一种低析出敏感性高性能无磁不锈钢及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111304548A(43)申请公布日2020.06.19(21)申请号202010224635.5(22)申请日2020.03.26(71)申请人钢铁研究总院地址100083北京市海淀区学院南路76号(72)发明人屈华鹏冯翰秋陈海涛郎宇平(74)专利代理机构北京华谊知识产权代理有限公司11207代理人刘月娥(51)Int.Cl.C22C38/44(2006.01)C22C38/58(2006.01)C22C38/02(2006.01)C22C33/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种低析出敏感性高性能无磁不锈钢及其制造方法(57)摘要一种低析出敏感性高性能无磁不锈钢及其制造方法，属于材料科学技术领域中的不锈钢材料。该不锈钢成分重量百分数为：18.50≤Cr＜21.50，0.50≤Mo≤1.00，C≤0.030，0.55≤N＜0.65，1.00≤Ni≤2.50，17.00＜Mn≤21.00，0.20≤Si≤0.35，P≤0.010，S≤0.012，余量为Fe。其制造方法包括：采用电炉+氩氧脱碳炉外精炼+电渣重熔的方法制得铸锭，铸锭通过高温热处理炉加热并保温，铸锭保温结束出炉后立即经过径锻机锻造为中间坯，将中间坯进行水冷处理，将水冷处理后的中间坯经过径锻机二次锻造成为成品钢坯，锻后空冷。优点在于，具有更低的有害碳化物析出敏感性和较低的锻造变形抗力，同时还保证了良好的力学和耐蚀性能。CN111304548ACN111304548A权利要求书1/1页1.一种低析出敏感性高性能无磁不锈钢，其特征在于，各元素重量百分比为：18.50≤Cr＜21.50，0.50≤Mo≤1.00，C≤0.030，0.55≤N＜0.65，1.00≤Ni≤2.50，17.00＜Mn≤21.00，0.20≤Si≤0.35，P≤0.010，S≤0.012，余量为Fe。2.一种权利要求1所述的一种低析出敏感性高性能无磁不锈钢的制造方法，其特征在于，工艺步骤为：(1)依据下列元素重量百分比熔炼钢水：18.50≤Cr＜21.50，0.50≤Mo≤1.00，C≤0.030，0.55≤N＜0.65，1.00≤Ni≤2.50，17.00＜Mn≤21.00，0.20≤Si≤0.35，P≤0.010，S≤0.012，余量为Fe；(2)采用电炉+氩氧脱碳炉外精炼+电渣重熔的方法制得铸锭；(3)铸锭通过高温热处理炉加热并保温；(4)铸锭保温结束出炉后立即经过径锻机锻造为中间坯；(5)将中间坯进行水冷处理；(6)将水冷处理后的中间坯经过径锻机二次锻造成为成品钢坯。(7)锻后空冷。3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，步骤(3)中所述高温热处理炉加热和保温温度为1080℃～1120℃。4.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，步骤(4)中所述径锻机锻造的终锻温度为980℃～1000℃。5.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，步骤(5)中所述水冷处理后中间坯的表面温度为600℃～650℃。6.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，步骤(6)中所述径锻机二次锻造的温度为550℃～600℃，最小变形量为20％。2CN111304548A说明书1/5页一种低析出敏感性高性能无磁不锈钢及其制造方法技术领域[0001]本发明属于材料科学技术领域中的不锈钢材料，特别是涉及一种低析出敏感性高性能无磁不锈钢及其制造方法。背景技术[0002]无磁不锈钢及其制造的无磁钻铤、旋转导向、无磁稳定器、无磁钻杆等是当今国内外陆地、海洋油气资源，尤其是非常规油气资源定向钻采过程所必须的重要材料和部件。根据美国石油学会API和国内相关材料行业和技术标准的要求，其相对磁导率应低于1.01，即良好的奥氏体稳定性，同时具有极高的强韧性和耐蚀性。无磁不锈钢部件可以为随钻测量(MWD)仪器提供磁屏蔽的环境，避免大地磁场对定向钻探过程的干扰，实现水平、侧向、定向钻进等方向钻井的精确性。同时，保证无磁钻铤部件长期稳定的服役寿命。[0003]与传统的Cr-Ni奥氏体不锈钢相比，无磁不锈钢采用Mn和N元素部分或者全部替代了价格昂贵的Ni元素作为奥氏体稳定化元素来确保奥氏体的稳定性。由于N元素显著的间隙强化作用，大幅度提升了无磁不锈钢基体的强度。另一方面，由于无磁不锈钢采用了先进的等温变形制备技术，使其基体获得了更为显著的变形强化效果，使其强度获得了进一步提升，室温抗拉强度达到了传统Cr-Ni奥氏体不锈钢的两倍以上。[0004]现有国内外生产无磁不锈钢过程中最大的问题是由于热加工过程中的析出敏感性而产生的碳氮化物析出相含量大、热变形抗力大、无磁不锈钢成品锻件耐蚀性能差等问题。与现有条件相比，本发明通过合理