一种高压储氢用低成本奥氏体不锈钢及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种高压储氢用低成本奥氏体不锈钢及其制备方法，属于材料技术领域。


背景技术：

2.氢能有着来源广泛、清洁以及安全可控等特点，将成为能源体系脱碳的重点。氢能可以帮助人类脱碳、固碳，甚至实现负碳。对于终端能源来说，可以把氢作为主要能源，是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，通过氢电互补体系实现工业用能领域二氧化碳排放量的减少。在交通等方面，以氢能代替柴油、汽油等能源，也可以实现减排甚至“零排”，对于促进实现“双碳”目标具有重要作用。
3.正是由于氢能是未来能源体系脱碳化从而实现可持续发展的关键，国内外等发达国家都制定了相关政策来激励氢能的发展和应用。目前氢能运用技术最成熟的日本已在丰田第二代氢能源汽车mirai上成熟应用，实现了充气三分钟续航800km的奇迹，已于2022年9月在北京、上海、广州、佛山四个城市的指定广汽丰田经销店销售，限量50台。德国使用不锈钢316l管道实现安全高压输送纯氢气体长达40年。我国在2021年启动实施“氢能技术”重点研发计划专项，将70mpa车载高压储氢气瓶、70mpa加氢站用加压加注关键设备和加氢关键部件安全测试技术及装备等课题列入其中，目标到2025年实现氢能技术研发水平进入国际先进行列，力争实现材料链、创新链、智造链和产业链的融会贯通和自主可控，尤其是在降本、产品普及民用市场并广泛化应用上实现跨越式进步，并为企业实现材料供应技术简单化，缠绕技术智能化，制造成本低廉化，实现民用产品的大规模普及化，从而带动氢能产学研的全链条贯通。目前我国制氢技术相对成熟且具备一定产业化基础，但在高压储氢用压力容器及输送管道仍落后于发达国家，究其原因在于高压储氢压力容器和高压输氢管道用关键抗氢脆特种合金落后于国外发达国家，因此需要全产业链参与进来，共同促进氢能产业未来商业化发展和落地。
4.坤石容器制造有限公司在我国通用材料与制造工艺缺乏、高压储氢材料等级低、杂质高，不适用于储氢等情况下，针对高压储氢特种合金面临的氢鼓包、白点和氢致裂纹等关键技术问题需求，与科研院所合作成功研制了系列抗氢脆超纯奥氏体不锈钢，形成了系列评价准则，掌握了高压存储和输氢特种合金的工业化关键制备工艺，研发的材料可应用到不同纯氢压力级别的高压储氢压力容器和输送管道上。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高压储氢用低成本奥氏体不锈钢及其制备方法，采用以锰代替镍和低碳的合金成分设计思想，通过稀土元素纯净化冶炼技术，严格控制氧含量，进一步降低材料中晶界上的碳化物和夹杂物的数量，提高材料与氢气的相容性；通过添加一定含量的n元素，采用均匀化热处理，促使材料中的n完全溶入基体，提高材料的基体强度，控制铬当量和镍当量，保证获得完全的奥氏体组织。此外，与目前成熟商用高镍奥氏体
不锈钢相比，本发明材料不仅具有明显的价格优势，而且由于具有较高的强度，可实现储氢压力容器壁厚的降低，实现高压储氢和输氢的经济性。
6.本发明的技术方案是：
7.一种高压储氢用低成本奥氏体不锈钢，以重量百分比计，其化学成分为：cr18.0～25.0％，mn6.0～12.0％，ni4.0～10.0％，n 0.15～0.45％，se 0.0001～0.01％，si《1.0％，c《0.01％，al《0.005％，ca《0.005％，p《0.004％，s《0.002％，o《0.005％，余量为铁。
