一种B，Y协同形成超级奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀析出相的方法

本发明属于超级奥氏体不锈钢的制备领域，特别是涉及一种b，y协同形成超级奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀析出相的方法。

背景技术：

1、超级奥氏体不锈钢是一种高cr、mo含量的奥氏体不锈钢，具有强耐蚀性、力学性能，已广泛应用于节能环保、海洋工程、石油化工等高端装备制造领域。随着这些领域的发展，对超级奥氏体不锈钢的耐蚀性、强韧性提出了更高要求。

2、超级奥氏体不锈钢是不锈钢中生产技术难度最高的品种之一，凝固过程中mo偏析严重，热轧过程中析出相析出敏感，热加工窗口特别窄，制造难度非常大，其原因与析出相密切相关，如何抑制析相析出，提升超级奥氏体不锈钢的耐蚀性和强度，已经成为制约其发展的问题，亟需开展相关研究。

3、超级奥氏体不锈钢中加入合金化元素可改善微观组织、耐蚀性及力学性能，如ni、mn、n等可稳定奥氏体、抑制超级奥氏体不锈钢析出相的形成，由于形成的析出相为富cr、mo的σ相，其析出相相界面基体侧极易出现贫cr贫mo区，导致材料的耐蚀性能下降。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种b，y协同形成超级奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀析出相的方法，以解决上述现有技术存在的问题。本发明一方面提供了一种含有b和y超级奥氏体不锈钢的成分体系，利用b和y协同与热加工工艺来形成改性析出相组分、分布和结构，其自身析出相成分的改变和b、y协同加速富cr和富cr-mn致密钝化层的形成，可同时提高奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能，其中超级奥氏体不锈钢的合金成分包含元素b和y，按照重量百分比计，元素b≤0.012％，元素y≤0.01％，且b和y的质量百分比均不为0。

2、本发明提供如下方案：

3、一种b，y协同形成超级奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀析出相的方法，包括以下步骤：将超级奥氏体不锈钢的合金成分浇铸、冷却、脱模、均质化处理，最后轧制成钢坯，水冷至室温，即得所述超级奥氏体不锈钢，所述合金成分包括b和y，按照质量百分比计，b≤0.012％，y≤0.01％，同时b和y的质量百分比均不为0。

4、本发明一方面提供了一种b，y协同形成超级奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀析出相的方法，包括：参考现有主要使用的超级奥氏体不锈钢，在其成分基础上，同时添加b和y元素，利用b和y的晶界偏聚效应抑制析出相；在均质化处理过程中，缩短了析出相的回溶时间；在热轧的过程中，由于b和y的协同作用，使超级奥氏体不锈钢热轧态组织中析出相更加分散，有利于缓解超级奥氏体不锈钢的热轧开裂倾向；含mo、b和含mo、y的析出相相界面均无贫cr区，其相界面具有好的耐晶间腐蚀性能；b、y协同可加速富cr和富cr-mn致密钝化层的形成。

5、专利cn 115074633 b公开了一种抑制超级奥氏体不锈钢析出相的方法，该方法包括：超级奥氏体不锈钢包含元素b和元素y，按照重量百分比计，元素b≤0.007％，元素y≤0.01％，将超级奥氏体不锈钢制成钢坯后，进行固溶空冷、低温扩散处理，在该专利的一些实施例中，低温扩散可以包括：在250℃-350℃下保温30min-120min；比如在250℃-270℃下保温30min、90min、120min，低温扩散处理有利于调控间隙原子b向晶界的偏析，以此调控合金元素mo、cr的偏析。本发明通过对超级奥氏体不锈钢的热轧态的初始组织进行分析，发现在去除现有技术中的低温扩散处理后，仅通过加入b和y，且调控二者的加入量，在b和y的协同作用下，就能够使超级奥氏体不锈钢热轧态组织中析出相更加分散，有利于缓解超级奥氏体不锈钢的热轧开裂倾向，含mo、b和含mo、y的析出相相界面均无贫cr区，其相界面具有好的耐晶间腐蚀性能；b、y协同可加速富cr和富cr-mn致密钝化层的形成。

6、y在钢中易溶于富mo析出相，尤其在高温时易于形成细小、弥散的含有mo、y的析出相，该析出相的相界面几乎无贫cr贫mo区，具有良好的耐蚀性能。b作为微量元素添加，可以起到净化晶界的作用，从而提高晶界强度，改善高温热塑性；b和y协同可抑制析出相的析出，同时形成含有mo、b或mo、y的析出相，该析出相的相界面无贫cr贫mo区，其相界面具有良好的耐蚀性能；b、y协同可加速富cr和富cr-mn致密钝化层的形成。

