一种低Mo经济型氮合金化双相不锈钢卷板及其制备方法与流程

本发明属于不锈钢制造，尤其涉及一种低mo经济型氮合金化双相不锈钢卷板及其制备方法。

背景技术：

1、双相不锈钢指的是室温组织中奥氏体与铁素体共存的不锈钢，奥氏体与铁素体双相比例一般接近1：1，该类钢种强度高，其屈服强度一般为奥氏体不锈钢的两倍，具有良好的耐cl-点蚀、耐应力腐蚀及焊接性能等突出优点，在石油化工、制盐、水工、造船、民用等领域得到广泛使用。由于双相不锈钢在成分设计中采用了以n代ni的思路，因而与普通奥氏体不锈钢及超级奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢中ni的含量明显降低，制造成本降低，属资源节约型钢种。

2、现有的第二代双相不锈钢，例如2205钢种，虽然性能优异，但其中仍含有5%左右的ni和3%以上的mo，制造成本依然较高。现有的第三代经济型双相不锈钢，例如2304钢种，通过添加0.05~0.10%的n替代部分ni，由此将ni含量降至4%左右，尽管降低了一部分制造成本，但在苛刻的海洋大气或含氯离子环境中，其耐点蚀性能仍略显不足（耐点蚀当量pren通常在24~25）。为了进一步降低成本并提高耐蚀性，行业内尝试开发更低ni（<2%）配合高mn、高n的体系，但这往往导致焊接热影响区韧性下降以及高温塑性差的问题。

3、因此，如何在保持ni含量处于3~4%这一相对经济的水平的同时，通过优化mo和n的配比，获得pren在26~30且具有优良综合力学性能的双相不锈钢，是当前研发的重点。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种低mo经济型氮合金化双相不锈钢卷板及其制备方法。

2、在本发明的一个方面，所提供的低mo经济型氮合金化双相不锈钢卷板的化学成分按重量百分比控制为：c≤0.030%、si≤1.00%、mn≤2.00%、p≤0.030%、s≤0.010%、cr：21.00%~23.00%、ni：3.00%~4.00%、mo：0.80%~1.20%、n：0.15%~0.20%，其余为fe及不可避免杂质，并且满足耐点蚀当量值pren＝cr%＋3.3×mo%＋16×n%在26~30的范围内。

3、优选地，所述低mo经济型氮合金化双相不锈钢卷板的化学成分按重量百分比进一步优化控制为：c≤0.025%、si：0.30%~0.80%、mn：1.30%~1.60%、p≤0.030%、s≤0.002%、cr：21.80%~22.30%、ni：3.30%~3.60%、mo：0.90%~1.10%、n：0.16%~0.18%，其余为fe及不可避免杂质。

4、进一步地，所述低mo经济型氮合金化双相不锈钢卷板的屈服强度≥480mpa、抗拉强度≥650mpa、断后伸长率≥30%。

5、进一步地，所述低mo经济型氮合金化双相不锈钢卷板的点蚀电位达到400~800mv，临界点蚀温度（cpt）达到30~35℃。

6、在本发明的另一个方面，所提供的低mo经济型氮合金化双相不锈钢卷板制备方法包括以下步骤：

7、冶炼与铸造：aod炉精炼吹入氮气进行脱碳和氮合金化，控制钢水中关键成分n、mo、ni的重量百分比含量为：n：0.15~0.20%、mo：0.80%~1.20%、ni：3.00%~4.00%，将精炼后的钢水浇铸成铸坯；

8、卷板热轧：将铸坯加热至1200~1250℃，保温2~3小时后热轧成卷板，其中，开轧温度控制为≥1050℃，终轧温度控制为≥950℃；

9、热卷固溶处理：热卷固溶处理温度控制为1020~1080℃、运行速度控制为10m/min，出炉水淬冷却至室温；

10、冷板轧制：将固溶处理后的热轧卷板冷轧成目标厚度的卷板，其中，冷轧变形量控制在40~60%；

11、冷卷固溶处理：冷卷固溶处理温度控制为1020~1080℃、运行速度控制为15m/min，出炉水淬冷却至室温。

12、本发明的低mo经济型氮合金化双相不锈钢卷板及其制备方法具有如下优点和有益效果：

13、1、经济性显著：本发明将ni含量严格控制在3.00%~4.00%，相比2205双相钢节约ni约30~40%，相比316l钢节约ni约50%以上，大幅降低了原材料成本。

14、2、高强度：本发明利用n元素的间隙固溶强化作用，配合双相组织，保证屈服强度rp0.2≥480mpa、抗拉强度rm≥650mpa、断后伸长率a50≥30%，材料屈服强度是304不锈钢的2倍以上，可实现轻量化设计。

15、3、优异的耐腐蚀性：通过复合控制mo含量为0.80%~1.20%、n含量为0.15%~0.20%，材料的耐点蚀当量值pren稳定在26~30的范围内，实测数据显示，卷板点蚀电位达到400~800mv，临界点蚀温度（cpt）达到30~35℃，优于传统2304、2101双相不锈钢以及304l、316l奥氏体不锈钢。

16、4、工艺稳定性好：相比现有超低ni配合高mn的成分体系，本发明保留了适量的ni，有效改善了热加工塑性和焊接性。

1.一种低mo经济型氮合金化双相不锈钢卷板，其特征在于，所述低mo经济型氮合金化双相不锈钢卷板的化学成分按重量百分比控制为：c≤0.030%、si≤1.00%、mn≤2.00%、p≤0.030%、s≤0.010%、cr：21.00%~23.00%、ni：3.00%~4.00%、mo：0.80%~1.20%、n：0.15%~0.20%，其余为fe及不可避免杂质，并且满足耐点蚀当量值pren＝cr%＋3.3×mo%＋16×n%在26~30的范围内。

2.根据权利要求1所述的低mo经济型氮合金化双相不锈钢卷板，其特征在于，所述低mo经济型氮合金化双相不锈钢卷板的化学成分按重量百分比进一步优化控制为：c≤0.025%、si：0.30%~0.80%、mn：1.30%~1.60%、p≤0.030%、s≤0.002%、cr：21.80%~22.30%、ni：3.30%~3.60%、mo：0.90%~1.10%、n：0.16%~0.18%，其余为fe及不可避免杂质。

3.根据权利要求1或2所述的低mo经济型氮合金化双相不锈钢卷板，其特征在于，所述低mo经济型氮合金化双相不锈钢卷板的屈服强度≥480mpa、抗拉强度≥650mpa、断后伸长率≥30%。

4.根据权利要求1或2所述的低mo经济型氮合金化双相不锈钢卷板，其特征在于，所述低mo经济型氮合金化双相不锈钢卷板的点蚀电位达到400~800mv，临界点蚀温度达到30~35℃。

5.一种低mo经济型氮合金化双相不锈钢卷板制备方法，其特征在于，包括以下步骤：