8.所述的高压储氢用低成本奥氏体不锈钢，优选的，cr:19.0～22.0％，ni:6.0～9.0％。
9.所述的高压储氢用低成本奥氏体不锈钢，铬当量为19.5～23.5，镍当量为22.0～32.0，铬当量与镍当量之比为0.7～0.9。
10.所述的高压储氢用低成本奥氏体不锈钢，优选的，mn:8.0～10.0％，n:0.4～0.6％，mn和n质量比控制在17.0～19.0之内。
11.所述的高压储氢用低成本奥氏体不锈钢，优选的，se:0.0025～0.0055％。
12.所述的高压储氢用低成本奥氏体不锈钢的制备方法，包括如下步骤：
13.(1)按比例将各化学成分混合，经过纯净化冶炼和浇注获得钢锭；
14.(2)将获得的钢锭进行均匀化处理；
15.(3)将获得的钢锭在奥氏体相区锻造；
16.(4)锻造后的钢锭进行热轧：轧制温度为1100℃～1150℃，轧制每道次压下量控制为20％～40％，总压下量控制为60％～90％，热轧后空冷至室温；
17.(5)热轧后进行热处理。
18.所述的高压储氢用低成本奥氏体不锈钢的制备方法，步骤(2)中，均匀化处理工艺为：均匀化温度1250
±
10℃，保温时间控制在10h～20h之内。
19.所述的高压储氢用低成本奥氏体不锈钢的制备方法，步骤(3)中，锻造工艺为：锻造温度1100℃～1150℃，锻造比大于7.0，锻后空冷至室温。
20.所述的高压储氢用低成本奥氏体不锈钢的制备方法，步骤(5)中，热处理工艺为：在1000～1100℃保温20min～40min后进行油淬至室温。
21.所述的高压储氢用低成本奥氏体不锈钢的制备方法，热处理后奥氏体不锈钢的屈服强度≥400mpa，抗拉强度≥750mpa，延伸率≥60％，断面收缩率≥75％，具有优异的抗氢脆性能。
22.本发明中的关键元素含量范围说明如下：
23.cr：铬是本发明低成本纯净化奥氏体不锈钢中的一种重要元素，也是不锈钢耐腐蚀性能的关键元素。通过不同ni含量的奥氏体不锈钢在90mpa高压氢气环境下实验结果显示，当钢中的cr含量大于17wt％时，材料的塑性没有降低；而当cr含量低于17wt％时，材料在高压储氢环境中的疲劳开裂倾向加重，必须要求材料中的cr含量大于17wt％，为了避免材料成分不均匀性导致局部的cr含量低于17wt％，本发明中cr的下限优化是19wt％。另一方面，cr含量超过25wt％以上时，易在奥氏体钢中形成富cr的δ相，恶化材料的强韧性。因此，本发明材料中优选的铬含量为：19.0～22.0wt％，铬当量为19.50～23.50。其中，铬当量的计算公式为：creq＝cr％+1.5
×
si％。
24.mn：锰是奥氏体形成元素，研究表明，在铬镍奥氏体不锈钢中，当碳含量小于
0.1wt％，铬含量为19wt％以上时，为获得稳定的单一奥氏体组织，所需镍含量最低为14wt％，为了节约贵重元素镍，降低材料的成本，本发明采用以“锰和氮复合添加代镍”的合金成分设计思路，锰虽然是较弱的奥氏体形成元素，但是随不锈钢中锰量的增加，可显著提高氮在钢中的溶解度；奥氏体不锈钢中复合加入锰、氮，仅能从组织上为获得奥氏体组织而代镍，由于锰元素本身特性决定其对奥氏体不锈钢的热力学稳定性和钝化行为产生不良的影响，为了提高n的溶解度和降低锰的负面作用，本发明材料中优选的mn含量：8.0～10.0wt％。
25.ni：镍是奥氏体不锈钢获得最终完全奥氏体组织的重要元素，由于本发明中的cr含量要控制在19wt％～22wt％之间，虽然本发明采用以“锰和氮代镍”的合金成分设计思路，但是由于锰元素的本身特性，不能采用完全采用锰和氮代替镍，本发明中mn含量控制在8.0～10.0wt％之间，根据相图计算和冶炼后微观组织评定，在保证获得完全的奥氏体组织的前提下，实现材料的最佳经济性，本发明中镍含量的范围优化为6.0～9.0wt％，镍当量为22.0～32.0。其中，镍当量的计算公式为：nieq＝ni％+0.5
