CN104561820B - 一种用于防盗门的不锈钢及其热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种用于防盗门的不锈钢，其成分为：C：0.08-0.11%、Mn：1.21-1.29%、Si：0.14-0.16%、P：0.003-0.005%、S：0.001-0.002%、Mg：0.093-0.095%、V：0.06-0.08%、Ti：1.8-2.1%、Al：1.5-1.7%、Cu：0.05-0.07%、Cr：23.7-23.9%、Ni:16.5-16.7%、Mo：0.23-0.25%，镧系稀土元素0.12-0.18%，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明的不锈钢具有强抗腐蚀性能，横向屈服强度高，且具有优异低温韧性。
Description
技术领域
本发明涉及一种不锈钢及其热处理方法，具体地说是一种用于防盗门的不锈钢及其热处理方法。
背景技术
目前，金属门窗大部分都由不锈钢制作，要求金属门窗用不锈钢需要有极强的防腐性能且独具不锈钢的光泽，保温性能需要优于同结构普通钢，随着金属门窗使用的日益广泛，对不锈钢的技术要求也不断提高，需要其有足够的横向屈服强度和抗腐蚀性能；且在一些寒冷地区，不锈钢的低温韧性也不高，也常会导致在短时间内就断裂。因此如何有效提高金属门窗用不锈钢的横向屈服强度、抗腐蚀性能以及低温韧性是本领域技术人员一直需要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种用于防盗门的不锈钢及其热处理方法，具有强抗腐蚀性能，高塑性，且具有优异低温韧性。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：提供一种用于防盗门的不锈钢，该不锈钢的成分及质量百分比为：C：0.08-0.11％、Mn：1.21-1.29％、Si：0.14-0.16％、P：0.003-0.005％、S：0.001-0.002％、Mg：0.093-0.095％、V：0.06-0.08％、Ti：1.8-2.1％、Al：1.5-1.7％、Cu：0.05-0.07％、Cr：23.7-23.9％、Ni:16.5-16.7％、Mo：0.23-0.25％，镧系稀土元素0.12-0.18％，余量为Fe和不可避免的杂质；
其中镧系元素的化学成分质量百分含量为：Nd：13-17％，Ce：11-18％，Er：8-14％，Pr：6-9％，Pm：0-4％，Dy：0-5％，余量为La；
该防盗门用不锈钢中，碳化物的数密度为大于0.9个/μm2，粒径0.4μm以上的粗大碳化物在所述碳化物中所占的个数比率为0.1以下；该窗框用不锈钢在pH为4～7的酸性条件下耐腐蚀性≤0.004mm/年，在pH值为7～10的碱性条件下耐腐蚀性≤0.005mm/年。
前述的用于防盗门的不锈钢的热处理方法，包括正火处理、淬火处理、回火处理工序、调质热处理工序和冷却工序，
所述正火处理工序：将钢材加热至970-1050℃并保温50-65min后冷却；
所述淬火处理工序：将经所述正火处理的钢材加热至860～920℃并保温70-120min后冷却；
所述回火处理工序：将经所述淬火处理的钢材加热至660～690℃并保温300-450min后冷却；
所述调质热处理工序：将回火处理后的钢材冷却至室温后，加热至950～990℃，保温20～30min后冷却；再进行第二次回火处理，加热温度为860～880℃，到温后保温40～50min冷却，循环进行回火处理和正火处理工序1～3次；
所述冷却工序：在空气中冷却至550～700℃，再采用水冷，以9～10℃/s的冷却速率水冷至室温。
本发明的进一步限定技术方案：前述的用于防盗门的不锈钢，该不锈钢的成分及质量百分比为：C：0.08％、Mn：1.21％、Si：0.14％、P：0.003％、S：0.001％、Mg：0.093％、V：0.06％、Ti：1.8％、Al：1.5％、Cu：0.05％、Cr：23.7％、Ni:16.5％、Mo：0.25％，镧系稀土元素0.12％，余量为Fe和不可避免的杂质；
