CN111705182A - 15-5ph稀土马氏体不锈钢的制造方法 - Google Patents
15-5ph稀土马氏体不锈钢的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111705182A CN111705182A CN202010360845.7A CN202010360845A CN111705182A CN 111705182 A CN111705182 A CN 111705182A CN 202010360845 A CN202010360845 A CN 202010360845A CN 111705182 A CN111705182 A CN 111705182A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel
- rare earth
- martensitic stainless
- percent
- stainless steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/06—Deoxidising, e.g. killing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/0006—Adding metallic additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
本发明公开了一种15‑5PH稀土马氏体不锈钢的制造方法,包括钢材的酸洗、钢材的冶炼制造、钢材的锻造、钢材的热处理,所述钢材的冶炼制造过程为:选用微碳铬铁、0#镍板、电解铜以及原生态废钢中的一种或多种组合作为原材料,对原材料进行酸洗,依次进行EF熔炼、VOD真空精炼以及ESR电渣重熔,得到钢锭。本发明的优点是:由于在EF熔炼过程中加入复合脱氧剂SiMnAlCa,经化合反应,与钢水中氧化物、硫化物形成钢渣,经过三次扒渣,可以减少非金属夹杂物,并且在熔炼后期出钢前加入占钢水的质量比为0.2‑0.3‰的微量CeNd混合稀土,可有效改善低温韧性,获得高强度、低温冲击韧性好的15‑5PH稀土马氏体不锈钢。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域,尤其是涉及一种15-5PH稀土马氏体不锈钢的制造方法。
背景技术
15-5PH稀土马氏体不锈钢是极地环境用钢、特殊舰船用钢;屈服强度≥1000Mpa,抗拉强度≥1050Mpa,延伸率≥14%,-20℃冲击韧性≥150J、-84℃冲击韧性≥80J、-20℃CTOD≥0.2mm,夹杂物A、B类≤1级、C、D类≤0.5级。国内找不到相应钢种,而美国15-5PH较为相似,但不考核低温冲击,不考核非金属夹杂物。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处,提供一种15-5PH稀土马氏体不锈钢的制造方法,该制造方法主要包括钢材的酸洗、钢材的冶炼制造、钢材的锻造以及钢材的热处理,通过在EF熔炼过程加入复合脱氧剂SiMnAlCa,有效减少非金属夹杂物,通过在出钢前加入微量CeNd混合稀土,获得高强度、低温冲击性好的15-5PH稀土马氏体不锈钢。
本发明目的实现由以下技术方案完成:
一种15-5PH稀土马氏体不锈钢的制造方法,其特征在于所述制造方法选择微碳铬铁、0#镍板、电解铜、原生态废钢中的一种或多种组合作为原材料进行冶炼,在出钢前加入CeNd混合稀土,所述CeNd混合稀土占钢水的质量比为0.2-0.3‰;得到15-5PH稀土马氏体不锈钢,使所述15-5PH稀土马氏体不锈钢的质量组份为:C≤0.07%、Si≤1.00%、Mn≤1.00%、Cr14.00-15.00%、Ni 3.50-5.50%、P≤0.03%、S≤0.015%、Cu 2.50-4.50%、Nb+Ta 0.15-0.45%、Mo≤0.50%,其余为Fe。
所述制造方法包括以下步骤:
(1)选择微碳铬铁、0#镍板、电解铜、原生态废钢中的一种或多种组合作为原材料;
(2)采用稀硫酸对所述原材料进行酸洗,再用清水洗去酸渍,烘干进炉;
(3)对钢炉炉膛和钢包进行清洗,清洗的方法为冶炼1-2炉17-4PH钢;
(4)对步骤(2)中的所述原材料进行冶炼,冶炼的方式为:依次进行EF电弧炉熔炼、VOD真空精炼和ESR电渣重熔,获得钢锭;其中,在所述EF电弧炉熔炼过程中加入复合脱氧剂SiMnAlCa以将钢水中氧化物、硫化物形成化合物炉渣浮在钢水表面,经过氧化期后期、还原期、出钢前三次扒除所述化合物炉渣,以减少钢水中的非金属夹杂物;在所述EF电弧炉熔炼后期出钢前加入所述CeNd混合稀土,所述CeNd混合稀土占钢水的质量比为0.2-0.3‰,搅拌5-10分钟后出钢;
(5)采用大压机,应用FM法,对所述钢锭进行强压快锻,锻造比≥3,锻后扩氢退火,得到锻件;
