一种经济型双相不锈钢及其制备方法与流程

1.本发明属于不锈钢材料应用技术领域，具体涉及一种经济型双相不锈钢及其制备方法，具有相变增塑效应较好的延伸率。


背景技术：

2.双相不锈钢（duplex stainless steel，简称dss），指铁素体与奥氏体各约占50%，一般较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢。在含c较低的情况下，cr含量在18%-28%，ni含量在3%-10%。有些钢还含有mo、cu、nb、ti、n等合金元素。
3.该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高，双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。
4.在经济型双相不锈钢的铸造原料溶液熔融时，熔融的铸造原料溶中不可避免的存在微小颗粒杂质，而含有微小颗粒杂质铸造原料溶液引入成型设备模具进行铸坯铸造后，铸造的不锈钢坯件不符合高标准的产品加工使用要求，同时不锈钢坯件的报废率高、增加了不锈钢的生产经济成本。
5.基于上述问题，本发明提供用于高品质复杂异型不锈钢制品快速成型制备的破碎方法。


技术实现要素：

6.发明目的：本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种经济型双相不锈钢及其制备方法，解决背景技术中经济型双相不锈钢铸造制备时所存在的问题。
7.技术方案：本发明的第一方面提供一种经济型双相不锈钢，包括按重量百分数计的如下组分：c为0.02-0.06％，si为0.5-1.2％，mn为3.0-5.5％，ni为2.3-4.2％，cr为19.5-21.5％，cu为0.2-2.0％，n为0.15-0.25％，w为0.1-0.2％，p为0.025-0.035％，s为0.008-0.015％，mo为0.5-1.2％，b为0.005-0.02%，稀土ce为0.01-0.15%，其余为fe和不可避免的杂质。
8.本技术方案的，包括按重量百分数计的如下组分：c为0.035-0.055％，si为0.6-1.0％，mn为3.2-5.0％，ni为2.5-4.0％，cr为20-21％，cu为0.5-1.5％，n为0.20-0.20％，w为0.12-0.18％，p为0.030-0.032％，s为0.001-0.012％，mo为0.65-1.15％，b为0.01-0.015%，稀土ce为0.05-0.10%，其余为fe和不可避免的杂质。
9.本发明的第二方面提供一种经济型双相不锈钢的制备方法，包括以下步骤，步骤1、冶炼，将上述配比的原料进行熔融，通过电炉、氩氧脱碳炉、钢包精炼炉依次进行冶炼，得到原料液。步骤2、将步骤1中熔炼的原料液导入敞开式原料液储料箱。步骤3、对敞开式原料液储料箱内的原料液进行超声破碎。步骤4、超声破碎后的原料液引入成型设备模具进行铸坯。
10.本技术方案的，所述步骤2中，还包括敞开式原料液储料箱内的导液通槽，及设置在敞开式原料液储料箱底面且与导液通槽相配合使用的过渡中空导液部，及设置在过渡中空导液部一端的破碎箱，及设置在破碎箱下部外壁的竖支撑部，及设置在破碎箱上部端面的若干个超声波换能器安装座，及分别设置在超声波换能器安装座内的超声波换能器，及分别设置在超声波换能器上，且位于破碎箱上部腔体内的波导管，及设置在破碎箱下部腔体内的超声波反射板，及设置在超声波反射板对称中心线上的出液导管。
11.本技术方案的，还包括设置在破碎箱内的保温填料层。
12.本技术方案的，还包括设置在破碎箱底部内壁的敞开式限位部，及分别设置在超声波反射板上，且位于出液导管两侧的限位凸起部。
13.本技术方案的，所述超声波反射板设置为弧形结构，且开口朝向波导管。
14.本技术方案的，所述波导管的长度尺寸不相同。
15.与现有技术相比，本发明的一种经济型双相不锈钢及其制备方法的有益效果在于：1、合理配比制备的经济型双相不锈钢以及对铸造成型前的双相不锈钢原料液进行了微小颗粒的高效率破碎，使得所制备铸造成型的不锈钢铸坯在变形过程中产生一定量的马氏体相变，从而有效地改善其塑性，使得其在拉伸变形过程中保持良好稳定的延伸；2、增加的超声破碎，整体采用合理设计，制作成本低，同时控制使用方便；3、增加的保温填料层，可对待超声破碎的原料液进行相应的保温，使其超声破碎过程中原料液温度不出现大的梯度变化，提高超声破碎效率；4、波导管的长度尺寸不同，可对不同液面高度的原料液进行快速的破碎，实现原料液中微小颗粒的彻底的破碎，提高所制备铸造成型的不锈钢铸坯的相变增塑效应延伸率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本发明的一种经济型双相不锈钢及其制备方法的原料液超声破碎的结构示意图；其中，图中序号如下：10-敞开式原料液储料箱、11-导液通槽、12-过渡中空导液部、13-破碎箱、14-第一导槽、15-第二导槽、16-竖支撑部、17-保温填料层、18-敞开式限位部、19-限位凸起部、20-超声波反射板、21-超声波换能器安装座、22-超声波换能器、23-波导管、24-出液导管、25-原料液。
