CN102428200A - 含有碳-氮复合添加剂的高强度/抗腐蚀性奥氏体不锈钢及其制造方法 - Google Patents

含有碳-氮复合添加剂的高强度/抗腐蚀性奥氏体不锈钢及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具有高机械强度和良好抗腐蚀性的C+N奥氏体不锈钢及其制造方法。该C+N奥氏体不锈钢由以下组成：8至12wt.％的锰(Mn)；15至20wt.％的铬(Cr)；2wt.％或更少的镍(Ni)；4wt.％或更少的钨(W)；2wt.％或更少的钼(Mo)；0.6至1.0wt.％的总C+N含量；平衡量的铁(Fe)；以及不可避免的杂质。制造的该奥氏体不锈钢具有良好的机械性能：抗拉强度为850MPa或更高，均匀拉伸率为45％或更高；该机械性能是通过控制间隙元素(C+N、C/N)和置换元素(Mn+Cr、Mn/Cr、或0.5W+Mo)的含量而获得的。此外，由于最小化了对人体造成过敏反应的镍(Ni)的含量，合金也具有良好的抗腐蚀性和生物相容性。因此，C+N奥氏体不锈钢可有效应用于包含医学生物质的各种功能组件、手表和附件的制造，以及要求高水平机械强度和抗腐蚀性的传统结构的奥氏体不锈钢和近海建筑物领域，脱盐工厂，用于油气安装/采集的材料和用于运输设备的材料中。

Description

含有碳-氮复合添加剂的高强度/抗腐蚀性奥氏体不锈钢及其制造方法
技术领域
本发明涉及具有高机械强度和良好抗腐蚀性的C+N奥氏体不锈钢及其制造方法。
背景技术
通常，与碳钢的机械性能，诸如强度和延展性能够通过热机械处理或通过各种热处理的相变来提高不同，使用热处理方法提高奥氏体不锈钢的机械性能是困难的。因而，奥氏体不锈钢主要依赖添加合金元素来提高大部分性能。
因此，在新型合金的开发中最重要的技术问题是在通过最小化高价合金元素的含量或者通过以经济型合金元素替代高价合金元素来降低制造成本的情况下，确保包括强度、延展性或抗腐蚀性的性能最佳。
在以前的研究或发明中报道的大多数奥氏体不锈钢含有16～20wt.％的铬(Cr)、6～12wt.％的镍(Ni)、0～2wt.％的钼(Mo)、和0.03～0.15wt.％的碳(C)，并且呈现500～600MPa的抗拉强度和40％的延伸率。
在上述合金元素中，镍(Ni)是有效的奥氏体稳定化元素，其有助于提高锻造性。总供给量65％以上的镍(Ni)被消耗用来生产奥氏体不锈钢。
然而，自2001年起在随后的六年内镍(Ni)的价格持续上涨了700％以上，尤其是，在2007年时价格翻倍，因此，镍(Ni)的价格已经变成决定不锈钢价格的主要指标。除经济角度外，因为镍(Ni)能够对人皮肤造成过敏反应且在再循环过程中释放毒性气体，因此，镍(Ni)也会对人体健康和环境造成副作用。
因而，为了解决与含有高含量镍(Ni)的传统不锈钢相关的问题，已经开发了Fe-Cr-Mn合金(或STS 200合金)，以及由于添加氮(N)而具有理想物理化学性能的高氮奥氏体不锈钢。
氮(N)是非常有效的奥氏体稳定化元素，有多个优点，该优点包括固溶体硬化、机械强度增加伴随的延展性下降较少、和提高的抗腐蚀性。由于难以在制造过程中确保钢中高含量的氮(N)，因此迄今为止高氮不锈钢还没有商业化。近来，已经进行了多种研究来开发有效的制造方法，结果，加压感应熔炼、高压电渣重熔(PESR)、粉末冶金、和在氮气氛围下溶液渗氮已经被提议。
然而，高氮不锈钢商业化的主要障碍是要求专门的制造加工设备，诸如加压感应熔炼炉或PESR，这要求昂贵的设备和复杂的处理步骤。
