CN105132820A - 高强度马氏体不锈钢板及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度马氏体不锈钢板及其生产方法，其包括开坯工序、轧制工序和热处理工序；所述钢板化学成分的质量百分含量为：C≤0.06%、Si≤1.00%、Mn≤1.00%、P≤0.030%、S≤0.015%、Cr？15.00%～17.00%、Ni？4.50%～5.50%、Mo？0.80%～1.20%、H≤0.00025%、N≥0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述开坯工序：采用全程避水快速轧制，不用立棍挤压；钢锭开坯后入缓冷坑进行缓冷；所述轧制工序：采用多道次、抢温快速小压下量轧制；所述热处理工序：采用淬火＋回火工艺。本钢板板型良好，性能稳定；钢板的室温抗拉强度和屈服强度良好；钢板的-40℃低温冲击韧性良好；钢板的延伸率良好。

Description

高强度马氏体不锈钢板及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种不锈钢及其生产方法，尤其是一种高强度马氏体不锈钢板及其生产方法。

背景技术

随着我国对海洋战略的越来越重视，十八大报告指出，要提高海洋资源开发能力，坚决维护国家海洋权益，向海洋强国的梦想推进。这些要求需要我们建造更多的各种舰艇和大型船舶，因此急需能应用在舰艇船舶方面的高性能钢板。舰艇船舶的工作环境对钢板性能的要求比较严格，要求其具有良好的低温冲击韧性和有较高的屈服强度，以及高强度、高韧性、耐腐蚀性。

0Cr16Ni5Mo1不锈钢是在0Cr13Ni5Mo基础上发展起来的新型不锈钢种，具有良好的综合性能，其强度高、韧性好，优良的抗腐蚀性能，以及焊接性能；因此，可以作为舰艇以及大型船舶上重要的部件。

0Cr16Ni5Mo1钢板虽然具有良好的综合性能，但是其技术含量高，生产过程中特别容易出现炸裂、板型无法保证、性能不稳定等问题，生产难度极大；且在应用中容易出现韧性偏低，开裂，组织异常等现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高性能的高强度马氏体不锈钢板；本发明还提供了一种高强度马氏体不锈钢板的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明所述钢板化学成分的质量百分含量为：C≤0.06%、Si≤1.00%、Mn≤1.00%、P≤0.030%、S≤0.015%、Cr15.00%～17.00%、Ni4.50%～5.50%、Mo0.80%～1.20%、H≤0.00025%、N≥0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。

优选的，所述钢板化学成分的质量百分比为：C0.02%～0.06%、Si0.50%～1.00%、Mn0.50%～1.00%、P≤0.030%、S≤0.015%、Cr15.00%～17.00%、Ni4.50%～5.50%、Mo0.80%～1.20%、H≤0.00025%、N≥0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明钢板各化学成分及含量的作用是：

碳（C）：碳对钢的强度、冲击韧性、焊接性能都有显著影响。钢中含碳量增加，屈服强度和抗拉强度会升高，但塑性和冲击韧性会降低；碳含量低会影响控轧效果，也会增大冶炼控制难度，碳含量高，又会影响钢的焊接性能以及耐大气腐蚀能力，所以不锈钢钢的碳含量范围控制在≤0.06%，最好为0.02%～0.06%。

硅（Si）：在炼钢过程中硅是重要的还原剂和脱氧剂。如果钢中含硅量超过0.50%，硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服强度和抗拉强度，当硅含量过高时会降低钢的塑性、韧性和焊接性，所以硅含量范围≤1.00%，最好为0.50%～1.00%。

锰（Mn）：锰成本低廉，能增加钢的强度、韧性和硬度，提高钢的淬透性，改善钢的热加工性能。在炼钢过程中，锰还是良好的脱氧剂和脱硫剂，钢中加入0.50%以上时较一般钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度。锰含量过高时会降低钢材的焊接性能，因此锰含量≤1.00%，最好为0.50%～1.00%。

磷（P）：在一般情况下，磷在钢都是有害元素，会增加钢的冷脆性，使钢材的焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些，因此尽量减少钢中的磷含量，但是在冶炼不锈钢时，钢中磷更难去除，在能满足使用性能的情况下，将磷含量限定为P≤0.030%，以利于降低生产成本。

