本發明專利技術涉及用于制造具有良好成形性和高伸長率的鐵素體-奧氏體不銹鋼的方法。對所述不銹鋼進行熱處理，使得所述不銹鋼的顯微組織在所述熱處理條件下含有45-75%的奧氏體，剩余的顯微組織為鐵素體，并且將所述不銹鋼的實測Md30溫度調節在0℃與50℃之間以便利用相變誘發塑性（TRIP）改善所述不銹鋼的成形性。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用于制造和利用精益鐵素體-奧氏體不銹鋼的方法，所述不銹鋼主要以具有高強度、優異成形性和良好耐腐蝕性的卷材形式制造。通過奧氏體相的受控馬氏體轉變，其導致所謂的相變誘發塑性(TRIP)，來獲得所述成形性。
技術介紹
已經提出了多種精益鐵素體-奧氏體合金或雙相合金(duplexalloy)以應對高成本的原材料例如鎳和鑰，且主要目的是實現足夠的強度和腐蝕性能。當參照下述公開內容時，如果不另外提及則元素含量為重量％。美國專利US 3，736，131描述了具有4-11%的Mn、19-24%的Cr、至多3. 0%的Ni和 0. 12-0. 26%的N的奧氏體-鐵素體不銹鋼，所述不銹鋼含有10%至50%的奧氏體并且為穩定的且表現出高韌性。通過避免奧氏體轉變為馬氏體而獲得所述高韌性。美國專利US4, 828，630公開了具有17-21. 5%的Cr、1%至小于4%的Ni,4-8%的Mn、和0. 05-0. 15%的N的雙相不銹鋼，所述不銹鋼是熱穩定的，從而對于抵抗馬氏體轉變。鐵素體含量必須保持為低于60%以獲得良好的延展性。瑞典專利SE 517449 描述了具有 20-23% 的 Cr、3_8% 的 Mn、I. 1-1. 7% 的 Ni 和0.15-0. 30%的N的精益雙相合金，所述合金具有高強度、良好的延展性和高的結構穩定性。國際專利申請W02006/071027 描述了一種具有 19. 5-22. 5% 的 Cr、0. 5-2. 5% 的 Mo、1.0-3. 0%的Ni、I. 5-4. 5%的Mn和0. 15-0. 25%的N的低鎳雙相鋼，所述鋼具有與相似鋼相比而言改善的熱延展性。歐洲專利EP1352982公開了通過引入一定量鐵素體相來避免奧氏體Cr-Mn鋼中的延遲開裂的方式。近年來，精益雙相鋼已經得到很大程度的使用，并且根據美國專利US4，848，630、瑞典專利SE517，449、歐洲專利申請EP1867748和美國專利US6，623，569的鋼已經在大量應用中得到商業使用。根據SE 517,449的Outokumpu LDX21 01 雙相鋼已經廣泛地用在儲罐、運輸車輛等中。這些精益雙相鋼具有與其它雙相鋼相同的問題有限的成形性，這使它們比奧氏體不銹鋼較不適合用于高度成形的零件中。雙相鋼因此具有在諸如板式換熱器之類的部件中的受限應用。但是，精益雙相鋼具有改善延展性的獨特潛力，因為可使亞穩定的奧氏體相在合金含量中足夠低從而通過下述機制提供增加的塑性。存在利用雙相鋼中的亞穩定奧氏體相以實現改善的強度和延展性的一些參考文獻。美國專利US6, 096, 441涉及基本上含有18-22%的Cr、2_4%的Mn、小于1%的Ni和0. 1-0. 3%的N的具有高拉伸伸長率的奧氏體-鐵素體鋼。與馬氏體形成方面的穩定性相關的參數應當落在一定范圍內，從而導致改善的拉伸伸長率。美國專利申請US2007/0163679描述了很寬范圍的奧氏體-鐵素體合金，主要通過控制奧氏體相中的C+N的含量而具有高的成形性。相變誘發塑性(TRIP)是亞穩奧氏體鋼的已知效應。例如，拉伸測試樣品中的局部縮頸受軟奧氏體向硬馬氏體的應變誘發相變阻礙，從而將變形傳遞到樣品的另一位置并導致更高的均勻變形。如果恰當設計奧氏體相，TRIP也能夠用于鐵素體-奧氏體(雙相)鋼。為了特定TRIP效應而設計奧氏體相的典型方法是使用基于其化學組成為奧氏體穩定性所建立的或調節的經驗表達關系(expression),其中之一為Md3tl-溫度。Md3tl-溫度定義為當O.3真應變產生50%的奧氏體至馬氏體轉變時的溫度。