加压处理对制造高氮不锈钢的大尺寸铸锭是尤其必需的，这是因为加压处理会确保液态金属中有高含量的氮(N)并且会最小化δ铁素体间隙，该δ铁素体间隙在凝固期间会显著降低氮(N)溶解度。因而，改进传统的熔炼设备或在加压过程中引入新的设备对采用加压熔炼设备制造高氮不锈钢而言是必然的，因此，高氮不锈钢还没有被商业化。
近来，H.Berns等人在国际专利申请号PCT/EP2005/008960中公开了奥氏体钢，其含有最少量的镍(Ni)、16～21wt.％的铬(Cr)、16～21wt.％的锰(Mn)、0.5～2wt.％的钼(Mo)、和0.8wt.％或更多量的碳(C)和氮(N)([C+N])，作为解决上述制造过程中的问题的提议。然而，H.Berns等人公开的发明包含相对高含量的锰(Mn)，其随后降低了抗腐蚀性。
本发明人已经研发并制造了具有提高的经济效益、高强度和良好抗腐蚀性的C+N奥氏体不锈钢，其中同时添加了碳(C)和氮(N)而非镍(Ni)作为间隙元素。因此，高价格镍(Ni)的含量能够被降到最低，且通过控制两种间隙元素碳(C)和氮(N)(C+N、C/N)以及那些置换元素锰(Mn)、铬(Cr)、钼(Mo)和钨(W)(Mn+Cr、Mn/Cr、或0.5W+Mo)的含量，强度和抗腐蚀性能够得到提高。此外，该合金与传统高氮不锈钢相比更有经济竞争力，这是因为其能够通过除加压过程以外的传统熔炼炉来生产。
发明内容
本发明的一个方面是解决上述问题，因而，本发明的目的是通过控制间隙元素(C+N、C/N)和置换元素(Mn+Cr、Mn/Cr、或0.5W+Mo)的含量来提供具有提高的强度和良好抗腐蚀性的C+N奥氏体不锈钢。
本发明的另一个目的是提供上述奥氏体不锈钢的制造方法。
在一个实施方案中，提供了C+N奥氏体不锈钢，向其中同时添加了碳(C)和氮(N)作为间隙元素，因此，镍(Ni)的含量被最小化，镍是高价格的合金元素，对环境和人体健康有害。结果，形成的奥氏体不锈钢提供了改进的经济效益。
使用根据本发明的一个实施方案的制造方法可以制造具有经济生产成本的合金，并因此能够提高合金的价格竞争力。而且，根据一个实施方案的奥氏体不锈钢具有良好的机械性能(抗拉强度高于850MPa)和均匀的伸长率(高于45％)，其通过控制间隙元素(C+N、C/N)和置换元素(Mn+Cr、Mn/Cr、或0.5W+Mo)的含量来获得。此外，由于高合金氮(N)和最低含量的镍(Ni)(镍会对人体造成过敏反应)，本发明的合金也显示良好的抗腐蚀性和生物相容性。因此，根据本发明的奥氏体不锈钢可有效应用于包含医学生物质(medical biosubstance)的各种功能组件、手表和附件的制造，以及要求高水平强度和抗腐蚀性的传统结构的奥氏体不锈钢和近海建筑物领域，脱盐工厂，用于油气安装/采集的材料，和用于运输设备的材料中。
附图说明
通过参考附图对某些示例性实施方案进行描述，本文描述的以上和/或其他方面将变得更加清楚，其中：
图1是氮(N)溶解度作为根据本发明实施方案的Fe-Cr-Mn基合金和Fe-Cr-Mn-0.4C基合金温度的函数的变化图示；
图2是根据本发明实施方案的具有高机械强度和良好抗腐蚀性的C+N奥氏体不锈钢制备方法的流程图；
图3是详细图示在根据本发明实施方案的具有高机械强度和良好抗腐蚀性的C+N奥氏体不锈钢制备步骤中调节氮(N)含量的第4步的流程图；以及
图4是本发明实施例和对比实施例之间抗点腐蚀性的对比图示。
*图2和图3的主要参考数字的描述*
具体实施方式
现在将参考附图对某些示例性实施方案进行更详细的描述。