硫（S）：硫在钢中也是有害元素，在钢中与铁生成化合物硫化亚铁，硫化亚铁与铁形成共晶体，它的熔点低，当钢材加热到1000℃左右进行轧制或锻造时，沿晶界分布的Fe-FeS共晶已经熔化，各晶粒间的连接被破坏，导致钢材开裂，即产生热脆性。因此硫能降低钢的延展性和韧性，降低钢的耐腐蚀性。因此应尽量减少硫在钢中的含量，硫含量要求越低，炼钢成本要高，在能保证性能的前提下降低生产成本，本申请钢中硫含量限定在S≤0.015%。

铬（Cr）：其含量对钢板的强度、塑性和冲击韧性均有较大影响，因为铬既能固溶于铁素体和奥氏体中，又能与钢中的碳形成多种碳化物；铬固溶于奥氏体时，可提高钢的淬透性，当铬与碳形成复杂碳化物，并在钢中弥散析出时，可起到弥散强化作用，由于铬提高淬透性和固溶强化，所以能提高钢在热处理状态下的强度和硬度。铬能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的主要合金元素，本发明的铬含量为Cr15.00%～17.00%。

镍（Ni）：镍是不锈钢中的主要成分，关系到不锈钢的性能和成本。镍能提高钢的强度，同时也能提高钢的塑性和韧性，能较大幅度提高低温冲击韧性，因为镍在钢中通过在塑性变形时增加晶格滑移面来提高材料塑性；镍还可提高合金钢的淬透性，并改善钢在低温下的韧性，使韧脆转变温度降低。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力，镍含量为Ni4.50%～5.50%。

钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细化，存在与于钢的固溶体和碳化物中，有固溶强化作用，提高淬透性和高温强度，在高温时能保持足够的强度和抗蠕变能力，提高钢的机械性能。还可以抑制合金钢由于高温加热引起的回火脆性。钼在轧制过程中可增大对奥氏体再结晶的抑制作用，进而促进奥氏体显微组织的细化。但过多的钼会损害焊接时形成的热影响区的韧性，降低钢的可焊性且成本比较高，本发明中钼含量为0.80%～1.20%。

氮（N）：氮在不锈钢中可以增加合金的固溶强化，提高钢的强度、改善抗腐蚀性能和韧性，对于不锈钢生产来说，钢中氮含量的提高，意味着生产难度的大幅增加，而且控制难度提高，因此本钢中氮含量要求为N≥0.020%。

本发明方法包括开坯工序、轧制工序和热处理工序；所述钢板化学成分的质量百分含量如上所述；

所述开坯工序：开坯中全程采用避水快速轧制，不用立棍挤压；钢锭开坯后装入缓冷坑缓冷扩氢；

所述轧制工序：钢坯出炉后立即轧制，且每道次的压下量≤10mm，直接轧制到所要求的板厚；

所述热处理工序：采用淬火＋回火的热处理工艺。

本发明方法所述开坯工序：装钢前晾炉到300℃及以下，焖钢时间≥5h；采用低速烧钢，最高加热温度1180℃，加热时间90～96h，然后进行开坯轧制；开坯后降温至650℃～670℃装入缓冷坑，在650℃～670℃保温时间≥5h后随炉降温到150℃～250℃。所述低速烧钢过程为：400℃以下时，升温速度≤10℃/h；400℃～650℃时，升温速度≤20℃/h；650℃～900℃时，升温速度≤30℃/h。

本发明方法所述轧制工序：轧制过程全程避水；钢坯的最高加热温度1180℃，均热温度1160℃，钢坯在预热段加热时间≥120min，加热段停留时间≥180min。所述轧制工序中钢坯的加热工艺：钢坯入炉前在炉门口处烘烤60min及以上，入炉后打开炉门进行预热，钢坯在预热段停留90min及以上，预热段，炉尾温度≤600℃，预热段加热温度≤800℃；钢坯在加热段的最高加热温度≤1180℃；钢坯在均热段停留时间≥120min，均热温度1160±5℃；轧制后进行矫直。所述预热段和加热段的升温速度为：400℃以下时，升温速度≤4℃/min；400℃～650℃时，升温速度≤6℃/min；650℃～900℃时，升温速度≤10℃/min，900℃～1180℃时，升温速度≤10℃/min。