×
mn％+30
×
(c％+n％)。
26.n：氮在cr-ni奥氏体不锈钢中是一种无价且非常有益的合金元素，氮可以显著提高奥氏体不锈钢的基体强度，降低钢的晶间腐蚀敏感性，极大地改善奥氏体不锈钢的耐蚀性。此外，氮为强烈的奥氏体形成元素，扩大奥氏体相区，缩小铁素体相区，可以抑制钢中高温铁素体的形成。本发明奥氏体不锈钢采用了超低碳和“锰和氮复合添加代镍”的成分设计思路，在镍含量一定的情况下，为了获得全奥氏体组织，锰和氮的复合添加至关重要，由于锰可以提高氮在奥氏体不锈钢中的溶解度，氮的添加与锰的含量息息相关。因此，在锰含量固定的基础上，本发明钢中氮含量优化为：0.4～0.6wt％。
27.se：稀土元素se在奥氏体不锈钢中有净化钢液、变质夹杂、微合金化的作用，有利于提高钢的冷冲压成型性和耐蚀性。一定量的稀土元素可以明显地提高材料的塑性和韧性，改善钢材横向性能和低温韧性。此外，由于se在焊接过程中具有提高电弧稳定性的作用，并具有抑制基体材料中熔融金属形状变化的作用，尤其是对锰含量较高的奥氏体不锈钢，可以抑制锰的挥发。当se含量小于0.001wt％时，无法获得上述效果。另一方面，当se含量超过0.01wt％时，会形成大尺寸的稀土元素夹杂物，从而会恶化材料的性能。因此，本发明钢中优化的稀土元素se含量为：0.0025～0.0055wt％。
28.o和s：o是钢中产生氧化物夹杂物的主要元素，为了降低钢中的夹杂物和保证本发明材料的高纯净化，采用稀土元素的纯净化冶炼将钢中o含量的范围限制在极低的水平中，达到10ppm以下。此外，由于本发明中的mn含量在8.0～10.0wt％之内，容易与钢中的s形成mns夹杂物，由于mns中的cr含量低，导致不锈钢的耐点蚀性和耐缝隙腐蚀性能下降。此外，由于氢容易在mns夹杂物富集鼓包，导致材料的提前失效，大大降低材料与高压氢气的相容性。为了避免mns夹杂物的形成，严格控制本发明材料中的s含量，采用双电渣工艺控制钢中的s控制在10ppm以下。因此，本发明钢中氧和硫的含量控制极为严格：o《0.001wt％，s《0.001wt％。
29.本发明的创新性思想有两点，如下所述：
30.1)低成本的合金成分设计：本发明采用“锰和氮的复合添加代镍”的成分设计思想，通过控制锰和氮质量比，保证氮在均匀化处理后完全固溶，避免形成氮化铬夹杂物，通过新的成分设计、正交实验及其与氢的相容性测试结果，优化获得cr、ni和mn的含量在19.0
～22.0wt％、6.0～9.0wt％和8.0～10.0wt％之内，根据mn的含量，控制n含量，制衡cr当量和ni当量，获得全奥氏体组织且具有优异抗氢脆超纯净化低成本奥氏体不锈钢。在此基础上，采用超低碳低硫的合金设计思想，控制钢中的s控制在10ppm以下，避免形成铬的碳化物和mns夹杂物，减少氢富集位置，进一步提高材料的抗氢脆性能。
31.2)稀土元素纯净化冶炼技术：采用se稀土元素纯净化冶炼工艺，配合vim+esr+esr三联冶炼工艺，控制奥氏体不锈钢中的氧含量低于10ppm，此外严格控制钢中容易形成夹杂物其它元素的含量：al《0.005wt％，ca《0.005wt％，尤其是o含量控制在10ppm以下，进一步降低奥氏体不锈钢中形成夹杂物，保证奥氏体不锈钢的超纯净性，进一步保证发明钢与高压氢气具有优异的相容性。
32.本发明的优点及有益效果是：
