低成本、高强度新型不锈钢关键技术开发

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1、低成本、高强度新型不锈钢关键技术开发太原钢铁（集团）有限公司2011年9月7日，哈尔滨1前言太钢高强度、低成本不锈钢的关键技术开发及应用双相不锈钢（2205、2101等）高N奥氏体不锈钢（护环、钢筋）超级马氏体不锈钢（S-135、S-165）沉淀硬化不锈钢（15-5PH）结束语主要内容2一、前言不锈钢是具有耐蚀、耐热、美观、可百分之百回收的高品质特殊钢和绿色环保材料，可广泛应用于航空航天、能源、建筑等众多领域。2010年国内不锈钢产量1125万吨，而比例最高的是Ni含量较高的奥氏体系列不锈钢，占总量的60%左右。我国是贫Ni国，而Ni是不可再生资源，国际市场Ni价不

2、断攀升及剧烈波动，导致不锈钢行业成本增加的同时，市场风险加剧。材料的强度是使用设计的重要依据，它对设备的安全性至关重要；而单靠厚度增加来达到设计要求，不仅增加了设备的重量，而且也大幅提高了制造、使用过程的成本（如焊接、运输等）。3高强度、低成本不锈钢已成为不锈钢发展趋势和研究热点低成本：主要是提升不锈钢耐蚀性能的同时，降低不锈钢中Ni的含量。在成分设计中引入“以N、Mn代Ni”的思路，大幅度降低Ni的消耗。高强度：主要是相对同样耐蚀性级别的材料，其强度大幅度提升。实现的方式:一是N的固溶强化作用；二是细晶强化；三是析出强化；两者的结合，可以实现不锈钢材料的寿命延长、功

3、能性增强和设备轻量化、经济型的完美统一。代表钢种：双相不锈钢、高N奥氏体不锈钢、超级马氏体不锈钢、沉淀硬化不锈钢一、前言4双相不锈钢是指不锈钢的固溶组织中铁素体与奥氏体两相约各占一半。与同级别的单相奥氏体不锈钢相比，大幅度降低Ni含量的同时，材料本身还具有高强度、良好的耐应力腐蚀、耐点腐蚀及焊接性能，在石油化工、造船、造纸、海水淡化、核电等多行业具有广泛的使用前景。双相不锈钢二、高强度、低成本不锈钢-双相不锈钢太钢已经形成了不同合金含量、不同性能级别的系列双相不锈钢（包括S32101、S32304、S31803、S32205、S32750、S32906、SUS329J

4、4L等），实物性能达到国际同类产品的水平。双相不锈钢特点5成分设计中，降低Ni的含量，具有突出的经济性现代双相不锈钢普遍采取以N代替Ni的方式，实现组织中铁素体与奥氏体的共存。与奥氏体相比，Ni、Mo的含量大幅降低,经济性更为明显。代表牌号主要元素的化学成分（%）CCrNiMoNPREN*低合金型S323040.03234-0.1224S321010.03211.5-0.2225304L0.031910-0.0519中合金型S31803/S322050.0322530.1834316L0.0317122.50.0526超级型S327500.032574.50.2843

5、S329060.03296.52.50.3543254SMO0.02201860.2043*注：点蚀指数PREN=Cr+3.3Mo+16N二、高强度、低成本不锈钢-双相不锈钢6高的强度屈服强度是普通奥氏体的两倍，可以在材料强度设计时减薄壁厚。双相不锈钢与奥氏体不锈钢的强度比较Rp0.2(MPa)高屈服强度含铁素体晶粒细含N二、高强度、低成本不锈钢-双相不锈钢7双相不锈钢在AOD炉氮气合金化技术：实现N含量在500-4000ppm的精确控制。热塑性的控制技术：解决了热加工过程出现的因塑性不良导致的边裂和表面裂纹，并实现了连续大变形条件下的热连轧卷板的顺利生产。热处理工艺

6、控制技术：包括不同合金成分下σ相的析出规律及防止措施，保证热处理后性能合格率达到100%。二、高强度、低成本不锈钢-双相不锈钢双相不锈钢关键工艺技术及应用开发8双相不锈钢焊接工艺技术：研究了不同热输入、层间温度等对焊接性能的影响，并为用户提供了有力的技术支持。双相不锈钢高效酸洗技术：研究不同成分的条件下，氧化膜的结构以及温度、酸液配比对酸洗效率的影响规律，实现了带钢的高效酸洗。双相不锈钢复合板的制备技术：包括爆炸焊接工艺、异种钢的焊接工艺、复合板的热处理工艺等。二、高强度、低成本不锈钢-双相不锈钢双相不锈钢关键工艺技术及应用开发9美国ABS船级社英国劳氏船级社中国CC

7、S船级社通过了包括中国CCS、英国劳氏、德国劳氏、美国ABS、法国BV、挪威DNV等多国船级社的认证，并签订了多艘化学品船用S31803双相不锈钢供货合同近万吨，同时具备了“波形板”的配套供应。DNV船级社证书二、高强度、低成本不锈钢-双相不锈钢10爆炸复合板生产，向三峡工程及向家坝水利工程提供10000余吨复合钢板，用于排沙孔钢衬的制作；向国内百万吨真空制盐工程提供了上千吨复合钢板，用于蒸发罐体的制造。双相不锈钢复合钢板被评为“国家重点新产品”实物结合区形貌二、高强度、低成本不锈钢-双相不锈钢11焦化工程煤调湿干燥机石化行业双相不锈钢（主流品种是2