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(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CN110205549A(43)申请公布日2019.09.06(21)申请号201910545405.6(22)申请日2019.06.22(71)申请人钢铁研究总院地址100081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.C22C38/02(2006.01)C22C38/44(2006.01)C22C38/58(2006.01)C22C33/04(2006.01)C21C5/52(2006.01)C21D8/12(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种高强韧中氮无磁不锈钢及其制造方法(57)摘要一种高强韧中氮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:14.0<Cr≤15.5,0.02<C≤0.05,0.40<N≤0.45,18.0<Mn≤20.0,0.5<Ni≤4.0,0.5<Mo≤1.0,0.05<Si≤0.40,0.001<P≤0.015,0.001<S≤0.012,余量为Fe。工艺包括: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,抗拉强度、屈服强度和硬度显著提升,还保证了足够的室温和高温延伸率,耐点蚀性能和室温冲击韧性显著提升。CN110205549ACN110205549A权利要求书1/1页1.一种高强韧中氮无磁不锈钢,其特征在于,各元素重量百分比为:14.0<Cr≤15.5,0.02<C≤0.05,0.40<N≤0.45,18.0<Mn≤20.0,0.5<Ni≤4.0,0.5<Mo≤1.0,0.05<Si≤0.40,0.001<P≤0.015,0.001<S≤0.012,余量为Fe。2.一种权利要求1所述的高强韧中氮无磁不锈钢的制造方法,其特征在于,工艺步骤为:(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所述的方法,其特征在于,步骤(4)中所述径锻机锻造的终锻温度为950℃~1000℃。5.根据权利要求2所述的方法,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550℃~600℃。6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤(6)中所述径锻机二次锻造的开锻温度为500℃~550℃,最小变形量为15%。2CN110205549A说明书1/6页一种高强韧中氮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,特别是涉及一种高强韧中氮无磁不锈钢及其制造方法。背景技术[0002]无磁不锈钢是当今国内外陆地、海洋油气定向钻采过程的重要部件,根据国内外相关材料标准的要求,其相对磁导率应低于1.01。用这种材料加工而成的无磁钻铤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,从而保证定向钻进方向的精确性。同时,在无磁钻铤与旋转导向(RSS)系统的共同作用下,还可以根据钻探要求实时调整井眼轨迹。由于井下苛刻的服役环境,还要求无磁不锈钢材料具有很高的强度、耐晶间腐蚀性能,以保证无磁钻铤部件长期稳定的服役寿命。同时还需要兼顾经济性。[0003]无磁不锈钢是从传统的Cr-Ni不锈钢发展而来的。在Cr-Ni不锈钢成分体系的基础上,利用Mn和N元素部分或者全部替代了价格相对较高的Ni元素作为奥氏体稳定化元素,大幅度降低了原材料成本。同时由于N元素显著的间隙强化作用和极高的点蚀当量,对不锈钢基体的强度和耐蚀性能也有了一定的提升。在过去的几十年中,随着对性能和成本需求的差异,无磁不锈钢材料大致经历了Mn和N部分代Ni、Mn和N全部代Ni以及Mo-Ni合金化等三代材料体系的发展。[0004]目前国内外生产、使用量最大的是中氮无磁不锈钢(N含量约为0.25-0.4%),同时还有一部分高氮无磁不锈钢(N含量约为0.6-0.8%)和少量高耐蚀高氮无磁不锈钢(N含量约为0.6-0.8%同时提高耐蚀元素含量)。这几大类无磁不锈钢种具有差异显著的N和Cr关键元素含量、奥氏体单相平衡设计原则和力学耐蚀性能指标,属于不同的钢