具有耐氢致劣化性的Ni含量低的钢合金的制作方法

专利2026-08-28  14


本发明涉及在服役期间具有良好的耐氢致劣化性的低ni钢合金。


背景技术:

1、目前用于高压储氢应用的合金包括316l等级奥氏体不锈钢,其除了铁和几种其它元素之外还名义上含有18重量%的cr和13重量%的ni。然而,cr和ni的添加物相对昂贵,从而较低成本的替代物将有利于氢应用,例如使用氢作为汽车、卡车等的燃料。


技术实现思路

1、本发明提供了具有耐氢致劣化性的钢合金,其包含受控量的mn和c,以及al、cr、cu、ni和si。该钢合金具有奥氏体显微组织和相对高的堆垛层错能,这避免了降低氢耐受性的马氏体相的形成。

2、本发明的一个方面是提供一种耐氢致劣化的钢合金,其包含15至30重量%的mn、0.15至1重量%的c、和0.05至3重量%的al。该钢合金具有包含至少99体积%奥氏体的显微组织,并且具有不超过20%的面积相对缩减率。

3、本发明的这个方面和其它方面将从以下描述变得更加清楚。



技术特征:

1.一种耐氢致劣化的钢合金,其包含15至30重量%的mn、0.15至1重量%的c和0.05至3重量%的al,其中所述钢合金具有包含至少99体积%奥氏体的显微组织,并且具有不超过20%的面积相对缩减率。

2.根据权利要求1所述的钢合金,其中c大于0.2重量%。

3.根据权利要求1所述的钢合金,其中mn大于18重量%。

4.根据权利要求1所述的钢合金,其中当mn小于18重量%时,c大于0.2重量%。

5.根据权利要求1所述的钢合金,其中当c小于0.3重量%时,mn大于18重量%。

6.根据权利要求1所述的钢合金,其中mn占18至25重量%,并且c占0.3至1重量%。

7.根据权利要求1所述的钢合金,其中mn占20至24重量%,并且c占0.4至0.6重量%。

8.根据权利要求1所述的钢合金,其还包含0.8至2.5重量%的ni。

9.根据权利要求1所述的钢合金,其还包含至少0.2重量%的cu。

10.根据权利要求1所述的钢合金,其还包含0.8至2.5重量%的ni和0.2至2重量%的cu。

11.根据权利要求10所述的钢合金,其还包含至少0.5重量%的si。

12.根据权利要求10所述的钢合金,其还包含至少1重量%的cr。

13.根据权利要求10所述的钢合金,其还包含0.5至4重量%的si,和1至3.5重量%的cr。

14.根据权利要求1所述的钢合金,其还包含至少0.02重量%的ti。

15.根据权利要求1所述的钢合金,其中mn占20至24重量%,并且c占0.3至0.6重量%。

16.根据权利要求15所述的钢合金,其还包含0.8重量%至2.5重量%的ni,和0.2重量%至2重量%的cu。

17.根据权利要求16所述的钢合金,其还包含0.5至4重量%的si,和1至3.5重量%的cr。

18.根据权利要求17所述的钢合金,其中al占1.4至1.8重量%,ni占1.2至1.5重量%,cu占0.6至1.2重量%,si占2至3.2重量%,并且cr占2至3.2重量%。

19.根据权利要求18所述的钢合金,其还包含0.08至0.2重量%的ti。

20.根据权利要求1所述的钢合金,其中所述显微组织包含至少99.5体积%的奥氏体。

21.根据权利要求1所述的钢合金,其中所述面积相对缩减率小于15%。

22.根据权利要求1所述的钢合金,其中所述钢合金具有大于700mpa的极限拉伸强度,和大于50%的总伸长率。

23.一种生产权利要求1所述的钢合金的方法,包括热轧所述钢合金以形成板坯并冷却所述板坯。

24.根据权利要求23所述的方法,还包括使钢合金板坯经受电化学充注以生成初生态原子氢。


技术总结
本发明提供了具有耐氢致劣化性的钢合金,其包含受控量的Mn和C,以及Al、Cr、Cu、Ni和Si。所述钢合金具有奥氏体显微组织和相对高的堆垛层错能,这避免了降低氢耐受性的马氏体相的形成。

技术研发人员:K·A·塞廷,D·M·哈泽布鲁克
受保护的技术使用者:美国钢铁公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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