一种高强度抗点蚀不锈钢的制造方法
专利汇可以提供一种高强度抗点蚀不锈钢的制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种奥氏体不锈 钢 的制造方法，特别涉及一种高强度抗 点蚀 不锈钢 的制造方法。主要解决现有高含氮不锈钢 冶炼 条件高、冶炼成本高、易出现硬脆现象的技术问题。本发明的技术方案为：一种高强度抗点蚀不锈钢的制造方法，首先按下述配比配料，其组成成分的重量百分比为：C：0.02～0.06%，Mn：≤1.5%，Si：≤1.5%，S：≤0.03%，P：≤0.04%，Cr：23～26%，Ni：12～16%，Mo：1.25～1.8%，N：0.18～0.25%，其余为 铁 和不可避免的杂质，然后在AOD炉、中频感应电炉中冶炼，其特征是： 浇注 温度 为1580～1610℃，在1100℃±10℃×2.5h 水 冷固溶处理。本发明是用在较高温度(300℃)，较高压 力 (9.0MPa)的 腐蚀 环境下的不锈钢。，下面是一种高强度抗点蚀不锈钢的制造方法专利的具体信息内容。
技术领域：
本发明涉及一种奥氏体不锈钢的制造方法，特别涉及一种高强度抗点蚀不锈 钢的制造方法。用在较高温度(300℃)，较高压力(9.0MPa)的腐蚀环境下的不 锈钢。例如在湿式氧化处理化工废液流程中，本发明的奥氏体不锈钢特别适用在 上述流程中氧化反应后废气系流中使用，该工况条件属于较高温度(273℃)较 高压力(7.5MPa)，氧化反应后的废气含有N2、O2、CO2、NH3以及夹带HNO3、H2SO4、 NO3-、NO2-以及大量CL-离子等多种腐蚀介质环境。
背景技术：
用WAO法(Wet air oxidization)简称湿式氧化法处理氯化物含量高或PH值低 的化工废液，通常这些废液都是稀释的废水，采用焚烧法进行处理成本很高，并 且它们的毒性很大，又不适宜进行生化处理或深埋。因此工业废物处理的主要任 务是完全破坏有毒化合物或使其成为可由生物分解的最终产物。湿式氧化法目前 在钢铁工业和化工工业中起消除毒性和回收化学物质的作用。这类废液温度高， 并具有腐蚀性。例如焦炉煤气脱硫液，废液中氯离子含量为200～6000mg/l，并 且含有HNO3、SCN-、S2O3-，以及各种硫化物。湿式氧化设备装置的操作温度在260～ 300℃，压力在7.0～9.5MPa，所生成的氧化物PH值为1.1～2.0，游离酸硫酸的 浓度在2～3％，废液具有很强的腐蚀性。氧化反应后的废气(也称尾气)是汽相 流体，其主要成分为N2(约40％)，O2(约5％)，CO2与NH3(各约1％)，以及夹带的 液滴中含有硝酸、硫酸、NO3-、NO2-以及CL-离子等。废气同样也具有很强的腐蚀 性。在美国对于这种低PH值高氯化物的苛刻介质，如洗涤器的管道和烟囱衬板 一般采用含钼13-16的镍基合金625或更高档的C-276。湿式氧化设备使用耐腐 蚀金属，对于液态流体(废液)主要使用金属钛材，对于汽相流体(废气)则使 用高强度耐点蚀奥氏体不锈钢。日本新日铁设计制造煤气脱硫装置中湿式氧化设 备，其高强度耐点蚀奥氏体不锈钢采用日本新日铁牌号YUS-170，其化学成分力 学性能如下表1
YUS-170，其化学成分力学性能 表1
该钢种的特点：1.较SUS316、SUS317L更优良的耐点蚀、缝隙腐蚀能力；2. 较SUS316、SUS317L更优良的耐硫酸、盐酸腐蚀能力，并能在高温、高浓度条件 下使用。3.具有奥氏体不锈钢优良的加工性能，焊接性能，并比普通奥氏体不锈 钢具有在常温下1.5倍的强度。该钢种适宜用于耐海水钢管，Na2CO3回收锅炉过 热管、垃圾焚烧锅炉过热管。但是该钢种含氮量较高，冶炼条件要求很高，相对 冶炼成本也高，而且由于含氮量较高，虽然抗点蚀能力得到提升，但是会产生硬 脆现象。热加工温度区间窄，因此对于装备较简易的轧钢厂热加工成形较困难。
发明内容：本发明的目的是提供一种具有优良的耐腐蚀性，适合用于湿式氧化反 应中废气这种含有N2、O2、CO2、NH3、HNO3、H2SO4、NO3-、NO2-、CL-等复杂腐蚀介 质工况条件高强度抗点蚀不锈钢及其制造方法。主要解决现有高含氮不锈钢冶炼 条件高、冶炼成本高、易出现硬脆现象的技术问题。本发明的技术方案为：一种 高强度抗点蚀不锈钢，其组成成分的重量百分比见表2：