其中镧系元素的化学成分质量百分含量为：Nd：13％，Ce：11％，Er：8％，Pr：6％，Pm：0.5％，Dy：1％，余量为La；
该防盗门用不锈钢中，碳化物的数密度为大于0.9个/μm2，粒径0.4μm以上的粗大碳化物在所述碳化物中所占的个数比率为0.1以下；该窗框用不锈钢在pH为4～7的酸性条件下耐腐蚀性≤0.004mm/年，在pH值为7～10的碱性条件下耐腐蚀性≤0.005mm/年。
前述用于防盗门的不锈钢的热处理方法，包括正火处理、淬火处理、回火处理工序、调质热处理工序和冷却工序，
所述正火处理工序：将钢材加热至970℃并保温65min后冷却；
所述淬火处理工序：将经所述正火处理的钢材加热至860℃并保温120min后冷却；
所述回火处理工序：将经所述淬火处理的钢材加热至660℃并保温450min后冷却；
所述调质热处理工序：将回火处理后的钢材冷却至室温后，加热至950℃，保温30min后冷却；再进行第二次回火处理，加热温度为860℃，到温后保温50min冷却，循环进行回火处理和正火处理工序3次；
所述冷却工序：在空气中冷却至550℃，再采用水冷，以9℃/s的冷却速率水冷至室温。
一种用于防盗门的不锈钢，该不锈钢的成分及质量百分比为：C：0.10％、Mn：1.25％、Si：0.15％、P：0.004％、S：0.001％、Mg：0.094％、V：0.06％、Ti：1.9％、Al：1.7％、Cu：0.06％、Cr：23.8％、Ni:16.6％、Mo：0.24％，镧系稀土元素0.16％，余量为Fe和不可避免的杂质；
其中镧系元素的化学成分质量百分含量为：Nd：15％，Ce：15％，Er：11％，Pr：6％，Pm：1％，余量为La；
该防盗门用不锈钢中，碳化物的数密度为大于0.9个/μm2，粒径0.4μm以上的粗大碳化物在所述碳化物中所占的个数比率为0.1以下；该窗框用不锈钢在pH为4～7的酸性条件下耐腐蚀性≤0.004mm/年，在pH值为7～10的碱性条件下耐腐蚀性≤0.005mm/年。
前述的用于防盗门的不锈钢的热处理方法，包括正火处理、淬火处理、回火处理工序、调质热处理工序和冷却工序，
所述正火处理工序：将钢材加热至1000℃并保温55min后冷却；
所述淬火处理工序：将经所述正火处理的钢材加热至890℃并保温100min后冷却；
所述回火处理工序：将经所述淬火处理的钢材加热至680℃并保温350min后冷却；
所述调质热处理工序：将回火处理后的钢材冷却至室温后，加热至960℃，保温25min后冷却；再进行第二次回火处理，加热温度为870℃，到温后保温45min冷却，循环进行回火处理和正火处理工序2次；
所述冷却工序：在空气中冷却至650℃，再采用水冷，以10℃/s的冷却速率水冷至室温。
进一步的，前述的用于防盗门的不锈钢，该不锈钢的成分及质量百分比为：C：0.11％、Mn：1.29％、Si：0.16％、P：0.005％、S：0.002％、Mg：0.095％、V：0.06％、Ti：1.8％、Al：1.7％、Cu：0.05％、Cr：23.9％、Ni:16.7％、Mo：0.25％，镧系稀土元素0.18％，余量为Fe和不可避免的杂质；
其中镧系元素的化学成分质量百分含量为：Nd：17％，Ce：18％，Er：14％，Pr：9％，Pm：4％，Dy：2％，余量为La；
该防盗门用不锈钢中，碳化物的数密度为大于0.9个/μm2，粒径0.4μm以上的粗大碳化物在所述碳化物中所占的个数比率为0.1以下；该窗框用不锈钢在pH为4～7的酸性条件下耐腐蚀性≤0.004mm/年，在pH值为7～10的碱性条件下耐腐蚀性≤0.005mm/年。
前述的用于防盗门的不锈钢的热处理方法，包括正火处理、淬火处理、回火处理工序、调质热处理工序和冷却工序，
所述正火处理工序：将钢材加热至1050℃并保温50min后冷却；
所述淬火处理工序：将经所述正火处理的钢材加热至920℃并保温70min后冷却；
所述回火处理工序：将经所述淬火处理的钢材加热至690℃并保温300min后冷却；
