CN104531964A - 一种高性能双相不锈钢热轧板卷的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种高性能双相不锈钢热轧板卷的制备方法。制备方法的工艺流程为：修磨→第一次加热→开坯轧制→第一次冷却→第二次加热→粗轧→精轧→第二次冷却→卷取；热轧板卷采用的高性能双相不锈钢的按质量组成为：C：≤0.03%；Mn：≤2.0%；P：≤0.03%；S：≤0.02%；Si：≤1.0%；Cr：22～23%；Ni：4.5～6.5%；Mo：3.0～3.5%；N：0.14～2.0%；余量为Fe。

Description

一种高性能双相不锈钢热轧板卷的制备方法

技术领域

本发明涉及一种高性能双相不锈钢热轧板卷的制备方法。

背景技术

双相不锈钢具有优良的机械性能、耐腐蚀性能，可广泛应用在石油、化工、海洋工程等行业，但双相不锈钢组织是由奥氏体和铁素体构成，热加工变形时容易在相界处产生应力集中，导致边部或表面产生裂纹，严重影响了其板面质量及成材率，限制了其广泛推广应用。双相不锈钢边部和表面质量主要与成分、铬镍当量比、微合金元素、杂质元素磷、硫、氧的含量有关外，还和热加工工艺有关，合理的热加工工艺可以改善该双相不锈钢边部和表面质量。

双相不锈钢对轧制温度比较敏感，随着轧制温度的提高，铁素体含量也升高，利于在单相区加工，同时当热加工温度过高时双相不锈钢热加工塑性反而降低，这是因为当温度达到一定高度时组织急剧长大、出现过烧现象，严重影响该双相不锈钢的热加工塑性，随着温度的升高大量的氮元素集中在奥氏体相中，导致两相强度差急剧增大也是导致高温时塑性变差的原因之一，当然如当热加工温度低于950℃时有σ相析出的危险，σ相是一种脆性相，对该双相不锈钢的热加工塑性不利，所以该双相不锈钢热加工区间温度要控制在合理的范围。

轧制道次压下量及轧制速度同样影响双相不锈钢的表面和边部质量。不同的轧制道次压下量及轧制速度会影响该双相不锈钢的表面和边部质量，变形速率过大，容易在相界处产生应力集中，在后续的轧制过程中会产生表面裂纹和边裂，同样变形速率过小，板坯表面和边部降温过大，也会产生表面裂纹和边裂。所以当合金成分确定后，制定合理的工艺路线及热加工工艺是生产该双相不锈钢的关键因素。

本申请人的申请号为201310748210.4的中国专利公开了一种低镍双相不锈钢热轧板卷的制备方法，采用的工艺流程为修磨→加热→开坯轧制→冷却→加热→粗轧→精轧→冷却→卷取。但其适用的是成分为C：≤0.04%；Mn：4.0～6.0%；P：≤0.04%；S：≤0.03%；Si：≤1.0%；Cr：21.0～22.0%；Ni：1.35～1.7%；Mo：0.1～0.8%；N：0.2～0.25%；Cu：0.1～0.8%，余量为Fe的低镍双相不锈钢热轧板卷，对于其它不锈钢热轧板卷不能完全适用，需要对其进行改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种高性能双相不锈钢热轧板卷的制备方法，产品无边裂、无板面裂纹、卷取及开卷无断裂现象，卷面质量好，相界光滑，未发现有明显析出相。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种高性能双相不锈钢热轧板卷的制备方法，所述的制备方法的工艺流程为：修磨→第一次加热→开坯轧制→第一次冷却→第二次加热→粗轧→精轧→第二次冷却→卷取；

其特征在于：

所述的热轧板卷采用的高性能双相不锈钢的按质量组成为：C：≤0.03%；Mn：≤2.0%；P：≤0.03%；S：≤0.02%；Si：≤1.0%；Cr：22～23%；Ni：4.5～6.5%；Mo：3.0～3.5%；N：0.14～2.0%；余量为Fe；

