[发明专利]一种奥氏体不锈钢、高精度壁厚无缝管、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种奥氏体不锈钢。该不锈钢管的化学成分按重量百分比为：C≤0.030％、S≤0.01％、P≤0.02％、Si≤1.00％、Mn≤2.00％、N:0.14‑0.22％、Cr:17.50‑19.50％、Ni:9.45‑12.45％；余量为Fe及不可避免的其它杂质。还公开了一种奥氏体不锈钢高精度壁厚无缝管，具有良好的抗晶间腐蚀性能，抗拉强度不低于600MPa，晶粒度能达到6级甚至更细。本发明还公开了无缝管的制备方法以及应用。可以用于对强度，韧性和耐腐蚀性能都有较高要求的航空液压操作系统的管路，也可用于航空燃料和润滑油路系统。

技术领域

本发明涉及金属材料领域，具体涉及一种高精度壁厚奥氏体不锈钢无缝管及其制备方法。

背景技术

飞机液压管路系统是飞机的重要组成结构，其安全良好的工作状态对飞机的正常飞行起着至关重要的作用。管路系统通常由普通钢管、紫铜管、不锈钢管、铝管、橡胶管等组成，其中300系列奥氏体不锈钢管，例如1Cr18Ni9Ti、321(0Cr18Ni10Ti)、304(0Cr19Ni9)等占很大比例。由于其外部受自然环境影响，内部充满有一定腐蚀作用的液压油，且在工作时又承受振动、摩擦、高温高压等不利因素的作用，容易发生破损，导致飞机的操纵系统局部甚至全部失效直接危及飞机安全。随着新一代飞机液压系统压力越来越高、流量越来越大、结构越来越复杂，这一问题更突出。国内外很多型号的飞机都出现过类似故障。目前，在新机研制过程中，由于设计和材料问题导致导管断裂及管接头漏油故障十分频繁，统计资料表明，飞机导管故障已经成为飞机故障的主体。因此新型号的飞机都在考虑使用强度高、耐腐蚀性好、重量轻的材料制造的液压导管。出于成本考虑，奥氏体不锈钢仍然是最佳选择。

奥氏体不锈钢1913年在德国问世，在不锈钢中一直扮演着最重要的角色，其生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70％。早期的奥氏体不锈钢主要是18-8型Cr-Ni奥氏体不锈钢，即Cr在奥氏体不锈钢的含量约为18％，Ni的含量为8％的奥氏体不锈钢，简称18-8钢。其特点是碳含量小于0.1％，利用Cr、Ni配合获得单相奥氏体组织。由于它具有优良的耐腐蚀性，较好的力学性能和加工性能，因而广泛应用于航空航天、石油化工以及核电能源等领域。

由于冶炼水平有限，早期奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀能力差，工业界通过向不锈钢中加入Ti、Nb等元素，来提高不锈钢的耐晶间腐蚀能力。但含Ti、Nb的不锈钢焊接性能较差，焊接后会产生腐蚀等缺陷，同时给冶炼带来困难。因此上世纪七十年代，欧美开发了新的二次精炼方法AOD和VOD工艺，成功用于超低碳不锈钢生产，大大降低了不锈钢的含碳量，从根本上降低和阻止了Cr23C6的晶界析出，解决了奥氏体不锈钢晶间腐蚀。但是，在使用过程中发现，虽然超低碳奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，但也存在抗拉强度低的问题，随着新一代飞机液压系统压力越来越高，这种不足尤为突出，直接影响整个飞机系统对长寿命和高可靠性的要求。

除此之外新一代飞机对系统重量误差要求越来越严格，液压管路系统也不例外。国内现有航空液压管路系统使用的不锈钢管材，基本上都是按照GJB2296《航空用不锈钢无缝钢管规范》生产的。由于壁厚尺寸偏差大(-5％S至+20％S)，经常造成飞机的液压管路系统重量超重，航空工业需要一种高强度，耐腐蚀，高精度壁厚的奥氏体不锈钢无缝管，以满足新一代飞机重量轻、长寿命和高可靠性的要求。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于，提供一种奥氏体不锈钢。本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种奥氏体不锈钢制备得到的不锈钢无缝管；本发明还提供了该不锈钢无缝管的制备方法。

本发明的技术方案是，一种奥氏体不锈钢，化学成分按重量百分比为：C≤0.030％、S≤0.01％、P≤0.02％、Si≤1.00％、Mn≤2.00％、N:0.14-0.22％、Cr:17.50-19.50％、Ni:9.45-12.45％；余量为Fe及不可避免的其它杂质。