[发明专利]具有超低铁素体含量的奥氏体不锈钢坯及其制造方法

说明书

本发明提供了一种具有超低铁素体含量的奥氏体不锈钢坯及其制造方法，所述钢坯的成分按重量百分比计如下：C：0.04％～0.05％、Si：0.3％～0.5％、Mn：1.40％～1.60％、P≤0.015％、S≤0.010％、Cr：15.0％～16.0％、Ni：8.5％～9.5％、Mo：1.0％～2.0％、N：0.05％～0.07％，其余含量为Fe和不可避免的杂质。钢坯内δ‑高温铁素体体积百分含量为2％～4％。制造方法主要包括电渣重熔、加热、锻造、均质化热处理；本发明通过结合电渣重熔、多向锻造开坯和高温长时均质化热处理，成功制造出200～360mm厚度以下δ‑铁素体含量4％的300系奥氏体不锈钢钢坯，用于轧制钢板内部δ‑铁素体含量1％的高端核电关键设备用奥氏体不锈钢中厚板。

技术领域

本发明属于钢铁材料领域，尤其涉及一种具有超低铁素体含量的奥氏体不锈钢坯及其制造方法。

背景技术

对于300系奥氏体不锈钢，为提高其抗高温水晶间应力腐蚀性能，用于生产核电用关键设备，在添加一定量的Cr和Ni元素的基础上，需在钢中添加了一定含量的Mo元素，相比其它奥氏体不锈钢而言会更容易形成高温δ-铁素体，而且对于中厚板，在钢液凝固过程中由于冷速的差异会造成Cr和Mo元素的严重偏析，更有利于高温δ-铁素体的形成。此外，高温δ-铁素体极易在坯料中心疏松处聚集，而该处的中心疏松又类似于密闭空间，极大限制了高温铁素体的变形及溶解。而核电关键材料的制造要求钢板的高温δ-铁素体含量1％，否则将大大影响钢板的焊接性能和耐晶间腐蚀性能，对工程应用造成隐患，由于固溶热处理溶解钢板中高温δ-铁素体的能力有限，这就要求用于轧制钢板的原始钢坯的高温δ-铁素体含量4％，目前国内没有有效的控制钢坯高温δ-铁素体含量的冶炼方法。

目前国内相关专利文献较少，与本发明相关的主要为：

专利文献《一种降低核级不锈钢铸件铁素体含量的熔炼工艺》(申请号：CN201310254833.6)公开了一种利用氮是剧烈的奥氏体形成和稳定元素，提高镍当量，提高钢的强度,增强抗局部腐蚀能力；熔炼关键流程是：精选炉料——粗、精熔炼——化学成分检测——铁素体含量检测——降低铁素体含量，降低铁素体含量是指化学成分符合要求，对于铁素体含量超过标准或业主采购技术规范规定范围上限，要降低铁素体含量，每加入0.01-0.015％份额的氮元素，可降低0.7-1％份的铁素体含量，对不控氮的不锈钢加入氮元素在残余元素含量允许的范围内，对控氮的不锈钢加入氮元素不得超过规定的上限。不足之处在于该发明中没有明确明确成品中具体的铁素体含量，铁素体含量控制未达到1％的较高水平。

专利文献《控制含铜耐热钢显微组织中铁素体含量的热处理方法》(申请号：CN201310703144.9)公开了控制含铜耐热钢显微组织中铁素体含量的热处理方法，主要方法步骤为：1)对于含Nb微合金化的贝氏体1.15Ni-0.65Cu-Mo-Nb钢零件加热进行奥氏体化；2)将步骤1)后的零件预冷至620℃～680℃后，采用交替式淬火进行水冷，水冷时间：3s/100mm～4s/100mm，然后进行空冷，空冷时间：1s/100mm～2s/100mm，再水冷，水冷时间：6s/100mm～7s/100mm，再空冷，空冷时间：70s/100mm～80s/100mm，得到贝氏体组织基体上含有40％～60％铁素体组织的显微组织；其不足之处在于，该发明中采用多段式水冷、空冷热处理，从生产工艺角度大大提高生产成本，且铁素体含量较高；同时，贝氏体+铁素体双相组织较奥氏体单相组织，其耐晶间腐蚀性能较差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述问题和不足而提供一种用于轧制厚度10～45mm的δ-铁素体含量1％的高端核电关键设备用奥氏体不锈钢中厚板的厚度区间200～360mm的δ-铁素体含量4％的具有超低铁素体含量的奥氏体不锈钢坯及其制造方法。

本发明目的是这样实现的：