33.本发明采用“锰和氮的复合添加代镍”的成分设计思想和稀土元素纯净化冶炼技术两大制备技术，通过制衡cr当量和ni当量，获得具有完全奥氏体组织的新型超纯低镍特种合金，由于该材料与氢具有良好的相容性，在高压纯氢气体系中，该奥氏体不锈钢的塑性基本上保持不变。另外，本发明节约了贵重金属镍，降低了奥氏体不锈钢的成本。
34.此外，本发明中添加了一定含量的n，正是由于氮的固溶强化，在材料塑性基本不变的前提下，本发明材料的屈服强度和抗拉强度较传统奥氏体不锈钢提高了200mpa，采用该材料可替代目前成熟商用铝合金，可实现氢的更高压力的储存和输送，大大降低目前储氢和输氢的成本，可推进我国氢能产业的高质量发展，并且对进一步促进我国在氢能的健康发展具有重要的社会和经济意义。
附图说明
35.图1为实施例1的金相组织示意图。
36.图2为实施例2的tem组织示意图。
37.图3为比较例1的金相组织示意图。
38.图4为比较例2的金相组织示意图。
39.图5为比较例3的夹杂物示意图。
具体实施方式
40.在具体实施过程中，本发明采用“锰和氮的复合添加代镍”的成分设计思想，通过制衡cr当量和ni当量，节省贵重金属ni，大大降低了奥氏体不锈钢的成本。其次采用稀土元素纯净化冶炼技术，控制o、al、ca和s等易形成夹杂物元素含量，采用低碳的成分控制策略，降低铬的碳化物沉淀析出，获得具有完全奥氏体组织的新型超纯低镍奥氏体不锈钢，由于该材料与氢具有良好的相容性，在高压纯氢气体系中，该奥氏体不锈钢的塑性基本上保持不变。通过上述成分设计、组织制衡、mn和n质量比控制、冶炼工艺优化和夹杂物控制，提高发明奥氏体不锈钢与氢的相容性，获得强韧性和抗氢脆性能的最佳搭配。
41.本发明高压储氢用低成本奥氏体不锈钢的制备过程为：配料
→
纯净化熔炼
→
浇注成型
→
均匀化处理
→
锻造
→
热轧
→
热处理，实施例1～5均采用下述方法制备，具体步骤如下：
42.(1)按所述比例将各化学成分混合，经过纯净化冶炼和浇注获得钢的铸锭；
43.(2)将获得的钢锭进行均匀化处理：均匀化温度为1250℃
±
10℃(实施例1～5分别为1250℃、1241℃、1259℃、1247℃、1254℃)，保温时间控制在10h～20h之内(实施例1～5分别为15h、11h、20h、14h、17h)；
44.(3)将获得的钢锭在奥氏体相区锻造：锻造温度1100℃～1150℃(实施例1～5分别为1126℃、1100℃、1150℃、1116℃、1138℃)，锻造比大于7.0(实施例1～5分别为7.4、8.3、9.2、7.1、8.8)，锻后空冷至室温；
45.(4)锻造后的钢锭进行热轧：轧制温度为1100℃～1150℃(实施例1～5分别为1124℃、1101℃、1150℃、1114℃、1136℃)，轧制每道次压下量控制为20％～40％，(实施例1～5分别为30.0％、20.2％、39.5％、25.3％、35.6％)，总压下量控制为60％～90％(实施例1～5分别为75.2％、60.5％、89.5％、67.9％、82.4％)，热轧后空冷至室温；
46.(5)热轧后的进行热处理：在1000℃～1100℃(实施例1～5分别为1051℃、1005℃、1100℃、1027℃、1078℃)保温20min～40min(实施例1～5分别为30min、21min、40min、26min、37min)后进行油淬至室温。
47.以下实施例和比较例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。实施例中的奥氏体不锈钢与比较例中的不锈钢经过纯净化冶炼、热加工(锻造和热轧)和热处理后，加工成标准机械性能测试样品，按照gb/t 228.1进行室温机械性能的测试。