根据一个实施方案，具有高强度和良好抗腐蚀性的C+N奥氏体不锈钢由以下组成：8至12wt.％的锰(Mn)；15至20wt.％的铬(Cr)；2wt.％或更少的镍(Ni)；4wt.％或更少的钨(W)；2wt.％或更少的钼(Mo)；0.6至1.0wt.％的C+N含量；平衡量的铁(Fe)；以及不可避免的杂质。
锰(Mn)与铬(Cr)之比(Mn/Cr)为0.5至1.0。
根据一个实施方案，因为本发明中锰(Mn)的含量低于国际专利申请号PCT/EP2005/008960中H.Berns等人公开的不锈钢的锰的含量(即16至21wt.％的锰(Mn))，因此，获得了改进的抗点腐蚀性。
锰(Mn)和铬(Cr)的总含量([Mn+Cr])为30wt.％或更少。
氮(N)含量为0.3wt.％或更多。
钨(W)和钼(Mo)的总含量(0.5W+Mo)为3wt.％或更低。如果0.5W+Mo含量超过3wt.％，制造成本增加，残留的δ铁素体的量升高，且形成有害的第二相。
以下将详细说明根据本发明实施方案的奥氏体不锈钢的合金元素。
尽管镍(Ni)会有效稳定奥氏体相，但是考虑到高的价格和对环境和人体健康的副作用，镍(Ni)含量被限制在尽可能低。然而，考虑到向奥氏体不锈钢中添加微量的镍(Ni)能够改进热和/冷成形性，并抑制凝固期间δ铁素体从液相形成，镍(Ni)的添加限制在2wt.％以内。
铬(Cr)是确保不锈钢抗腐蚀性的必需合金元素，大部分奥氏体不锈钢包含15wt.％或更多的铬(Cr)。然而，过量添加铬(Cr)会造成凝固后形成残留过剩的δ铁素体，并促进热处理期间各种第二相沉淀，这削弱了不锈钢的抗腐蚀性和成形性。因此，在不锈钢中，铬(Cr)含量限制在15～20wt.％。
锰(Mn)为奥氏体稳定化元素，其能够代替高价格的镍(Ni)。此外，当向不锈钢中添加时，锰(Mn)会提高氮(N)的溶解度，并因而提高材料的机械强度。然而，过量添加的锰(Mn)通常与不锈钢基体中的硫(S)或氧(O)相结合，形成非金属夹杂物，诸如硫化锰(MnS)或氧化锰(MnO)。非金属夹杂物作为点腐蚀的起始位点，因而它们会削弱奥氏体不锈钢的抗点腐蚀性。因此，锰(Mn)含量限制在8～12wt.％。
与铬(Cr)相似，钼(Mo)也会改进奥氏体不锈钢的抗腐蚀性。然而，过量添加的钼(Mo)也能够增加凝固后残留δ铁素体的量，且与铬(Cr)相似，会诱发形成有害的第二相。此外，加入大量的Mo能够增加制造成本。因此，钼(Mo)含量被限制在2wt.％或更少。
钨(W)能够有效取代钼(Mo)，这是因为钨(W)有稳定铁素体相并提高抗点腐蚀性的能力，相当于钼(Mo)含量的1/2当量。此外，钨(W)会增加不锈钢的高温强度和抗蠕变性。同样，钨(W)在无氧化气氛中会改善一般抗腐蚀性，促进金属钝化，并改善合金的抗点腐蚀性。然而，作为铁素体稳定化元素，不锈钢中过量存在的钨(W)能够增加δ铁素体的量，且也与钼(Mo)相似会提高制造成本。因此，钨(W)含量被限制在4wt.％或更少。此外，为了获得高的抗腐蚀性和经济的制造成本，0.5W+Mo含量被限制在3wt.％或更少。
氮(N)与碳(C)和锰(Mn)一起作为奥氏体稳定化元素添加，以取代存在上述问题的镍(Ni)，并在不造成可察觉的延展性下降的情况下提高强度，以及促进包括抗点腐蚀性的抗腐蚀性。因而，0.3wt.％或更高含量的氮(N)已经被用作此种作用。然而，过量的氮(N)能够造成延展性的降低和延展性向脆性的转变。
与氮(N)相似，添加碳(C)以稳定奥氏体相，并通过固溶体硬化来改善不锈钢的机械强度。然而，过量的C能够降低韧性，在晶界形成碳化物，诸如M23C6或M6C，这使晶界敏化，造成抗腐蚀性下降。
