CN101514431B

CN101514431B - 一种高强度高延伸率Cr17型冷轧带钢及其制造方法

Info

Publication number: CN101514431B
Application number: CN2008100337630A
Authority: CN
Inventors: 郑宏光; 翟瑞银; 戚国平; 张昧茗
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baosteel Desheng Stainless Steel Co., Ltd.
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2008-02-21
Publication date: 2011-11-23
Anticipated expiration: 2028-02-21
Also published as: CN101514431A

Abstract

本发明提供了一种高强度高延伸率Cr17型冷轧带钢及其制造方法。所述冷轧带钢的化学成分包含：C≤0.015wt％、Si：0.2～0.8wt％、Mn：0.1～0.8wt％、P≤0.04wt％、S≤0.015wt％、Cr：16.5～19.5wt％、N≤0.015wt％、Ti：0.1～0.6wt％、Nb：0.2～0.6wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。通过控制热加工及冷加工的相关工艺条件，使冷轧带钢获得了良好的强度和延塑性，具有较好的加工性能，满足变形加工的需要。

Description

一种高强度高延伸率Cr17型冷轧带钢及其制造方法

技术领域

本发明涉及铁素体不锈钢，具体地说，本发明涉及一种Cr17型铁素体不锈钢，更具体地说，本发明涉及一种高强度高延伸率Cr17型冷轧带钢及其制造方法。

背景技术

不锈钢是常见的合金钢，按金相组织分类，一般可分为：铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和双相不锈钢(铁素体-奥氏体不锈钢)。

目前国内外生产Cr17型铁素体不锈带钢的显微组织以铁素体为主，并添加少量微量合金元素钛、铌等改进钢的耐蚀性能和提高强度，有的钢种也添加钼，由于近年来钼价上涨，加入钼会使钢的成本增加。国外同类型铁素体不锈钢的化学成分及机械性能分别见表1和表2。

表1国外Cr17型铁素体不锈钢的化学成分(wt％)

国别

牌号

C

Si

Mn

P

S

Cr

Ti

N

美国

ASTM439

≤0.03

≤1.00

≤0.040

≤0.030

17.0-19.0

0.2+4×(C+N) ～1.10

-

韩国

POS439

≤0.01

≤0.40

≤0.040

≤0.030

17.0-19.0

0.2+4×(C+N) ～1.10

≤0.01

日本

SUS430

≤0.12

≤1.00

≤0.040

≤0.030

16.0-18.0

-

日本

SUS434

≤0.12

≤1.00

≤0.040

≤0.030

16.0-18.0

Mo：0.75-1.25

-

日本

SUS444

≤0.025

≤1.00

≤0.040

≤0.030

17.0-20.0

Mo：1.75-2.50 Nb：8(C+N)～0.80

0.025

表2国外Cr17型铁素体不锈钢的机械性能

国别	牌号	抗拉强度(MPa)	02％屈服强度 (MPa)	延伸率(％)	硬度(HV)
						美国	ASTM439	415	215	22	180
韩国	POS439	420	230	21	170

日本	SUS430	420	205	22	200
						日本	SUS434	450	205	22	200
日本	SUS444	410	245	20	230

由表1、表2可见，日本牌号SUS434钢种通过添加0.75～1.25wt％Mo提高了钢的抗拉强度，SUS444钢种也是通过加入1.75～2.5wt％Mo和少量稳定元素Nb使钢的屈服强度显著增加，但钼的价格昂贵，增加了原料成本，韩国牌号POS439钢种未添加Mo，但Si、Mn含量偏低，造成钢的强度下降，美国牌号ASTM439和日本牌号SUS430钢种也未添加Mo，但C含量略高，降低了钢的延伸率。总体来看，这几种牌号的不锈钢的力学性能基本相近，强度和延伸率均显不足。

为了解决以上问题，本发明者通过控制较低C、N含量，添加稳定元素Ti和Nb，并采用合理的制造工艺，设计出了一种高强度高延伸率Cr17型冷轧带钢，从而完成了本发明。

因此，本发明的一个目的在于提供一种高强度高延伸率Cr17型冷轧带钢。

本发明的另一个目的在于提供所述冷轧带钢的制造方法。

发明内容

本发明的第一个方面提供了一种高强度高延伸率Cr17型冷轧带钢，该冷轧带钢的化学成分包含：C≤0.015wt％、Si：0.2～0.8wt％、Mn：0.1～0.8wt％、P≤0.04wt％、S≤0.015wt％、Cr：16.5～19.5wt％、N≤0.015wt％、Ti：0.1～0.6wt％、Nb：0.2～0.6wt％，余量为Fe和不可避免的杂质，且满足C+N≤0.03wt％。