48.实施例1
49.本实施例中，按重量百分比计，高压储氢用低成本奥氏体不锈钢的化学成分为：cr:20.49％，mn:9.01％，ni:7.52％，n:0.51％，se:0.0031％，si:0.46％，c:0.005％，al:30ppm，ca:25ppm，p:35ppm，s:8ppm，o:6ppm，余量为铁。其中，铬当量为21.18，镍当量为27.475，铬当量与镍当量之比为0.77。
50.实施例2
51.本实施例中，按重量百分比计，高压储氢用低成本奥氏体不锈钢的化学成分为：cr:21.97％，mn:10.00％，ni:9.00％，n:0.58％，se:0.0054％，si:0.76％，c:0.008％，al:21ppm，ca:35ppm，p:25ppm，s:9ppm，o:5ppm，余量为铁。其中，铬当量为23.11，镍当量为31.64，铬当量与镍当量之比为0.73。
52.实施例3
53.本实施例中，按重量百分比计，高压储氢用低成本奥氏体不锈钢的化学成分为：cr:19.10％，mn:8.11％，ni:6.05％，n:0.43％，se:0.0026％，si:0.53％，c:0.006％，al:42ppm，ca:38ppm，p:37ppm，s:8ppm，o:9ppm，余量为铁。其中，铬当量为19.895，镍当量为23.185，铬当量与镍当量之比为0.86。
54.实施例4
55.本实施例中，按重量百分比计，高压储氢用低成本奥氏体不锈钢的化学成分为：cr:19.81％，mn:8.61％，ni:6.78％，n:0.46％，se:0.0033％，si:0.43％，c:0.009％，al:39ppm，ca:48ppm，p:21ppm，s:7ppm，o:8ppm，余量为铁。其中，铬当量为20.455，镍当量为25.155，铬当量与镍当量之比为0.81。
56.实施例5
57.本实施例中，按重量百分比计，高压储氢用低成本奥氏体不锈钢的化学成分为：cr:21.31％，mn:9.54％，ni:8.27％，n:0.56％，se:0.0047％，si:0.74％，c:0.008％，al:
27ppm，ca:34ppm，p:31ppm，s:5ppm，o:7ppm，余量为铁。其中，铬当量为22.42，镍当量为30.08，铬当量与镍当量之比为0.75。
58.比较例1
59.本比较例中，高压储氢用低成本奥氏体不锈钢没有添加稀土元素se，其它化学成分、冶炼方法、热加工(锻造和热轧)和热处理工艺与实施例1相同。由于没有采用稀土元素纯净化冶炼的工艺，导致冶炼后比较例1中的氧含量高达23ppm，此外由于铝含量超过了本发明规定的范围，含量高达0.0165wt％，导致奥氏体不锈钢中含有长条状的氧化铝夹杂物，降低了其强韧性。
60.比较例2
61.本比较例中，高压储氢用低成本奥氏体不锈钢没有添加一定的合金元素氮，冶炼过程中带来的氮含量为0.0045wt％，其它化学成分、冶炼方法、锻造、热轧和热处理与实施例2完全一样，由于没有添加合金元素n，镍当量较低，铬当量较高，形成了体积分数大于30％的第二相—高温铁素体，导致材料的强韧性明显低于实施例2；另外，由于第二相的形成，致使材料与高压氢气的相容性较差。
62.比较例3
63.本比较例中，高压储氢用低成本奥氏体不锈钢的mn含量为8.13wt％，n含量为0.60wt％，其它化学成分、冶炼方法、锻造、热轧和热处理与实施例3完全一样，虽然合金元素都在发明范围之内，但是由于mn和n的质量分数之比为13.55，不在本发明规定的范围要求之内，导致形成了大尺寸的氮化铬夹杂物，导致奥氏体不锈钢的强韧性明显低于实施例3，大尺寸的夹杂物存在导致材料与高压氢气的相容性较差。
