超级奥氏体不锈钢N08904锻造工艺研究进展

超级奥氏体不锈钢是一种针对苛刻的腐蚀环境而开发的一系列不锈钢，其组织在室温下为面心立方结构，经过多年的国内外研究与发展，目前超级奥氏体不锈钢已开发到第二代甚至第三代。N08904是一种20Cr-25Ni-4.5Mo的超低碳高合金的奥氏体不锈钢，与常规奥氏体不锈钢相比，具有更高的耐蚀性，尤其在稀硫酸中表现出优良的耐蚀性。在纸浆及造纸工业和化学工业等方面被广泛使用，并很快被推广到其它工业领域。但是由于N08904合金含量高，生产难度大，国内所需产品主要从欧洲和美国进口。为此，太钢开始在实验室进行可开发试制。针对该材料的特点，重点进行了热锻工艺的研究，确定了该品种的最佳热加工温度区间和热加工工艺，为实现该材料的国产化奠定了基础。

太钢超级奥氏体不锈钢N08904的试制工艺流程如下：真空感应炉冶炼→模注→冷却→脱模→铸锭加热→热锻→表面清理→整圆→表面酸洗。试样的熔炼成分见下表：

材料 C Si Mn P S Cr Ni Mo Cu

ASTM标准 ≤0.020 ≤2.00 ≤1.00 ≤0.045 ≤0.035 19.0～23.0 23.0～28.0 4.0～5.0 1.0～2.0

N08904 0.025 0.56 1.64 0.017 0.015 19.04 24.12 4.4 1.61

通过合金成分分析可知，N08904的组织在室温下为纯奥氏体组织。研究发现，对于纯奥氏体组织而言，从液相至固相转变过程，没有组织转变所造成的应力现象，但会出现晶粒粗大以及低熔点物在晶粒间富集的现象，这些均可能导致组织或铸锭内部产生微裂纹，进而降低材料的加工性能。

通过采用二火成材的轧制工艺，即对于钢锭在加热过程，应采用高温快速加热，将钢锭加热至目标温度，然后出炉，利用出炉至热锻的时间进行空冷至热锻温度，进行锻造，从而通过热应力作用，细化铸锭组织，使铸锭表面的晶粒细化，避免加工过程的开裂。

目前，太钢通过调整不同加热制度及工艺，摸索出了超级奥氏体不锈钢的热加工工艺，成功锻造出了国内第一支超级奥氏体不锈钢N08904圆钢。