本发明方法所述热处理工序：淬火温度980℃～1080℃，总加热时间≥300min；淬火出钢后喷吹空气加速冷却，并用矫直机进行矫直；回火温度520±10℃，总加热时间≥450min，出炉后空冷。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明具有良好的强韧性匹配、较好外观质量和平直度。

本发明方法采用了适当的钢锭、钢坯加热工艺，通过先开坯后轧制的方法，解决了生产中容易出现炸裂的难题；在开坯和轧制过程中采用全程避水轧制，保证了钢板表面质量良好；在轧制和热处理后及时用矫直机进行矫直，保证了钢板的平直度；通过合适的热处理工艺，使钢板的各种性能稳定良好。

本方法通过合理的钢锭加热工艺开坯、钢坯轧制及热处理工序，在保证钢板板型，降低钢板易出现裂纹的情况下，使钢板具有良好的组织、综合性能和焊接性能；采用淬火+回火的热处理工艺，得到钢板组织为马氏体和铁素体，以及少量残余奥氏体的复合组织，钢板组织均匀细小、结构致密。

本发明具有以下优点：（1）板型良好，性能稳定；（2）钢板的高温抗拉强度和屈服强度良好；（3）钢板的-40℃低温冲击韧性良好；（4）钢板的延伸率良好。

试验结果表明：采用本发明方法所生产的钢板具有成分均匀、内部致密，力学性能好，能完全满足在舰艇等大型船舶上的高性能用钢板的要求。该钢板实物性能达到技术要求，能满足制造舰艇等大型船舶上特殊部位的钢板需求。本发明采用淬火+回火的热处理工艺，得到钢板组织以马氏体和铁素体，并含有残余奥氏体的复合组织，钢板组织均匀细小、结构致密，力学性能、表面质量和平直度良好。

具体实施方式

本高强度马氏体不锈钢板的生产方法包括开坯、轧制和热处理工序，具体工艺为：

（1）所述开坯工序：由于本钢种合金元素含量较大，直接成材可能会造成钢板表面微裂纹，钢板性能无法保证，因此采用开坯成材，开坯厚度220mm。钢锭合金含量高，钢锭在加热过程中表面容易出现炸裂，因此加热过程中要严格按照要求，装钢前将表面清理干净，晾炉到300℃及以下，焖钢时间≥5h；为保证合金元素充分固溶、晶粒细小，采用低速烧钢；低速烧钢过程为：温度≤400℃时，升温速度≤10℃/h；400℃＜温度≤650℃时，升温速度≤20℃/h；650℃＜温度≤900℃时，升温速度≤30℃/h；最高加热温度1180℃；烧钢时升温速度要慢，不锈钢合金含量高，导热性能差，如果加热速度过快，因导热不均内应力大容易产生裂纹。经过90～96h的加热，钢锭温度均匀后进行开坯，开坯过程要全部避水轧制，包括轧辊冷却水、立辊冷却水、除鳞冷却水等均需关闭。开坯轧制间隙可适当冷却轧辊，开坯时，要多道次，小压下量，不宜用立棍挤压边部，避免出现边部裂纹。开坯后等温度降低到650℃～670℃时，要放入缓冷坑中，在650℃～670℃保温时间≥5h后随炉降温到150℃～250℃，然后进行带温切割及清理。--此描述是为了更清楚的明确各温度范围，例如650℃是属于400℃～650℃还是650℃～900℃，并不明确。其他地方的描述方式一般是没问题的，此处是为了避免较真的审查员可能提出的疑问。

（2）所述轧制工序：钢坯入加热炉前，在炉门口处烘烤60min及以上，入炉后打开炉门进行预热，钢坯在炉门处等温90min及以上，再继续推钢。预热段，炉尾温度不超过600℃，钢坯在加热过程中要做到缓慢升温，升温速度平衡均匀，确保烧透，严格禁止升温过快或推钢过快，要切实保证缓慢升温，使钢坯内外温度均匀；钢坯在预热段停留180～220min，预热段加热温度≤800℃。钢坯在加热段停留时间≥180min，最高加热温度≤1180℃，同时应保证升温均匀平稳，严禁钢坯在火焰下停留。钢坯在均热段停留时间≥120min，均热温度1160±5℃。钢坯在均热段时，炉头必须有两块以上的其它钢坯，严禁跑温、过热、过烧。为了保证钢坯上下表温差，防止钢坯轧制时上翘，要严格控制均热段下的加热温度。上述加热过程的升温速度为：温度≤400℃时，升温速度≤4℃/min；400℃＜温度≤650℃时，升温速度≤6℃/min；650℃＜温度≤900℃时，升温速度≤10℃/min，900℃＜温度≤1180℃时，升温速度≤10℃/min。--原因与上述相同。

