本发明涉及超软不锈钢制备，尤其是涉及一种用于低温环境的耐腐蚀超软不锈钢及制备方法。
背景技术：
1、奥氏体不锈钢因其优良的机械性能和耐腐蚀性能，被广泛应用于航空航天、材料化工、机械工程、仪器仪表等工业领域。奥氏体不锈钢的基体主要由奥氏体单晶团状组织构成，其主要含有镍、铬、钼、铁等元素。
2、现有的奥氏体不锈钢存在一定的缺陷。如潜艇长期在低温海水下工作，因其耐腐蚀性能有限，海水易对潜艇造成损害；在高氯化物浓度环境的电力设备设置中使用时，时常会出现腐蚀损伤，产生设备故障的问题；用奥氏体不锈钢制成冷凝器的冷凝剂运输管道时，运输管道使用一段时间后，容易产生腐蚀泄露，影响冷却效果。
技术实现思路
1、本发明的发明目的是为了克服奥氏体不锈钢在低温环境下易腐蚀，难加工的不足，提供了一种用于低温环境的耐腐蚀超软不锈钢及制备方法。
2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
3、一种用于低温环境的耐腐蚀超软不锈钢，耐腐蚀超软不锈钢由碳c，氮n，硅si，锰mn，铬cr，镍ni，钼mo，铜cu和铁fe组成；耐腐蚀超软不锈钢中的各成分的质量百分比如下：c：0.005％-0.02％，n：0.05％-0.2％，si：0.01％-0.1％，mn：1.5％-6.5％，cr：15.5％-19.6％，ni：7.5％-13.5％，mo：0.5％-3.0％，cu：1.8％-5.3％，余量为铁；
4、其中，耐腐蚀超软不锈钢中的ni当量nieq≥n0；n0是不同温度下对应的ni当量值；
5、nieq＝ni+12.93c+1.11mn+0.72cr-0.27si+0.53cu+0.88mo+7.55n
6、耐腐蚀超软不锈钢中的堆垛层错成形性指数sfi≥30；
7、sfi＝2.2ni+6cu-1.1cr-13si-1.2mn+32；
8、耐腐蚀超软不锈钢中的耐点蚀当量数pren≥26；
9、pren＝cr+3.3mo+33n。
10、耐腐蚀超软不锈钢中的马氏体转变温度ms<-100℃；
11、ms＝502-810c-1230n-13mn-30ni-12cr-54cu-6mo。
12、本发明的碳原子通过固溶强化显著增加钢的抗拉强度和耐磨性。碳原子不易过多，过多易在晶界处形成碳化物夹渣，造成贫铬区，导致晶界腐蚀严重，降低材料的耐腐蚀性能。
13、本发明的氮元素可以提高奥氏体的稳定性，扩大奥氏体的相区，降低钢中金属间化合物的析出。氮元素可以降低铬的扩散系数且阻碍碳化物在晶界的形核与长大。
14、本发明的硅在熔炼奥氏体不锈钢时作为一种脱氧剂，起到控制氧含量的作用。
15、本发明的锰是稳定奥氏体的元素，锰添加到钢中可以提高其淬透性。可以降低材料成本，提高ni当量，并且屈服强度、加工硬化程度降低。
16、本发明的铬可在不锈钢表面形成一层致密的cr2o3，增强钢的耐蚀能力，不影响钢的力学性能。铬还可以提高氮在钢中的溶解度。
17、本发明的镍是稳固奥氏体的元素，还能加大奥氏体的相区。镍元素可以降低马氏体转变温度，并且钢可以在较低的温度下也不发生马氏体转变。镍元素显著降低奥氏体不锈钢的冷成形硬化倾向，确保钢优异的强韧性、切削性能和焊接性。此外，镍还使奥氏体不锈钢无磁化，扩大其使用范围。
18、本发明的铜可以扩大奥氏体相区，改变ni当量和层错能，抑制奥氏体不锈钢诱发马氏体相变，进而起到软化作用。铜可以在腐蚀部位形成金属沉积而抑制阳极溶解，降低氯离子的侵蚀，提高耐蚀性。但铜的质量分数不易过高，会形成富铜相，细化奥氏体晶粒，降低材料的塑韧性，降低焊接性能。
19、本发明的钼可溶于基体可以提高材料的耐腐蚀性能以及耐点蚀当量数，使钢在耐点蚀、缝隙腐蚀等方面均体现出更优秀的性能。
20、低温ni当量nieq(ni当量是表示在冷却或变形过程中形成马氏体的趋势)是根据组织中包含的奥氏体元素(如镍，碳，锰等)，按其奥氏体化作用的强烈程度折算成相当于若干个镍之总和。n0是对应不同温度下对应的ni当量值。
21、堆垛层错成形性指数sfi≥30(最优35以上)，sfi是指晶体结构中相邻层之间的形成位错的倾向。
22、耐点蚀当量数pren≥26，pren是根据不同合金元素对点蚀的敏感程度来进行排序的。
23、马氏体转变温度ms<-100℃，ms是奥氏体和马氏体两相自由能之差达到相变所需的最小驱动力时的温度。
24、本发明利用堆垛层错成形性指数sfi预测产生堆垛层错的可能性，当堆垛层错成形性指数sfi小于30时，基体内产生了大量的堆垛层错，抑制了位错的扩散，提高了奥氏体不锈钢的硬度。
25、本发明利用独创的耐点蚀当量数pren公式，将pren控制在不低于26。一般来说，c、p、s和非金属夹杂物对耐点蚀有不利的影响，cr、mo、n、si和w对抗点蚀有利，pre值越高，表示不锈钢耐点蚀性越好。
26、同时，本发明利用独创的马氏体转变温度ms公式，将ms控制在小于-100℃，通过控制马氏体转变温度来确定本发明的使用温度范围，减少本发明的应变诱导马氏体的产生。
