    0.001%,P:0.03%,Mn:1.5%,Cr:22.0%,Ni:5.0%,Mo:3.0%,N:0.15%,余量为Fe和不可避免的
    杂质。


    Cr、Ni是确保不锈钢耐腐蚀性能的基本元素,其含量越是增加,不锈钢的耐腐蚀性
    能就越高,为控制制造成本,将本发明实施例2的不锈钢板中Cr含量设定为22.0%,将Ni含量
    设定为5.0%;由于C使得不锈钢耐晶间腐蚀性能下降,因此有必要将其含量降低,但是,过度
    降低会增加精炼成本,所以C含量优选为0.02%;Mo与Ni结合,能够抑制晶间腐蚀发生后的发
    展速度,对于提高不锈钢的耐晶间腐蚀性能具有重要作用,其含量需要在2.5%以上;但是,
    过量添加Mo不仅会使不锈钢的加工性劣化,还会使成本增加,因此Mo含量优选为3.0%。


    本发明还提供一种用于制备上述具有高耐腐蚀性的不锈钢板的制备方法,该制备
    方法包括以下步骤:


    步骤S1:备料融化,按要求准备原料,确保原料中无油、无色、无危险杂质;将准备的原
    料投入电炉中进行融化;


    步骤S2:精炼,将融化后的混合液倒入精炼炉中,控制精炼温度为1700-1750℃,精炼2
    小时后向精炼炉中投入Ni、Cr、Mn原料并脱氧搅拌均匀;之后向混合液中吹入氧气以及惰性
    气体,并除去混合液中的渣滓;优选地,惰性气体为氩气或氮气。本发明的精炼方法为AOD
    (argonoxygen decarburization)精炼法,即氩氧脱碳法,通过向混合液中吹入氧气的同时
    吹入惰性气体,能够使钢板中的C含量降到很低的水平,并且抑制钢板中Cr的氧化,提高钢
    板的耐腐蚀性能。


    步骤S3:取样检验、成分调整,对混合液进行取样检验并根据检验结果对混合液进
    行成分调整;


    步骤S4:浇注、打磨,浇注前,调整精炼炉内温度为1600-1620℃,将混合液浇注到钢板
    模具中,大于12小时后将钢板取出,对钢板表面进行清理打磨,确保钢板表面干净无杂质;


    步骤S5:锻造,锻造炉温度低于700℃时将钢板放入,之后将锻造炉加热至1150-1180
    ℃,并保温2.5小时;开锻温度≥1150℃,开始锻造前需对钢板进行轻拉,待钢板有一定变形
    量时再进行锻造;终锻温度≥980℃;锻造后利用煤炭炉对钢板进行回火处理,回火时间大
    于60分钟;


    步骤S6:切割、检验,切除钢板上的不平整部分,检验钢板表面无缺陷。


    本发明的制备方法具有以下优点:精炼步骤中Cr回收率高,生产出来的不锈钢板
    中C含量低,同时能够将不锈钢板中的S含量控制在0.002%以下,使得不锈钢板具有良好的
    力学性能以及优异的耐腐蚀性能。


    由上所述,本发明提供一种具有高耐腐蚀性的不锈钢板及其制备方法,将各组分
    合理配比,形成奥氏体-铁素体双相不锈钢,相较于奥氏体不锈钢以及铁素体不锈钢,耐腐
    蚀性能更加优异,耐点蚀、耐晶间腐蚀以及耐应力腐蚀性能更好;同时具有良好的力学性
    能,强度高,韧性好,比普通不锈钢材料具备更高的抗拉强度;应用于海洋开发设备中,可抵
    御海水的侵蚀,延长设备的使用寿命,降低维护成本;在不添加大量昂贵的Mo的情况下,即
    可得到耐点蚀、耐晶间腐蚀以及耐应力腐蚀性能优异的不锈钢,降低了制造成本,带来经济
    效益。


    本发明已由上述相关实施例加以描述,然而上述实施例仅为实施本发明的范例。
    必需指出的是,已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地,在不脱离本发明的精神和
    范围内所作的更动与润饰,均属本发明的专利?;し段?。


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    具有 腐蚀性 不锈钢板 及其 制备 方法
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