64.实施例、比较例mn/n质量比以及力学性能如表1所示。
65.表1
66.序号mn/n质量比屈服强度/mpa抗拉强度/mpa延伸率/％断面收缩率/％实施例117.674627856981实施例217.244828076176实施例318.864257697384实施例418.724477787182实施例517.044717946679比较例117.673676244555比较例22222.223745413239比较例313.553615744256
67.由表1可以看出，本发明采用“以锰和氮代镍”，节省贵重金属镍，降低本发明材料的成本；通过稀土元素纯净化冶炼工艺控制奥氏体不锈钢中的氧含量，再加上通过控制al和s等易形成夹杂物的元素含量，最后采用两轮次的电渣重熔，进一步降低本发明材料中的氧化铝和硫化锰夹杂物的含量；采用超低碳的成分控制策略，降低铬的碳化物沉淀析出；通过优化控制锰和氮质量比，再采用均匀化热处理工艺，保证氮的完全固溶，从而得以制衡ni当量和cr当量，保证全奥氏体组织的获得；采用固溶处理工艺降低本发明材料中的位错密度，提高奥氏体不锈钢与氢的相容性，通过上述化学成分设计、冶炼工艺设计、组织控制、夹杂物控制和热处理工艺优化，提高本发明材料与氢的相容性，获得低成本、强韧性优异和抗
氢脆性能的最佳奥氏体不锈钢材料。
68.如图1所示，从本发明实施例1的通过浓度为10wt％草酸电解腐蚀后的金相显微组织可以看出，钢的组织为单一的奥氏体组织，奥氏体不锈钢经固溶处理后晶粒度级别为7.0级，平均晶粒尺寸为32μm，采用固溶处理后，沿着轧制方向没有条带状组织。
69.如图2所示，从本发明实施例2的透射组织可以看出，奥氏体晶粒内部存在部分栾晶，奥氏体钢的晶界上没有碳化物、氮化物和非金属夹杂物等有害相，材料纯净化度较高，证明了材料成分设计思想和冶炼工艺选择的正确性，由于采用了固溶处理，材料中的位错密度相对较低。
70.如图3所示，从本发明比较例1的金相组织可以看出，由于没有采用稀土元素纯净化冶炼技术，虽然采用真空熔炼和两次电渣重熔的冶炼工艺，但是奥氏体不锈钢中的氧含量达到23ppm，不在本发明规定的范围之内；另外，由于al含量高达165ppm，也不在本发明规定的范围之内，在材料中形成了长条状的氧化铝夹杂物，奥氏体不锈钢强韧性较实施例1得到降低。
71.如图4所示，从本发明比较例2的金相组织可以看出，由于奥氏体不锈钢没有添加一定的合金元素氮，冶炼过程中带来的氮含量仅为0.0045wt％，氮含量以及锰氮质量比均不在本发明规定的范围之内，导致形成了体积分数大于30％的第二相—高温铁素体，材料的强韧性明显低于实施例2。
72.如图5所示，从本发明比较例3的金相组织可以看出，虽然比较例3的成分均在发明范围之内，但是由于锰和氮的质量比为13.55，不在本发明规定的范围要求之内，锰含量较低，导致奥氏体不锈钢中能固溶的氮含量有限，形成了大尺寸的氮化铬夹杂物，造成奥氏体不锈钢的强韧性明显低于实施例3，大尺寸的夹杂物存在导致材料与高压氢气的相容性较差。
73.实施例和比较例结果表明，本发明通过采用“以锰和氮代镍”，节省贵重金属镍，降低本发明材料的成本；通过稀土元素纯净化冶炼工艺，加上控制易形成夹杂物al、ca和s等元素含量，控制夹杂物的数量；通过优化控制锰和氮质量比，再采用均匀化热处理工艺，保证氮的完全固溶，从而得以制衡ni当量和cr当量，保证获得全奥氏体组织；采用超低碳成分设计思想，通过固溶热处理技术降低材料中的位错密度，材料与高压氢的相容性进一步提升。热处理后奥氏体不锈钢的屈服强度、抗拉强度、延伸率和断面收缩率分别达到425mpa、769mpa、61％和76％以上，该材料具有优异的加工性能、良好的焊接性能、低成本和较佳的抗氢损伤性能。

