[发明专利]一种含钛节约型双相不锈钢及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含钛节约型双相不锈钢及其制备方法。所述双相不锈钢的化学成分及质量百分比为C≤0.03%,Si≤0.75%,Mn:2～4%,P≤0.04%,S≤0.02%,Ni：1.5～2.5%,Cr：20.5～22.5%,Mo≤0.6%,N：0.15～0.2%,Cu：0.5～1.5%,Ti：0.01～0.05%,余量为Fe和不可避免杂质。本发明的含钛节约型双相不锈钢采用真空感应炉熔炼，通过固溶处理工序制备。与304锈钢相比，耐蚀性能更优，抗拉强度更高；通过添加钛在保证节约型双相不锈钢经济效益的同时提高其综合性能，拓展其应用领域。

技术领域

本发明涉及一种含钛节约型双相不锈钢及其制备方法，属于不锈钢领域。

背景技术

双相不锈钢指铁素体与奥氏体各约占50%，一般较少相含量最少达30%的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。该类钢兼具奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢两者的优点，且具有较好的耐腐蚀性能，现已在各行业中得到广泛应用。

但近年来，受市场经济的影响，因双相不锈钢中的镍、钼等金属价格偏高限制了其应用领域，节约型双相不锈钢因含Ni少，充分体现了资源节约的理念，并降低了材料成本，成为双相不锈钢发展的主要趋势。目前是通过低成本的N、Mn替代高成本的Ni，但过高的Mn含量会使点蚀电位降低，并形成MnS等析出降低耐蚀性能。Ti对提高耐蚀性能具有突出作用，节约型双相不锈钢通过添加适量的Ti，调控组织中两相的比例，抑制有害析出相的形成，从而提高耐蚀性能，实现低成本、高性能的双相不锈钢材料。

Ti是强碳化物形成元素，与碳形成TiC、TiN第二相粒子，弥散分布在基体中，阻止不锈钢晶粒长大粗化，起到细晶强化的作用。Ti固溶在基体中也起到固溶强化的作用，阻碍位错运动，提高不锈钢的强度。另外Ti是铁素体形成元素，稳定铁素体，提高铁素体的耐蚀性能，可以改变钢中Cr元素的析出行为，提高钝化膜的稳定性，抑制σ相的析出，对提高不锈钢的耐蚀性能有突出作用。但Ti元素过高也会产生不利影响，一方面硬脆相铁素体含量增加且析出的TiN粒子会产生应力集中，使材料的韧性下降。另一方面，Ti含量增多，TiN析出粒子粗化速度加快，会成为点蚀优先萌生的区域，增大了腐蚀倾向。

Ti元素极易氧化，在合金熔炼和铸造过程中容易烧损，使得吸收率降低，需要采用脱氧剂进行精炼，但脱氧剂容易残留在材料中会产生夹杂等缺陷，影响铸件性能。采用真空感应熔炼（VIM）法，可以克服脱氧剂的污染问题，且精炼效果更好，降低Ti的烧损。

以往的含钛不锈钢专利大都集中于奥氏体、铁素体及马氏体不锈钢的开发，如中国专利公开公报CN110144523A、CN101812641B和CN113322415A公开的都是含钛单相不锈钢，未研究Ti在固溶态节约型双相不锈钢中的作用。

本发明开发的含钛节约型双相不锈钢，通过真空感应熔炼法添加适量的Ti控制两相比例和调整钢中主要合金元素在两相中的配比关系和析出行为，获得性能最优的固溶态组织，提高耐蚀性和抗拉强度，实现开发出节约资源、低成本的高强度、高耐蚀节约型双相不锈钢，拓展其应用领域。

发明内容

本发明提供一种含钛节约型双相不锈钢及其制备方法，在节约型双相不锈钢的基础上，向材料中加入微量的钛，通过热处理工艺，进一步提高材料的力学和耐蚀性能，对拓展其应用领域具有重要意义。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

所述的含钛节约型双相不锈钢的成分及其质量百分比：C≤0.03%,Si≤0.75%,Mn:2～4%,P≤0.04%,S≤0.02%,Ni：1.5～2.5%,Cr：20.5～22.5%,Mo≤0.6%,N：0.15～0.2%,Cu：0.5%~1.5%,Ti：0.01～0.05%,余量为Fe和不可避免杂质。

上述含钛节约型双相不锈钢制备方法的具体步骤如下：