实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“前
面”、“后面”、“中间部位”、“内部”、“顶端”、“底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
20.一种经济型双相不锈钢，包括按重量百分数计的如下组分：c为0.02-0.06％，si为0.5-1.2％，mn为3.0-5.5％，ni为2.3-4.2％，cr为19.5-21.5％，cu为0.2-2.0％，n为0.15-0.25％，w为0.1-0.2％，p为0.025-0.035％，s为0.008-0.015％，mo为0.5-1.2％，b为0.005-0.02%，稀土ce为0.01-0.15%，其余为fe和不可避免的杂质。
实施例二
21.一种经济型双相不锈钢，包括按重量百分数计的如下组分：c为0.035-0.055％，si为0.6-1.0％，mn为3.2-5.0％，ni为2.5-4.0％，cr为20-21％，cu为0.5-1.5％，n为0.20-0.20％，w为0.12-0.18％，p为0.030-0.032％，s为0.001-0.012％，mo为0.65-1.15％，b为0.01-0.015%，稀土ce为0.05-0.10%，其余为fe和不可避免的杂质。
实施例三
22.如图1所示，在实施例一或实施例二的基础上，经济型双相不锈钢的制备方法，包括以下步骤，步骤1、冶炼，将上述配比的原料进行熔融，通过电炉、氩氧脱碳炉、钢包精炼炉依次进行冶炼，得到原料液25。步骤2、将步骤1中熔炼的原料液25导入敞开式原料液储料箱10。步骤3、对敞开式原料液储料箱10内的原料液25进行超声破碎。步骤4、超声破碎后的原料液25引入成型设备模具进行铸坯。
23.此外，优选的所述步骤2中，还包括敞开式原料液储料箱10内的导液通槽11，及设置在敞开式原料液储料箱10底面且与导液通槽11相配合使用的过渡中空导液部12，及设置在过渡中空导液部12一端的破碎箱13，及设置在破碎箱13下部外壁的竖支撑部16，及设置在破碎箱13上部端面的若干个超声波换能器安装座21，及分别设置在超声波换能器安装座21内的超声波换能器22，及分别设置在超声波换能器22上，且位于破碎箱13上部腔体内的波导管23，及设置在破碎箱13下部腔体内的超声波反射板20，及设置在超声波反射板20对称中心线上的出液导管24。
24.其中，破碎箱13的垂直向对称中心线上分别设置有第一导槽14、第二导槽15，过渡中空导液部12、出液导管24分别贯穿第一导槽14、第二导槽15。
实施例四
25.在实施例三的基础上，还包括设置在破碎箱13内的保温填料层17；其中，破碎箱13
设置为双层中空结构。
实施例五
26.在实施例三或实施例四的基础上，还包括设置在破碎箱13底部内壁的敞开式限位部18，及分别设置在超声波反射板20上，且位于出液导管24两侧的限位凸起部19；其中，敞开式限位部18为圆形结构，限位凸起部19为圆形结构，组装时限位凸起部19卡入敞开式限位部18内，限位凸起部19用于对超声波反射板20进行支撑。
27.另外，优选的超声波反射板20设置为弧形结构，且开口朝向波导管23；其中，超声波反射板20两端边缘与破碎箱13焊接密封。
28.另外，优选的波导管23的长度尺寸不相同；其中，波导管23的长度尺寸由两端向中间组件递减或波导管23的长度尺寸呈波浪式（波导管23的长度尺寸为中间长、两侧短或中间短、两侧长）。
29.本发明的经济型双相不锈钢的制备方法的工作原理或结构原理：首先，加热熔融的原料液25转至敞开式原料液储料箱10内；然后，敞开式原料液储料箱10内的原料液25由导液通槽11、过渡中空导液部12进入破碎箱13，这时启动的超声波换能器22通过波导管23对位于波导管23、超声波反射板20之间的原料液25进行超声破碎；最后，超声破碎完成后的原料液25由出液导管24进入成型设备模具进行铸坯。
30.需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
