專利名稱：：析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹鋼、帶鋼及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及不銹鋼材料類，具體地說，本發(fā)明涉及一種析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹鋼、以該鋼種制成的帶鋼及該帶鋼的制造方法。
背景技術(shù)：
：在整個不銹鋼消費(fèi)市場上，300系列不銹鋼大約占到70%以上，其中鐵素體約占20%，近年來隨著國際上鎳礦石的緊缺，其價格不斷上揚(yáng)，造成成本不斷增加，而400系列不銹鋼由于不含鎳，因此在這方面所受影響較小。傳統(tǒng)400系代表鋼種有鐵素體系之430(17%Cr)及馬氏體系之410、420(13%Cr)，其中以430使用量最大。400系不銹鋼價格低廉、熱膨脹系數(shù)低、耐氯化物應(yīng)力均優(yōu)于300系，但不足之處是其成形性、焊接性、抗拉強(qiáng)度不如304不銹鋼，且由于400系不銹鋼的含鉻量比300系列不銹鋼低，在有嚴(yán)重化學(xué)氣氛的環(huán)境中使用會腐蝕，因而使其應(yīng)用受到限制，但若在400系不銹鋼中加入微量鈮、鈦、銅或鋁元素，即可提高其深沖性能、可焊性、在大氣淡水及氧化性介質(zhì)(如硝酸)中的耐腐蝕性能。近年來，400系列產(chǎn)品的性能有了極大的提升，在一些要求不是很高的情況下，完全可以用鐵素體不銹鋼來代替昂貴的304不銹鋼。表1及表2分別列出了一些國外中鉻型鐵素體不銹鋼的化學(xué)成分及其力學(xué)性能。表1國外中鉻型鐵素體不銹鋼的化學(xué)成分(wto/tO<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>表2國外中鉻型鐵素體不銹鋼的力學(xué)性能牌號抗拉強(qiáng)度(MPa)0.2。/。屈服強(qiáng)度(MPa)延伸率(％)ASTM439》415》215》22POS439》420》230》21SUS430》420》205>22SUS434》450》205》22SUS444》410》245》20目前，國內(nèi)外生產(chǎn)Crl7型鐵素體不銹鋼的顯微組織以鐵素體為主，通過添加少量微量合金元素鈦、鈮等改進(jìn)鋼的耐蝕性能和機(jī)械強(qiáng)度，有的鋼種也添加鉬，但由于近年來鉬價上漲，加入鉬會使鋼的成本增加。為了解決上述問題，本發(fā)明者通過調(diào)整鋼種成分配比，在鋼中添加適量的銅元素，并控制生產(chǎn)工藝條件，開發(fā)出一種高強(qiáng)度中鉻鐵素體不銹帶鋼。該不銹帶鋼的屈服強(qiáng)度達(dá)300MPa以上，延伸率達(dá)25%以上。因此，本發(fā)明的第一個目的在于提供一種析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹鋼。本發(fā)明的第二個目的在于提供以所述析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹鋼制成的帶鋼。本發(fā)明的第三個目的在于提供所述析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼的制造方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第一個方面提供一種析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹鋼，該析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹鋼由以下化學(xué)成分組成C^0.04wt%、Si:0.2~0.6wt%、Mn:0.250.6wt%、SS0.02wt%、P^0.03wt%、Cr:16.0~18.0wt%、Cu:1.2~1.6wt%、N^0.02wt%，余量為Fe和不可避免雜質(zhì)。本發(fā)明的第二個方面提供一種析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼，所述帶鋼以上述析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹鋼制成，其化學(xué)成分包含CS0.04wt%、Si:0.2~0.6wt%、Mn:0.25~0.6wt%、S^0.02wt%、PS0.03wt%、Cr:16.0~18.0wt%、Cu:1.2~1.6wt%、N^0.02wt%，余量為Fe和不可避免雜質(zhì)。