因为这些原因，在根据本发明的实施方案的不锈钢中碳(C)和氮(N)的总含量([C+N])被限制在0.6～1.0wt.％。
同时，图1图示了氮气分压为1atm下，不含碳(C)的Fe-Cr-Mn基三元合金(即Fe-18Cr-10Mn、Fe-15Cr15Mn、和Fe-13Cr-20Mn合金)和含0.4wt.％碳(C)的Fe-Cr-Mn-0.4C基三元合金中计算出的氮(N)溶解度的结果。参见图1，通过添加碳(C)，液相金属中氮(N)溶解度从0.38wt.％降低至0.3wt.％。然而，因为通过添加碳(C)而在凝固期间δ铁素体形成下降造成的氮(N)溶解度下降被明显抑制，所以能够降低合金氮(N)的损失。该现象发生是由于通过添加碳(C)高温下奥氏体相稳定性增加且铁素体相稳定性下降造成的。基于这种认知，当将碳(C)和氮(N)同时添加到不锈钢基体中时，能够获得大气压(即氮气分压为1atm下)下靶向氮(N)的溶解度。
此外，以下将解释将碳(C)和氮(N)含量(C+N)限定在0.6～1.0wt.％范围内的原因。添加的氮(N)会增加奥氏体基体的自由电子密度，其转而促进金属键合性质并加强奥氏体基体中的短程有序分布(short-rangeordering)。由于通过添加氮(N)诱导的此种特征原子键合，可以通过合金元素的偏析来限制有害第二相的产生，并因而改善延展性和抗腐蚀性。换句话说，通过添加氮(N)来改进钢的一般性能的物理基础能够从自由电子密度的增加中找到。另一方面，与预定含量范围的氮(N)不同，添加碳(C)对钢的自由电子密度未产生明显的影响。然而，如果向不锈钢基体中组合添加碳(C)和氮(N)，由于两元素之间的协同作用，与仅添加氮(N)的合金相比，不锈钢将会呈现非常高的自由电子密度。自由电子密度随碳(C)和氮(N)的含量([C+N])逐渐增加，在[C+N]为0.85wt.％时达到最大值，此后开始下降。因此，基于上述物理基础，也为了防止由于过量添加碳(C)和氮(N)造成不需要的二次沉淀相的产生，根据本发明的一个实施方案总C+N含量被限制在0.6～1.0wt.％。
此外，根据本发明的具有高强度和良好抗腐蚀性的C+N奥氏体不锈钢的制造方法包括如下步骤：S100：投料母合金，其中将母合金投入真空熔炼炉中，母合金的化学组成为(所有的均以重量百分比计)纯铁、Fe-50％Mn、Fe-60％Cr、Fe-58.8％Cr-6.6％N、75.1％Mn-17.4％Fe-6.8％C、钨(W)和/或钼(Mo)；S200：维持真空，其中将投有母合金的真空熔炼炉维持在真空下；S300：熔炼母合金，其中加热真空熔炼炉并熔炼母合金；S400：调节氮(N)含量，其中将氮气注入真空熔炼炉中；S500：搅拌熔炼的合金，其中搅拌熔炼的母合金；S600：形成铸锭，其中通过从真空熔炼炉中浇注熔炼的合金来形成铸锭；S700：热轧形成的铸锭；以及S800：对热轧的不锈钢进行水淬火，以防止碳化物沉淀，该碳化物会不利地影响机械性能和抗腐蚀性。
维持真空的步骤(S200)是将真空熔炼炉内的真空水平维持在10-3托或更低的步骤。
调节N含量的步骤(S400)包括两步：注入氮气(S420)，其中将氮气注入真空熔炼炉中；以及调节压力(S440)，其中将真空熔炼炉中氮气的分压调节至1atm。
本发明的实施方案可应用于制造具有高强度和良好抗腐蚀性的奥氏体不锈钢，各种形式的不锈钢包括具有经济制造成本和原料成本的铸造、锻造和轧制不锈钢。
根据本发明的一个实施方案的奥氏体不锈钢具有850MPa或更高的抗拉强度和45％或更高的均匀拉伸率(见表2)。而且，根据本发明的一个实施方案的奥氏体不锈钢的良好的抗腐蚀性通过测量电位扫描速度(dV/dt)在2mV/s处1M NaCl溶液中阳极极化行为来确定。
