[发明专利]一种耐腐蚀316L不锈钢及其制造方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于钢铁制造领域，涉及一种耐腐蚀316L不锈钢及其制造方法与应用。

背景技术

以ASTM316L为代表的含Mo奥氏体不锈钢具有优良的耐腐蚀性、焊接性以及加工性等综合性能，使得该产品用途十分广泛。

目前市场上现有的316L大部分是按照美标来生产的。出于成本考虑，钢厂一般把产品的Ni含量尽量往下限靠。美标规定，316L的Ni含量为10-14％，日标则规定，316L的Ni含量为12-15％。按最低标准，美标和日标在Ni含量上有2％的区别，体现到价格上还是相当巨大的，316L的Mo含量使得该钢种拥有优异的抗点蚀能力，可以安全的应用于含Cl离子等卤素离子环境。

但随着化学设备用材对不锈钢的耐腐蚀性能不断的提高，普通的316L已经不能达到对强化学介质的耐蚀性要求，比如，在印染机械制造行业中，高温高速染色机是印染行业的关键设备，主要由染缸、热交换器、过滤器、配管、高压离心泵、导布管、溢喷嘴、织物提升系统、加料筒、出布装置及电气控制柜等组成。染缸、热交换器和过滤器是印染工艺的主要压力容器。染缸的工作压力一般为0.35MPa-0.45MPa，工作温度约为140℃-160℃，介质为染液；热交换器的结构形式主要为管壳式，管程工作压力≤0.45MPa，工作温度≤150℃，壳程工作压力≤0.8MPa，工作温度≤175℃，管程介质为染液，壳程介质为饱和水蒸汽。染色机、热交换器和过滤器主要材质通常为奥氏体316L不锈钢。染色机的工作环境比较复杂，印染机械在使用过程中，布料边缘均会有数量不等的挂钩在运行过程中与染缸壁发生碰撞，形成机械损伤，形成腐蚀发生起始点，而针对不同纺织品又需要采用各种不同的染料，为了提高印染质量，往往需要在染液中加入助剂，使得染液成分更加复杂，其中包含对奥氏体不锈钢具有腐蚀作用的氯离子，特别是近几年环保升级，中水回用等政策及工艺实施后，使得溶液中氯离子浓度普遍上升，一台全新印染机从投入使用，少则半年多则一年就会出现大面积不同程度的腐蚀造成的勾纱问题。如果继续使用，则导致印染色机点蚀和应力腐蚀破坏加剧，最终引起染缸突然爆炸，造成巨大损失和人员伤亡。经过对多台失效产品调查分析，确定80％以上产品是均有不同程度点蚀和应力腐蚀发生，其中点蚀已经成为制约印染机寿命的主要因素。所以，增强316L不锈钢在高温下的耐腐蚀性能，达到对强化学介质的耐蚀性要求，使316L不锈钢适用于复杂的化工行业，是当下急需解决的问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种耐腐蚀316L不锈钢及其制造方法与应用。该耐腐蚀316L不锈钢在高温下具有良好的抗强酸均匀腐蚀性能和抗Cl^-点蚀性能，以及良好的抗机械损伤性能。该制造方法成本不高而且工艺简单、方便。

为了达到前述的发明目的，本发明提供的一种耐腐蚀316L不锈钢，以质量百分比计，所述耐腐蚀316L不锈钢包括以下元素组分：C≤0.02％，Si：0.3％-0.5％，Mn：1.2％-1.4％，Ni：12.01％-12.5％，Cr：17.1％-17.9％，Mo：3.01％-3.3％，N≤0.04％，P≤0.035％，S≤0.02％，余量为Fe及其他不可避免的元素。

上述耐腐蚀316L不锈钢对316L成分需要进行进一步的调整，在316L的基础上加大了Ni，Cr，Mo的含量，大大的提升了其耐晶间腐蚀，耐酸腐蚀，耐高温腐蚀的性能。

根据本发明的具体实施例，优选地，以质量百分比计，所述耐腐蚀316L不锈钢包括以下元素组分：C：0.017％，Si：0.4％，Mn：1.25％，Ni：12.1％，Cr：17.2％，Mo：3.1％，N：0.02％，P：0.02％，S：0.02％，余量为Fe及其他不可避免的元素。

根据本发明的具体实施例，所述耐腐蚀316L不锈钢的原料包括第一原料组分、第二原料组分、镍铁、钼铁和铬铁；

其中，所述第一原料组分包括高磷镍铬生铁、碳钢和石灰，且所述第一原料中，高磷镍铬生铁与碳钢的质量比为10：1，石灰质量为高磷镍铬生铁和碳钢的总质量的10％；

所述第二原料组分包括高磷镍铬生铁、碳钢和石灰，且所述第二原料中，高磷镍铬生铁与碳钢的质量比为10：1，所述第二原料组分中的石灰与所述第一原料中的石灰的质量之和为100kg-57kg/吨钢水。所述镍铁、钼铁和铬铁的投量根据实际工艺需求决定，在AOD精炼时投入镍铁和钼铁使出钢成分满足最后耐腐蚀316L不锈钢成品的技术要求。