下面，對本發(fā)明的析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹鋼及以該鋼種制成的帶鋼的化學(xué)成分作用作詳細(xì)敘述。CSO.04%:碳化物形成元素和奧氏體形成元素，可以提高鋼的強(qiáng)度，但是如果含量太高，會使鋼的延伸性能下降，大大降低鋼的成形性能。Si:0.20.6%:鐵素體形成元素，可增加鐵素體組織比例，對提高鋼的屈服強(qiáng)度有利。Mn:0.250.6%:奧氏體形成元素，在中鉻型鋼中，添加一定量的錳可以提高鋼的強(qiáng)度。但其含量過高時，鋼中存在奧氏體(高溫)，冷卻不當(dāng)會形成殘余奧氏體，造成鋼的基體組織不均勻，使冷軋帶鋼不容易變形，降低鋼的成形性。P《0.03%:鋼中不可避免的雜質(zhì)元素，含磷過高對焊接不利。S《0.02%:鋼中不可避免的雜質(zhì)元素，含硫過高對鋼的耐蝕性不利。Cr:16.00~18.00%:抗氧化(腐蝕)元素，也是鐵素體形成元素，可以提高鋼的耐蝕性，增加、穩(wěn)定鋼的鐵素體組織。Cu:1.201.60%:可以提高材料的冷變形成型性能，同時Cu也是起到析出強(qiáng)化作用的關(guān)鍵元素，其在鋼中的含量過高會給材料的加工性能帶來不利影響，同時帶來成本的增加，過低則不能保證材料有足夠的析出強(qiáng)化效果。N《0.02:奧氏體形成元素，可以增加鋼的高溫奧氏體組織的比例。但其含量過高會危害鐵素體鋼的延伸性能。本發(fā)明的第三個方面提供一種析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼的制造方法，該方法包括冶煉、連鑄成坯、熱軋、冷軋和退火工序。在一個優(yōu)選實(shí)施方式中冶煉采用電爐一AOD精煉。在另一個優(yōu)選實(shí)施方式中連鑄過程中采用電磁攪拌。在另一個優(yōu)選實(shí)施方式中在熱軋過程中，先將板坯加熱至1050~1150°C，再多道次軋制成帶鋼，終軋溫度為850±30°C，并進(jìn)行巻曲形成鋼巻，巻曲溫度為680±30°C，巻曲后空冷至室溫。在另一個優(yōu)選實(shí)施方式中在冷軋過程中，先將熱軋鋼巻于84092(TC進(jìn)行第一次退火，保溫12小時以上，以1560°C/S的冷卻速度冷卻，酸洗后再進(jìn)行多道次冷軋，最后于84092(TC連續(xù)退火，冷卻至室溫。其中所述多道次冷軋的總壓下量為70~80%。在一個更優(yōu)選的實(shí)施方式中在冷軋過程中，所述第一次退火采用罩式退火。本發(fā)明的析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼在連鑄過程中，采用電磁攪拌可使板坯斷面的等軸晶比例達(dá)到35%以上，而且可有效避免Cu的偏析，使得Cu得以均勻分布在材料中。在冷軋過程中，熱軋鋼巻退火后，以15~6(TC/S的冷卻速度緩慢冷卻，使得Cu在冷卻的過程中均勻彌散析出，析出顆粒尺寸在50~200nm之間，析出相距在100200nm之間。該析出Cu相在鋼中起到析出強(qiáng)化作用，提高了鋼的屈服強(qiáng)度，由于該析出相很細(xì)小，且呈彌散分布，在熱處理過程中阻止了晶粒長大，也可使材料獲得良好的延塑性能，同時由于CU是一種比較有效的抗菌殺菌元素，該析出相也賦予了材料一定的抗菌性能。本發(fā)明的有益效果為(1)本發(fā)明控制C，N含量，艮卩(C+N)《0.06%,加入適量的Si、Mn、Cu元素，并且不添加Mo、Ti、Nb等貴重元素，降低了高強(qiáng)度不銹帶鋼的生產(chǎn)成本。(2)采用電磁攪拌可使板坯斷面的等軸晶比例達(dá)到35%以上，而且可有效避免Cu的偏析，使得Cu得以均勻分布在材料中。(3)與同類型不含Cu中鉻型鐵素體鋼種相比，本發(fā)明添加了Cu元素，通過控制適當(dāng)?shù)臒彳垳囟?、巻曲溫度、冷軋壓下量等工藝條件，在基體中形成彌散分布的析出Cu相，該析出相起到析出強(qiáng)化作用，提高了鋼的屈服強(qiáng)度；由于該析出相很細(xì)小，且呈彌散分布，也不會對材料的延塑性能帶來不利影響；且析出Cu相具有一定的殺菌滅菌功能，所以使得材料也具備一定的抗菌性能。(4)本發(fā)明的析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼具有較好的延伸率(》25%)和足夠的屈服強(qiáng)度(》300MPa),適用于需要高強(qiáng)度、成型性好和不銹性的使用場合。