（1）、在修磨工艺中，采用目数为26～32目的砂轮对厚度180～220mm的铸坯板进行全修磨；

（2）、在第一次加热工艺中，板坯修磨后加热至1180～1220℃，均热段保温时间为50～70min，出炉前上下板面温度差为-20～0℃；

（3）、在开坯轧制工艺中，开坯轧制采用3～5道次，开坯时道次相对压下率控制在8～20%，初轧道次相对压下率≤10%，轧制速度控制在2～7m/s；

（4）、在第一次冷却工艺中，开坯后板坯在层冷轨道上喷水冷却，开坯板在层冷轨道上来回运动进行均匀冷却，冷却到750℃以下，然后把板坯吊到冷床上进行冷却，待开坯板上无水蒸气后，装入加热炉加热；

（5）、在第二次加热工艺中，加热温度控制在1220～1270℃，均热段保温时间控制在40～60min，然后出炉轧制；

（6）、在粗轧工艺中，粗轧5～9道次，初轧道次相对压下率≤10%，其余道次相对压下率控制在8～25%，轧制速度控制在2～12m/s，中间坯厚度控制在24～40mm；

（7）、在精轧工艺中，精轧采用炉卷轧机进行轧制，轧制5～11道次，道次相对压下率控制10～25%，轧制速度控制在2～12m/s，终轧温度在≥950℃；

（8）、在第二次冷却和卷取工艺中，层流冷却后板卷温度≤800℃。

本发明在第一次加热工艺中，板坯修磨后加热至1190℃或者1200℃。

本发明在第二次加热工艺中，加热温度控制在1250℃。

本发明开坯轧制、粗轧和板坯运动到精轧机的过程中，运行轨道有保温罩对板坯进行保温。

本发明在第二次冷却和卷取工艺中，层流冷却后板卷温度为750℃。

本发明在第一次冷却工艺中，开坯后板坯在层冷轨道上喷水冷却，开坯板在层冷轨道上来回运动进行均匀冷却，冷却到700℃。

本发明所述的热轧板卷采用的高性能双相不锈钢的按质量组成为：C：0.008%；Mn：1.0%；P：0.01%；S：0.002%；Si：0.1%；Cr：22.1%；Ni：4.8%；Mo：3.1%；N：0.15%；余量为Fe。

本发明所述的热轧板卷采用的高性能双相不锈钢的按质量组成为：C：0.025%；Mn：0.5%；P：0.02%；S：0.004%；Si：0.2%；Cr：22.2%；Ni：5.0%；Mo：3.2%；N：0.16%；余量为Fe。

本发明所述的热轧板卷采用的高性能双相不锈钢的按质量组成为：C：0.015%；Mn：1.5%；P：0.005%；S：0.006%；Si：0.3%；Cr：22.3%；Ni：5.2%；Mo：3.3%；N：0.17%；余量为Fe。

本发明所述的热轧板卷采用的高性能双相不锈钢的按质量组成为：C：0.005%；Mn：0.3%；P：0.015%；S：0.008%；Si：0.4%；Cr：22.3%；Ni：5.4%；Mo：3.4%；N：0.18%；余量为Fe。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、双相不锈钢铸坯表面有大量的氧化铁皮，轧制前对其修磨，防止氧化铁皮压入到板卷表面，影响其表面质量，同时修磨时不宜采用目数较小的砂轮，目数较小的砂轮易在板坯的表面形成裂纹，在加热的过程中裂纹会氧化，影响产品的表面质量，板坯修磨时宜采用26～32目的砂轮对板坯进行全修磨。

2、双相不锈钢对轧制温度比较敏感，温度过低、过高或降温过快都会影响其边部和表面质量，轧制过程中温降是必然的，所以采用开坯轧制，利于后续生表面无裂纹、无边裂产品，同时为了节能和产品最终性能的控制，又不宜温度控制的过高，所以板坯开坯前温度控制在1180～1220℃；