加热后的钢坯进行轧制，轧制时全部避水轧制，轧制过程要采用抢温快速、多道次、小压下量轧制，轧后进行多道次矫直，确保钢板平直度。所述抢温快速、多道次、小压下量轧制为：钢坯出加热炉后立即轧制，且每道次的压下量要小于10mm，直接轧制到所要求的板厚，轧制过程不停留等待，尽量快速完成轧制。

（3）所述热处理工序：淬火温度980℃～1080℃，总加热时间≥300min；淬火出钢后喷吹空气加速冷却，空冷即能淬透，并用矫直机进行多次矫直；回火温度520±10℃，总加热时间≥450min，出炉后空冷。

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：本高强度马氏体不锈钢板采用下述成分配比以及生产步骤。

本马氏体不锈钢板厚度为43mm，化学成分的质量百分含量为：C0.020%、Si0.50%、Mn0.50%、P0.015%、S0.005%、Ni4.50%、Cr15.00%、Mo0.80%、H0.00013%、N0.0260%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本马氏体不锈钢板的生产步骤如下：（1）开坯工序：装钢前将表面清理干净，将炉温降到280℃装入，然后焖钢5h；采用低速烧钢：400℃以下时，升温速度8℃/h；400℃～650℃之间，升温速度18℃/h；650℃～900℃之间升温速度25℃/h；最高加热温度1180℃。经过96h的加热，进行开坯轧制。开坯厚度为220mm，开坯后等温度降低到650℃时，装入缓冷坑中扩氢，在650℃保温6h后随炉降温到200℃，然后进行带温切割及清理。

（2）钢坯轧制工序：钢坯入炉前，在炉门口处烘烤70min，入炉后打开炉门进行预热，钢坯在炉门处停留100min；钢坯在预热段停留200min，预热段加热温度为790℃；钢坯在加热段停留180min，最高加热温度为1180℃；钢坯在均热段停留140min，均热温度1165℃。上述加热升温过程中，400℃以下时，升温速度3℃/min；400℃～650℃时，升温速度6℃/min；650℃～900℃时，升温速度8℃/min，900℃～1180℃时，升温速度7℃/min。钢坯出炉后立即轧制，且每道次的压下量要小于10mm，直接轧制到所要求的板厚，轧制时全程避水；轧后进行多道次矫直，确保钢板平直度。

（3）热处理工艺：淬火时加热温度980℃，总加热时间310min；淬火出钢后用空气加速冷却，并用矫直机进行多次矫直；回火时，加热温度510℃，总加热时间450min，出炉后空冷；即得到所述的马氏体不锈钢板。

采用上述工艺生产多个批次的马氏体不锈钢板，其中一个批次钢板的性能见表1。

表1：实施例1所得钢板的性能

本实施例所得马氏体不锈钢板平均的力学性能为：屈服强度大于950MPa，抗拉强度1085MPa，延伸率为14.5%，厚度1/4位置-40℃冲击大于80J，该钢板的力学性能好，强韧性匹配好。

实施例2：本高强度马氏体不锈钢板采用下述成分配比以及生产步骤。

本马氏体不锈钢板厚度为44mm，化学成分的质量百分含量为：C0.025%、Si0.95%、Mn0.61%、P0.020%、S0.006%、Ni4.70%、Cr15.88%、Mo0.91%、H0.00020%、N0.0350%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本马氏体不锈钢板的生产步骤如下：（1）钢锭开坯工序：装钢前将钢锭表面清理干净，将炉温降到250℃装入，然后焖钢5.5h；采用低速烧钢，400℃以下时，升温速度9℃/h；400℃～650℃之间，升温速度19℃/h；650℃～900℃之间升温速度25℃/h，最高加热温度1180℃。经过92h的加热，钢锭温度均匀进行轧制，开坯过程全部避水轧制。开坯时，多道次、小压下量轧制，不用立棍挤压边部。开坯厚度为220mm，开坯后等温度降低到650℃时，装入缓冷坑中扩氢，在650℃保温5.5h后随炉降温到200℃，然后进行带温切割及清理。

