超級奧氏體不銹鋼是一種針對苛刻的腐蝕環(huán)境而開發(fā)的一系列不銹鋼，其組織在室溫下為面心立方結(jié)構(gòu)，經(jīng)過多年的國內(nèi)外研究與發(fā)展，目前超級奧氏體不銹鋼已開發(fā)到第二代甚至第三代。N08904是一種20Cr-25Ni-4.5Mo的超低碳高合金的奧氏體不銹鋼，與常規(guī)奧氏體不銹鋼相比，具有更高的耐蝕性，尤其在稀硫酸中表現(xiàn)出優(yōu)良的耐蝕性。在紙漿及造紙工業(yè)和化學(xué)工業(yè)等方面被廣泛使用，并很快被推廣到其它工業(yè)領(lǐng)域。但是由于N08904合金含量高，生產(chǎn)難度大，國內(nèi)所需產(chǎn)品主要從歐洲和美國進(jìn)口。為此，太鋼開始在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行可開發(fā)試制。針對該材料的特點(diǎn)，重點(diǎn)進(jìn)行了熱鍛工藝的研究，確定了該品種的最佳熱加工溫度區(qū)間和熱加工工藝，為實(shí)現(xiàn)該材料的國產(chǎn)化奠定了基礎(chǔ)。

太鋼超級奧氏體不銹鋼N08904的試制工藝流程如下：真空感應(yīng)爐冶煉→模注→冷卻→脫模→鑄錠加熱→熱鍛→表面清理→整圓→表面酸洗。試樣的熔煉成分見下表：

材料 C Si Mn P S Cr Ni Mo Cu

ASTM標(biāo)準(zhǔn) ≤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

通過合金成分分析可知，N08904的組織在室溫下為純奧氏體組織。研究發(fā)現(xiàn)，對于純奧氏體組織而言，從液相至固相轉(zhuǎn)變過程，沒有組織轉(zhuǎn)變所造成的應(yīng)力現(xiàn)象，但會(huì)出現(xiàn)晶粒粗大以及低熔點(diǎn)物在晶粒間富集的現(xiàn)象，這些均可能導(dǎo)致組織或鑄錠內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋，進(jìn)而降低材料的加工性能。

通過采用二火成材的軋制工藝，即對于鋼錠在加熱過程，應(yīng)采用高溫快速加熱，將鋼錠加熱至目標(biāo)溫度，然后出爐，利用出爐至熱鍛的時(shí)間進(jìn)行空冷至熱鍛溫度，進(jìn)行鍛造，從而通過熱應(yīng)力作用，細(xì)化鑄錠組織，使鑄錠表面的晶粒細(xì)化，避免加工過程的開裂。

目前，太鋼通過調(diào)整不同加熱制度及工藝，摸索出了超級奧氏體不銹鋼的熱加工工藝，成功鍛造出了國內(nèi)第一支超級奧氏體不銹鋼N08904圓鋼。