[发明专利]一种高强度高耐蚀奥氏体不锈钢中厚板的制造方法

说明书

本发明公开了一种高强度高耐蚀奥氏体不锈钢中厚板的制造方法，成分体系控制如下：C 0.045～0.050%、Si≤0.60%、Mn 1.00～2.00%、P≤0.02%、S≤0.003%、Cr 16.00～17.00%、Ni 10.0～11.0%、Mo 2.0～2.5%、N 0.04～0.06%、Nb 0.02~0.04%、Ti 0.10~0.15%。本发明通过316H中C含量的控制，使其具有一定高温强度的同时，耐腐蚀性能不至于大幅度降低，又通过添加Nb元素，高温强度和耐腐蚀性能均大幅提高，确定了核电用316H的C、Nb元素的最佳控制区间，实现316H不锈钢抗敏化和高强化的良好匹配。

技术领域

本发明涉及一种高强度高耐蚀奥氏体不锈钢中厚板的制造方法，属于不锈钢板材制造领域。

背景技术

在某些大型化工设备中要求用316系列不锈钢，但是由于设备中复杂和苛刻的运行环境，对316不锈钢中厚板的耐腐蚀性能及高温性能提出了更高级别的要求，对C含量大于0.04%的钢板要求经过650℃敏化2h后通过晶间腐蚀检测，同时高温强度比普通316不锈钢高出10%甚至更多。

发明内容

为了克服上述不足，本发明旨在提供一种高强度高耐蚀奥氏体不锈钢中厚板的制造方法。

本发明根据某大型化工设备建设用316H不锈钢技术条件要求，在普通316H不锈钢成分体系基础上，窄化了C含量成分控制，同时添加了一定量的Nb、Ti元素，使高碳316H不锈钢中厚板既能够通过650℃敏化2h的晶间腐蚀检测，又保证了250~650℃下高温强度超出普通316H不锈钢20%以上；针对钢中的Ti元素，在冶炼过程中生成的TiN及Ti元素与保护渣反应影响钢板表面质量的问题，开发了一种适合高Ti含量不锈钢的连铸保护渣，选用熔点、粘度、碱度更低的保护渣，在连铸时适当增大渣耗；采用低温轧制与相应匹配的固溶制度，使钢板晶粒度控制在6级或更细，进一步提高了钢板高温性能。

本发明提供了一种高强度高耐蚀奥氏体不锈钢中厚板，成分如下：C 0.045～0.050%、Si≤0.60%、Mn 1.00～2.00%、P ≤0.02%、S ≤0.003%、Cr 16.00～17.00%、Ni 10.0～11.0%、Mo 2.0～2.5%、N 0.04～0.06%、Nb 0.02~0.04%、Ti 0.10~0.15%。

本发明的成分设计思路：普通高碳316系列中板的高温强度偏低，敏化态晶间腐蚀合格率不超过20%，如何同时满足耐腐蚀性能与高温强度要求，行业内一般采用将钢中碳含量控制在较低水平（≤0.03%）或添加稳定化元素Nb、Ti两种方式提高钢种耐晶间腐蚀能力。过低的碳含量会导致高温强度下降。

同时由于设备服役特殊性，对稳定化元素Nb有上限要求（≤0.15%），而Ti虽无上限要求，但会带来非金属夹杂物的问题，影响材料使用寿命。

因此，需对C、Nb、Ti元素对高温强度和耐晶间腐蚀性能的影响规律进行研究。

1）C含量对316H不锈钢中板高温强度的影响研究

根据核电站用316不锈钢对250~650℃高温屈服强度和抗拉强度具体的要求，研究了不同C含量下材料高温强度的变化规律，研究发现，随着C含量提高，不同温度下的屈服强度和抗拉强度均逐渐提升；当C含量从0.035%提高到0.055%时，不同温度的高温抗拉强度和屈服强度均可提高30~40MPa；当C含量在0.035%时，所有温度强度均不满足要求；当C含量提高到0.042%时，250℃~400℃强度可以满足要求，450~650℃强度无法满足要求，但差距已经很小；C含量为0.047%和0.055%时，所有温度强度均可满足要求。

2）C含量对316耐晶间腐蚀性能的影响研究