因此，根据本发明的实施方案，含有碳(C)和氮(N)的奥氏体不锈钢能够通过除加压处理(其在高氮钢的传统制造方法中是必需的)之外的大气感应熔炼工艺来制造。因为可以制造具有经济制造成本的合金，所以开发合金的价格竞争力增加了。此外，通过控制间隙元素(C+N、C/N)的含量和置换元素(Mn+Cr、Mn/Cr、或0.5W+Mo)的含量，成功获得了高的抗拉强度(850MPa或更高)和确保成形性的良好均匀拉伸率(45％或更高)，并且改善了抗腐蚀性。此外，因为最小化了有害镍(Ni)的含量，因此，根据本发明的奥氏体不锈钢不仅可有效应用于要求高水平机械强度和抗腐蚀性的传统结构的奥氏体不锈钢和近海建筑物领域，脱盐工厂，用于油气安装/采集的材料，和用于运输设备的材料中；而且可有效应用于包含医学生物质的各种功能组件、手表和附件的制造。
以下将更详细地解释本发明的示例性实施方案和实例。然而，应该理解，所解释的实施方案和实例仅用于解释目的，因此，本发明的宗旨不受示例性实施方案的限制。
实施例1至8：根据本发明制造奥氏体不锈钢
根据本发明的实施方案，在制造奥氏体不锈钢中，铬铁母合金(例如，Fe-60％Cr母合金)用作铬来源，由于高的熔点，其几乎不熔化；锰铁母合金(例如，Fe-50％Mn母合金)用作锰(Mn)来源，以防止产生锰(Mn)烟以及由于低蒸汽压造成在熔炼金属中偏析。
参见图2和3，在步骤S100中，将由Fe-50％Mn、Fe-60％Cr、纯铁、用于控制氮(N)含量的Fe-58.8％Cr-6.6％N、用于控制碳(C)含量的75.1％Mn-17.4％Fe-6.8％C、钨(W)和/或钼(Mo)组成的母合金投入真空熔炼炉中。在步骤S200中，将真空熔炼炉脱气，直到真空水平变为10-3托或以下，维持该真空水平。在步骤S300中，加热真空熔炼炉，以便充分熔炼母合金和纯铁。在步骤S400中，通过在熔炼母合金和纯铁时将氮气引入真空熔炼炉(在步骤S420中)和通过在熔炼期间将氮气的内分压调节至1atm(在步骤S440中)来调节氮(N)的含量。在步骤S500中，通过电磁感应搅拌作用搅拌熔炼的合金，以避免合金元素的偏析。在步骤S600中，当在搅拌步骤S500期间熔炼的母合金金属和纯铁的温度达1450℃时，通过从真空熔炼炉浇注熔炼合金来形成铸锭。在步骤S700中，通过热轧制造板、管、棒、丝等形式的铸锭，并且在步骤S800中，进行水淬火处理以防止碳化物沉淀，该碳化物通常会降低机械性能和抗腐蚀性。
对比实施例1至3：商业奥氏体不锈钢
使用商购的奥氏体不锈钢(即AISI 304、AISI 316、AISI 316L)。
对比实施例4和5
根据专利申请号PCT/EP2005/008960中由H.Berns等人公开的组成制备奥氏体不锈钢。
实施例及对比实施例的奥氏体不锈钢的组成列于表1。
表1(wt.％)
  合金   Cr   Mn   Ni   Mo   W   N   C   C+N
  实施例1   18.10   9.47   -   2.17   -   0.38   0.48   0.86
  实施例2   17.85   9.72   1.25   2.05   -   0.42   0.49   0.91
  实施例3   17.98   9.79   -   -   2.01   0.39   0.48   0.87
  实施例4   17.71   9.85   1.21   -   2.00   0.36   0.55   0.91