(6)所述锻件依次进行1040℃±10℃的固溶热处理、760±10℃的调质处理和480±10℃时效处理,得到15-5PH稀土马氏体不锈钢。
所述稀硫酸的溶质质量分数为5%。
所述复合脱氧剂SiMnAlCa的质量组份为:Si 7-8%、Mn 18-19%、Al 5-5.5%、Ca 4-4.5%、其余为Fe。
所述冶炼过程采用台阶式分部加热方法:在20℃—560℃之间每小时升温50℃,保温1-2小时;在560℃—860℃之间每小时升温80℃,保温1-2小时;在860℃—1200℃之间每小时升温100℃,保温2-3小时。
所述15-5PH稀土马氏体不锈钢的质量组份为:C 0.06%、Si 0.47%、Mn 0.56%、Cr14.10%、Ni 4.50%、P 0.015%、S 0.009%、Cu 3.60%、Nb+Ta 0.35%、Mo 0.43%,其余为Fe。
本发明的优点是:在EF熔炼过程加入复合脱氧剂SiMnAlCa,使复合脱氧剂经化合反应与钢中氧化物硫化物形成钢渣,经三次扒渣,净化钢水,从而有效减少非金属夹杂物;在出钢前加入占钢水的质量比为0.2-0.3‰的CeNd混合稀土,能有效改善低温韧性,使15-5PH稀土马氏体不锈钢的各项性能达到极地环境用钢的标准,符合设计要求。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明,以便于同行业技术人员的理解:
实施例:本实施例具体涉及一种15-5PH稀土马氏体不锈钢的制造方法,具体包括以下步骤:
(1)选择微碳铬铁、0#镍板、电解铜以及原生态废钢中的一种或多种组合作为原材料;此处的原生态废钢是指洁净、无铁锈、无油腻、无污染块料废钢。
(2)采用溶质质量分数为5%的稀硫酸对原材料进行酸洗,再用清水洗去酸渍,烘干进炉;因需要严格考核非金属夹杂物,因此要对原材料进行酸洗。
(3)对钢炉炉膛和钢包进行清洗,清洗的方法为冶炼1-2炉17-4PH钢;从而将炉膛和钢包壁上的残余元素如W、Ti、Sn、Bi等有害元素带走,炉膛、钢包壁上的元素与15-5PH稀土马氏体不锈钢相同。
(4)对步骤(2)中的原材料进行冶炼,冶炼的方式为:依次进行EF电弧炉熔炼、VOD真空精炼和ESR电渣重熔,获得钢锭。
其中:
在EF电弧炉熔炼过程中加入复合脱氧剂SiMnAlCa以使钢水中氧化物、硫化物形成化合物炉渣浮在钢水表面,复合脱氧剂SiMnAlCa的质量组份为:Si 7-8%、Mn 18-19%、Al 5-5.5%、Ca 4-4.5%、其余为Fe,经过氧化期后期、还原期、出钢前三次扒除化合物炉渣,以减少钢水中的非金属夹杂物。
在EF电弧炉熔炼后期出钢前加入占钢水的质量比为0.2-0.3‰的CeNd(铈、钕)混合稀土,搅拌5-10分钟后出钢;能有效改善15-5PH稀土马氏体不锈钢的低温韧性,使其能够承受-40℃、-80℃的低温。
钢水再进入VOD真空精炼、真空脱气,使H含量≤1.6ppm、O含量≤20ppm。然后进行ESR电渣重熔,二次精炼,获得钢锭。
加热方法采用台阶式分部加热法:在20℃—560℃之间每小时升温50℃,保温1-2小时,在560℃—860℃之间每小时升温80℃,保温1-2小时,在860℃—1200℃之间每小时升温100℃,保温2-3小时。然后对钢锭进行整修,切除厚度占钢锭总厚度3%的顶部,再切除厚度占钢锭总厚度5%的尾部。
(5)采用大压机,应用FM法,对钢锭进行强压快锻,锻造比≥3,锻后扩氢退火,得到锻件。
(6)锻件依次进行1040℃±10℃的固溶热处理,以达到高强度和韧性最佳值,再进行760±10℃的调质处理,使溶质元素扩散均匀,最后进行480±10℃时效处理,得到15-5PH稀土马氏体不锈钢,15-5PH稀土马氏体不锈钢的标准质量组份为:C≤0.07%、Si≤1.00%、Mn≤1.00%、Cr 14.00-15.00%、Ni 3.50-5.50%、P≤0.03%、S≤0.015%、Cu 2.50-4.50%、Nb+Ta0.15-0.45%、Mo≤0.50%,其余为Fe。
按照本实施例中的制造方法所制得的15-5PH稀土马氏体不锈钢,实测质量组份为:C 0.06%、Si 0.47%、Mn 0.56%、Cr 14.10%、Ni 4.50%、P 0.015%、S 0.009%、Cu 3.60%、Nb+Ta 0.35%、Mo 0.43%,其余为Fe。
按照本实施例中的制造方法所制得的15-5PH稀土马氏体不锈钢力学性能见下表:
力学性能
经检测,可以发现按照本实施例中的制造方法所制得的15-5PH稀土马氏体不锈钢的各项性能达到极地环境用钢的标准,符合设计要求。
Claims (6)