圖1為本發(fā)明實(shí)施例2的析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼的析出Cu相電鏡照片。圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼的析出Cu相電鏡能譜圖。具體實(shí)施方式以下用實(shí)施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作更詳細(xì)的描述。這些實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明最佳實(shí)施方式的描述，并不對本發(fā)明的范圍有任何限制。實(shí)施例1按表3所示的化學(xué)成分通過電爐、氧氬脫碳轉(zhuǎn)爐(AOD)冶煉不銹鋼，將冶煉后的鋼水在連鑄機(jī)上澆注成板坯，連鑄過程中在二冷區(qū)采用電磁攪拌使等軸晶比例達(dá)到36%，將板坯切割成所需長度后，板坯冷卻至室溫，用砂輪清除板坯表面缺陷，轉(zhuǎn)到加熱爐加熱至1055°C，經(jīng)高壓水去除高溫氧化鐵表面后，在軋機(jī)多道次軋制成帶鋼，并進(jìn)行巻曲形成鋼巻，終軋溫度為823r，巻曲溫度為680士3(TC，空冷至室溫。然后將上述熱軋鋼巻先通過罩式退火爐進(jìn)行退火處理，退火溫度為845"C，保溫12小時以上，以35°C/S的冷卻速度緩慢冷卻，酸洗后再進(jìn)行多道次冷軋，冷軋總壓下量為70~80%,成品厚度為0.5~0.6mm。最后，將冷軋帶鋼于850。C連續(xù)退火，冷卻至室溫。實(shí)施例2實(shí)施方式同實(shí)施例l，其中等軸晶比例為39%，板坯加熱溫度為1070°C，帶鋼終軋溫度為84(TC，熱軋鋼巻退火溫度為860°C，熱軋鋼巻退火冷卻速度為40°C/S，冷軋帶鋼退火溫度為870°C。實(shí)施例3實(shí)施方式同實(shí)施例l,其中等軸晶比例為38%，板坯加熱溫度為1090°C，帶鋼終軋溫度為85(TC，熱軋鋼巻退火溫度為87(TC，熱軋鋼巻退火冷卻速度為30°C/S，冷軋帶鋼退火溫度為860°C。實(shí)施例4:實(shí)施方式同實(shí)施例1，其中等軸晶比例為38.5%，板坯加熱溫度為112(TC，帶鋼終軋溫度為870°C，熱軋鋼巻退火溫度為890°C，熱軋鋼巻退火冷卻速度為45°C/S，冷軋帶鋼退火溫度為880°C。實(shí)施例5實(shí)施方式同實(shí)施例l，其中等軸晶比例為40%，板坯加熱溫度為1150°C，帶鋼終軋溫度為880°C，熱軋鋼巻退火溫度為920°C，熱軋鋼巻退火冷卻速度為60°C/S，冷軋帶鋼退火溫度為915'C。表3本發(fā)明實(shí)施例1-5的析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹鋼的化學(xué)成分(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>試驗例1采用掃描電鏡對本發(fā)明實(shí)施例2的析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼進(jìn)行掃描分析，其析出Cu相電鏡照片及電鏡能譜圖分別見圖l和圖2。從圖1可以發(fā)現(xiàn)有白色的條狀析出Cu相出現(xiàn)，顆粒大小在50200nm之間。試驗例2:對本發(fā)明實(shí)施例1-5的析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼進(jìn)行力學(xué)性能測試，測試結(jié)果見表4。表4本發(fā)明實(shí)施例1-5的析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼的力學(xué)性會i<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從表4可以看出，本發(fā)明的鐵素體不銹帶鋼通過添加Cu元素，并采取適當(dāng)?shù)墓に囂幚砗?，在基體中彌散分布的析出Cu相可起到析出強(qiáng)化作用，提高不銹帶鋼的強(qiáng)度，使其屈服強(qiáng)度達(dá)300MPa以上，抗拉強(qiáng)度達(dá)450MPa以上，并且延伸率》25%，具有良好的延塑性，滿足變形加工的需要。