3、开坯时要合理控制道次的相对压下率、轧制速度及轧制道次，压下率过高会在相界产生应力集中，进而发生表面和边部裂纹，高温轧制时裂纹会氧化残留在表面，后续的轧制过程中产生边裂和表面裂纹，特别是初轧道次的控制，所以轧制道次相对压下率控制在8%，压下率过低时轧制时间增加，板坯降温过快，也会影响表面质量，所以开坯轧制道次控制在3～5道，轧制速度控制在2～7m/s，厚度180～220mm的铸坯开坯后板坯厚度控制在120～140mm；

4、开坯后该双相不锈钢温度较高，强度较低，吊装时容易变形，其次在800～900℃空冷时，有σ相析出，σ相是一种脆性相，易造成板坯断裂，所以轧制后需要在把开坯板冷却到750℃以下，然后在把板坯吊到冷床上进行冷却，待开坯板上无水蒸气后装入加热炉；

5、双相不锈钢加热到1270℃以上时，容易产生过烧、表面产生大量氧化铁皮，而该双相不锈钢在950℃以下热加工时，容易产生σ相，σ相是一种脆性相，轧制时容易产生表面裂纹和边裂，所以该双相不锈钢开坯板合理的加热保温温度是1220～1270℃；

6、理由同3，所以粗轧控制在5～9道次，道次相对压下率控制在8～25%，初轧道次相对压下率≤10%，轧制速度控制在2～7m/s，中间坯厚度控制在24～40mm；精轧控制在5～11道次，道次相对压下率控制10～25%，轧制速度控制在2～12m/s，为了防止轧制过程中边部温度降温过快，各道次需快速轧制，终轧温度终轧温度在≥950℃，卷取温度≤800℃。

附图说明

图1为本发明实施例一制备出的高性能双相不锈钢热轧板卷的显微组织图，灰色为铁素体组织，亮白色为奥氏体组织。

图2为本发明实施例二制备出的高性能双相不锈钢热轧板卷的显微组织图，灰色为铁素体组织，亮白色为奥氏体组织。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例一：

本实施例用于制备厚度为6mm的高性能双相不锈钢热轧板卷，该热轧板卷采用的高性能双相不锈钢的按质量组成为：C：≤0.03%；Mn≤2.0%；P：≤0.03%；S：≤0.02%；Si：≤1.0%；Cr：22～23%；Ni：4.5～6.5%；Mo：3.0～3.5%；N：0.14～2.0%；余量为Fe。

制备方法的工艺流程为：修磨→加热→开坯轧制→冷却→加热→粗轧→精轧→冷却→卷取。

（1）、在修磨工艺中，采用目数为32目的砂轮对厚度200mm的铸坯板进行全修磨两遍；

（2）、在第一次加热工艺中，板坯修磨后加热至1200℃，均热段保温时间为60min，出炉前上下板面温度差为-10℃；

（3）、在开坯轧制工艺中，开坯轧制采用5道次，开坯时道次相对压下率控制在8～20%，初轧道次相对压下率为8%，轧制速度控制在2～7m/s；开坯轧制后板坯厚度为130mm；

（4）、在第一次冷却工艺中，开坯后板坯在层冷轨道上喷水冷却，开坯板在层冷轨道上来回运动进行均匀冷却，冷却到700℃，然后把板坯吊到冷床上进行冷却，待开坯板上无水蒸气后，装入加热炉加热；

