[发明专利]不含镍奥氏体不锈钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种奥氏体不锈钢，具体涉及一种不含镍奥氏体不锈钢。

背景技术

近年来，受我国对不锈钢巨大需求的刺激，加上迅速发展的电镀、化工及电池等行业对原镍和再生镍需求的迅速增长，使得镍价一路走高，因此导致含镍奥氏体不锈钢价格居高不下；且由于不锈钢在医用植入领域也多有应用，但是其中含有毒性元素镍，在生物体中很容易诱发毒性效应，发生严重病变，使用韧性也不能满足要求。

因此，随着世界范围内的镍资源紧张，镍价格居高不下，以及医学领域对于无镍不锈钢的特殊需要，使得开发低镍甚至无镍不锈钢成为一个趋势。

公开号为CN101368252A的申请文件，和公开号为CN101250670A的申请文件，虽然也不含有镍元素，但是其铬含量相对较低，从而使其防腐蚀性能和强度等不是很理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种具有高强度、高韧性、耐腐蚀性良好，且价格低廉的不含镍奥氏体不锈钢。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种不含镍奥氏体不锈钢，含有以下重量百分比的元素：Cr 16％～18％，Mn 9.0％～11.0％，C 0.10％～0.18％，N 0.15％～0.35％，余量为Fe和不可避免的杂质。

作为优选，本发明的不含镍奥氏体不锈钢，含有以下重量百分比的元素：Cr 17％～17.5％，Mn 9.0％～10.0％，C 0.13％～0.16％，N 0.16％～0.23％，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明的奥氏体不锈钢，其所述不可避免的杂质为Si，P，S，Ni，其允许使用的重量百分比含量为：Si≤1.0％，P≤0.035％，S≤0.03％，Ni≤0.30％。

本发明的奥氏体不锈钢是一种典型的铬、锰、氮奥氏体不锈钢，其各种主要成分比例选择理由如下：

1)Cr：16％～18％。根据钢中含铬量达到Cr/Fe的n/8定律确定。当Cr<12％，则不锈钢耐腐蚀性大大降低；当Cr≈18％时，为获得稳定的奥氏体所需的镍当量为最少。同时具有较好的耐腐蚀性。当Cr>19％，则γ区缩小，α—Fe区扩大，显著降低钢的塑性和韧性。为了获得更满意的机械性能，Cr的上限设定为18％。

2)Mn9.0％～11.0％。Mn元素的作用是部分替代镍，节约贵重金属。Mn能扩大γ区和稳定奥氏体，而且铬锰奥氏体不锈钢的热强性比铬镍奥氏体不锈钢高。同时高锰钢能提高钢水的流动性，便于N的吸收，从而大大提高钢的机械性能。如果Mn<9％，则γ区缩小，不利于奥氏体的形成和稳定，且钢的磁性会增加，塑性也会降低；反之，Mn>11％，经冷加工后强度和硬度有所降低，达不到设计状态。优选状态时，Mn含量上限为10％。

3)C：0.10％～0.18％。其作用是提高钢的强度和促进奥氏体的形成。如果C>0.18％，碳化物的数量就会增多，使基体中局部铬含量减少，钢的耐腐蚀性就会降低；如果C<0.10％，钢的强度就会下降，冶炼成本也会增加。所以C的含量设定为0.10～0.18％的范围。为获得更明显的效果，C含量的上限优选取0.16％。

4)N：0.15～0.35％。N的作用也是部分替代镍(相当于30倍的镍当量)，同样节约贵金属镍。N也是扩大γ区和稳定奥氏体的元素，又是固溶强化元素和碳化物强化元素，所以能提高钢的强度和韧性，改善热加工性能，使部分铁素体转变为奥氏体，从而提高焊接性能。N<0.15％时，γ区缩小，不利于奥氏体的形成和稳定，则钢的强度和韧性明显下降；N>0.35％时，虽然奥氏体更稳定，但强度太高，同时钢液和固相中所能溶解的氮是有限的，过多的氮，容易形成氮化物偏析以及气泡，造成热加工塑性下降。优选N含量上限值为0.25％。

本发明的优点和有益效果：本发明的不含镍的奥氏体不锈钢与现有含Ni不锈钢相比，兼具经济性和适用性，含有较高组分的锰和氮元素，完全地替代镍，使合金的原料成本下降，同时基本保持原有含Ni不锈钢的耐腐蚀性，具有更好的机械性能和强度；本发明的不含镍的奥氏体不锈钢硬度高，韧性好，抗穿刺能力强，能够满足高强度要求的各工业领域，尤其适合于制作弹簧、不锈钢鞋垫等。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述，但本发明不仅仅局限于以下实施例。