（2）钢坯轧制工序：钢坯入炉前，在炉门口处烘烤65min，入炉后打开炉门进行预热，钢坯入炉后在炉门处停留95min；钢坯在预热段停留200min，预热段加热温度795℃；钢坯在加热段停留185min，最高加热温度1180℃；钢坯在均热段停留135min，均热温度1165℃。上述加热升温过程中，400℃以下时，升温速度4℃/min；400℃～650℃时，升温速度5℃/min；650℃～900℃时，升温速度6℃/min，900℃～1180℃时，升温速度8℃/min。钢坯出炉后立即轧制，且每道次的压下量小于10mm，直接轧制到所要求的板厚，轧制时全程避水；轧后进行多道次矫直。--原文“钢坯在加热段停留175min”，超出钢坯在加热段停留时间≥180min的范围。

（3）热处理工艺：淬火时加热温度1020℃，总加热时间310min；淬火出钢后喷吹空气加速冷却，并用矫直机进行了多次矫直；回火时，加热温度530℃，总加热时间470min，出炉后空冷；即得到所述的马氏体不锈钢板。

采用上述工艺生产多个批次的马氏体不锈钢板，其中一个批次钢板的性能见表2。

表2：实施例2所得钢板的性能

本实施例所得马氏体不锈钢板平均的力学性能为：屈服强度大于980MPa，抗拉强度大于1088MPa，延伸率为16%，厚度1/4位置-40℃冲击大于100J，该钢板的各种力学性能良好，强韧性匹配好。

实施例3：本高强度马氏体不锈钢板采用下述成分配比以及生产步骤。

本马氏体不锈钢板厚度为44mm，化学成分的质量百分含量为：C0.045%、Si0.85%、Mn0.88%、P0.019%、S0.009%、Ni5.10%、Cr15.88%、Mo0.91%、H0.00013%、N0.0350%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本马氏体不锈钢板的生产步骤如下：（1）钢锭开坯工序：装钢前将表面清理干净，将炉温降到260℃时装钢，然后焖钢5.0h；采用低速烧钢，400℃以下时，升温速度9℃/h；400℃～650℃之间，升温速度19℃/h；650℃～900℃之间升温速度26℃/h，最高加热温度1180℃。经过94h的加热，钢锭温度均匀进行轧制，开坯过程采用全部避水轧制。轧制间隙适当冷却轧辊，开坯时，多道次、小压下量轧制，不用立棍挤压边部。开坯厚度为220mm，开坯后等温度降低到650℃时，装入缓冷坑中扩氢，在650℃保温5.5h后随炉降温到200℃，然后进行带温切割及清理。

（2）钢坯轧制工序：钢坯入炉前，在炉门口处烘烤75min，入炉后打开炉门进行预热，钢坯入炉后在炉门处停留95min；钢坯在预热段停留200min，预热段加热温度800℃；钢坯在加热段停留190min，最高加热温度1175℃；钢坯在均热段停留120min，均热温度1165℃。上述加热升温过程中，400℃以下时，升温速度2℃/min；400℃～650℃时，升温速度4℃/min；650℃～900℃时，升温速度10℃/min，900℃～1180℃时，升温速度6℃/min。钢坯出炉后立即轧制，且每道次的压下量小于10mm，直接轧制到所要求的板厚，轧制时全程避水；轧后进行多道次矫直。

（3）热处理工艺：淬火时加热温度1050℃，总加热时间320min；淬火出钢后喷吹空气加速冷却，并用矫直机进行了多次矫直；回火时，加热温度527℃，总加热时间480min，出炉后空冷；即得到所述的马氏体不锈钢板。

采用上述工艺生产多个批次的马氏体不锈钢板，其中一个批次钢板的性能见表3。

表3：实施例3所得钢板的性能

本实施例所得马氏体不锈钢板平均的力学性能为：屈服强度大于960MPa，抗拉强度大于1010MPa，延伸率为16%，厚度1/4位置-40℃冲击大于100J，该钢板的各种力学性能良好，强韧性匹配好。