（5）、在第二次加热工艺中，加热温度控制在1240℃， 板坯上下板面温差为-10℃，均热段保温时间控制在50min，然后出炉轧制；

（6）、在粗轧工艺中，粗轧7道次，初轧道次相对压下率为8%，其余道次相对压下率控制在8～25%，轧制速度控制在3～10m/s，中间坯厚度控制在30mm；

（7）、在精轧工艺中，精轧采用炉卷轧机进行轧制，轧制5道次，道次相对压下率控制10～20%，轧制速度控制在4～10m/s，终轧温度在980℃；

（8）、在第二次冷却和卷取工艺中，层流冷却后板卷温度为750℃。

开坯轧制、粗轧和板坯运动到精轧机的过程中，运行轨道有保温罩对板坯进行保温。

参见图1，可以看出产品无边裂、无板面裂纹、卷取及开卷无断裂现象，卷面质量好，通过检测可以看出相界光滑，未发现有明显析出相。

实施例二：

本实施例用于制备厚度为10mm的高性能双相不锈钢热轧板卷，该热轧板卷采用的高性能双相不锈钢的按质量组成为：C：≤0.03%；Mn≤2.0%；P：≤0.03%；S：≤0.02%；Si：≤1.0%；Cr：22～23%；Ni：4.5～6.5%；Mo：3.0～3.5%；N：0.14～2.0%；余量为Fe。

制备方法的工艺流程为：修磨→加热→开坯轧制→冷却→加热→粗轧→精轧→冷却→卷取。

（1）、在修磨工艺中，采用目数为32目的砂轮对厚度200mm的铸坯板进行全修磨两遍；

（2）、在第一次加热工艺中，板坯修磨后加热至1190℃，均热段保温时间为50min，出炉前上下板面温度差为-15℃；

（3）、在开坯轧制工艺中，开坯轧制采用3道次，开坯时道次相对压下率控制在8～20%，初轧道次相对压下率为8%，轧制速度控制在2～7m/s；开坯轧制后板坯厚度为140mm；

（4）、在第一次冷却工艺中，开坯后板坯在层冷轨道上喷水冷却，开坯板在层冷轨道上来回运动进行均匀冷却，冷却到750℃，然后把板坯吊到冷床上进行冷却，待开坯板上无水蒸气后，装入加热炉加热；

（5）、在第二次加热工艺中，加热温度控制在1230℃， 板坯上下板面温差为-15℃，均热段保温时间控制在40min，然后出炉轧制；

（6）、在粗轧工艺中，粗轧5道次，初轧道次相对压下率为8%，其余道次相对压下率控制在8～25%，轧制速度控制在2～11m/s，中间坯厚度控制在35mm；

（7）、在精轧工艺中，精轧采用炉卷轧机进行轧制，轧制5道次，道次相对压下率控制10～20%，轧制速度控制在3～11m/s，终轧温度在1050℃；

（8）、在第二次冷却和卷取工艺中，层流冷却后板卷温度为800℃。

开坯轧制、粗轧和板坯运动到精轧机的过程中，运行轨道有保温罩对板坯进行保温。

参见图2，可以看出产品无边裂、无板面裂纹、卷取及开卷无断裂现象，卷面质量好，通过检测可以看出相界光滑，未发现有明显析出相。

在其余实施例中，在第二次加热工艺中，加热温度控制在1250℃。

热轧板卷采用的高性能双相不锈钢的10个实施例见表1。

表1。

此外，需要说明的是，上述的本发明实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例说明，而并非是对本发明的实施方式的限定，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种高性能双相不锈钢热轧板卷的制备方法，所述的制备方法的工艺流程为：修磨→第一次加热→开坯轧制→第一次冷却→第二次加热→粗轧→精轧→第二次冷却→卷取；

其特征在于：

所述的热轧板卷采用的高性能双相不锈钢的按质量组成为：C：≤0.03%；Mn：≤2.0%；P：≤0.03%；S：≤0.02%；Si：≤1.0%；Cr：22～23%；Ni：4.5～6.5%；Mo：3.0～3.5%；N：0.14～2.0%；余量为Fe；