1.一种15-5PH稀土马氏体不锈钢的制造方法,其特征在于所述制造方法选择微碳铬铁、0#镍板、电解铜、原生态废钢中的一种或多种组合作为原材料进行冶炼,在出钢前加入CeNd混合稀土,所述CeNd混合稀土占钢水的质量比为0.2-0.3‰;得到15-5PH稀土马氏体不锈钢,使所述15-5PH稀土马氏体不锈钢的质量组份为:C≤0.07%、Si≤1.00%、Mn≤1.00%、Cr14.00-15.00%、Ni 3.50-5.50%、P≤0.03%、S≤0.015%、Cu 2.50-4.50%、Nb+Ta 0.15-0.45%、Mo≤0.50%,其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种15-5PH稀土马氏体不锈钢的制造方法,其特征在于所述制造方法包括以下步骤:
(1)选择微碳铬铁、0#镍板、电解铜、原生态废钢中的一种或多种组合作为原材料;
(2)采用稀硫酸对所述原材料进行酸洗,再用清水洗去酸渍,烘干进炉;
(3)对钢炉炉膛和钢包进行清洗,清洗的方法为冶炼1-2炉17-4PH钢;
(4)对步骤(2)中的所述原材料进行冶炼,冶炼的方式为:依次进行EF电弧炉熔炼、VOD真空精炼和ESR电渣重熔,获得钢锭;其中,在所述EF电弧炉熔炼过程中加入复合脱氧剂SiMnAlCa以将钢水中氧化物、硫化物形成化合物炉渣浮在钢水表面,经过氧化期后期、还原期、出钢前三次扒除所述化合物炉渣,以减少钢水中的非金属夹杂物;在所述EF电弧炉熔炼后期出钢前加入所述CeNd混合稀土,所述CeNd混合稀土占钢水的质量比为0.2-0.3‰,搅拌5-10分钟后出钢;
(5)采用大压机,应用FM法,对所述钢锭进行强压快锻,锻造比≥3,锻后扩氢退火,得到锻件;
(6)所述锻件依次进行1040℃±10℃的固溶热处理、760±10℃的调质处理和480±10℃时效处理,得到15-5PH稀土马氏体不锈钢。
3.根据权利要求2所述的一种15-5PH稀土马氏体不锈钢的制造方法,其特征在于所述稀硫酸的溶质质量分数为5%。
4. 根据权力要求2所述的一种15-5PH稀土马氏体不锈钢的制造方法,其特征在于所述复合脱氧剂SiMnAlCa的质量组份为:Si 7-8%、Mn 18-19%、Al 5-5.5%、Ca 4-4.5%、其余为Fe。
5.根据权力要求2所述的一种15-5PH稀土马氏体不锈钢的制造方法,其特征在于所述冶炼过程采用台阶式分部加热方法:在20℃—560℃之间每小时升温50℃,保温1-2小时;在560℃—860℃之间每小时升温80℃,保温1-2小时;在860℃—1200℃之间每小时升温100℃,保温2-3小时。
6. 根据权利要求1所述的一种15-5PH稀土马氏体不锈钢的制造方法,其特征在于所述15-5PH稀土马氏体不锈钢的质量组份为:C 0.06%、Si 0.47%、Mn 0.56%、Cr 14.10%、Ni4.50%、P 0.015%、S 0.009%、Cu 3.60%、Nb+Ta 0.35%、Mo 0.43%,其余为Fe。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010360845.7A CN111705182A (zh) | 2020-04-30 | 2020-04-30 | 15-5ph稀土马氏体不锈钢的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010360845.7A CN111705182A (zh) | 2020-04-30 | 2020-04-30 | 15-5ph稀土马氏体不锈钢的制造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111705182A true CN111705182A (zh) | 2020-09-25 |
Family
ID=72536627
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010360845.7A Pending CN111705182A (zh) | 2020-04-30 | 2020-04-30 | 15-5ph稀土马氏体不锈钢的制造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111705182A (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101538686A (zh) * | 2008-03-21 | 2009-09-23 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种结构件用马氏体沉淀硬化不锈钢及其制造方法 |
CN104328353A (zh) * | 2014-12-01 | 2015-02-04 | 什邡新工金属材料有限公司 | 一种稀土型0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体沉淀硬化不锈钢及其制备方法 |
CN106319344A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-01-11 | 抚顺圣兴高温合金研究所 | 一种马氏体不锈钢 |