31.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：
1.一种经济型双相不锈钢，其特征在于：包括按重量百分数计的如下组分：c为0.02-0.06％，si为0.5-1.2％，mn为3.0-5.5％，ni为2.3-4.2％，cr为19.5-21.5％，cu为0.2-2.0％，n为0.15-0.25％，w为0.1-0.2％，p为0.025-0.035％，s为0.008-0.015％，mo为0.5-1.2％，b为0.005-0.02%，稀土ce为0.01-0.15%，其余为fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种经济型双相不锈钢，其特征在于：包括按重量百分数计的如下组分：c为0.035-0.055％，si为0.6-1.0％，mn为3.2-5.0％，ni为2.5-4.0％，cr为20-21％，cu为0.5-1.5％，n为0.20-0.20％，w为0.12-0.18％，p为0.030-0.032％，s为0.001-0.012％，mo为0.65-1.15％，b为0.01-0.015%，稀土ce为0.05-0.10%，其余为fe和不可避免的杂质。3.根据权利要求1或2所述的一种经济型双相不锈钢的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤1、冶炼，将上述配比的原料进行熔融，通过电炉、氩氧脱碳炉、钢包精炼炉依次进行冶炼，得到原料液（25）；步骤2、将步骤1中熔炼的原料液（25）导入敞开式原料液储料箱（10）；步骤3、对敞开式原料液储料箱（10）内的原料液（25）进行超声破碎；步骤4、超声破碎后的原料液（25）引入成型设备模具进行铸坯。4.根据权利要求1所述的一种经济型双相不锈钢的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，还包括敞开式原料液储料箱（10）内的导液通槽（11），及设置在敞开式原料液储料箱（10）底面且与导液通槽（11）相配合使用的过渡中空导液部（12），及设置在过渡中空导液部（12）一端的破碎箱（13），及设置在破碎箱（13）下部外壁的竖支撑部（16），及设置在破碎箱（13）上部端面的若干个超声波换能器安装座（21），及分别设置在超声波换能器安装座（21）内的超声波换能器（22），及分别设置在超声波换能器（22）上，且位于破碎箱（13）上部腔体内的波导管（23），及设置在破碎箱（13）下部腔体内的超声波反射板（20），及设置在超声波反射板（20）对称中心线上的出液导管（24）。5.根据权利要求4所述的一种经济型双相不锈钢的制备方法，其特征在于：还包括设置在破碎箱（13）内的保温填料层（17）。6.根据权利要求5所述的一种经济型双相不锈钢的制备方法，其特征在于：还包括设置在破碎箱（13）底部内壁的敞开式限位部（18），及分别设置在超声波反射板（20）上，且位于出液导管（24）两侧的限位凸起部（19）。7.根据权利要求4所述的一种经济型双相不锈钢的制备方法，其特征在于：所述超声波反射板（20）设置为弧形结构，且开口朝向波导管（23）。8.根据权利要求3-7任一项所述的一种经济型双相不锈钢的制备方法，其特征在于：所述波导管（23）的长度尺寸不相同。

技术总结
本发明属不锈钢材料应用技术领域，具体公开了一种经济型双相不锈钢，包括按重量百分数计的如下组分：C为0.02-0.06％，Si为0.5-1.2％，Mn为3.0-5.5％，Ni为2.3-4.2％，Cr为19.5-21.5％，Cu为0.2-2.0％，N为0.15-0.25％，W为0.1-0.2％，P为0.025-0.035％，S为0.008-0.015％，Mo为0.5-1.2％，B为0.005-0.02%，稀土Ce为0.01-0.15%，其余为Fe和不可避免的杂质。制备方法，包括以下步骤，步骤1、冶炼得到原料液。步骤2、将原料液导入敞开式原料液储料箱。步骤3、对原料液进行超声破碎。步骤4、不锈钢铸坯。本发明的有益效果在于：对铸造成型前的双相不锈钢原料液进行了微小颗粒的高效率破碎，使得所制备铸造成型的不锈钢铸坯在变形过程中产生一定量的马氏体相变，从而有效地改善其塑性，使得其在拉伸变形过程中保持良好稳定的延伸。延伸。延伸。


技术研发人员：张建俊 高小芹 翟兴强
受保护的技术使用者：兴化市新强龙不锈钢制品有限公司
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/7/12