实施例4：本高强度马氏体不锈钢板采用下述成分配比以及生产步骤。

本马氏体不锈钢板厚度为43mm，化学成分的质量百分含量为：C0.060%、Si1.00%、Mn0.88%、P0.025%、S0.010%、Ni5.50%、Cr17.00%、Mo1.20%、H0.00015%、N0.0350%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本马氏体不锈钢板的生产步骤如下：（1）钢锭开坯工序：装钢前将钢锭表面清理干净，将炉温降到300℃时装钢，然后焖钢6.0h；采用低速烧钢，400℃以下时，升温速度10℃/h；400℃～650℃之间，升温速度20℃/h；650℃～900℃之间升温速度30℃/h，最高加热温度1180℃。经过96h的加热，钢锭温度均匀后进行轧制，开坯过程中采用全部避水。轧制间隙可以适当冷却轧辊，开坯时，多道次、小压下量轧制，不用立棍挤压边部。开坯厚度为220mm，开坯后等温度降低到670℃时，装入缓冷坑中扩氢，在670℃保温5.5h后随炉降温到250℃，然后进行带温切割及清理。

（2）钢坯轧制工序：钢坯入炉前，在炉门口处烘烤90min，入炉后打开炉门进行预热，钢坯入炉后在炉门处停留100min；钢坯在预热段停留180min，预热段加热温度800℃；钢坯在加热段停留185min，最高加热温度1180℃；钢坯在均热段停留135min，均热温度1160℃。上述加热升温过程中，400℃以下时，升温速度3℃/min；400℃～650℃时，升温速度5℃/min；650℃～900℃时，升温速度7℃/min，900℃～1180℃时，升温速度10℃/min。钢坯出炉后立即轧制，且每道次的压下量小于10mm，直接轧制到所要求的板厚，轧制时全程避水；轧后进行多道次矫直。

（3）热处理工艺：淬火时加热温度1080℃，总加热时间340min；淬火出钢后喷吹空气加速冷却，并用矫直机进行了多次矫直；回火时，加热温度530℃，总加热时间450min，出炉后空冷；即得到所述的马氏体不锈钢板。

采用上述工艺生产多个批次的马氏体不锈钢板，其中一个批次钢板的性能见表4。

表4：实施例4所得钢板的性能

本实施例所得马氏体不锈钢板平均的力学性能为：屈服强度大于950MPa，抗拉强度大于1015MPa，延伸率为17%，厚度1/4位置-40℃冲击大于100J，该钢板的各种力学性能良好，强韧性匹配好。

实施例5：本高强度马氏体不锈钢板采用下述成分配比以及生产步骤。

本马氏体不锈钢板厚度为43mm，化学成分的质量百分含量为：C0.052%、Si0.74%、Mn1.00%、P0.030%、S0.015%、Ni5.20%、Cr16.3%、Mo1.05%、H0.00025%、N0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本马氏体不锈钢板的生产步骤如下：（1）钢锭开坯工序：装钢前将钢锭表面清理干净，将炉温降到300℃时装钢，然后焖钢6.5h；采用低速烧钢，400℃以下时，升温速度8℃/h；400℃～650℃之间，升温速度16℃/h；650℃～900℃之间升温速度28℃/h，最高加热温度1180℃。经过90h的加热，钢锭温度均匀后进行轧制，开坯过程中采用全部避水。轧制间隙可以适当冷却轧辊，开坯时，多道次、小压下量轧制，不用立棍挤压边部。开坯厚度为220mm，开坯后等温度降低到660℃时，装入缓冷坑中扩氢，在660℃保温5h后随炉降温到150℃，然后进行带温切割及清理。

（2）钢坯轧制工序：钢坯入炉前，在炉门口处烘烤60min，入炉后打开炉门进行预热，钢坯入炉后在炉门处停留90min；钢坯在预热段停留220min，预热段加热温度780℃；钢坯在加热段停留185min，最高加热温度1180℃；钢坯在均热段停留130min，均热温度1155℃。上述加热升温过程中，400℃以下时，升温速度3℃/min；400℃～650℃时，升温速度5℃/min；650℃～900℃时，升温速度9℃/min，900℃～1180℃时，升温速度8℃/min。钢坯出炉后立即轧制，且每道次的压下量小于10mm，直接轧制到所要求的板厚，轧制时全程避水；轧后进行多道次矫直。