但是，該經驗表達關系是以奧氏體鋼所建立，并且將它們應用到雙相不銹鋼上存在風險。由于奧氏體相的組成依賴于鋼化學成分以及熱歷史，因此設計雙相鋼的奧氏體穩定性是較為復雜的。另外，相的形態和尺寸影響轉變行為。美國專利US6，096，441已經使用了用于總體組成(bulkcomposition)的表達關系且要求保護特定范圍(40-115),需要該特定范圍以獲得期望的效果。但是，該信息僅僅對于在該特定研究中的鋼使用的熱歷史有效，因為奧氏體組成將隨退火溫度而改變。在美國專利申請US2007/0163679中，測量奧氏體的組成，并且將奧氏體相的一般Md公式規定為-30至90的范圍以獲得顯示出期望性能 的鋼。用于奧氏體穩定性的經驗公式是基于對標準奧氏體鋼的研究并且對于雙相鋼中的奧氏體相可能具有受限的適用性，這是因為穩定性的條件不但受組成限制而且還受殘余應力和相或晶粒參數限制。如在美國專利申請US2007/0163679中所公開的，更直接的方式是通過在冷加工后測量奧氏體相的組成且隨后計算馬氏體形成的量來評價馬氏體的穩定性。然而，這是非常繁瑣且昂貴的過程，并且需要高等級的冶金實驗室。另一種方式是使用熱力學數據庫來預測平衡相的均衡以及各個相的組成。但是，此類數據庫不能描述大多數實際情形中的熱機械處理之后盛行的非平衡條件。對于具有部分亞穩的奧氏體相的不同雙相組成的大量工作表明，退火溫度和冷卻速率對奧氏體含量和組成具有很大影響，從而使得基于經驗表達關系預測馬氏體形成是困難的。為了能夠充分控制雙相鋼中的馬氏體形成，奧氏體組成以及顯微組織參數的知識看起來是必要但是并不足夠。
技術實現思路
鑒于現有技術的問題，本專利技術的適當方式是測量不同鋼的Md30溫度并且使用該信息來為高延展性雙相鋼設計最佳的組成和制造步驟。從測量Md30溫度所獲得的另外信息是不同鋼的溫度依賴性。由于成形工藝發生在不同的溫度下，因此重要的是獲知這種依賴性且將它用于對成形行為進行建模。本專利技術的主要目的是提供在精益(lean)雙相不銹鋼中的應變誘發馬氏體相變的受控制造方法，以獲得優異的成形性(formability)和良好的耐腐蝕性。利用主要包括下述成分(重量％)的合金能夠實現期望的效果小于0. 05%的C、0. 2-0. 7%的Si、2-5%的Mn、19-20. 5% 的 Cr、0. 8-1. 35% 的 Ni、小于 0. 6% 的 Mo、小于 1% 的 Cu、0. 16-0. 22% 的 N、余量的Fe和在不銹鋼中出現的不可避免的雜質。任選地，所述合金還可含有一種或多種有意添加的元素0-0. 5% 的鎢(W)、0-0. 2% 的鈮(Nb)、0-0. 1% 的鈦(Ti)、0_0. 2% 的釩(V)、0_0. 5% 的鈷(Co)，0-50ppm的硼(B)和0-0. 04%的鋁(Al)。所述鋼可含有作為雜質的不可避免的痕量元素，例如0-50ppm的氧(0)、0-50ppm的硫(S)和0-0. 04%的磷(P)。根據本專利技術的雙相鋼應當在熱處理條件下含有45%至75%的奧氏體，剩余相為鐵素體并且沒有熱馬氏體?？墒褂貌煌臒崽幚矸椒ㄟM行熱處理，例如固溶退火、高頻感應退火或局部退火，溫度范圍從900°C至1200°C、有利地從1000°C至1150°C。為了獲得期望的延展性改善，實測Md3tl溫度應當介于0°C與+50°C之間。將使用描述鋼組成與熱機械處理之間的相關性的經驗公式來設計所述鋼的最佳成形性。所附權利要求書中列出了本專利技術的基本特征。本專利技術的重要特征是雙相顯微組織中的奧氏體相的行為。對不同合金的工作表明，僅在窄的組成本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：J·奧利弗，J·Y·約森，J·塔羅奈恩，
申請(專利權)人：奧托庫姆普聯合股份公司，
類型：
國別省市：
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