7、优选的，所述均质化处理的温度为1200℃-1270℃，时间为16-32h。

8、优选的，所述轧制的温度为1030-1180℃。

9、优选的，按照质量百分比计，所述合金成分还包括c≤0.02％、si≤1.5％、p≤0.03％、s≤0.005％、mn≤2.0％、cr：19.0-24.0％、ni：17.0-22.0％、mo：5.0-6.5％、cu：0.6-1.0％、n：0.15-0.35％，b≤0.012％，y≤0.01％，余量为fe及其他不可避免的杂质元素。

10、优选的，所述合金成分包括c为0.01％、si为0.42％、p为0.008％、s为0.005％、mn为1.30％、cr为19.86％、ni为17.95％、mo为6.16％、cu为0.95％、n为0.26％、b为0.005％、y为0.005％，余量为fe及其他不可避免的杂质元素。

11、本发明的有益效果：

12、本发明通过复合引入微量元素b和y，将超级奥氏体不锈钢中富cr和mo的析出相，调控成富mo和b和富mo和y两种类型析出相，其中富mo和b析出相的相界面富含cr、mn、si和y，其相界面无贫cr贫mo区，而富mo和y析出相的相界面区域仅富含y，相界面无贫cr区，两种析出相的相界面均具有良好的耐晶间腐蚀性能，另含b和y超级奥氏体不锈钢较不添加微合金元素的超级奥氏体不锈钢，在均质化过程中，缩短了析出相的回溶时间；在热轧的过程中，通过引入微量元素b和y，有利于形成两种富mo、b和富mo、y类型析出相，相比于不加b、y超级奥氏体不锈钢，析出相数量减少、粒径尺寸减小、析出相更加分散，有利于缓解超级奥氏体不锈钢的热轧开裂倾向；b和y协同可加速表面富cr和富cr-mn致密钝化层的形成，所形成的b和y微合金化超级奥氏体不锈钢具有好的耐蚀性能。

13、本发明提供了一种含b、y析出相的微合金化设计方法，其析出相分为富mo、b和富mo、y两种类型析出相，相界面均具有好的耐蚀性。通过在超级奥氏体不锈钢中引入微量元素b和y，有利于超级奥氏体不锈钢热轧态组织中形成两种富mo、b和富mo、y类型析出相，相比于不加b、y超级奥氏体不锈钢，析出相数量减少、粒径尺寸减小、析出相更加分散；有利于缓解超级奥氏体不锈钢的热轧开裂倾向；有利于富cr和富cr-mn致密钝化层的形成；有利于获得具有高耐蚀性能的超级奥氏体不锈钢。

技术特征：

1.一种b，y协同形成超级奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀析出相的方法，其特征在于，包括以下步骤：将超级奥氏体不锈钢的合金成分浇铸、冷却、脱模、均质化处理，最后轧制成钢坯，水冷至室温，即所述超级奥氏体不锈钢，所述合金成分中按照质量百分比计，b≤0.012％，y≤0.01％，同时b和y的质量百分比均不为0。

2.根据权利要求1所述的b，y协同形成超级奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀析出相的方法，其特征在于，所述均质化处理的温度为1200℃-1270℃，时间为16-32h。

3.根据权利要求1所述的b，y协同形成超级奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀析出相的方法，其特征在于，所述轧制的温度为1030-1180℃。

4.根据权利要求1所述的b，y协同形成超级奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀析出相的方法，其特征在于，按照质量百分比计，所述合金成分包括c≤0.02％、si≤1.5％、p≤0.03％、s≤0.005％、mn≤2.0％、cr：19.0-24.0％、ni：17.0-22.0％、mo：5.0-6.5％、cu：0.6-1.0％、n：0.15-0.35％，b≤0.012％，y≤0.01％，余量为fe及其他不可避免的杂质元素。

5.根据权利要求1所述的b，y协同形成超级奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀析出相的方法，其特征在于，按照质量百分比计，所述合金成分包括c为0.01％、si为0.42％、p为0.008％、s为0.005％、mn为1.30％、cr为19.86％、ni为17.95％、mo为6.16％、cu为0.95％、n为0.26％、b为0.005％、y为0.005％，余量为fe及其他不可避免的杂质元素。

技术总结
本发明公开了一种B，Y协同形成超级奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀析出相的方法，属于超级奥氏体不锈钢的制备领域，本发明提供了一种含B、Y析出相的微合金化设计方法，其析出相分为富Mo、B和富Mo、Y两种类型析出相，相界面均具有好的耐蚀性。通过在超级奥氏体不锈钢中引入微量元素B和Y，有利于超级奥氏体不锈钢热轧态组织中形成两种富Mo、B和富Mo、Y类型析出相，相比于不加B、Y超级奥氏体不锈钢，析出相数量减少、粒径尺寸减小、析出相更加分散；有利于缓解超级奥氏体不锈钢的热轧开裂倾向；有利于富Cr和富Cr‑Mn致密钝化层的形成；有利于获得具有高耐蚀性能的超级奥氏体不锈钢。

技术研发人员：韩培德,马洁,马晋遥,董楠,梁小红,任俊宇
受保护的技术使用者：太原理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12