所述调质热处理工序：将回火处理后的钢材冷却至室温后，加热至990℃，保温20min后冷却；再进行第二次回火处理，加热温度为880℃，到温后保温40min冷却，循环进行回火处理和正火处理工序3次；
所述冷却工序：在空气中冷却至700℃，再采用水冷，以10℃/s的冷却速率水冷至室温。
本发明的有益效果是：
本发明不锈钢成分中各元素含量的控制起到
的作用是：本发明添加稀土元素镧、铈和镨，并通过结合热处理工艺可以得到奥氏体加马氏体组织，该不锈钢中第一相为奥氏体，第二相为马氏体，在表面至1/4厚度处第二相体积百分数为5.1-5.3％，1/4厚度至中心第二相体积百分数为7.3-7.5％；从而成功生产出用于金属门窗的高强度防腐不锈钢，具有很好的横向屈服强度及高塑性。
本发明在不影响钢材强度和密度的前提下，加入一定含量的硅元素和硼元素，提升钢材的耐腐蚀性，在酸性和碱性溶液侵蚀下，更长时间保持钢材特性。另外本发明在正火处理、淬火处理和回火处理工序结束后，对钢材进行调质热处理工序，重复进行正火和回火处理，确保加入的硅元素和硼元素等均匀分布在钢材内部，提高钢材强度，在不影响钢材自身密度的前提下，达到耐腐蚀的效果。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细介绍，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1
本实施例是一种用于防盗门的不锈钢，该不锈钢的成分及质量百分比为：C：0.08％、Mn：1.21％、Si：0.14％、P：0.003％、S：0.001％、Mg：0.093％、V：0.06％、Ti：1.8％、Al：1.5％、Cu：0.05％、Cr：23.7％、Ni:16.5％、Mo：0.25％，镧系稀土元素0.12％，余量为Fe和不可避免的杂质；
其中镧系元素的化学成分质量百分含量为：Nd：13％，Ce：11％，Er：8％，Pr：6％，Pm：0.5％，Dy：1％，余量为La；
该防盗门用不锈钢中，碳化物的数密度为大于0.9个/μm2，粒径0.4μm以上的粗大碳化物在所述碳化物中所占的个数比率为0.1以下；该窗框用不锈钢在pH为4～7的酸性条件下耐腐蚀性≤0.004mm/年，在pH值为7～10的碱性条件下耐腐蚀性≤0.005mm/年。
前述用于防盗门的不锈钢的热处理方法，包括正火处理、淬火处理、回火处理工序、调质热处理工序和冷却工序，
所述正火处理工序：将钢材加热至970℃并保温65min后冷却；
所述淬火处理工序：将经所述正火处理的钢材加热至860℃并保温120min后冷却；
所述回火处理工序：将经所述淬火处理的钢材加热至660℃并保温450min后冷却；
所述调质热处理工序：将回火处理后的钢材冷却至室温后，加热至950℃，保温30min后冷却；再进行第二次回火处理，加热温度为860℃，到温后保温50min冷却，循环进行回火处理和正火处理工序3次；
所述冷却工序：在空气中冷却至550℃，再采用水冷，以9℃/s的冷却速率水冷至室温。
实施例2
本实施例是一种用于防盗门的不锈钢，该不锈钢的成分及质量百分比为：C：0.10％、Mn：1.25％、Si：0.15％、P：0.004％、S：0.001％、Mg：0.094％、V：0.06％、Ti：1.9％、Al：1.7％、Cu：0.06％、Cr：23.8％、Ni:16.6％、Mo：0.24％，镧系稀土元素0.16％，余量为Fe和不可避免的杂质；
其中镧系元素的化学成分质量百分含量为：Nd：15％，Ce：15％，Er：11％，Pr：6％，Pm：1％，余量为La；
该防盗门用不锈钢中，碳化物的数密度为大于0.9个/μm2，粒径0.4μm以上的粗大碳化物在所述碳化物中所占的个数比率为0.1以下；该窗框用不锈钢在pH为4～7的酸性条件下耐腐蚀性≤0.004mm/年，在pH值为7～10的碱性条件下耐腐蚀性≤0.005mm/年。
前述的用于防盗门的不锈钢的热处理方法，包括正火处理、淬火处理、回火处理工序、调质热处理工序和冷却工序，
所述正火处理工序：将钢材加热至1000℃并保温55min后冷却；
所述淬火处理工序：将经所述正火处理的钢材加热至890℃并保温100min后冷却；
所述回火处理工序：将经所述淬火处理的钢材加热至680℃并保温350min后冷却；