下面，对本发明的高强度高延伸率Cr17型冷轧带钢的化学成分作用作详细叙述。

C：形成碳化物和奥氏体的元素，可以提高钢的强度，但若含量过高，钢的延伸性能会下降，大大降低钢的成形性，因此C含量一般控制在≤0.015wt％。

Si：铁素体形成元素，可增加铁素体组织比例，对提高钢的屈服强度有利，Si含量的范围以0.2～0.8wt％为宜。

Mn：奥氏体形成元素，在Cr17型钢中，适当添加一定量的锰可以提高钢的强度，但若过量，由于钢中存在奥氏体(高温)，冷却不当会形成残余奥氏体，造成钢的基体组织不均匀，使冷轧带钢不容易变形，降低钢的成形性，因此，Mn含量最好控制在0.1～0.8wt％范围之内。

P、S：钢中不可避免的杂质元素，高的磷含量对焊接不利，高的硫含量对钢的耐蚀性不利，因此P含量应≤0.04wt％、S含量应≤0.015％。

Cr：抗氧化(腐蚀)元素，也是铁素体形成元素，可以提高钢的耐蚀性，增加、稳定钢的铁素体组织，Cr含量最好控制在16.5～19.5wt％范围内。

N：奥氏体形成元素，可以增加钢的高温奥氏体组织的比例，但其含量超过一定量时，会危害铁素体钢的延伸性能，因此以N含量≤0.015wt％为宜。

Ti：稳定化元素，能够与C、N等形成稳定的化合物Ti(C、N)，在钢中起到固定C、N的作用，可提高钢的耐腐蚀性能和焊接性能，其含量一般为0.1～0.6wt％。

Nb：稳定化元素，能够与N等形成稳定的化合物NbN，通过热处理能在钢中起到细化晶粒的作用，可提高钢的强度和延伸性能，其含量一般为0.2～0.6wt％。

控制较低的碳、氮含量有利于降低脆性转变温度和缺口敏感性，提高钢的冲击韧性，改善焊接后的耐蚀性能。

本发明的第二个方面提供所述高强度高延伸率Cr17型冷轧带钢的制造方法，该方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火、冷却，所述冷轧带钢的化学成分包含：C≤0.015wt％、Si：0.2～0.8wt％、Mn：0.1～0.8wt％、P≤0.04wt％、S≤0.015wt％、Cr：16.5～19.5wt％、N≤0.015wt％、Ti：0.1～0.6wt％、Nb：0.2～0.6wt％，余量为Fe和不可避免的杂质，且满足C+N≤0.03wt％。

在一个优选实施方式中：在所述连铸过程中，在二冷区采用电磁搅拌使板坯断面的等轴晶比例达到45％以上。

在一个优选实施方式中：在所述热轧过程中，将板坯加热至950～1200℃，多道次轧制成带钢，终轧温度为750～900℃，再卷取形成钢卷，空冷至室温，其中所述卷取温度为350～700℃。

在一个优选实施方式中：在所述冷轧过程中，热轧钢卷经酸洗后，再进行多道次冷轧，冷轧总压下量为60～75％，最后酸洗退火，冷却至550℃以下，其中所述退火温度为900～1050℃，退火时间为1～3min。

按照本发明，采用铁水、合金及铁合金原料(或碳素废钢、相同及类似成分废钢)通过电炉、氧氩脱碳转炉(AOD)或真空脱碳炉(VOD)冶炼达到目标成分。将符合成分要求的钢水在连铸机浇注成板坯，连铸过程中可在二冷区采用电磁搅拌使板坯断面等轴晶比例达到45％以上。将板坯切割成所需长度后，冷却至室温，用砂轮清除板坯表面缺陷，然后送到加热炉加热。板坯一般加热至950～1200℃，经高压水去除高温氧化铁皮后，在轧机中多道次轧制成带钢，终轧温度一般为750～900℃。然后卷取形成钢卷，卷取温度一般为350～700℃，再空冷至室温。将上述钢卷先通过酸洗(不退火)，再进行多道次冷轧，冷轧总压下量为60-75％，成品厚度为0.7～1.5mm。最后，将冷轧钢卷酸洗退火，退火温度可为900-1050℃，退火时间约为1～3min，钢卷冷却至550℃以下，可获得高延伸率(≥32％)和较高屈服强度(≥280MPa)的冷轧带钢。

本发明的有益效果为：本发明通过调整钢种成分配比，不采用Mo等价格昂贵的元素，同时改变热加工和冷加工的有关工艺条件，在获得高强度高延伸率的条件下，降低了冷轧带钢的生产成本，节约了合金原料资源。本发明的冷轧带钢屈服强度达到280MPa以上，延伸率达到32％以上。适用于需要高强度、成形性好和不锈性的使用场合，如建筑装饰材料、汽车排气管等。