27、作为优选，耐腐蚀超软不锈钢中还含有如下成分中的一种或者几种，各成分的质量百分比为：钛ti：0.005％-0.015％，铌nb：0.01％-0.25％，钒v：0.03％-0.3％；
28、其中，超软奥氏体不锈钢中的ni当量nieq＝nieq1
29、nieq1＝ni+12.93c+1.11mn+0.72cr-0.27si+0.53cu+7.55n-0.24ti+0.19nb+0.9v+0.88mo。
30、如果耐腐蚀超软不锈钢中含有钛ti和铌nb，没有钒v，则公式中的v＝0；即耐腐蚀超软不锈钢中没有的成分，其在公式里的值为0。
31、ti和nb很容易与碳结合生成碳化物，二者与c的结合能力均高于cr与c的结合能力，奥氏体不锈钢中通常加入ti/nb来固定钢中的c，从而提高钢的耐晶间的耐腐蚀性能，但ti和n的加入会恶化钢的焊接性能和加工性能，因此，需要控制ti和nb的含量。
32、钒可改善奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能，提高热稳定性。但是，钒元素的含量不易过多，会通过细晶强化、固溶强化、析出强化等机制增强材料的强度和硬度。
33、作为优选，耐腐蚀超软不锈钢中还含有如下成分，各成分的质量百分比为：硼b：0.05％-0.3％，铝al：0.001％-0.005％；
34、其中，耐腐蚀超软不锈钢中的ni当量nieq＝nieq2
35、nieq2＝ni+12.93c+1.11mn+0.72cr-0.27si+0.53cu+7.55n-0.24ti+0.19nb+0.9v+0.88mo-0.69al。
36、b是一种可以增强奥氏体不锈钢的耐蚀性的元素，含有b元素的奥氏体不锈钢的钝化膜更致密、更稳定。但是b的含量不易过多，过多会影响其轧制性能。
37、al可以缩小钢中的奥氏体相区,细化奥氏体不锈钢的晶粒，提高奥氏体不锈钢晶粒粗化的温度。但al的含量不易太高，过多会提高钢的强度，同时影响加工成形。
38、一种用于低温环境的耐腐蚀超软不锈钢的制备方法，包括如下步骤：
39、步骤1，熔炼：
40、将用于耐腐蚀超软不锈钢的各成分按照质量百分比称重后，采用“真空感应熔炼+真空自耗重熔”熔炼，以350℃/h升温，1600℃-1650℃进行熔炼，保温30-40min；
41、步骤2，连铸连轧：
42、将熔炼得到的钢水注入连铸机中制成3cm厚的扁钢坯，并在均热炉中1150℃保温1min-5min后进行多道热轧，终轧为5mm-10mm厚的钢板；
43、热轧可以使得铸造态的粗大晶粒破碎，愈合裂纹，消除铸造缺陷，改善了金属的塑性和力学性能；
44、步骤3，酸洗：
45、将钢板放入酸洗液中酸洗25s-30s；
46、其中，酸洗液为：硫酸+硝酸，酸洗液中的硫酸根离子浓度为150g/l-350g/l，酸洗液中的硝酸根离子浓度为30g/l-50g/l，酸洗液的温度控制在75℃-85℃；
47、步骤4，冷轧：
48、对酸洗后的钢板进行冷轧，其中，每次轧下率为25％-30％，最终将钢板冷轧成厚度为0.5mm-0.7mm的钢板材；
49、步骤5，退火：
50、将钢板材放到真空炉中进行退火，退火温度为1100℃，保温15min-20min，然后，对钢板材进行水冷。
51、本发明采用双真空熔炼，可以减少熔炼时产生的氧化物夹杂，提高材料性能的稳定性。
52、本发明的硬度以及抗拉强度低，轧制大变形不会产生较大的加工硬化，并且可以节约成形成本。
53、因此，本发明具有如下有益效果：抗拉强度以及硬度较低，且在低温环境下不会改变材料的性能，不产生应变诱导马氏体，裂纹萌生率低，耐腐蚀性能好。
1.一种用于低温环境的耐腐蚀超软不锈钢，其特征是，耐腐蚀超软不锈钢由碳c，氮n，硅si，锰mn，铬cr，镍ni，钼mo，铜cu和铁fe组成；耐腐蚀超软不锈钢中的各成分的质量百分比如下：c：0.005％-0.02％，n：0.05％-0.2％，si：0.01％-0.1％，mn：1.5％-6.5％，cr：15.5％-19.6％，ni：7.5％-13.5％，mo：0.5％-3.0％，cu：1.8％-5.3％，余量为铁；
2.根据权利要求1所述的用于低温环境的耐腐蚀超软不锈钢，其特征是，耐腐蚀超软不锈钢中还含有如下成分中的一种或者几种，各成分的质量百分比为：钛ti：0.005％-0.015％，铌nb：0.01％-0.25％，钒v：0.03％-0.3％；
3.根据权利要求2所述的用于低温环境的耐腐蚀超软不锈钢，其特征是，耐腐蚀超软不锈钢中还含有如下成分，各成分的质量百分比为：硼b：0.05％-0.3％，铝al：0.001％-0.005％；
4.一种基于权利要求3所述的用于低温环境的耐腐蚀超软不锈钢的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