所述调质热处理工序：将回火处理后的钢材冷却至室温后，加热至960℃，保温25min后冷却；再进行第二次回火处理，加热温度为870℃，到温后保温45min冷却，循环进行回火处理和正火处理工序2次；
所述冷却工序：在空气中冷却至650℃，再采用水冷，以10℃/s的冷却速率水冷至室温。
实施例3
本实施例是一种用于防盗门的不锈钢，该不锈钢的成分及质量百分比为：C：0.11％、Mn：1.29％、Si：0.16％、P：0.005％、S：0.002％、Mg：0.095％、V：0.06％、Ti：1.8％、Al：1.7％、Cu：0.05％、Cr：23.9％、Ni:16.7％、Mo：0.25％，镧系稀土元素0.18％，余量为Fe和不可避免的杂质；
其中镧系元素的化学成分质量百分含量为：Nd：17％，Ce：18％，Er：14％，Pr：9％，Pm：4％，Dy：2％，余量为La；
该防盗门用不锈钢中，碳化物的数密度为大于0.9个/μm2，粒径0.4μm以上的粗大碳化物在所述碳化物中所占的个数比率为0.1以下；该窗框用不锈钢在pH为4～7的酸性条件下耐腐蚀性≤0.004mm/年，在pH值为7～10的碱性条件下耐腐蚀性≤0.005mm/年。
前述的用于防盗门的不锈钢的热处理方法，包括正火处理、淬火处理、回火处理工序、调质热处理工序和冷却工序，
所述正火处理工序：将钢材加热至1050℃并保温50min后冷却；
所述淬火处理工序：将经所述正火处理的钢材加热至920℃并保温70min后冷却；
所述回火处理工序：将经所述淬火处理的钢材加热至690℃并保温300min后冷却；
所述调质热处理工序：将回火处理后的钢材冷却至室温后，加热至990℃，保温20min后冷却；再进行第二次回火处理，加热温度为880℃，到温后保温40min冷却，循环进行回火处理和正火处理工序3次；
所述冷却工序：在空气中冷却至700℃，再采用水冷，以10℃/s的冷却速率水冷至室温。
各实施例不锈钢的性能如表1所示。
表1各实施例不锈钢的性能
由上表可见，本发明不锈钢有良好的强度、塑性及低温韧性、抗HIC性能和抗SSC性能。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种用于防盗门的不锈钢，其特征在于：该不锈钢的成分及质量百分比为：C：0.08-0.11％、Mn：1.21-1.29％、Si：0.14-0.16％、P：0.003-0.005％、S：0.001-0.002％、Mg：0.093-0.095％、V：0.06-0.08％、Ti：1.8-2.1％、Al：1.5-1.7％、Cu：0.05-0.07％、Cr：23.7-23.9％、Ni:16.5-16.7％、Mo：0.23-0.25％，镧系稀土元素0.12-0.18％，余量为Fe和不可避免的杂质；
其中镧系元素的化学成分质量百分含量为：Nd：13-17％，Ce：11-18％，Er：8-14％，Pr：6-9％，Pm：0-4％，Dy：0-5％，余量为La；
该防盗门用不锈钢中，碳化物的数密度为大于0.9个/μm2，粒径0.4μm以上的粗大碳化物在所述碳化物中所占的个数比率为0.1以下；该防盗门用不锈钢在pH为4～7的酸性条件下耐腐蚀性≤0.004mm/年，在pH值为7～10的碱性条件下耐腐蚀性≤0.005mm/年。
2.如权利要求1所述的用于防盗门的不锈钢，其特征在于：该不锈钢的成分及质量百分比为：C：0.10％、Mn：1.25％、Si：0.15％、P：0.004％、S：0.001％、Mg：0.094％、V：0.06％、Ti：1.9％、Al：1.7％、Cu：0.06％、Cr：23.8％、Ni:16.6％、Mo：0.24％，镧系稀土元素0.16％，余量为Fe和不可避免的杂质；
其中镧系元素的化学成分质量百分含量为：Nd：15％，Ce：15％，Er：11％，Pr：6％，Pm：1％，余量为La；
该防盗门用不锈钢中，碳化物的数密度为大于0.9个/μm2，粒径0.4μm以上的粗大碳化物在所述碳化物中所占的个数比率为0.1以下；该防盗门用不锈钢在pH为4～7的酸性条件下耐腐蚀性≤0.004mm/年，在pH值为7～10的碱性条件下耐腐蚀性≤0.005mm/年。