化学 成分 C Si Mn P S Ni Cr Mo N 数量 ％ 0.02 ～0.06 ≤ 1.5 ≤ 1.5 ≤ 0.04 ≤ 0.03 12.00 ～16.00 23.00 ～26.00 1.25 ～1.8 0.18 ～0.25
其余为铁和不可避免的杂质。
成分设计理由：不锈钢耐蚀性能主要取决于其化学成分，主要合金成分为 Cr、Ni、Si、Mn、Mo等。
铬是不锈钢中不可缺少的合金元素，铬具有良好的钝化性能。在含有氧化性 介质中，铬的钝化作用得以充分发挥，随着含铬量增加，耐硝酸等氧化性腐蚀和 高温抗氧化硫化性能提高，在本发明中确定其含铬量为23～26％。并结合Mo、N 的含量确保PRE(点腐蚀指数)≥32。
镍也是不锈钢中的主要合金元素，具有较高的热力学稳定性。镍的钝化作用 很强，得与铬配合可明显提高耐蚀性，增加镍的含量在还原性酸中可提高抗均匀 腐蚀能力，在本发明中镍的含量为12～16％。镍作为平衡元素具体含量根据谢菲 尔图，使铁素体含量为10％左右，来调整镍的加入量。
钼可提高不锈钢的耐蚀性，因为钼的钝化能力强，并且有改善表面膜性质的 作用，这种既含铬又含钼的氧化膜，能抑制氯离子等侵入而产生的点蚀，提高钢 耐还原性酸和耐孔蚀、缝隙腐蚀的性能，在本发明中钼的含量为1.25～1.8％。
碳在不锈钢中是稳定奥氏体的元素，不锈钢的强度和硬度随含碳量的增加而 提高，但会损害不锈钢的耐腐蚀能力，降低含碳量虽然钢的强度下降，但使钢的 耐晶间腐蚀性能改善，本发明中碳含量为0.02～0.06％。
钢中含氮时，可提高Cr和Mo的有效性，增强了合金的抗点蚀、抗缝隙腐蚀 和应力腐蚀的能力，同时增加了钢的的强度。氮是强烈的奥氏体形成元素。本发 明中含氮量控制在0.18～0.25％。
为了改善铸造性能，适当添加Si、Mn元素，Si、Mn元素分别控制在1.5％ 以下。硫、磷作为有害物质分别的限在0.04％和0.03％以下。
本发明钢种的冶炼按常规冶炼方法，首先按配比配料，然后在AOD炉、中频 感应电炉中冶炼，浇注温度为1580～1610℃，在1100℃±10℃×2.5h水冷固溶 处理。
本发明的有益效果是：具有优良的耐腐性，良好的综合性能，便于加工、成 本较低。冶炼条件要求不高。主要作为铸材使用，具有较好的铸造性能、焊接性 能。金相组织为奥氏体组织，具有耐点蚀、耐缝隙腐蚀，及晶间腐蚀和应力腐蚀 的能力。
具体实施方式：实施例1—3见表3
化学成分表3：％
钢号 C Mn Si S P Cr Ni Mo N 实例1 0.02 1.0 1.1 0.02 0.02 23 12 1.4 0.1 实例2 0.03 1.3 1.3 0.01 0.03 24 14 1.6 0.18 实例3 0.05 1.2 1.5 0.02 0.02 25 16 1.7 0.16 本发明 0.02～ 0.06 ≤ 1.5 ≤ 1.5 ≤ 0.03 ≤ 0.04 23～ 25 12～ 16 1.25～ 1.8 0.18～ 0.25
本发明钢种的冶炼按常规冶炼方法，首先按配比配料，然后在AOD炉、中频感应 电炉中冶炼，浇注温度为1580～1610℃，在1100℃±10℃×2.5h水冷固溶处理。 这样才能获得冷加工塑性良好、焊接性能良好的铸件。
室温下拉伸性能(固溶态)见下表4(采用国标测试)
性能 σb(MPa) σs(MPa) 硬度(HV) δ 数值 ≥620 ≥360 ≤230 ≥40
本发明钢种铸造性能良好，冷加工塑性良好。热加工性能因锻轧温度区间较 窄，热加工性能较差。焊接性能良好，可使用同种材焊丝或含氮不锈钢焊丝。
应用本发明钢种制造Φ159×11mm钢管，采用离心铸造，加工成管坯，然后 小变形量冷轧成材。机械性能、金相组织均符合要求。并使用该钢管采用冷加工 成形方法制成管件。钢管与管件用在煤气脱硫装置中表现出良好的耐蚀性能，腐 蚀速率小于0.1mm/年。优于在该系统同样的工况条件下做耐蚀挂片试验的不锈 钢SUS316L、SUS316Lmod、UNSNO8367、UNSS31803等。
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