具体实施方式

以下用实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。

实施例1

按表3所示的化学成分通过电炉、氧氩脱碳转炉(AOD)或真空脱碳炉(VOD)冶炼钢水。钢水在连铸机浇注成板坯，连铸过程中在二冷区采用电磁搅拌使板坯断面等轴晶比例达到45％以上。将板坯切割成所需长度后，冷却至室温，用砂轮清除板坯表面缺陷，送到加热炉加热。板坯加热至950℃，经高压水去除高温氧化铁皮，在轧机多道次轧制成带钢，终轧温度为750℃，再卷取形成钢卷，卷取温度为350℃，再空冷至室温。然后将钢卷先通过酸洗(不退火)，再进行多道次冷轧，冷轧总压下量为60-75％，成品厚度为0.7～1.5mm。最后，将冷轧钢卷酸洗退火，退火温度为996℃，退火时间为1～3min，钢卷冷却至550℃以下。

实施例2

实施方式基本上与实施例1相同，其中在热轧过程中，板坯加热温度为1020℃，终轧温度为795℃，卷取温度为415℃，在冷轧过程中，冷轧钢卷退火温度为945℃。

实施例3

实施方式基本上与实施例1相同，其中在热轧过程中，板坯加热温度为1100℃，终轧温度为850℃，卷取温度为545℃，在冷轧过程中，冷轧钢卷退火温度为1050℃。

实施例4

实施方式基本上与实施例1相同，其中在热轧过程中，板坯加热温度为1150℃，终轧温度为885℃，卷取温度为680℃，在冷轧过程中，冷轧钢卷退火温度为900℃。

实施例5

实施方式基本上与实施例1相同，其中在热轧过程中，板坯加热温度为1200℃，终轧温度为900℃，卷取温度为700℃，在冷轧过程中，冷轧钢卷退火温度为920℃。

表3本发明实施例1-5的冷轧带钢的化学成分(wt％)

实施例	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ti	Nb	N
										1	0.005	0.20	0.80	0.040	0.015	16.50	0.1	0.6	0.015
2	0.006	0.32	0.65	0.021	0.004	17.20	0.20	0.5	0.012
										3	0.007	0.56	0.53	0.018	0.004	18.03	0.25	0.4	0.008
4	0.011	0.75	0.41	0.015	0.003	18.91	0.35	0.3	0.007
										5	0.015	0.80	0.20	0.010	0.001	19.50	0.50	0.2	0.006

试验例1

对本发明实施例1-5的冷轧带钢进行力学性能测试，测试结果见表4。

表4本发明实施例1-5冷轧带钢的力学性能

实施例	屈服强度 (MPa)	抗拉强度 (MPa)	延伸率 (％)
				1	298	450	32.5
2	292	463	35.0
				3	280	456	33.5
4	305	433	34.7
				5	285	440	36.8

从表4可以看出，本发明的冷轧带钢性能满足高强度高延伸率的要求，成品带钢屈服强度达到280MPa以上，延伸率达到32％以上。

Claims

1.一种高强度高延伸率Cr17型冷轧带钢，其特征在于，所述冷轧带钢的化学成分包含：C≤0.015wt％、Si：0.2～0.8wt％、Mn：0.1～0.8wt％、P≤0.04wt％、S≤0.015wt％、Cr：16.5～19.5wt％、N≤0.015wt％、Ti：0.1～0.6wt％、Nb：0.2～0.6wt％，余量为Fe和不可避免的杂质，且满足C+N≤0.03wt％；所述冷轧带钢屈服强度达到280MPa以上，延伸率达到32％以上；

所述冷轧带钢的制造方法，包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火、冷却，在所述连铸过程中，在二冷区采用电磁搅拌使板坯断面的等轴晶比例达到45％以上；在所述热轧过程中，终轧温度为750～900℃；在所述冷轧过程中，热轧钢卷经多道次冷轧，冷轧总压下量为60～75％；在所述退火过程中，退火温度为900～1050℃，退火时间为1～3min。

2.权利要求1所述的高强度高延伸率Cr17型冷轧带钢的制造方法，包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火、冷却，其特征在于，所述冷轧带钢的化学成分包含：C≤0.015wt％、Si：0.2～0.8wt％、Mn：0.1～0.8wt％、P≤0.04wt％、S≤0.015wt％、Cr：16.5～19.5wt％、N≤0.015wt％、Ti：0.1～0.6wt％、Nb：0.2～0.6wt，余量为Fe和不可避免的杂质，且满足C+N≤0.03wt％；

在所述热轧过程中，将板坯加热至950～1200℃，多道次轧制成带钢，终轧温度为750～900℃，再卷取形成钢卷，空冷至室温；

在所述冷轧过程中，热轧钢卷经酸洗后，再进行多道次冷轧，冷轧总压下量为60～75％，最后酸洗退火，冷却至550℃以下。

3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，在所述连铸过程中，在二冷区采用电磁搅拌使板坯断面的等轴晶比例达到45％以上。

4.根据权利要求2所述的制造方法，其中所述卷取温度为350～700℃。

5.根据权利要求2所述的制造方法，其中所述退火温度为900～1050℃，退火时间为1～3min。