  实施例5   18.12   9.63   0.10   1.16   2.00   0.38   0.53   0.91
  实施例6   17.73   9.97   1.23   1.15   1.99   0.39   0.52   0.91
  实施例7   17.68   9.84   -   -   3.80   0.41   0.56   0.97
  实施例8   17.65   9.73   1.17   -   3.77   0.43   0.54   0.97
 对比实施例1   18.00   2.00   8.00   -  -   -   0.08   0.08
 对比实施例2   17.00   2.00   12.00   2.50  -   -   0.08   0.08
 对比实施例3   17.00   2.00   12.00   2.50  -   -   0.03   0.03
 对比实施例4   18.54   17.86   0.45   0.52  -   0.54   0.66   1.20
 对比实施例5   17.97   17.8   0.36   0.51  -   0.58   0.48   1.06
实验1：抗拉性能的测量
根据本发明实施方案制造的实施例和对比实施例的抗拉性能列于表2。
表2
Figure BDA0000108709660000081
如表2所示，与对比实施例1至3屈服强度为170～205MPa、抗拉强度为480～515MPa、拉伸率为40％的商业奥氏体不锈钢相比较，根据本发明制造的实施例显示更好的机械性能，屈服强度为476～559MPa，抗拉强度为868～980MPa，均匀拉伸率为46.3～62.1％。
而且，根据本发明制造的实施例与H.Berns等人公开的C+N奥氏体不锈钢(对比实施例4和对比实施例5)机械性能相当，屈服强度为500～533MPa、抗拉强度为940～1019MPa、均匀拉伸率为59.0～62.8％。
因此，根据本发明实施方案的奥氏体不锈钢使镍(Ni)含量最小化，并且与商业奥氏体不锈钢相比较，呈现优越的机械性能。因此，根据本发明的奥氏体不锈钢能够代替传统奥氏体不锈钢。
实验2：抗腐蚀性的测量
为了测量根据本发明的奥氏体不锈钢的抗腐蚀性，观察了样品的阳极极化性能，结果，测量了点腐蚀电位。将根据本发明实施例和对比实施例的奥氏体不锈钢样品在室温下浸入1M NaCl溶液中，以2mV/s的电位扫描速度(dV/dt)提高电位。极化响应如图4所示，测得的点电位列于表3。
表3
  合金   点电位(E点)、VSCE
  实施例1   无点腐蚀(1.0或以上)
  实施例2   无点腐蚀(1.0或以上)
  实施例3   无点腐蚀(1.0或以上)
  实施例4   无点腐蚀(1.0或以上)
  实施例5   无点腐蚀(1.0或以上)
  实施例6   无点腐蚀(1.0或以上)
  实施例7   无点腐蚀(1.0或以上)
  实施例8   无点腐蚀(1.0或以上)
  对比实施例1   0.311
  对比实施例2   0.417
  对比实施例3   0.496
  对比实施例4   0.557
  对比实施例5   0.692
如图4和表3所示，根据本发明的实施例1至8没有出现点腐蚀。相反，对于对比实施例1至3的商业不锈钢，点腐蚀发生在0.311～0.496VSCE处，对于对比实施例4和5的传统C+N不锈钢，点腐蚀发生在0.557～0.692VSCE处。因此，很显然，与对比实施例相比，根据本发明实施方案制造的奥氏体不锈钢具有优越的抗点腐蚀性。