權(quán)利要求1、一種析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹鋼，其特征在于，所述析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹鋼由以下化學(xué)成分組成C≤0.04wt％、Si0.2～0.6wt％、Mn0.25～0.6wt％、S≤0.02wt％、P≤0.03wt％、Cr16.0～18.0wt％、Cu1.2～1.6wt％、N≤0.02wt％，余量為Fe和不可避免雜質(zhì)。2、一種析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼，其特征在于，以權(quán)利要求l所述的析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹鋼制成。3、權(quán)利要求2所述的析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼的制造方法，所述析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼的化學(xué)成分包含CS0.04wt%、Si:0.2~0.6wt%、Mn:0.250.6wt%、S^0.02wt%、P^).03wt%、Cr:16.0~18.0wt%、Cu:1.21.6wt%、N^).02wt%，余量為Fe和不可避免雜質(zhì)；所述制造方法包括冶煉、連鑄成坯、熱軋、冷軋和退火工序。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼的制造方法，其中所述冶煉采用電爐一AOD精煉。5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼的制造方法，其特征在于，在連鑄過程中采用電磁攪拌。6、根據(jù)權(quán)利要求3所述的析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼的制造方法，其特征在于，在所述熱軋過程中，先將板坯加熱至10501150°C，再多道次軋制成帶鋼，終軋溫度為850土3(TC，并進(jìn)行巻曲形成鋼巻，巻曲溫度為680±30°C，巻曲后空冷至室溫。7、根據(jù)權(quán)利要求3所述的析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼的制造方法，其特征在于，在所述冷軋過程中，先將熱軋鋼巻于84092(TC進(jìn)行第一次退火，保溫12小時以上，以1560°C/S的冷卻速度冷卻，酸洗后再進(jìn)行多道次冷軋，最后于84092(TC連續(xù)退火，冷卻至室溫。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼的制造方法，其特征在于，所述第一次退火采用罩式退火。9、根據(jù)權(quán)利要求7所述的析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼的制造方法，其中所述多道次冷軋的總壓下量為7080%。全文摘要本發(fā)明提供了一種析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹鋼、以該鋼種制成的帶鋼及該帶鋼的制造方法。所述析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹鋼由以下化學(xué)成分組成C≤0.04wt％、Si0.2～0.6wt％、Mn0.25～0.6wt％、S≤0.02wt％、P≤0.03wt％、Cr16.0～18.0wt％、Cu1.2～1.6wt％、N≤0.02wt％，余量為Fe和不可避免雜質(zhì)。采用電磁攪拌對上述鋼種進(jìn)行冶煉鑄造，并控制適當(dāng)?shù)臒彳垳囟?、卷曲溫度、冷軋壓下量等工藝條件，制得了本發(fā)明的析出強(qiáng)化中鉻鐵素體不銹帶鋼。該鐵素體不銹帶鋼具有較高的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，并且有良好的延塑性，滿足變形加工的需要。文檔編號B22D11/11GK101328561SQ20071009388公開日2008年12月24日申請日期2007年6月22日優(yōu)先權(quán)日2007年6月22日發(fā)明者余海峰,戚國平,李步明申請人:寶山鋼鐵股份有限公司