3.如权利要求1所述的用于防盗门的不锈钢，其特征在于：该不锈钢的成分及质量百分比为：C：0.11％、Mn：1.29％、Si：0.16％、P：0.005％、S：0.002％、Mg：0.095％、V：0.06％、Ti：1.8％、Al：1.7％、Cu：0.05％、Cr：23.9％、Ni:16.7％、Mo：0.25％，镧系稀土元素0.18％，余量为Fe和不可避免的杂质；
其中镧系元素的化学成分质量百分含量为：Nd：17％，Ce：18％，Er：14％，Pr：9％，Pm：4％，Dy：2％，余量为La；
该防盗门用不锈钢中，碳化物的数密度为大于0.9个/μm2，粒径0.4μm以上的粗大碳化物在所述碳化物中所占的个数比率为0.1以下；该防盗门用不锈钢在pH为4～7的酸性条件下耐腐蚀性≤0.004mm/年，在pH值为7～10的碱性条件下耐腐蚀性≤0.005mm/年。
4.如权利要求1-3中任一权利要求所述的用于防盗门的不锈钢的热处理方法，包括正火处理、淬火处理、回火处理工序、调质热处理工序和冷却工序，其特征在于：
所述正火处理工序：将钢材加热至970-1050℃并保温50-65min后冷却；
所述淬火处理工序：将经所述正火处理的钢材加热至860～920℃并保温70-120min后冷却；
所述回火处理工序：将经所述淬火处理的钢材加热至660～690℃并保温300-450min后冷却；
所述调质热处理工序：将回火处理后的钢材冷却至室温后，加热至950～990℃，保温20～30min后冷却；再进行第二次回火处理，加热温度为860～880℃，到温后保温40～50min冷却，循环进行回火处理和正火处理工序1～3次；
所述冷却工序：在空气中冷却至550～700℃，再采用水冷，以9～10℃/s的冷却速率水冷至室温。
5.如权利要求4所述的用于防盗门的不锈钢的热处理方法，其特征在于：所述正火处理工序：将钢材加热至970℃并保温65min后冷却；
所述淬火处理工序：将经所述正火处理的钢材加热至860℃并保温120min后冷却；
所述回火处理工序：将经所述淬火处理的钢材加热至660℃并保温450min后冷却；
所述调质热处理工序：将回火处理后的钢材冷却至室温后，加热至950℃，保温30min后冷却；再进行第二次回火处理，加热温度为860℃，到温后保温50min冷却，循环进行回火处理和正火处理工序3次；
所述冷却工序：在空气中冷却至550℃，再采用水冷，以9℃/s的冷却速率水冷至室温。
6.如权利要求4所述的用于防盗门的不锈钢的热处理方法，其特征在于：所述正火处理工序：将钢材加热至1000℃并保温55min后冷却；
所述淬火处理工序：将经所述正火处理的钢材加热至890℃并保温100min后冷却；
所述回火处理工序：将经所述淬火处理的钢材加热至680℃并保温350min后冷却；
所述调质热处理工序：将回火处理后的钢材冷却至室温后，加热至960℃，保温25min后冷却；再进行第二次回火处理，加热温度为870℃，到温后保温45min冷却，循环进行回火处理和正火处理工序2次；
所述冷却工序：在空气中冷却至650℃，再采用水冷，以10℃/s的冷却速率水冷至室温。
7.如权利要求4所述的用于防盗门的不锈钢的热处理方法，其特征在于：所述正火处理工序：将钢材加热至1050℃并保温50min后冷却；
所述淬火处理工序：将经所述正火处理的钢材加热至920℃并保温70min后冷却；
所述回火处理工序：将经所述淬火处理的钢材加热至690℃并保温300min后冷却；
所述调质热处理工序：将回火处理后的钢材冷却至室温后，加热至990℃，保温20min后冷却；再进行第二次回火处理，加热温度为880℃，到温后保温40min冷却，循环进行回火处理和正火处理工序3次；
所述冷却工序：在空气中冷却至700℃，再采用水冷，以10℃/s的冷却速率水冷至室温。
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2015
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