一种耐热老化的双相不锈钢及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103045953A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103045953A(43)申请公布日2013.04.17(21)申请号201310001748.9(22)申请日2013.01.05(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人王西涛李时磊王艳丽张海龙李树肖杨滨(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401代理人皋吉甫(51)Int.Cl.C22C38/44(2006.01)权利要求书权利要求书11页页说明书说明书33页页(54)发明名称一种耐热老化的双相不锈钢及其制备方法(57)摘要本发明涉及冶金类，不锈钢领域，具体涉及一种耐热老化的双相不锈钢其制备方法。所述不锈钢各组分按重量百分比为：C＜0.03、Cr18.0-22.0、Ni8.0-11.0、Mn0.5-1.5、Si0.2-1.0、Mo0.1-0.8、S＜0.005、P＜0.03，余量为Fe及不可避免的杂质，铁素体含量＜20%。制备方法为按照耐热老化的双相不锈钢成分含量配料，采用电弧炉+氩氧精炼炉炉外精炼工艺进行冶炼，通过离心铸造或静态铸造浇铸成型。在1050-1150℃温度范围内进行固溶处理。本发明涉及的不锈钢具有均匀细小且不连通的铁素体，铁素体含量相对更低，材料具有优良的力学性能，长期热老化后材料的力学性能退化程度很低。CN103459ACN103045953A权利要求书1/1页1.一种耐热老化的双相不锈钢，其特征在于，按重量百分比含有如下成分：C＜0.03、Cr18.0-22.0、Ni8.0-11.0、Mn0.5-1.5、Si0.2-1.0、Mo0.1-0.8、S＜0.005、P＜0.03，余量为Fe；所含铁素体的含量＜20%，铁素体均匀细小且不连通。2.根据权利要求1所述的耐热老化的双相不锈钢，其特征在于，所述各成分的重量百分比含量为：C0.01-0.03、Cr19.0-21.5、Ni8.5-10.0、Mn0.5-1.2、Si0.2-0.8、Mo0.1-0.5、S＜0.005、P＜0.03，余量为Fe；；所述铁素体的含量为5-15%，铁素体均匀细小且不连通。3.一种制备权利要求1所述耐热老化的双相不锈钢的方法，其特征在于，包括如下步骤：1）按照如下成分及重量百分比含量配料：C＜0.03、Cr18.0-22.0、Ni8.0-11.0、Mn0.5-1.5、Si0.2-1.0、Mo0.1-0.8，余量为Fe；2）采用电弧炉+氩氧精炼炉的双联冶炼工艺，出钢温度1600-1650℃；3）将型筒或铸模预热到200-250℃，通过离心铸造或静态铸造浇铸成型；4）浇注温度1500-1600℃，离心铸造型筒转速为400-500r/min；5）在300-350℃下脱模；6）产品经1050-1150℃固溶处理，时间是不少于10h；7）固溶处理后采用水淬处理，时间为15-30min，水温低于40℃。4.根据权利要求3所述的耐热老化的双相不锈钢的方法，其特征在于，所述电弧炉+氩氧精炼炉的双联冶炼工艺包括如下步骤：（1）将原料置于电弧冶炼炉内，冶炼时间60-70min，保证出炉温度高于1600℃；（2）将钢水转移至氩氧精炼炉进行炉外精炼，温度范围：1580~1730℃，精炼时间控制在60~100min。2CN103045953A说明书1/3页一种耐热老化的双相不锈钢及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及冶金类，不锈钢领域，具体涉及一种耐热老化的双相不锈钢。背景技术[0002]双相不锈钢是含有铁素体和奥氏体双相组织的不锈钢，它很好地结合了奥氏体和铁素体不锈钢的优点。与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高，同时具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。由于双相不锈钢良好的综合性能，可以满足恶劣工况的使用要求，因而广泛地应用于核电、海洋、石化、船舶及军事等工业。[0003]双相不锈钢由于含有一定量的铁素体，在300~500℃温度区间长期使用会发生热老化脆化现象，表现为铁素体的硬度增加，材料的断裂韧性降低。压水堆核电站中的一回路主管道、主冷却剂泵壳和大量的阀门均选用双相不锈钢，在长期运行后由于热老化导致力学性能严重退化，从而降低了这些关键部件的可靠性和安全性，最终影响核电站的安全运行。核电站的设计寿命一般为40-60年，属于不可更换的关键部件的使用期也必须高于核电站的寿命期，因此选用的双相不锈钢材料必须具有长期服役安全性。[0004]目前普遍使用的双相不锈钢，其铁素体含量一般高于15%，铁