CN103173680A - 一种高铬含铝铁素体不锈钢 - Google Patents

一种高铬含铝铁素体不锈钢 Download PDF

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肖学山
李钧
柳刚
刘乐
张鑫
林根文
余海峰
江来珠
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Abstract

本发明的高铬含铝铁素体不锈钢其组分质量百分比（%）为：C≤0.04，Si≤0.5，Mn≤1.0，P≤0.02，S≤0.02，N≤0.04，Cr：20.5~30.0，Al：0.1~3.0，Ce或Y：0.01~0.5，Nb、Ti、V中的至少一种：0.05~0.5，余量为Fe和不可避免的杂质，采用常规的熔炼方法，在冶炼过程中加入FeCe或FeY中间合金。该铁素体不锈钢具有优良的力学、抗氧化、耐蚀和加工性能，可加工成各种形状的产品，应用于一般需要耐蚀和抗氧化的工业机械领域。

Description

一种高铬含铝铁素体不锈钢
技术领域
   本发明涉及一种高铬含铝铁素体不锈钢合金材料及其制备方法，属钢铁合金材料技术领域。
背景技术
铁素体不锈钢根据铬含量一般分为低铬（Cr11-15%）、中铬（16-20%）和高铬（21-30%）三类，它由于不含镍或仅含少量镍，是一种节镍型不锈钢。铁素体不锈钢的强度高，而冷加工硬化倾向较低。除具有不锈性和耐一般腐蚀性外，其耐氯化物应力腐蚀、耐点蚀、耐缝隙腐蚀等局部腐蚀性能优良。但由于它的室温和低温韧性差，缺口敏感性高和晶间腐蚀敏感，且这些缺点随其截面尺寸的增加、冷却速度的变慢和焊接热影响而更加明显。为了改善上述缺点，人们通过降低碳和氮，向超低碳氮和超纯铁素体不锈钢方向发展。为了进一步降低成本、提高耐蚀性和改善加工成型性，科研人员通过努力，发明了系列含适量铝而性能优异的铁素体不锈钢。本发明的含铝铁素体不锈钢，可以作为结构材料，广泛应用于一般工业机械领域，制作结构件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高耐蚀高抗氧化的含铝铁素体不锈钢合金材料。
   本发明的高耐蚀高抗氧化的含铝铁素体不锈钢，其特征在于具有如下的成分及质量百分比（%）：C≤0.04，Si≤0.5，Mn≤1.0，P≤0.02，S≤0.02，N≤0.04，Cr：20.5~30.0，Al：0.1~3.0，Ce或Y：0.01~0.5，Nb、Ti、V中的至少一种且含量为0.05~0.5，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明高耐蚀高抗氧化的含铝铁素体不锈钢合金材料的制备方法，其特征在于：采用常规的熔炼方法，在冶炼过程中加入FeCe或FeY中间合金，经综合配料熔制后，浇注成型，最终制得含铝铁素体不锈钢合金材料。该含铝铁素体不锈钢具有优良的力学、耐蚀和加工性能，可加工成各种形状的产品，应用于一般工业机械领域，以及食用器皿、厨房用具、家电产品等领域。
与传统铁素体不锈钢和超纯铁素体不锈钢相比，本发明的含铝铁素体不锈钢不仅成本低，而且加工成型过程中不起皱，并具有较高的耐蚀性和抗氧化性。
本发明的机理如下所述：
适量铝的加入，固溶于基体材料中，除起固溶强化作用外，与铬一起在表面形成Cr2O3和Al2O3，显著改善该系列铁素体不锈钢的耐蚀性、加工成型性和抗氧化性。
具体实施方式
    现将本发明的具体实施例叙述于后。
实施例1
    本实施例中，采用含铝铁素体不锈钢的成分及质量百分比如下：
C                                0.03%
Cr                         21.9%
Si              0.32%
Al              0.97%
N              0.01%
Ti              0.18%
稀土Ce         0.10%
S               0.005%
P               0.015%
Mn              0.81%
Fe                             余量
采用传统常规的熔炼工艺方法，在冶炼过程中加入FeCe或FeY中间合金，经综合配料熔制后，浇注成型，最终制得含铝铁素体不锈钢合金材料。铸态经热锻，退火处理，其室温拉伸断裂强度大于500MPa，屈服强度大于400MPa，断裂延伸率大于30%和断面收缩率大于60%。
实施例2
    本实施例中，采用含铝铁素体不锈钢的成分及质量百分比如下：
C                                0.02%
Cr                         24.7%
Si              0.41%
Al              1.52%
N              0.01%
V              0.19%
稀土Y          0.10%
S               0.005%
P               0.013%
Mn              0.74%
Fe                             余量
采用传统常规的熔炼工艺方法，在冶炼过程中加入FeCe或FeY中间合金，经综合配料熔制后，浇注成型，最终制得含铝铁素体不锈钢合金材料。铸态经热锻，退火处理，其室温拉伸断裂强度大于500MPa，屈服强度大于400MPa，断裂延伸率大于30%和断面收缩率大于60%。
实施例3
    本实施例中，采用含铝铁素体不锈钢的成分及质量百分比如下：
C                                0.03%
Cr                         27.9%
Si              0.35%
Al              2.07%
N              0.01%
Nb              0.21%
稀土Ce         0.11%
S               0.005%
P               0.011%
Mn              0.86%
Fe                             余量
采用传统常规的熔炼工艺方法，在冶炼过程中加入FeCe或FeY中间合金，经综合配料熔制后，浇注成型，最终制得含铝铁素体不锈钢合金材料。铸态经热锻，退火处理，其室温拉伸断裂强度大于500MPa，屈服强度大于400MPa，断裂延伸率大于30%和断面收缩率大于60%。
该类含铝铁素体不锈钢材料的力学性能与超低碳氮和超纯铁素体不锈钢相当，但抗蚀性能、抗氧化和加工成型明显优于超低碳氮和超纯铁素体不锈钢，可应用于更加苛刻的环境。

Claims (1)

1.一种高铬含铝铁素体不锈钢，其特征在于该不锈钢具有如下的成分及质量百分比：C≤0.04%，Si≤0.5%，Mn≤1.0%，P≤0.02%，S≤0.02%，N≤0.04%，Cr：20.5~30.0%，Al：0.1~3.0%，Ce或Y：0.01~0.5%，Nb、Ti、V中的至少一种且含量为0.05~0.5%，余量为Fe和不可避免的杂质。
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