CN110029203A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-07-19 | 上海加宁新材料科技有限公司 | 一种超纯核级奥氏体不锈钢大型锻件的制造方法 |
CN110565030A (zh) * | 2019-10-25 | 2019-12-13 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 含稀土元素的低硅低铝马氏体不锈钢及其冶炼方法 |
-
2020
- 2020-04-30 CN CN202010360845.7A patent/CN111705182A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101538686A (zh) * | 2008-03-21 | 2009-09-23 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种结构件用马氏体沉淀硬化不锈钢及其制造方法 |
CN104328353A (zh) * | 2014-12-01 | 2015-02-04 | 什邡新工金属材料有限公司 | 一种稀土型0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体沉淀硬化不锈钢及其制备方法 |
CN106319344A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-01-11 | 抚顺圣兴高温合金研究所 | 一种马氏体不锈钢 |
CN110029203A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-07-19 | 上海加宁新材料科技有限公司 | 一种超纯核级奥氏体不锈钢大型锻件的制造方法 |
CN110565030A (zh) * | 2019-10-25 | 2019-12-13 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 含稀土元素的低硅低铝马氏体不锈钢及其冶炼方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102758144B (zh) | 一种大规格高氮护环钢钢锭的生产方法 | |
CN101993973B (zh) | 一种生产高纯度纯铁的方法 | |
CN101597724B (zh) | 一种合金结构钢及其生产方法 | |
CN105039648B (zh) | 一种用氩氧脱碳炉冶炼低碳高锰含量钢水的方法 | |
CN100593578C (zh) | 一种高氮钢的冶炼方法 | |
KR101053220B1 (ko) | 철계 아모퍼스 소재의 제조 방법 | |
CN102965588A (zh) | 低合金高强度铸钢及其冶炼、热处理方法 | |
CN103966515B (zh) | 一种利用电弧炉制备低合金高强韧铸钢的方法 | |
CN102747308B (zh) | 高强度无磁不锈钢螺旋桨轴的制造方法 | |
CN103468874A (zh) | 一种采用氩氧炉冶炼低碳twip钢的生产方法 | |
CN105483323A (zh) | 核电站反应堆控制棒驱动机构12Cr13管坯的制造方法 | |
CN110656277A (zh) | 用于汽车涡轮壳、排气管的耐热钢及其制备方法 | |
CN115612929A (zh) | 一种稠油热采井用石油套管及其制备方法 | |
CN115247225B (zh) | 一种中频炉冶炼uns n06600合金的方法 | |
CN112159932A (zh) | 超高强度稀土4340钢的制造方法 | |
CN114107826B (zh) | 一种镍基高温合金及其制备方法 | |
CN103667952A (zh) | 一种耐候钢生产工艺 | |
CN110527925B (zh) | 一种添加稀土元素的铸钢 | |
CN104651730A (zh) | 一种耐磨合金钢、合金磨球及其制备方法 | |
CN110184539B (zh) | 一种低成本高导电性电极扁钢及其冶炼方法 | |
CN111705259A (zh) | 925a稀土高强度合金钢制造方法 | |
CN111705182A (zh) | 15-5ph稀土马氏体不锈钢的制造方法 | |
CN102337463B (zh) | 00Cr18Mo2不锈钢管坯及其制造方法 | |
CN110117746B (zh) | 一种高性能无磁不锈钢的制造方法 | |
CN114606356A (zh) | 高强度兼高韧性adi铁液的处理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |