含稀土金属的不锈钢合金的制作方法及注意事项

　　一种含稀土金属的不锈钢合金的制作方法

　　【专利说明】一种含稀土金属的不锈钢合金

　　[0001]

　　技术领域

　　[0002]本发明涉及一种不锈钢合金材料，具体涉及一种含稀土金属的不锈钢合金。

　　【背景技术】

　　[0003]不锈钢通常用于钟表和珠宝的领域中，特别是用于以下结构:表壳、手表中间部件、底板、手链或表带和其它结构。

　　[0004]特别是由于某些金属、特别是镍的过敏效果，计划与使用者皮肤接触的用于外部使用的构件必须服从某些规定。尽管镍在抛光后具有保护特性和光泽，但越来越多地尽量将包含少量镍或不包含镍的合金投放市场。但是，镍是最普通的不锈钢的基础成分，因为它改善了机械特性以及韧性、可锻性和弹性。但是，镍在摩擦表面方面具有不利的效果。

　　【发明内容】

　　[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种含稀土金属的不锈钢合金，其机械性能优良。

　　[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:一种含稀土金属的不锈钢合金，该不锈钢合金的组份及质量百分比为:Ni 0.01-0.05%、Crl8-22%、C 0.01-0.04%、Au 0.2-1.2%、Μη 1.4-1.6%、Nb 0.5-0.8%、ff 0.1-0.5%、V 0.1-0.5%、P 0.01-0.04%，S0.01-0.04%，Ru 0.01-0.2%、Re 0.01-0.2%、Os 0.01-0.2%、Fe 余量。

　　[0007]进一步地，该不锈钢合金的组份及质量百分比为:Ni 0.02-0.04%、Cr 19-21%,C 0.02-0.04%、Au 0.4-0.6%、Μη 1.4-1.6%、Nb 0.5-0.7%、ff 0.2-0.4%、V 0.1-0.3%、P0.01-0.03%，S 0.01-0.03%，Ru 0.03-0.12%、Re 0.03-0.12%、Os 0.03-0.12%、Fe 余量。

　　[0008]进一步地，该不锈钢合金的组份及质量百分比为:Ni 0.03%, Cr 20%、C 0.03%、Au 0.5%、Μη 1.5%、Nb 0.6%、ff 0.3%、V 0.1%、P 0.02%，S 0.02%，Ru 0.05%、Re 0.05%、Os0.05%、Fe 余量。

　　[0009]进一步地，所述的不锈钢合金陪料后经过包装入电炉进行熔化、造渣、预脱氧、合金化、调整成分、调整钢液温度、终脱氧、出钢浇铸而成；并且终脱氧后，出钢浇铸之间加入稀土金属，当稀土金属加入后立即浇铸，浇铸温度控制在1620-1680°C。

　　[0010]本发明的有益效果:本发明的不锈钢具有高的耐腐蚀性及良好的机械性能及工艺性能，生产成本低，相比现在通用的304、316不锈钢而言性价比更高。

　　【具体实施方式】

　　[0011]实施例1

　　含稀土金属的不锈钢合金的组份及质量百分比为:Ni 0.01%、Crl8 %、C 0.01 %、Au0.2 %、Mn 1.4 %、Nb 0.5 %、W 0.1 %、V 0.1-0.5%、P 0.01 %，S 0.01 %，Ru 0.01 %、Re 0.01%、Os 0.01%、Fe 余量。

　　[0012]不锈钢合金陪料后经过包装入电炉进行熔化、造渣、预脱氧、合金化、调整成分、调整钢液温度、终脱氧、出钢浇铸而成；并且终脱氧后，出钢浇铸之间加入稀土金属，当稀土金属加入后立即浇铸，浇铸温度控制在1620°C。

　　[0013]实施例2

　　含稀土金属的不锈钢合金组份及质量百分比为:Ni 0.05%,Cr 22%,C 0.04%,Au 1.2%、Μη 1.6%、Nb 0.8%、ff 0.5%、V 0.5%、P 0.04%，S 0.04%，Ru 0.2%、Re 0.2%、Os 0.2%、Fe 余量。

　　[0014]不锈钢合金陪料后经过包装入电炉进行熔化、造渣、预脱氧、合金化、调整成分、调整钢液温度、终脱氧、出钢浇铸而成；并且终脱氧后，出钢浇铸之间加入稀土金属，当稀土金属加入后立即浇铸，浇铸温度控制在1680°C。

　　[0015]实施例3

　　含稀土金属的不锈钢合金的组份及质量百分比为:Ni 0.02%, Cr 19%、C 0.02%、Au0.4%、Μη 1.4%、Nb 0.5%、ff 0.2%、V 0.1%、P 0.01%、S 0.01%、Ru 0.03%、Re 0.03%、Os0.03%、Fe 余量。

　　[0016]不锈钢合金陪料后经过包装入电炉进行熔化、造渣、预脱氧、合金化、调整成分、调整钢液温度、终脱氧、出钢浇铸而成；并且终脱氧后，出钢浇铸之间加入稀土金属，当稀土金属加入后立即浇铸，浇铸温度控制在1650°C。

　　[0017]实施例4

　　含稀土金属的不锈钢合金，该不锈钢合金的组份及质量百分比为:Ni 0.04%, Cr 1%、C 0.04%、Au 0.6%、Μη 1.6%、Nb 0.7%、ff 0.4%、V 0.3%、P 0.03%，S 0.03%，Ru 0.12%、Re0.12%、Os 0.12%、Fe 余量。

　　[0018]实施例5

　　含稀土金属的不锈钢合金的组份及质量百分比为:Ni 0.03%, Cr 20%、C 0.03%、Au0.5%、Μη 1.5%、Nb 0.6%、ff 0.3%、V 0.1%、P 0.02%，S 0.02%，Ru 0.05%、Re 0.05%、Os

　　0.05%、Fe 余量。

　　[0019]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

　　【主权项】

　　1.一种含稀土金属的不锈钢合金，其特征在于:该不锈钢合金的组份及质量百分比为:Ni 0.01-0.05%、Crl8-22%、C 0.01-0.04%、Au 0.2-1.2%、Μη 1.4-1.6%、Nb 0.5-0.8%、ff 0.1-0.5%、V 0.1-0.5%、P 0.01-0.04%，S 0.01-0.04%，Ru 0.01-0.2%、Re 0.01-0.2%、Os0.01-0.2%、Fe 余量。2.根据权利要求1所述的一种含稀土金属的不锈钢合金，其特征在于:该不锈钢合金的组份及质量百分比为:Ni 0.02-0.04%、Cr 19-21%、C 0.02-0.04%、Au 0.4-0.6%、Μη 1.4-1.6%、Nb 0.5-0.7%、ff 0.2-0.4%、V 0.1-0.3%、P 0.01-0.03%，S 0.01-0.03%，Ru0.03-0.12%、Re 0.03-0.12%、Os 0.03-0.12%、Fe 余量。3.根据权利要求2所述的一种含稀土金属的不锈钢合金，其特征在于:该不锈钢合金的组份及质量百分比为:Ni 0.03%、Cr 20%、C 0.03%、Au 0.5%、Μη 1.5%、Nb 0.6%、W 0.3%、V 0.1%、P 0.02%，S 0.02%，Ru 0.05%、Re 0.05%、Os 0.05%、Fe 余量。4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种含稀土金属的不锈钢合金，其特征在于:所述的不锈钢合金陪料后经过包装入电炉进行熔化、造渣、预脱氧、合金化、调整成分、调整钢液温度、终脱氧、出钢浇铸而成；并且终脱氧后，出钢浇铸之间加入稀土金属，当稀土金属加入后立即浇铸，浇铸温度控制在1620-1680°C。

　　【专利摘要】本发明公开了一种含稀土金属的不锈钢合金，其特征在于：该不锈钢合金的组份及质量百分比为:Ni？0.01-0.05%、Cr18-22%、C？0.01-0.04%、Au？0.2-1.2%、Mn？1.4-1.6%、Nb？0.5-0.8%、W？0.1-0.5%、V？0.1-0.5%、P？0.01-0.04%，S？0.01-0.04%，Ru？0.01-0.2%、Re？0.01-0.2%、Os？0.01-0.2%、Fe？余量。本发明的不锈钢具有高的耐腐蚀性及良好的机械性能及工艺性能，生产成本低。

　　【IPC分类】C22C38/46, C22C33/04, C22C38/58

　　【公开号】CN105256253

　　【申请号】CN201510720416

　　【发明人】姬胜国

　　【申请人】无棣向上机械设计服务有限公司

　　【公开日】2016年1月20日

　　【申请日】2015年10月30日

　　气提法制备尿素的气提管材料的制备方法

　　【技术领域】

　　[0001] 本发明属于金属材料领域，设及一种用于c〇2气提法制备尿素的气提管材料的制 备方法。

　　【背景技术】

　　[0002] 尿素生产装置中的气提塔是尿素生产工艺过程中主要的设备之一。作为尿素生产 方法之一的二氧化碳气提法，其气提塔换热管长一般为6m，其尿素装置生产能力的大小一 般由气提管数量多少而定。气提管中溫度较高的尿素甲锭液中含有氨基甲酸根（C00NH2-)、 氯酸锭等离子，其对不诱钢表面的纯化膜有破坏作用，严重影响气提管的寿命，因此为了提 高气提管的寿命，除了从工艺上进行控制外，如在0)2中加入氧气W提高钢管表面的纯化效 果，控制溫度，控制氨碳比、水碳比等，选择耐腐蚀性能更为优异的气提管材料也是一个非 常重要的措施。

　　[0003] 针对尿素生产工艺流程的要求，对于我国全循环法、荷兰C〇2气提法W及日本ACES 法，确定气提管的成分为奥氏体不诱钢，较早的牌号为00化17Nil4Mo2 (31化)，其腐蚀速率 0. 3-0. 5mm/年，目前广泛采用耐腐蚀性能和强度更为优异的X2化25Ni22Mo2N，其腐蚀速率 小于0. 15mm/年。最近几年又出现了工业纯铁W及错材复合管，能够进一步提高气提管的 寿命，但是由于铁与错成本太高，导致其很难大规模的推广应用。因此开发一种即具有优异 耐腐蚀性能、同时具备良好力学性能的低成本气提管材料尤为重要。

　　【发明内容】

　　[0004] 本发明是在现有00化17Nil4Mo2和X2化25Ni22Mo2N合金成分的基础上，充分利用 奥氏体的优异耐蚀性能和铁素体的高强度，并通过控制合金元素的类型、含量W及热处理 工艺来控制二者的比例，同时提高奥氏体相、铁素体相自身的耐腐蚀性能，另外，通过减少 化和Mo在铁素体中的扩散W及减少N在奥氏体中的扩散，减少奥氏体与铁素体界面处的晶 间腐蚀，从而提高该材料的整体耐腐蚀性能。 阳0化]一种用于C〇2气提法制备尿素的气提管材料的制备方法，具体内容为：

　　[0006] 1)合金成分（wt%):C:0. 015-0. 03;Si:0. 4-0.8;Mn:2-3;P《0. 03;S《0. 001 ; Cr:30-33;Ni:7-8;Mo :2-4;W:1. 2-1.7;V:0. 10-0. 3;Nb:0. 06-0. 10 ;A1 :0. 03-0. 05;N: 0. 4-0.8;Cu:0. 5-1. 5,其余为化，其中Nb:A1=2 :1。

　　[0007] 2)采用真空感应烙炼母合金和电渣重烙相结合的工艺进行原材料的制备，感应 烙炼过程中氮元素采用氮化铭铁的方式加入，氮化铭铁应最后添加，添加前应保证炉内真 空低于10ipa，添加氮化铭铁的同时充入氮气进行保护，氮气压力控制在0. 5MPa，最后出钢 诱注成电渣锭；诱注溫度应控制在1550-1600°C;电渣渣系成分Al2〇3为25-30% ;CaO为 35-40% ;氮化铭铁（FeNCrlO-B)为 2. 5-5% ;氮化儘铁 2. 5-5% ;CaF2为 20-35%。

　　[0008] 3)将电渣锭进行锻造制巧，然后进行热社成管巧棒材，再进行热社穿孔最后冷社， 冷社后将管巧于1100°c-115(TC进行固溶退火，最后进行校直得到最终尺寸规格的成品气 提管。

　　[0009] 采用上述材料成分和制造工艺，可W制造各种尺寸规格的气提管，并且具有优异 的综合性能，包括力学和耐腐蚀性能，因此可W在采用其他材质的厚度规格基础上进一步 缩减厚度，达到节约原材料的目的。具体的性能如下表所示：

　　[0010]

　　【具体实施方式】： 柳川 （1)制备长度750mmx外径28mmX壁厚2. 5mm气提管

　　[0012] 首先按照合金成分配比称取原材料，其中氮元素通过氮化铭铁合金添加，合金成 分取中线值，即C:0. 02% ;Si:0. 6% ;Mn:2. 5%;Cr:32%;Ni:7. 5%;Mo:3% ;W:1. 45% ; V:0. 2% ;Nb:0. 08% ;A1 :0. 04% ;N:0. 6% ;Cu:l%，其余为化。将原材料采用真空感应炉 进行合金冶炼，烙炼加料过程中，应先将除氮化铭铁和侣W外的原材料一起加入炉内进行 烙炼，氮化铭铁最后添加，添加前应保证炉内真空低于10ipa，添加氮化铭铁的同时充入氮 气进行保护，氮气压力应控制为0. 5MPa，诱注溫度应控制在1550-1600°C。将烙炼合金锭 进行电渣重烙，电渣渣系成分仍然取中线值，即Al2〇3为27. 5% ;CaO为37. 5% ;氮化铭铁 (化NCrlO-B)为3. 5% ;氮化儘铁为4% ;CaF2为27. 5%。然后将电渣锭进行锻造，锻造溫 度为115(TC-118(TC，锻造规格按照下一步热社工序的热社机规格确定。锻造完成后，将锻 造巧体热社成管巧棒材，热社溫度115(TC-118(TC，再进行热社穿孔最后冷社，冷社后将管 巧于iiocrc-115(TC进行固溶退火，最后进行校直得到最终尺寸规格的成品气提管。

　　[0013] 表1为采用上述合金成分和工艺所制备气提管的性能。

　　[0014]

　　阳〇1引 似制备长度600mmX外径50mmX壁厚10mm气提管

　　[0016] 首先按照合金成分配比称取原材料，其中氮元素通过氮化铭铁合金添加，合金成 分取下限值：C:0. 015%;Si:0. 4%;Mn:2%;Cr:30%;Ni:7%;Mo 2%;V:0. 1%;佩： 0. 06% ;A1 :0. 03%;N:0. 4%;Cu:0. 5%，其余为化。将原材料采用真空感应炉进行合金冶 炼，烙炼加料过程中，应先将除氮化铭铁W外的原材料一起加入炉内进行烙炼，氮化铭铁最 后添加，添加前应保证炉内真空低于10ipa，添加氮化铭铁的同时充入氮气进行保护，氮气 压力控制在0. 5MPa，诱注溫度应控制在1550-1600°C。将烙炼合金锭进行电渣重烙，电渣渣 系成分Al2〇3为30 % ;CaO为40 %;氮化铭铁（FeNCr10-B)为2. 5 %;氮化儘铁2. 5 %;CaF2为 25%。然后将电渣锭进行锻造，锻造溫度为115(TC-118(TC，锻造规格按照下一步热社工序 的热社机规格确定。锻造完成后，将锻造巧体热社成管巧棒材，热社溫度115(TC-118(TC， 再进行热社穿孔最后冷社，冷社后将管巧于iiocrc-115(TC进行固溶退火，最后进行校直 得到最终尺寸规格的成品气提管。

　　[0017] 表2为采用上述合金成分和工艺所制备气提管的性能。

　　[0018]

　　[0019] 做制备长度SOOmmX外径lOOmmX壁厚15mm气提管

　　[0020] 首先按照合金成分配比称取原材料，其中氮元素通过氮化铭铁合金添加，合金成 分取上限值：C:0. 03% ;Si:0. 8% ;Mn:3%;Cr:33%;Ni:8%;Mo:4% ;W:1. 7% ;V:0. 3% ; Nb:0. 1% ;A1 :0. 05%;N:0. 8%;Cu:1. 5%，其余为化。将原材料采用真空感应炉进行合金 冶炼，烙炼加料过程中，应先将除氮化铭铁W外的原材料一起加入炉内进行烙炼，氮化铭铁 最后添加，添加前应保证炉内真空低于10ipa，添加氮化铭铁的同时充入氮气进行保护，氮 气压力控制在0. 5MPa，诱注溫度应控制在1550-1600°C。将烙炼合金锭进行电渣重烙，电渣 渣系成分Al2〇3为25% ;CaO为35% ;氮化铭铁（FeNCrlO-B)为5% ;氮化儘铁5% ;CaF2为 30%。然后将电渣锭进行锻造，锻造溫度为115(TC-118(TC，锻造规格按照下一步热社工序 的热社机规格确定。锻造完成后，将锻造巧体热社成管巧棒材，热社溫度115(TC-118(TC， 再进行热社穿孔最后冷社，冷社后将管巧于iiocrc-115(TC进行固溶退火，最后进行校直 得到最终尺寸规格的成品气提管。

　　[0021] 表3为采用上述合金成分和工艺所制备气提管的性能。

　　[0022]

　　【主权项】

　　1. 一种用于CO2气提法制备尿素的气提管材料的制备方法，其特征在于在已有奥氏体 不锈钢的基础上，设计了一种新的合金成分，并对相应的冶炼、电渣、锻造、制管、热处理关 键工序进行了设计和要求，内容包括： 1) 合金成分（Wt% ):C:0· 015-0. 03;Si:0· 4-0. 8 ;Mn:2-3;P彡 0· 03;S彡 0· 001 ; Cr:30-33;Ni:7-8;Mo:2-4 ;W: 1· 2-1. 7 ;V:0. 10-0. 3;Nb:0· 06-0. 10 ;A1 :0· 03-0. 05;N: 0· 4-0. 8;Cu:0· 5-1. 5,其余为Fe，其中Nb:A1=2 :1 ; 2) 采用真空感应熔炼母合金和电渣重熔相结合的工艺进行原材料的制备，感应熔炼过 程中氮元素采用氮化铬铁的方式加入，氮化铬铁要最后添加，添加前应保证炉内真空低于 10ipa，添加氮化铬铁的同时充入氮气进行保护，氮气压力控制在0. 5MPa，最后出钢浇注成 电渣锭； 3) 将电渣锭进行锻造制坯，然后进行热乳成管坯棒材，再进行热乳穿孔最后冷乳，冷 乳后将管坯于ll〇〇°C-1150°C进行固溶退火，最后进行校直得到最终尺寸规格的成品气提 管。2. -种用于C0 2气提法制备尿素的气提管材料的制备方法，其特征在于步骤2)所述浇 注温度控制在1550-1600°C;熔炼过程中电渣渣系成分A1203为25-30%;CaO为35-40% ; 氮化铬铁FeNCrlO-Β为 2. 5-5% ;氮化锰铁 2. 5-5% ;CaF2S20-35%。

　　【专利摘要】本发明提供一种CO2气提法制备尿素的气提管材料的制备方法，属于金属材料领域。目前气提管的材料为奥氏体不锈钢，包括00Cr17Ni14Mo2(316L)和耐腐蚀性能和强度较为优异的X2Cr25Ni22Mo2N。本发明是在现有合金成分的基础上，充分利用奥氏体的优异耐蚀性能和铁素体的高强度，设计了一种新的合金成分，通过减少Cr和Mo在铁素体中的扩散以及减少N在奥氏体中的扩散，从而减少奥氏体与铁素体界面处的晶间腐蚀，最终在提高材料强度的同时保证合金具有更优异的耐腐蚀性能。除了气提管的合金成分外，本发明也同时确定了相应的电渣、穿孔以及热处理工艺等关键制造工序。

　　【IPC分类】C21D8/10, C22C38/58, C22C33/06, C22B9/18

　　【公开号】CN105256254

　　【申请号】CN201510725452

　　【发明人】祁进坤, 方玉诚, 赵钢, 寇晓磊, 任淑彬

　　【申请人】河北五维航电科技有限公司

　　【公开日】2016年1月20日

　　【申请日】2015年10月30日

　　一种高钼含量无磁不锈钢及其制造方法

　　【技术领域】

　　[0001] 本发明属于特殊钢制造技术领域，特别是设及一种具有高钢含量无磁不诱钢及其 制造方法。

　　【背景技术】

　　[0002] 钻井过程中由于地质环境的变化，井斜角度和方位不断变化，为了防止在钻探过 程中出现偏离目的层，要随时对井斜角度和方位进行测量，保证钻探沿预定方位准确到达 目的层，运就带动了无磁不诱钢在石油开采领域的应用，用无磁不诱钢制成厚壁无磁钻挺， 在钻井作业中，使磁性罗盘处于其中，从而避免受附近的铁磁性钻柱影响，保证罗盘准确地 指示当地原来的地磁场方向，避免钻采方向偏离预定的方向。

　　[0003] 随着石油开采的发展，油气开采向大斜度定向井、大位移水平井、从式井W及含 &5、0)2、化等油气田发展。无磁钻挺所接触的环境介质越来越苛刻，要求无磁钻挺用钢具 有良好的强度、初性、磁性、耐腐蚀性能、疲劳强度和使用寿命。

　　[0004] 专利"CN104264071A"公开了 一种高性能无磁钻挺用高氮奥氏体不诱钢及其制 造方法，该专利所描述的无磁钢的特征在于，各元素的重量百分比为：21. 5《化《22. 5， 0. 5《Mo《1. 5，C《0. 04，0. 65《N《0. 75， 0. 4《佩《0. 5， 1. 95《Ni《2. 05， 16. 0《Μη《17. 0，Si《0. 2，P《0. 02，S《0. 01，余量为化。该专利的优点是：①保 持了较高的N元素含量，可W有效提高材料的强度；②点蚀指数PRE> 33,具有良好的耐腐 蚀性能。该专利的缺点是：①较高的N含量无法通过常规工艺进行冶炼，冶炼工艺控制难度 大；②化、Μη、Mo等铁素体元素偏高，奥氏体形成元素Ni含量偏低，无法与铁素体形成元素 平衡，组织稳定性差；③N含量偏高，Ni含量偏低，在冶炼凝固过程中，容易形成氮气孔，使 钢的使用性能下降；④其制造工艺仅有热加工工艺，无法获得较好的组织结构，产品的抗疲 劳性能差，产品使用寿命短。

　　[0005] 专利"CN101311290A"公开了一种无磁钢及其制造方法，其制造方法为：采用电 炉-LFV精炼或者电炉-A0D精炼-LFV精炼冶炼钢锭，然后钢锭经80%变形量的预锻，然后 在低于800°C条件下，进行20%变形量的锻造。钢锭的化学成分重量百分比为：C《0. 12， Si《1.5, 14. 5《Mn《16. 5，S《0. 01，P《0. 03,15. 1《化《16，Ni《0. 9，Mo《0. 7， Nb《 0. 35, 0.250.5,余量为化。该专利的优点是：①N含量低，通过常规的生产工 艺容易实现，工艺操作性强；②生产流程短，成本低。该专利的缺点是：①碳含量高，点蚀指 数PRE《27,耐腐蚀性能差，不能在腐蚀介质环境中使用；②N含量偏低，屈服强度低，材料 硬度低，不能在恶劣环境中使用，产品使用寿命短。

　　[0006] 专利"CN101660109A"公开了一种无磁钢及其制造方法，其制造方法为：采用电 炉-A0D精炼-ESR精炼冶炼钢锭，然后钢锭经两次不同溫度的锻造成型。钢锭的化学成分重 量百分比为：C《0.03，Si《1，18《Μη《22，S《0.03，P《0.045, 13《化《18. 5， 0. 4《Ni《3，0. 4《Mo《0. 8，佩《0. 1，0. 25《N《0. 6,余量为化。该专利的优点 是：①采用电炉-AOD精炼-ESR精炼Ξ联工艺，钢锭的纯净度提高，有利于提高材料的耐腐 蚀性能，材料的利用率提高；②通过冷变形强化提高了材料的强度，可W弥补N含量不足对 材料强度的影响。该专利的缺点是：①Mo含量偏低，材料局部耐腐蚀性能差；②点蚀指数 PRE最小值为19,无法保证材料的耐腐蚀性能；③材料的强度低，硬度低，不能在恶劣环境 中使用；④没有对材料的抗疲劳性能进行评价，产品使用寿命短。

　　[0007] 专利"CN102925821A"公开了一种无磁钢及其制造方法，其制造方法为：钢 锭通过高溫、中溫两次锻造成型。钢锭的化学成分重量百分比为：C《0.05，Si《1， 15《Mn《19,S《0. 01，P《0. 03，17《Cr《19, 0. 4《Ni《0. 8，0. 4《M〇《0. 8， 0. 0005《B《0. 0025, 0. 4《N《0. 6,余量为化。该专利的优点是：①通过高溫、中溫变 形强化提高了材料的强度，可W弥补N含量不足对材料强度的影响。该专利的缺点是：①点 蚀指数PRE较低，无法保证材料具有良好的耐腐蚀性能；②材料的强度低，硬度低，不能在 恶劣环境中使用；③没有对材料的抗疲劳性能进行评价，产品使用寿命短。

　　【发明内容】

　　[0008] 为克服现有技术的不足，本发明的目的是提出一种具有高钢含量无磁不诱钢及其 制造方法。

　　[0009] 本发明为完成上述目的采用如下技术方案： 一种具有高钢含量无磁不诱钢，所述无磁不诱钢由钢锭锻造而成；所述钢锭的元素组 成及重量百分比为：C《0. 06%、Si《0. 5%、S《0. 01%、P《0. 02%、19%《Cr《20〇/〇、 19〇/〇《Μη《20〇/〇、1.5〇/〇《Mo《2. 5〇/〇、0. 03〇/〇《V《0. 08〇/〇、0. 03〇/〇《佩《0. 05〇/〇、 3〇/〇《Ni《5%、0. 6%《N《0. 65%、0《0. 004%，其余为不可避免的杂质和化。

　　[0010]所述钢锭的元素组成及重量百分比为：C《0. 035%、Si《0. 35%、S《0. 006%、 P《0. 018〇/〇、19〇/〇《Cr《20〇/〇、19〇/〇《Μη《20〇/〇、1. 7〇/〇《Mo《2. 5〇/〇、0. 03〇/〇《V《0. 08〇/〇、 0. 03%《佩《0. 05%、3%《Ni《5%、0. 6%《N《0. 65%、0《0. 004%，其余为不可避免的杂 质和化。

　　[0011] 锻造上述高钢含量无磁不诱钢的制造方法，其具体步骤如下： 1) 均匀化处理：将钢锭放入电阻炉中加热至1200°c-1250°c进行均匀化退火，使钢锭 不同部位的化、Ni、Mo、N等元素分布均匀，均匀化处理后空冷至室溫；均匀化退火的时间选 取的原则为：直径为260mm的钢锭均匀化处理时间为20-24小时，钢锭直径每增加100mm， 均匀化处理时间增加12-15小时； 2) 钢锭热锻开巧成型：将均匀化处理后的钢锭放入加热炉中进行锻造加热，锻造溫度 范围为：950°C-1220°C;保溫4-5小时后快速出加热炉，并在2000吨W上油压机上进行热 锻开巧；热锻开巧经过墳粗和拔长，锻造至所需尺寸的巧料，其中，墳粗比Ri> 1. 8,拔长比 R2> 2. 2,总锻造比R> 4 ;然后巧料快速水冷至室溫，减少析出相数量；墳粗比R1为墳粗前 巧料的高度与墳粗后巧料的高度比值，拔长比R2为拔长前巧料的截面积与拔长后巧料的截 面积比值，总锻造R=Ri+R2-1 ; 3)巧料固溶处理：将步骤2)中热锻开巧成型的巧料在iooo°c-iiocrc下保溫，进行 固溶处理，使巧料溫度均匀化，并使步骤2)中的析出相充分溶解；固溶处理时间根据巧料 的最大厚度进行选择，固溶处理的时间7-8min/10mm; 4)冷变形强化：对固溶处理后的巧料在400°C-500°C的溫度下进行冷变形强化，冷变 形强化的变形量为10%~18%，其中，变形量为巧料变形前后截面积的差值与巧料原始截面 积的比值； 5)将冷变形强化后的巧料冷却至室溫。

　　[0012] 均匀化处理溫度范围为1200°C-1250°C。

　　[001引锻造溫度范围为1150-1220°c。

　　[0014] 固溶处理溫度范围为：1000°C-1100°c。

　　[0015] 冷变形强化溫度范围为400-500°C。

　　[0016] 冷变形强化的变形量为10%~18%。

　　[0017] 所述的钢锭通过中频感应炉初炼、氣氧脱碳（A0D)炉精炼、电渣重烙（ESR)精炼 Ξ联工艺冶炼而成。

　　[0018] 本发明提出的一种具有高钢含量无磁不诱钢及其制造方法，采用上述技术方

　　案， 具有如下有益效果： (1)通过优于成分设计，提高Μη、化元素的含量，将钢中的N含量重量百分比提高至 0. 6%W上；Mo和Ν可W形成表面阵列W抑制纯化膜的溶解，提高Mo元素的含量，使钢的点 蚀当量大于33,可W显著提高材料的耐点蚀性能，具有优异的耐腐蚀性能；通过添加V、Nb 微量元素，细化晶粒，提高了材料的强度、初性；将氧含量重量百分比降低至0. 004%W下， 使钢具有良好的热加工性能和初性；通过匹配化、Mo、化、Mn、N等元素的含量，保证钢液在 凝固过程中经过单相奥氏体区，避免在凝固和锻造过程中形成铁素体相，提高了材料的无 磁性能。

　　[0019] (2)通过均匀化处理、热锻开巧、固溶处理、冷变形强化等工艺生产出高强度、高初 性、高疲劳强度、高耐腐蚀性的单相奥氏体无磁钻挺用钢，产品的屈服强度和抗拉强度大于 lOOOMPa，冲击初性大于200J，相对磁导率小于1. 003,耐腐蚀性能满足ASTMA262标准和 API美国石油学会要求，材料施加552MPa应力，循环弯曲疲劳强度达到5. 6X105次，各项性 能指标达到进口产品水平，该技术具有明显的经济效益； (3)采用常规的中频感应炉初炼、氣氧脱碳(A0D)炉精炼、电渣重烙（ESR)精炼Ξ联工 艺冶炼出高钢、高氮、低氧含量的单相奥氏体无磁不诱钢钢锭，降低了材料的生产成本。

　　【附图说明】

　　[0020] 图1为实施例中编号为A的无磁钢锻造试样的微观形貌。

　　[0021] 图2为实施例中编号为B的无磁钢锻造试样的微观形貌。

　　[0022] 图3为实施例中编号为C的无磁钢锻造试样的微观形貌。

　　[0023] 图4为实施例中编号为D的无磁钢锻造试样的微观形貌。

　　【具体实施方式】

　　[0024] 结合附图和具体实施例对本发明加W说明： 实施例1 第一、采用中频感应炉初炼、氣氧脱碳（A0D)炉精炼直径为310mm、长度为3100mm的 电极，将电极表面的氧化皮清理干净，然后，进行电渣重烙（ESR)冶炼直径为450mm、长度为 1300mm、重量为1700kg的钢锭，电渣重烙工艺为： 1)选用的渣料组元和重量百分比为： CaFz62%，AI2O315%，CaO15%，Si〇23%，MgO5%，渣料为 70kg，渣料烘烤溫度为 800°C，烘 烤时间为8小时； 。将烘烤好的渣系按照化F2、MgO、Si〇2、化0、A!203的顺序加入到结晶器中，引弧造渣， 化渣时间40分钟； 3) 将自耗电极移至液态渣池内，开始电渣重烙，并根据电极烙化速度为350kg/h; 4) 脱模时间为50分钟，脱模后空冷至室溫； 5) 清除钢锭表面肉眼可见的裂纹、夹渣等缺陷。

　　[0025] 第二，将钢锭装入箱式电阻炉中，升溫至1200。保溫54小时，进行均匀化退火， 使钢锭不同部位的化、Ni、Mo、N等元素分布均匀，均匀化处理后空冷至室溫； 第Ξ，将均匀化处理过的钢锭装入天热气加热炉中，升溫至1150°C，保溫4. 5小时后快 速出炉，采用2500吨油压机将钢锭墳粗至700mm高； 第四，将墳粗后的钢锭采用2500吨油压机将墳粗后的钢锭拔长成外圆为280mm的圆 棒，终锻溫度大于950°C; 第五，将上步锻造圆棒装入天热气加热炉中，升溫至115(TC，快速出炉，采用1800吨径 锻机快将圆棒外圆速锻造至Φ155mm，终锻溫度大于950°C; 第六，将锻造完毕的圆棒装入箱式电阻炉中，升溫至l〇〇〇°C，保溫3小时后，溶解棒料 微观组织中的析出相，快速出炉水泽至室溫，阻止析出相二次形成； 第屯，将固溶处理后的棒料装入箱式电阻炉中，升溫至400°C，保溫2. 5小时，出炉后采 用1800吨径锻机将棒料外圆锻造至Φ142mm，变形强化量为15% ;棒料灰料冷至室溫； 第八，车棒料外圆见光，按照JB/T4730-2005标准进行超声波探伤和渗透探伤，棒料 屯、部、表面无裂纹，符合I级标准要求； 第九，在棒材两端面取样进行力学、腐蚀、磁导率等性能检测，性能合格后加工成所需 规格的无磁钻挺。

　　[0026] 本发明实施例无磁钢锭的化学成分如表1所示，其中，A为本发明制造材料，1~5 为对比材料（1~4为国内材料，5为进口材料)。

　　[0027]注：1为专利CN104264071A中材料，2为专利CN101311290A中材料，3为专利CN 101660109A中材料，4为专利CN102925821A中材料，5为美国Jorgensen公司进口材料。 [002引从表1可W看出，本发明实施例的无磁不诱钢钢具有较高的Mo元素含量和抗点蚀 当量值，具有优异的耐腐蚀性能，N含量重量百分比小于0. 65%，控制合理，具有良好的工艺 适应性，容易实现批量生产。

　　[0029] 本发明实施例无磁钢锻造圆棒的力学性能和磁导率值如表2所示，其中，A为本发 明制造材料，1~5为对比材料，1~4为国内材料，5为进口材料。可W看出，本发明实施 例的无磁钢锻造圆棒的屈服强度大于lOOOMPa，抗拉强度大于lOOOMPa，断后延伸率为28%， 断面收缩率为72%，室溫下V型缺口试样冲击初性为210J，布氏硬度为372,相对磁导率μf 为1.001。本发明无磁钢性能满足APISPEC7《旋转式钻杆设备的规范》无磁钻挺的使用 要求；材料施加552MPa应力，循环弯曲疲劳强度达到5. 5X1〇5次，达到进口材料水平。

　　[0030]注：1为专利CN104264071A中材料，2为专利CN101311290A中材料，3为专利CN101660109A中材料，4为专利CN102925821A中材料，5为美国Jorgensen公司进口材料。 [003。根据ASTMA262《检测奥氏体不诱钢晶间腐蚀敏感度的标准方法A法》，将编号为 A的锻造试样置于草酸与高纯水质量比为10:90的电解液中，在电流密度为lA/cm2的条 件下电解侵蚀90s，用500倍金相显微镜观察电解后的试样表面形貌为台阶状结构，如图1 所示。根据ASTMA262《检测奥氏体不诱钢晶间腐蚀敏感度的标准方法E法》，编号为A的 锻造试样在铜-硫酸-硫酸铜溶液中煮沸24小时后，采用直径为试样厚度的压头对试样弯 曲180,空白试样直接弯曲180,试样弯曲部位外表面均未产生裂纹，未发生晶间腐蚀现象。 可见，本发明无磁钢具有良好的耐腐蚀性能。

　　[00础实施例2 第一、采用中频感应炉初炼、氣氧脱碳（A0D)炉精炼直径为310mm、长度为3100mm的 电极，将电极表面的氧化皮清理干净，然后，进行电渣重烙（ESR)冶炼直径为450mm、长度为 1300mm、重量为1700kg的钢锭，电渣重烙工艺为： 1)选用的渣料组元和重量百分比为： CaFz65%，Al20315%，CaO10%，Si024%，MgO6%，渣料为 70kg，渣料烘烤溫度为 800°C，烘 烤时间为9小时； 。将烘烤好的渣系按照化Fz、MgO、Si02、化0、A!203的顺序加入到结晶器中，引弧造渣， 化渣时间45分钟； 3)将自耗电极移至液态渣池内，开始电渣重烙，并根据电极烙化速度为360kg/h; 4) 脱模时间为50分钟，脱模后空冷至室溫； 5) 清除钢锭表面肉眼可见的裂纹、夹渣等缺陷。

　　[0033] 第二，将钢锭装入箱式电阻炉中，升溫至1230°C，保溫53小时，进行均匀化退火， 使钢锭不同部位的化、Ni、Mo、N等元素分布均匀，均匀化处理后空冷至室溫； 第Ξ，将均匀化处理过的钢锭装入天热气加热炉中，升溫至1180°C，保溫4. 5小时后快 速出炉，采用2500吨油压机将钢锭墳粗至670mm高； 第四，将墳粗后的钢锭采用2500吨油压机将墳粗后的钢锭拔长成外圆为300mm的圆 棒，终锻溫度大于950°C; 第五，将上步锻造圆棒装入天热气加热炉中，升溫至118(TC，快速出炉，采用1800吨径 锻机快将圆棒外圆速锻造至Φ185mm，终锻溫度大于950°C; 第六，将锻造完毕的圆棒装入箱式电阻炉中，升溫至1060°C，保溫3小时后，溶解棒料 微观组织中的析出相，快速出炉水泽至室溫，阻止析出相二次形成； 第屯，将固溶处理后的棒料装入箱式电阻炉中，升溫至420°C，保溫3小时

　　，出炉后采用 1800吨径锻机将棒料外圆锻造至Φ175mm，变形强化量为12.8% ;棒料灰料冷至室溫； 第八，车棒料外圆见光，按照JB/T 4730-2005标准进行超声波探伤和渗透探伤，棒料 屯、部、表面无裂纹，符合I级标准要求； 第九，在棒材两端面取样进行力学、腐蚀、磁导率等性能检测，性能合格后加工成所需 规格的无磁钻挺。

　　[0034] 本发明实施例无磁钢锭的化学成分如表3所示，其中，B为本发明制造材料，1~5 为对比材料（1~4为国内材料，5为进口材料)。

　　[0035] 注：1为专利CN 104264071A中材料，2为专利CN 101311290A中材料，3为专利CN 101660109A中材料，4为专利CN 102925821A中材料，5为美国Jorgensen公司进口材料。

　　[0036] 从表3可W看出，本发明实施例的无磁不诱钢钢具有较高的Mo元素含量和抗点蚀 当量值，具有优异的耐腐蚀性能，N含量重量百分比小于0. 65%，控制合理，具有良好的工艺 适应性，容易实现批量生产。

　　[0037] 本发明实施例无磁钢锻造圆棒的力学性能和磁导率值如表4所示，其中，B为本发 明制造材料，1~5为对比材料，1~4为国内材料，5为进口材料。可W看出，本发明实施 例的无磁钢锻造圆棒的屈服强度大于lOOOMPa，抗拉强度大于lOOOMPa，断后延伸率为30%， 断面收缩率为73%，室溫下V型缺口试样冲击初性为260J，布氏硬度为355,相对磁导率 为1.002。本发明无磁钢性能满足APISPEC7《旋转式钻杆设备的规范》无磁钻挺的使用 要求；材料施加552MPa应力，循环弯曲疲劳强度达到5. 4X1〇5次，达到进口材料水平。

　　[0038] 注：1为专利CN104264071A中材料，2为专利CN101311290A中材料，3为专利CN 101660109A中材料，4为专利CN102925821A中材料，5为美国Jorgensen公司进口材料。

　　[0039] 根据ASTMA262《检测奥氏体不诱钢晶间腐蚀敏感度的标准方法A法》，将编号为 B的锻造试样置于草酸与高纯水质量比为10:90的电解液中，在电流密度为lA/cm2的条 件下电解侵蚀90s，用500倍金相显微镜观察电解后的试样表面形貌为台阶状结构，如图2 所示。根据ASTMA262《检测奥氏体不诱钢晶间腐蚀敏感度的标准方法E法》，编号为B的 锻造试样在铜-硫酸-硫酸铜溶液中煮沸24小时后，采用直径为试样厚度的压头对试样弯 曲180,空白试样直接弯曲180,试样弯曲部位外表面均未产生裂纹，未发生晶间腐蚀现象； 可见，本发明无磁钢具有良好的耐腐蚀性能。

　　[0040] 实施例3 第一、采用中频感应炉初炼、氣氧脱碳（AOD)炉精炼直径为310mm、长度为3100mm的 电极，将电极表面的氧化皮清理干净，然后，进行电渣重烙（ESR)冶炼直径为450mm、长度为 1300mm、重量为1700kg的钢锭，电渣重烙工艺为： 1)选用的渣料组元和重量百分比为： CaFzSS%，AI2O314%，CaO12%，Si〇22%，MgO5%，渣料为 70kg，渣料烘烤溫度为 800°C，烘 烤时间为10小时； 。将烘烤好的渣系按照化Fz、MgO、Si〇2、化0、A!203的顺序加入到结晶器中，引弧造渣， 化渣时间50分钟； 3) 将自耗电极移至液态渣池内，开始电渣重烙，并根据电极烙化速度为370kg/h; 4) 脱模时间为50分钟，脱模后空冷至室溫； 5) 清除钢锭表面肉眼可见的裂纹、夹渣等缺陷。

　　[0041] 第二，将钢锭装入箱式电阻炉中，升溫至1240°C，保溫52小时，进行均匀化退火， 使钢锭不同部位的化、Ni、Mo、N等元素分布均匀，均匀化处理后空冷至室溫； 第Ξ，将均匀化处理过的钢锭装入天热气加热炉中，升溫至1200°C，保溫4. 5小时后快 速出炉，采用2500吨油压机将钢锭墳粗至640mm高； 第四，将墳粗后的钢锭采用2500吨油压机将墳粗后的钢锭拔长成外圆为400mm的圆 棒，终锻溫度大于950°C; 第五，将上步锻造圆棒装入天热气加热炉中，升溫至1200°C，快速出炉，采用1800吨径 锻机快将圆棒外圆速锻造至Φ220mm，终锻溫度大于950°C; 第六，将锻造完毕的圆棒装入箱式电阻炉中，升溫至1080°C，保溫3小时后，溶解棒料 微观组织中的析出相，快速出炉水泽至室溫，阻止析出相二次形成； 第屯，将固溶处理后的棒料装入箱式电阻炉中，升溫至450°C，保溫3小时，出炉后采用 1800吨径锻机将棒料外圆锻造至Φ205mm，变形强化量为13% ;棒料灰料冷至室溫； 第八，车棒料外圆见光，按照JB/T4730-2005标准进行超声波探伤和渗透探伤，棒料 屯、部、表面无裂纹，符合I级标准要求； 第九，在棒材两端面取样进行力学、腐蚀、磁导率等性能检测，性能合格后加工成所需 规格的无磁钻挺。

　　[0042] 本发明实施例无磁钢锭的化学成分如表5所示，其中，C为本发明制造材料，1~5 为对比材料（1~4为国内材料，5为进口材料)。

　　[0043] 注：1为专利CN104264071A中材料，2为专利CN101311290A中材料，3为专利CN 101660109A中材料，4为专利CN102925821A中材料，5为美国Jorgensen公司进口材料。

　　[0044] 从表5可W看出，本发明实施例的无磁不诱钢钢具有较高的Mo元素含量和抗点蚀 当量值，具有优异的耐腐蚀性能，N含量重量百分比小于0. 65%，控制合理，具有良好的工艺 适应性，容易实现批量生产。

　　[0045] 本发明实施例无磁钢锻造圆棒的力学性能和磁导率值如表6所示，其中，C为本发 明制造材料，1~5为对比材料，1~4为国内材料，5为进口材料。可W看出，本发明实施例 的无磁钢锻造圆棒的屈服强度大于lOOOMPa，抗拉强度大于lOOOMPa，断后延伸率为28%，断 面收缩率为71%，室溫下V型缺口试样冲击初性为225J，布氏硬度为360,相对磁导率μf为 1.001间。本发明无磁钢性能满足APISPEC7《旋转式钻杆设备的规范》无磁钻挺的使用 要求；材料施加552MPa应力，循环弯曲疲劳强度达到5. 2X1〇5次，达到进口材料水平。

　　[0046] 注：1为专利CN 104264071A中材料，2为专利CN 101311290A中材料，3为专利CN 101660109A中材料，4为专利CN 102925821A中材料，5为美国Jorgensen公司进口材料。

　　[0047] 根据ASTMA262《检测奥氏体不诱钢晶间腐蚀敏感度的标准方法A法》，将编号为 C的锻造试样置于草酸与高纯水质量比为10 :90的电解液中，在电流密度为lA/cm2的条 件下电解侵蚀90s，用500倍金相显微镜观察电解后的试样表面形貌为台阶状结构，如图3 所示。根据ASTMA262《检测奥氏体不诱钢晶间腐蚀敏感度的标准方法E法》，编号为C的 锻造试样在铜-硫酸-硫酸铜溶液中煮沸24小时后，采用直径为试样厚度的压头对试样弯 曲180,空白试样直接弯曲180,试样弯曲部位外表面均未产生裂纹，未发生晶间腐蚀现象。 可见，本发明无磁钢具有良好的耐腐蚀性能。

　　[004引 实施例4 第一、采用中频感应炉初炼、氣氧脱碳（A0D)炉精炼直径为310mm、长度为3100mm的 电极，将电极表面的氧化皮清理干净，然后，进行电渣重烙（ESR)冶炼直径为450mm、长度为 1300mm、重量为1700kg的钢锭，电渣重烙工艺为： 1)选用的渣料组元和重量百分比为： CaFz 57%，AI2O320%，Ca015%，Si023%，MgO 5%，渣料为70kg，渣料烘烤溫度为800°C，烘 烤时间为10小时； 。将烘烤好的渣系按照CaFz、MgO、Si02、CaO、A!203的顺序加入到结晶器中，引弧造渣， 化渣时间50分钟； 3)将自耗电极移至液态渣池内，开始电渣重烙，并根据电极烙化速度为390kg/h; 4) 脱模时间为50分钟，脱模后空冷至室溫； 5) 清除钢锭表面肉眼可见的裂纹、夹渣等缺陷。

　　[0049] 第二，将钢锭装入箱式电阻炉中，升溫至1250°C，保溫50小时，进行均匀化退火， 使钢锭不同部位的化、Ni、Mo、N等元素分布均匀，均匀化处理后空冷至室溫； 第Ξ，将均匀化处理过的钢锭装入天热气加热炉中，升溫至1220°C，保溫5小时后快速 出炉，采用2500吨油压机将钢锭墳粗至580mm高； 第四，将墳粗后的钢锭采用2500吨油压机将墳粗后的钢锭拔长成外圆为560mm的圆 棒，终锻溫度大于950°C; 第五，将上步锻造圆棒装入天热气加热炉中，升溫至1220°C，快速出炉，采用1800吨径 锻机快将圆棒外圆速锻造至〇310mm，终锻溫度大于950°C; 第六，将锻造完毕的圆棒装入箱式电阻炉中，升溫至iiocrc，保溫3小时后，溶解棒料 微观组织中的析出相，快速出炉水泽至室溫，阻止析出相二次形成； 第屯，将固溶处理后的棒料装入箱式电阻炉中，升溫至500°C，保溫3小时，出炉后采用 1800吨径锻机将棒料外圆锻造至Φ285mm，变形强化量为15% ;棒料灰料冷至室溫； 第八，车棒料外圆见光，按照JB/T4730-2005标准进行超声波探伤和渗透探伤，棒料 屯、部、表面无裂纹，符合I级标准要求； 第九，在棒材两端面取样进行力学、腐蚀、磁导率等性能检测，性能合格后加工成所需 规格的无磁钻挺。

　　[0050] 本发明实施例无磁钢锭的化学成分如表7所示，其中，D为本发明制造材料，1~ 5为对比材料（1~4为国内材料，5为进口材料)。

　　[005。 注：1为专利CN104264071A中材料，2为专利CN101311290A中材料，3为专利CN101660109A中材料，4为专利CN102925821A中材料，5为美国Jorgensen公司进口材料。

　　[0052] 从表7可W看出，本发明实施例的无磁不诱钢钢具有较高的Mo元素含量和抗点蚀 当量值，具有优异的耐腐蚀性能，N含量重量百分比小于0. 65%，控制合理，具有良好的工艺 适应性，容易实现批量生产。

　　[0053] 本发明实施例无磁钢锻造圆棒的力学性能和磁导率值如表8所示，其中，D为本 发明制造材料，1~5为对比材料，1~4为国内材料，5为进口材料。可W看出，本发明实 施例的无磁钢锻造圆棒的屈服强度大于lOOOMPa，抗拉强度大于lOOOMPa，断后延伸率为 27. 5%，断面收缩率为70%，室溫下V型缺口试样冲击初性为220J，布氏硬度为370,相对磁导 率μf为1.001。本发明无磁钢性能满足APISPEC7《旋转式钻杆设备的规范》无磁钻挺 的使用要求；材料施加552MPa应力，循环弯曲疲劳强度达到5. 3X1〇5次，达到进口材料水 平。

　　[0054] 注：1为专利CN104264071A中材料，2为专利CN101311290A中材料，3为专利CN 101660109A中材料，4为专利CN102925821A中材料，5为美国Jorgensen公司进口材料。 [005引根据ASTMA262《检测奥氏体不诱钢晶间腐蚀敏感度的标准方法A法》，将编号为 D的锻造试样置于草酸与高纯水质量比为10:90的电解液中，在电流密度为lA/cm2的条 件下电解侵蚀90s，用500倍金相显微镜观察电解后的试样表面形貌为台阶状结构，如图4 所示。根据ASTMA262《检测奥氏体不诱钢晶间腐蚀敏感度的标准方法E法》，编号为D的 锻造试样在铜-硫酸-硫酸铜溶液中煮沸24小时后，采用直径为试样厚度的压头对试样弯 曲180,空白试样直接弯曲180,试样弯曲部位外表面均未产生裂纹，未发生晶间腐蚀现象。 可见，本发明无磁钢具有良好的耐腐蚀性能。

　　【主权项】

　　1. 一种具有高钼含量无磁不锈钢，所述无磁不锈钢由钢锭锻造而成；其特征 在于：所述钢锭的元素组成及重量百分比为：C彡0.06%、Si彡0.5%、S彡0.01%、 P彡 0. 02%、19% 彡Cr彡 20%、19% 彡Μη彡 20%、1. 5% 彡Mo彡 2. 5%、0. 03% 彡V彡 0. 08%、 0· 03%彡Nb彡0· 05%、3%彡Ni彡5%、0· 6%彡N彡0· 65%、0彡0· 004%，其余为不可避免的杂 质和Fe。2. 如权利要求1所述的一种具有高钼含量无磁不锈钢，其特征在于：所述钢锭的元素 组成及重量百分比为：C彡0· 035%、Si彡0· 35%、S彡0· 006%、P彡0· 018%、19%彡Cr彡20%、 19%彡Μη彡20%、1.7%彡Mo彡2. 5%、0.03%彡V彡0.08%、0.03%彡Nb彡0.05%、 3%彡Ni彡5%、0. 6%彡N彡0. 65%、0彡0. 004%，其余为不可避免的杂质和Fe; 锻造权利要求1所述高钼含量无磁不锈钢的制造方法，其特征在于：制造方法的具体 步骤如下： 1) 均匀化处理：将钢锭放入电阻炉中加热至1200°C-1250°C进行均匀化退火，使钢锭 不同部位的〇、附、1〇』等元素分布均匀，均匀化处理后空冷至室温；均匀化退火的时间选 取的原则为：直径为260mm的钢锭均匀化处理时间为20-24小时，钢锭直径每增加100mm， 均匀化处理时间增加12-15小时； 2) 钢锭热锻开坯成型：将均匀化处理后的钢锭放入加热炉中进行加热，锻造温度范围 为：950°C-1220°C;保温4-5小时后快速出加热炉，并在2000吨以上油压机上进行热锻开 坯，为了保证产品的性能均匀性，提高使用性能，热锻开坯经过墩粗和拔长，锻造至所需尺 寸的坯料，其中，墩粗比札彡1. 8,拔长比R2> 2. 2,总锻造比R彡4 ;然后坯料快速水冷至 室温，减少析出相数量；墩粗比&为墩粗前坯料的高度与墩粗后坯料的高度比值，拔长比R2 为拔长前坯料的截面积与拔长后坯料的截面积比值，总锻造R=RdR2-l; 3) 坯料固溶处理：将步骤2)中锻造成型的坯料在1000°C-1KKTC下保温，进行固溶处 理，使坯料温度均匀化，并使步骤2)中的析出相充分溶解；固溶处理时间根据坯料的最大 厚度进行选择，固溶处理的时间7-8min/10mm; 4) 冷变形强化：对固溶处理后的坯料在400°C_500°C的温度下进行冷变形强化，冷变 形强化的变形量为10%~18%，其中，变形量为坯料变形前后截面积的差值与坯料原始截面 积的比值； 5) 将冷变形强化后的坯料冷却至室温。3. 如权利要求3所述的一种高钼含量无磁不锈钢的制造方法，其特征在于：均匀化处 理温度范围为1200°C-1250°C。4. 如权利要求3所述的一种高钼含量无磁不锈钢的制造方法，其特征在于：热锻开坯 温度范围为1150°C-1220°C。5. 如权利要求3所述的一种高钼含量无磁不锈钢的制造方法，其特征在于：固溶处理 温度范围为：1000°C-1100°C。6. 如权利要求3所述的一种高钼含量无磁不锈钢的制造方法，其特征在于：冷变形强 化温度范围为400°C-500°C。7. 如权利要求3所述的一种高钼含量无磁不锈钢的制造方法，其特征在于：冷变形强 化的变形量为10%~18%。

　　【专利摘要】本发明属于特殊钢制造技术领域，涉及一种具有高钼含量无磁不锈钢及其制造方法。提出的一种具有高钼含量无磁不锈钢由钢锭锻造而成；钢锭的元素组成及重量百分比为：C≤0.06%、Si≤0.5%、S≤0.01%、P≤0.02%、19%≤Cr≤20%、19%≤Mn≤20%、1.5%≤Mo≤2.5%、0.03%≤V≤0.08%、0.03%≤Nb≤0.05%、3%≤Ni≤5%、0.6%≤N≤0.65%、O≤0.004%，其余为不可避免的杂质和Fe。本发明提高了材料的强度、韧性和疲劳强度；保证钢液在凝固过程中经过单相奥氏体区，避免在凝固和锻造过程中形成铁素体相，提高了材料的无磁性能。

　　【IPC分类】C22C38/58, C21D6/00, C21D8/00

　　【公开号】CN105256255

　　【申请号】CN201510745198

　　【发明人】王新鹏, 王灵水, 范芳雄, 杨俊峰

　　【申请人】洛阳双瑞特种装备有限公司

　　【公开日】2016年1月20日

　　【申请日】2015年11月6日