技术特征：
1.一种高压储氢用低成本奥氏体不锈钢，其特征在于，以重量百分比计，其化学成分为：cr 18.0～25.0％，mn6.0～12.0％，ni4.0～10.0％，n 0.15～0.45％，se0.0001～0.01％，si<1.0％，c<0.01％，al<0.005％，ca<0.005％，p<0.004％，s<0.002％，o<0.005％，余量为铁。2.按照权利要求1所述的高压储氢用低成本奥氏体不锈钢，其特征在于，优选的，cr:19.0～22.0％，ni:6.0～9.0％。3.按照权利要求2所述的高压储氢用低成本奥氏体不锈钢，其特征在于，铬当量为19.5～23.5，镍当量为22.0～32.0，铬当量与镍当量之比为0.7～0.9。4.按照权利要求1所述的高压储氢用低成本奥氏体不锈钢，其特征在于，优选的，mn:8.0～10.0％，n:0.4～0.6％，mn和n质量比控制在17.0～19.0之内。5.按照权利要求1所述的高压储氢用低成本奥氏体不锈钢，其特征在于，优选的，se:0.0025～0.0055％。6.一种权利要求1～5之一所述的高压储氢用低成本奥氏体不锈钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)按比例将各化学成分混合，经过纯净化冶炼和浇注获得钢锭；(2)将获得的钢锭进行均匀化处理；(3)将获得的钢锭在奥氏体相区锻造；(4)锻造后的钢锭进行热轧：轧制温度为1100℃～1150℃，轧制每道次压下量控制为20％～40％，总压下量控制为60％～90％，热轧后空冷至室温；(5)热轧后进行热处理。7.按照权利要求6所述的高压储氢用低成本奥氏体不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，均匀化处理工艺为：均匀化温度1250
±
10℃，保温时间控制在10h～20h之内。8.按照权利要求6所述的高压储氢用低成本奥氏体不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，锻造工艺为：锻造温度1100℃～1150℃，锻造比大于7.0，锻后空冷至室温。9.按照权利要求6所述的高压储氢用低成本奥氏体不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，热处理工艺为：在1000～1100℃保温20min～40min后进行油淬至室温。10.按照权利要求9所述的高压储氢用低成本奥氏体不锈钢的制备方法，其特征在于，热处理后奥氏体不锈钢的屈服强度≥400mpa，抗拉强度≥750mpa，延伸率≥60％，断面收缩率≥75％，具有优异的抗氢脆性能。

技术总结
本发明涉及一种高压储氢用低成本奥氏体不锈钢及其制备方法，属于材料技术领域。以重量百分比计，该奥氏体不锈钢的化学成分为：Cr:18.0～25.0％，Mn:6.0～12.0％，Ni:4.0～10.0％，N:0.15～0.45％，Se:0.0001～0.01％，Si<1.0％，C<0.01％，Al<0.005％，Ca<0.005％，P<0.004％，S<0.002％，O<0.005％，余量为铁。该奥氏体不锈钢的制备方法为：配料


技术研发人员：傅威 石全强 徐昕 吕佑龙 杨勇
受保护的技术使用者：坤石容器制造有限公司
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/8/16