（1）、在修磨工艺中，采用目数为26～32目的砂轮对厚度180～220mm的铸坯板进行全修磨；

（2）、在第一次加热工艺中，板坯修磨后加热至1180～1220℃，均热段保温时间为50～70min，出炉前上下板面温度差为-20～0℃；

（3）、在开坯轧制工艺中，开坯轧制采用3～5道次，开坯时道次相对压下率控制在8～20%，初轧道次相对压下率≤10%，轧制速度控制在2～7m/s；

（4）、在第一次冷却工艺中，开坯后板坯在层冷轨道上喷水冷却，开坯板在层冷轨道上来回运动进行均匀冷却，冷却到750℃以下，然后把板坯吊到冷床上进行冷却，待开坯板上无水蒸气后，装入加热炉加热；

（5）、在第二次加热工艺中，加热温度控制在1220～1270℃，均热段保温时间控制在40～60min，然后出炉轧制；

（6）、在粗轧工艺中，粗轧5～9道次，初轧道次相对压下率≤10%，其余道次相对压下率控制在8～25%，轧制速度控制在2～12m/s，中间坯厚度控制在24～40mm；

（7）、在精轧工艺中，精轧采用炉卷轧机进行轧制，轧制5～11道次，道次相对压下率控制10～25%，轧制速度控制在2～12m/s，终轧温度在≥950℃；

（8）、在第二次冷却和卷取工艺中，层流冷却后板卷温度≤800℃。

2.根据权利要求1所述的高性能双相不锈钢热轧板卷的制备方法，其特征在于：在第一次加热工艺中，板坯修磨后加热至1190℃或者1200℃。

3.根据权利要求1所述的高性能双相不锈钢热轧板卷的制备方法，其特征在于：在第二次加热工艺中，加热温度控制在1250℃。

4.根据权利要求1所述的高性能双相不锈钢热轧板卷的制备方法，其特征在于：开坯轧制、粗轧和板坯运动到精轧机的过程中，运行轨道有保温罩对板坯进行保温。

5.根据权利要求1所述的高性能双相不锈钢热轧板卷的制备方法，其特征在于：在第二次冷却和卷取工艺中，层流冷却后板卷温度为750℃。

6.根据权利要求1所述的高性能双相不锈钢热轧板卷的制备方法，其特征在于：在第一次冷却工艺中，开坯后板坯在层冷轨道上喷水冷却，开坯板在层冷轨道上来回运动进行均匀冷却，冷却到700℃。

7.根据权利要求1～6任一权利要求所述的高性能双相不锈钢热轧板卷的制备方法，其特征在于：所述的热轧板卷采用的高性能双相不锈钢的按质量组成为：C：0.008%；Mn：1.0%；P：0.01%；S：0.002%；Si：0.1%；Cr：22.1%；Ni：4.8%；Mo：3.1%；N：0.15%；余量为Fe。

8.根据权利要求1～6任一权利要求所述的高性能双相不锈钢热轧板卷的制备方法，其特征在于：所述的热轧板卷采用的高性能双相不锈钢的按质量组成为：C：0.025%；Mn：0.5%；P：0.02%；S：0.004%；Si：0.2%；Cr：22.2%；Ni：5.0%；Mo：3.2%；N：0.16%；余量为Fe。

9.根据权利要求1～6任一权利要求所述的高性能双相不锈钢热轧板卷的制备方法，其特征在于：所述的热轧板卷采用的高性能双相不锈钢的按质量组成为：C：0.015%；Mn：1.5%；P：0.005%；S：0.006%；Si：0.3%；Cr：22.3%；Ni：5.2%；Mo：3.3%；N：0.17%；余量为Fe。

10.根据权利要求1～6任一权利要求所述的高性能双相不锈钢热轧板卷的制备方法，其特征在于：所述的热轧板卷采用的高性能双相不锈钢的按质量组成为：C：0.005%；Mn：0.3%；P：0.015%；S：0.008%；Si：0.4%；Cr：22.3%；Ni：5.4%；Mo：3.4%；N：0.18%；余量为Fe。