[发明专利]一种抗氧化的超级奥氏体不锈钢及其加工工艺

说明书

本发明公开了一种抗氧化的超级奥氏体不锈钢及其加工方法，涉及不锈钢加工技术领域。本发明是在超级奥氏体不锈钢中加入B、Y复合元素，利用B、Y协同调控合金元素Mo、Cr的扩散速率以及偏析行为，促进Cr向表面的扩散、富集，同时抑制Mo的表面偏析，使Cr优先与O反应生成致密的氧化层，阻止Mo向表面的扩散，减缓轧制过程中Mo的氧化烧损问题，进而提高了超级奥氏体不锈钢的抗氧化性。

技术领域

本发明属于不锈钢加工技术领域，具体涉及一种抗氧化的超级奥氏体不锈钢及其加工工艺。

背景技术

随着能源环保、海洋工程和石油化工等高端装备制造业的快速发展，极端环境下服役的大型装置用关键材料的研发和国产化被视为当前亟需解决的问题。

超级奥氏体不锈钢因为其优异的力学性能和耐腐蚀性，被广泛应用于石油化工、节能环保、海洋工程等极端苛刻的环境中。超级奥氏体不锈钢由于其高Mo、Cr等合金含量，因此具有比普通不锈钢更为优异的力学和耐蚀性能，甚至可以与镍基合金相媲美，同时成本优势也极为明显，所以超级奥氏体不锈钢逐渐成为代替镍基合金和钛基合金的理想材料。

目前超级奥氏体不锈钢中钼元素含量高，因此在高温均质化处理、热加工和热处理过程中，钼元素会氧化生成的MoO₃并挥发，因此会破坏超级奥氏体不锈钢氧化层的完整性和致密性，进而导致氧化层形成大量空洞和裂纹，失去保护作用，降低了超级奥氏体不锈钢的抗氧化性能，即耐腐蚀性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种抗氧化的超级奥氏体不锈钢及其加工工艺，本发明是利用B、Y协同调控合金元素Mo、Cr的扩散速率以及偏析行为，促进Cr向表面的扩散、富集，同时抑制Mo的表面偏析，使Cr优先与O反应生成致密的氧化层，阻止Mo向表面的扩散，减缓轧制过程中Mo的氧化烧损问题。

本发明是通过采用以下技术方案实现的：

一种抗氧化的超级奥氏体不锈钢包括以下质量百分数的化学成分：

C≤0.02％、Si≤0.6％、Mn≤1.00％、P≤0.03％、S≤0.005％、Cr：19-21％、Ni：17.0-19.0％、Mo：6.0-6.5％、Cu：0.5-、N：0.18-0.25％、B：0.002％～0.006％，Y：0.003％～0.007％，余量为Fe及其他不可避免的杂质元素。

优选的，本发明抗氧化的超级奥氏体不锈钢包括以下质量百分数的化学成分：

C为0.02％、Si为0.65％、Mn为1.50％、P为0.03％、S为0.01％、Ni为18.0％、Cu为1.5％、N为0.3％、Cr为20.0％、Mo为6.5％、B为0.005％和Y为0.005％，余量为Fe及其他不可避免的杂质元素。

本发明还提供了所述抗氧化的超级奥氏体不锈钢的加工工艺，具体包括以下步骤：

(1)按质量百分比称取以下化学成分：C≤0.02％、Si≤0.6％、Mn≤1.00％、P≤0.03％、S≤0.005％、Cr：19-21％、Ni：17.0-19.0％、Mo：6.0-6.5％、Cu：0.5-、N：0.18-0.25％、B：0.002％～0.006％，Y：0.003％～0.007％，余量为Fe及其他不可避免的杂质元素；

(2)将称取的化学成分混合后置于真空感应炉中进行冶炼，在真空状态下浇铸成铸锭后空冷，冷却至室温时脱模；然后将铸锭置于1200℃的电阻加热炉中均质化处理8-16h，空冷至室温，继续将铸锭置于电阻加热炉中并升温到1220℃，保温60min，最后热轧成钢板；

(3)固溶处理：将步骤(2)制成的钢板置于1200℃下的马弗炉中进行固溶处理；处理结束后缓冷至1100℃，随后水冷，得到抗氧化的超级奥氏体不锈钢。

优选的，步骤(2)所述的铸锭尺寸为120×100×500mm的铸锭。