[发明专利]一种高氮无磁奥氏体不锈钢及其制造方法

说明书

本发明涉及一种高氮无磁奥氏体不锈钢，其化学成分重量百分比如下：C：0.01～0.10，Si：≤1.0，Mn：17.0～24.0，P：≤0.035，S：≤0.015，Ni：1.0～4.0，Cr：17.0～24.0，Mo：≤1.0，N：0.50～0.80，其余为Fe和不可避免的杂质组成。本发明的制造方法包括：电炉+AOD+LF方式冶炼，连铸或者模铸扁锭，连铸控制过热度小于50℃；将连铸坯或模铸扁锭放入步进式加热炉中加热，在轧机上热轧成所需规格的板材，终轧温度在800～950℃，热轧板材进行酸洗后得到高氮奥氏体不锈钢热轧板成品，该产品具有高屈服强度、良好的塑韧性、无磁性和耐腐蚀性能，应用领域广泛。

技术领域

本发明涉及不锈钢材料领域，涉及一种高氮无磁奥氏体不锈钢，特别涉及一种具有高屈服强度、良好的塑韧性、无磁性和耐腐蚀性能的高氮无磁奥氏体不锈钢热轧板及其制造方法。

背景技术

目前国内外广泛使用的奥氏体不锈钢，以300系列为主，这些钢种具有良好的塑性和耐蚀性，但却存在强度偏低的问题，也限制了这些钢的应用范围。为了提高奥氏体不锈钢的强度，研制高氮奥氏体不锈钢是一种可行的途径，与传统的含氮或无氮奥氏体不锈钢相比，高氮奥氏体不锈钢具有十分优异的性能特点，其原因在于氮是廉价且环境友好的合金元素，不但可以作为奥氏体组织稳定元素，而且也是很好的固溶强化元素，能提高加工硬化系数，而且还能够提高钢的抗局部腐蚀性能和提高抗应力腐蚀开裂性能，并且氮在提高奥氏体不锈钢强度的前提下，并不明显降低材料的塑性。因此，高氮奥氏体不锈钢自问世以来即受到世界各国的广泛关注。

中国专利申请CN200810236181.2公开了一种耐磨耐蚀高氮高锰奥氏体不锈钢，其特征在于(质量分数)：0.40～0.65％N、≤0.05％C、18.00～25.00％Mn、18.00～20.00％Cr、0～3.50％Ni、≤0.05％S、≤0.05％P、≤1.00％Si、余Fe。该种奥氏体不锈钢以提高氮含量、锰含量来节约镍，从而降低了生产成本；而且材料中的锰和氮的作用，可以提高材料的耐磨和耐腐蚀能力，可以应用于对强度和耐磨性能有较高要求的领域。

专利申请CN201110129238.0涉及一种医用无镍型高氮奥氏体抗菌不锈钢及其制备和应用。该不锈钢的化学成分如下(重量％)：C：≤0.03；Cr：12-19；Mn：12-18；Ni：≤0.1；Mo：2.0-4.0；N：0.45-0.8；Cu：3.5-5.5；Si：≤0.5；硫S：≤0.01；P：≤0.02；余量为Fe。本发明通过在医用无镍型高氮奥氏体不锈钢中添加适量的铜元素，并经过特殊热处理后，在不锈钢基体中弥散析出有富铜相，从而赋予该不锈钢强烈的广谱抗菌功能，另外不含对人体有毒性作用的镍元素，可广泛应用于医学临床领域中使用的各类不锈钢植入器械以及各类不锈钢外科手术工具。

日本专利文献JP2008174789设计是一种高强高耐蚀性的高氮奥氏体不锈钢，其化学成分如下(重量％)：0.01-0.1％C,0.1-1.0％Si,0.1-3.0％Mn,4.0-7.0％Ni,15.0-20.0％Cr,0.5-4.0％Mo，0.4-1.0％N,P≤0.03％,S≤0.01％,Al≤0.01％,O≤0.02％,余量为Fe和不可避免的杂质，另外还可添加一种或数种以下成分0.05-0.5％Ti,0.05-0.5％V,0.05-0.5％Nb,0.05-0.5％W,0.5-3.0％Co和0.5-3.0％Cu。

以上检索到的高氮奥氏体不锈钢相关专利涉及了高强、高耐蚀等应用领域，但其强度仍然偏低，难以达到高屈服强度和韧性、无磁性、耐蚀性良好匹配。本发明与其他相关专利的成分对比如表1所示。

表1相关专利成分对比(wt.％)

发明内容