專利名稱：資源節約型低鉻低鎳高Mn-N奧氏體不銹鋼及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種資源節約型低鉻低鎳高Mn-N奧氏體不銹鋼及其制備方法，屬鋼鐵合金材料技術領域。
背景技術：
奧氏體不銹鋼的主要成分是鉻、鎳、鉬，而其中鎳是較昂貴的；鎳價的上漲和劇烈波動，不僅提高了不銹鋼生產和應用的成本，而且給不銹鋼工業的可持續發展帶來了新的挑戰。為了降低成本，降低鋼中鎳的含量，可采用增加錳、氮和銅的含量。鎳含量的降低可以減少原材料價格波動對不銹鋼市場的影響。近年來，由于金屬鎳價格上漲和波動，為了降低成本和減少原材料價格波動所造成的影響，應大力研究、生產和推廣節鎳的新型不銹鋼品種，科研人員在這方面做了大量的研究工作。
發明內容
本發明的目的在于提供一種低成本且具有良好耐腐蝕性和冷加工性的經濟型奧氏體不銹鋼合金材料。 本發明的目的通過下述技術方案來實現。 —種資源節約型低鉻低鎳高Mn-N奧氏體不銹鋼，其特征在于，以質量百分數表示，該鋼的化學組成為CO. 01 0. 07%、Mn 9.0 12.0%、Si 0. 1 0. 9%、P《0. 030%、S《0. 030%、Crl5. 0 17. 0%、Ni 1. 0 3. 0%、CuO. 5 1. 5%、N 0. 10 0. 30%、Re(Ce或Y)O. 01 0. 2%，余鐵和不可避免雜質。 本發明經濟型不銹鋼合金材料的制備方法，其特征在于采用傳統常規含氮不銹鋼的熔煉工藝方法，在投料時采用純鐵管密封稀土中間合金投入法，中間合金為鐵_稀土合金，即Fe-Ce合金或Fe-Y合金；Fe-Ce合金中的Ce含量為23. 5wt % ， Fe_Y合金中的Y含量為15wt%。本發明的低鎳高錳、氮資源節約型奧氏體不銹鋼具有優良的耐蝕性和優異的冷加工性，是一種具有潛在廣泛用途的低成本高錳、氮不銹鋼合金材料。該成分范圍內的鋼經1050 115(TC固溶處理水冷后其室溫拉伸斷裂強度在650 850Mpa范圍，屈服強度在350 550Mpa范圍，斷裂延伸率大于35%。
本發明的機理如下所述 根據錳和氮可以代替鎳和稀土在鋼中的作用原理，經大量試驗研究發現，用適量的廉價錳、氮和銅可以穩定鋼中的奧氏體，從而降低貴重鎳的用量；同時向該不銹鋼合金中加入稀土 Ce或Y后，合金中的硫含量大大降低或形成高熔點的稀土硫化物彌散于基體中，避免了低熔點硫化物存在于相界上，從而有效地改善了鋼的加工性能。
具體實施例方式
現將本發明的具體實施例敘述于后。
實施例1
本實施例中，采用雙相不銹鋼的成分及質量百分比如下 Cr 16.5% Mn 11.6% Ni 2.3% N 0.25% Cu 1.3% C 0.051% 稀土 Ce 0. 10% Si 0.8% S 0.005% P 0.011% Fe 余量 采用傳統常規含氮不銹鋼的熔煉工藝方法，在投料時采用純鐵管密封稀土中間合 金投入法，中間合金為Fe-Ce合金，其中Ce含量為23. 5wt%。經綜合計量計算和配料熔制 后，澆注成型，最終制得不銹鋼合金材料。鑄態經熱鍛、熱軋，之后IIO(TC固溶處理，其室溫 拉伸斷裂強度大于700MPa，屈服強度大于400MPa，斷裂延伸率大于35%。 實施例2 本實施例中，采用雙相不銹鋼的成分及重量百分比如下 Cr 15.8% Mn IO眉 Ni 2.1% N 0.20% Cu 1.2% C 0.031% 稀土 Ce 0. 10% Si 0.6% S 0.004% P 0.012% Fe 余量 采用傳統常規含氮不銹鋼的熔煉工藝方法，在投料時采用純鐵管密封稀土中間合 金投入法，中間合金為Fe-Ce合金，其中Ce含量為23. 5wt%。經綜合計量計算和配料熔制 后，澆注成型，最終制得不銹鋼合金材料。鑄態經熱鍛、熱軋，之后IIO(TC固溶處理，其室溫 拉伸斷裂強度大于650MPa，屈服強度大于350MPa，斷裂延伸率大于40%。 實施例3 本實施例中，采用雙相不銹鋼的成分及重量百分比如下 Cr 15.3% Mn 9.4% Ni 1.8% N 0. 17%
Cu 0.9%
C 0.042%
稀土 Ce 0. 10%
Si 0.5%
S 0.007%
P 0.014%
Fe 余量 采用傳統常規含氮不銹鋼的熔煉工藝方法，在投料時采用純鐵管密封稀土中間合 金投入法，中間合金為Fe-Ce合金，其中Ce含量為23. 5wt%。經綜合計量計算和配料熔制 后，澆注成型，最終制得不銹鋼合金材料。鑄態經熱鍛、熱軋，之后IIO(TC固溶處理，其室溫 拉伸斷裂強度大于650MPa，屈服強度大于350MPa，斷裂延伸率大于45% 。該類材料的抗蝕 能力與奧氏體300系列大致相當，而力學性能優于奧氏體300系列，可以用作汽車、一般器 械工程等方面，是替換300系列的最佳候選材料，可以大幅度降低原材料成本。
權利要求
一種資源節約型低鉻低鎳高Mn-N奧氏體不銹鋼，其特征在于，以質量百分數表示，該鋼的化學組成為C0.01～0.07％、Mn 9.0～12.0％、Si 0.1～0.9％、P≤0.030％、S≤0.030％、Cr 15.0～17.0％、Ni 1.0～3.0％、Cu0.5～1.5％、N 0.10～0.30％、Re(Ce或Y)0.01～0.2％，余鐵和不可避免雜質。
2. —種用于權利要求1所述的奧氏體不銹鋼的制備方法，其特征在于，該方法采用傳 統常規含氮不銹鋼的熔煉工藝，在投料時采用純鐵管密封稀土中間合金投入，中間合金為 鐵_稀土合金，即Fe-Ce合金或Fe-Y合金；Fe-Ce合金中的Ce含量為23. 5wt % ， Fe_Y合金 中的Y含量為15wt%。
全文摘要
本發明涉及一種資源節約型低鉻低鎳高Mn-N奧氏體不銹鋼，其成分質量百分比為C 0.01～0.07、Mn 9.0～12.0、Si 0.1～0.9、P≤0.030、S≤0.030、Cr 15.0～17.0、Ni 1.0～3.0、Cu 0.5～1.5、N 0.10～0.30、Re(Ce或Y)0.01～0.2，余鐵和不可避免雜質。其制備方法的特點是采用傳統常規含氮不銹鋼的熔煉工藝，在投料時采用純鐵管密封稀土中間合金投入。本發明的低鎳高錳、氮資源節約型奧氏體不銹鋼具有優良的耐蝕性和優異的冷加工性，是一種具有潛在廣泛用途的低成本高錳、氮不銹鋼合金材料。
文檔編號C22C38/58GK101693983SQ200910196570
公開日2010年4月14日 申請日期2009年9月27日 優先權日2009年9月27日
發明者崔世云, 徐裕來, 李鈞, 肖學山, 金秋敏 申請人:上海大學;