（3）热处理工艺：淬火时加热温度1030℃，总加热时间300min；淬火出钢后喷吹空气加速冷却，并用矫直机进行了多次矫直；回火时，加热温度520℃，总加热时间460min，出炉后空冷；即得到所述的马氏体不锈钢板。

采用上述工艺生产多个批次的马氏体不锈钢板，其中一个批次钢板的性能见表5。

表5：实施例5所得钢板的性能

本实施例所得马氏体不锈钢板平均的力学性能为：屈服强度大于950MPa，抗拉强度大于1015MPa，延伸率为17%，厚度1/4位置-40℃冲击大于100J，该钢板的各种力学性能良好，强韧性匹配好。

Claims (9)

1.一种高强度马氏体不锈钢板，其特征在于，所述钢板化学成分的质量百分含量为：C≤0.06%、Si≤1.00%、Mn≤1.00%、P≤0.030%、S≤0.015%、Cr15.00%～17.00%、Ni4.50%～5.50%、Mo0.80%～1.20%、H≤0.00025%、N≥0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的高强度马氏体不锈钢板，其特征在于，所述钢板化学成分的质量百分比为：C0.02%～0.06%、Si0.50%～1.00%、Mn0.50%～1.00%、P≤0.030%、S≤0.015%、Cr15.00%～17.00%、Ni4.50%～5.50%、Mo0.80%～1.20%、H≤0.00025%、N≥0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。

3.一种高强度马氏体不锈钢板的生产方法，其特征在于：其包括开坯工序、轧制工序和热处理工序；所述钢板化学成分的质量百分含量为：C≤0.06%、Si≤1.00%、Mn≤1.00%、P≤0.030%、S≤0.015%、Cr15.00%～17.00%、Ni4.50%～5.50%、Mo0.80%～1.20%、H≤0.00025%、N≥0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质；

所述开坯工序：开坯中全程采用避水快速轧制，不用立棍挤压；钢锭开坯后装入缓冷坑缓冷扩氢；

所述轧制工序：钢坯出炉后立即轧制，且每道次的压下量≤10mm，直接轧制到所要求的板厚；

所述热处理工序：采用淬火＋回火的热处理工艺。

4.根据权利要求3所述的高强度马氏体不锈钢板的生产方法，其特征在于，所述开坯工序：装钢前晾炉到300℃及以下，焖钢时间≥5h；采用低速烧钢，最高加热温度1180℃，加热时间90～96h，然后进行开坯轧制；开坯后降温至650℃～670℃装入缓冷坑，在650℃～670℃保温时间≥5h后随炉降温到150℃～250℃。

5.根据权利要求4所述的高强度马氏体不锈钢板的生产方法，其特征在于，所述低速烧钢过程为：400℃以下时，升温速度≤10℃/h；400℃～650℃时，升温速度≤20℃/h；650℃～900℃时，升温速度≤30℃/h。

6.根据权利要求3所述的高强度马氏体不锈钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序：轧制过程全程避水；钢坯的最高加热温度1180℃，均热温度1160℃，钢坯在预热段加热时间≥120min，加热段停留时间≥180min。

7.根据权利要求6所述的高强度马氏体不锈钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序中钢坯的加热工艺：钢坯入炉前在炉门口处烘烤60min及以上，入炉后打开炉门进行预热，钢坯在预热段停留90min及以上，预热段，炉尾温度≤600℃，预热段加热温度≤800℃；钢坯在加热段的最高加热温度≤1180℃；钢坯在均热段停留时间≥120min，均热温度1160±5℃；轧制后进行矫直。

8.根据权利要求7所述的高强度马氏体不锈钢板的生产方法，其特征在于，所述预热段和加热段的升温速度为：400℃以下时，升温速度≤4℃/min；400℃～650℃时，升温速度≤6℃/min；650℃～900℃时，升温速度≤10℃/min，900℃～1180℃时，升温速度≤10℃/min。

9.根据权利要求3－8任意一项所述的高强度马氏体不锈钢板的生产方法，其特征在于，所述热处理工序：淬火温度980℃～1080℃，总加热时间≥300min；淬火出钢后喷吹空气加速冷却，并用矫直机进行矫直；回火温度520±10℃，总加热时间≥450min，出炉后空冷。