因此，与商业奥氏体不锈钢或传统C+N奥氏体不锈钢相比，根据本发明实施方案的奥氏体不锈钢具有最低含量的镍(Ni)，呈现优越的机械性能和提高的抗腐蚀性。因此，根据本发明的奥氏体不锈钢能够代替传统奥氏体不锈钢。
前述示例性实施方案和优点仅为示例性的，不被解释为限制本发明构思。本教导能够容易地应用于其他类型的装置。同样，本发明示例性实施方案的描述目的是说明性的，并不限制要求保护的范围，且对本领域技术人员而言，许多替换、修改、和变化将是显而易见的。

Claims (12)

1.一种具有高机械强度和良好抗腐蚀性的C+N奥氏体不锈钢，其由8至12wt.％的锰(Mn)；15至20wt.％的铬(Cr)；2wt.％或更少的镍(Ni)；0.6至1.0wt.％的总C+N含量；4wt.％或更少的钨(W)；2wt.％或更少的钼(Mo)；平衡量的铁(Fe)；以及不可避免的杂质组成。
2.根据权利要求1所述的C+N奥氏体不锈钢，其由8至12wt.％的锰(Mn)；15至20wt.％的铬(Cr)；2wt.％或更少的镍(Ni)；1至4wt.％的钨(W)；0.6至1.0wt.％的总C+N含量；平衡量的铁(Fe)；以及不可避免的杂质组成。
3.根据权利要求1所述的C+N奥氏体不锈钢，其由8至12wt.％的锰(Mn)；15至20wt.％的铬(Cr)；2wt.％或更少的镍(Ni)；2wt.％或更少的钼(Mo)；0.6至1.0wt.％的总C+N含量；平衡量的铁(Fe)；以及不可避免的杂质组成。
4.根据权利要求1所述的C+N奥氏体不锈钢，其由8至12wt.％的锰(Mn)；15至20wt.％的铬(Cr)；2wt.％或更少的镍(Ni)；1至4wt.％的钨(W)；2wt.％或更少的钼(Mo)；0.6至1.0wt.％的总C+N含量；平衡量的铁(Fe)；以及不可避免的杂质组成。
5.根据权利要求1所述的C+N奥氏体不锈钢，其中锰(Mn)与铬(Cr)之比(Mn/Cr)为0.5至1.0。
6.根据权利要求1所述的C+N奥氏体不锈钢，其中锰(Mn)和铬(Cr)的总含量([Mn+Cr])为30wt.％或更少。
7.根据权利要求1所述的C+N奥氏体不锈钢，其中氮(N)含量为0.3wt.％或更多。
8.根据权利要求1所述的C+N奥氏体不锈钢，其中钨(W)和钼(Mo)的总含量(0.5W+Mo)为3wt.％或更低。
9.根据权利要求1所述的C+N奥氏体不锈钢，其具有包括850MPa或更高的抗拉强度和45％或更高的均匀拉伸率的机械性能。
10.一种根据权利要求1所述的具有高机械强度和良好抗腐蚀性的C+N奥氏体不锈钢的制造方法，所述制造方法包括：
投料母合金，其中将母合金投入真空熔炼炉中；
维持真空，其中将向其中投有所述母合金的所述真空熔炼炉维持在真空下；
熔炼母合金，其中加热所述真空熔炼炉并熔炼所述母合金；
调节氮(N)含量，其中将氮气注入所述真空熔炼炉中；
搅拌熔炼的合金，其中搅拌熔炼的母合金；
形成铸锭，其中通过从所述真空熔炼炉中浇注搅拌的熔炼的合金来形成铸锭；
热轧所述形成的铸锭；以及
对热轧的不锈钢进行水淬火，以防止碳化物沉淀，所述碳化物降低机械性能和抗腐蚀性。
11.根据权利要求10所述的制造方法，在所述维持真空的步骤中，将所述真空熔炼炉内的真空水平维持在10-3托或更低。
12.根据权利要求10所述的制造方法，其中调节氮(N)含量包括：
注入氮气，其中将氮气注入所述真空熔炼炉的内部；以及
调节压力，其中将所述真空熔炼炉内部的氮气的分压调节至1atm。
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