CN105239008A - 一种含锡铜铁素体不锈钢及其制备方法 - Google Patents
一种含锡铜铁素体不锈钢及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105239008A CN105239008A CN201510726367.6A CN201510726367A CN105239008A CN 105239008 A CN105239008 A CN 105239008A CN 201510726367 A CN201510726367 A CN 201510726367A CN 105239008 A CN105239008 A CN 105239008A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stainless steel
- ferritic stainless
- copper
- stanniferous
- hot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
本发明涉及一种含锡铜铁素体不锈钢，其中各组分的质量百分比为，Cu：0.13-2.54、Sn：0.2-0.3、Cr：16.97-18.45、C：0.01-0.018、Si：0.34-0.5、Mn：0.16-0.45、P：0.01-0.02、S：0.001-0.004、N：0.006-0.01，其余为Fe和不可避免杂质；本发明中含锡铜铁素体不锈钢抗拉强度为423-555MPa，点蚀电位为180-280mV。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其是涉及一种含锡铜铁素体不锈钢及其制备方法
背景技术
不锈钢的主要合金成分是铬、镍和钼等，其中镍和钼较昂贵。我国是一个缺镍、少钼、贫铬的国家，2006年我国不锈钢产量就达到530万吨，首次超过日本，居世界第一位，由此所带来的原料供给和价格问题日益突出，迫使不锈钢生产企业和下游用户转向不含或少含镍的铬系及铬钼系不锈钢。在此背景下，研究如何在不锈钢中降低铬含量、开发出铬资源节约型高品质不锈钢产品就显得尤为重要。
鉴于我国镍资源匮乏，扩大铁素体和马氏体的比重是我国不锈钢品种结构调整的重点之一。铁素体不锈钢不含贵重元素镍，且铬元素相对含量也低，所以铁素体不锈钢是作为一种部分替代奥氏体不锈钢的资源节约型的环保材料。随着冶炼技术的进步，低C、N的铁素体不锈钢在轻工业和日常生活中的应用也越来越广泛，但是铁素体不锈钢的力学性能和耐腐蚀性能均不如奥氏体不锈钢。
另一方面，虽然我国现在的废钢资源不算丰富，但随着我国经济的不断发展，废钢的数量不断增加，废钢的回收再利用也是缓解资源紧缺的一个重要方面，但废钢中铜和锡的积累问题一直是十分困扰的难题，目前普遍的解决方式是稀释法，用生铁或直接还原铁进行稀释，虽然这种方法可以将钢水中的含铜量降到容许的范围内，但却难以控制原料成分水平稳定。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种含锡铜铁素体不锈钢及其制备方法，本发明在铁素体不锈钢中添加微量元素锡和铜，提高了钢材的力学性能和耐腐蚀性能。
本发明是通过下述技术方案来实现的：一种含锡铜铁素体不锈钢，其中各组分的质量百分比为，Cu：0.13-2.54、Sn：0.2-0.3、Cr：16.97-18.45、C：0.01-0.018、Si：0.34-0.5、Mn：0.16-0.45、P：0.01-0.02、S：0.001-0.004、N：0.006-0.01，其余为Fe和不可避免杂质。
优选的，所述含锡铜铁素体不锈钢组分中含有Nb时，Nb的质量百分比为0.13-0.21，且当含有Ti时，Ti的质量百分比为0.01-0.02。
优选的，一种含锡铜铁素体不锈钢，其中各组分的质量百分比为，Cu：2.54、Sn：0.30、Cr：18.45、C：0.018、Si：0.50、Mn：0.45、P：0.02、S：0.004、N：0.01，其余为Fe和不可避免杂质，屈服强度472MPa，抗拉强度为555MPa。
优选的，一种含锡铜铁素体不锈钢，其中各组分的质量百分比为，Cu：0.36、Sn：0.20、Cr：18.45、C：0.011、Si：0.37、Mn：0.23、P：0.019、S：0.001、N：0.006，Nb：0.21，Ti：0.015，其余为Fe和不可避免杂质，点蚀电位为280mV。
一种含锡铜铁素体不锈钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)按设定成分冶炼并浇铸铸坯，其中各组分的质量百分比为，Cu：0.13-2.54、Sn：0.2-0.3、Cr：16.97-18.45、C：0.01-0.018、Si：0.34-0.5、Mn：0.16-0.45、P：0.01-0.02、S：0.001-0.004、N：0.006-0.01，其余为Fe和不可避免杂质；
(2)将铸坯冷却至室温后，重新加热至1150-1300℃，保温2-4h，然后进行热轧，经过6道次热轧，轧制变形量均为25％，得到厚度为4-6mm的热轧板；
(3)将热轧板加热到750-900℃，保温0-2h进行退火处理，获得含锡铜铁素体不锈钢。
优选的，步骤(2)中加热温度为1250℃，保温3h，使用450mm热轧机组试验机进行热轧，经过6道次热轧，轧制变形量均为25％，得到厚度为5mm的热轧板。
优选的，步骤(3)中加热温度为850℃，保温0.5h进行退火处理。
本发明的有益效果是：本发明中含锡铜铁素体不锈钢抗拉强度为423-555MPa，点蚀电位为180-280mV；本发明可显著降低不锈钢的生产成本，含锡铜不锈钢减少了贵金属镍、钼的加入，在保证其良好的力学性能和耐腐蚀性能的前提下极大的降低了钢材的生产成本，节约了资源；在传统不锈钢的基础上研制新一代铬资源节约型高品质不锈钢产品，进一步促进我国不锈钢行业的品种结构优化和技术进步；探明在铁素体不锈钢中铜的合适的加入量，对于充分利用含铜废钢，整合资源优势，实现可持续的循环性社会经济有着重要的意义。
附图说明
图1为晶界处扫描电镜分析图；
图2为铜含量对含锡铁素体不锈钢的屈服强度和抗拉强度的影响曲线图；
图3为铜含量对含锡铁素体不锈钢的延伸率的影响曲线图；
图4为不同铜含量的铁素体不锈钢的阳极极化曲线图；
图5为铜含量对含铜、锡铁素体不锈钢的点蚀电位影响规律曲线图；
图6为不同铜含量的含锡铁素体不锈钢的均匀腐蚀失重线性拟合图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合附图及具体实施例对本发明进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
含锡铜铁素体的制备：
(1)按设定成分冶炼并浇铸铸坯，其中各组分的质量百分比为，一种含锡铜铁素体不锈钢，其中各组分的质量百分比为，Cu：0.13、Sn：0.29、Cr：16.97、C：0.01、Si：0.34、Mn：0.16、P：0.01、S：0.001、N：0.0094，Nb：0.13，Ti：0.01，其余为Fe和不可避免杂质；
(2)将铸坯冷却至室温后，重新加热至1150℃，保温2.5h，使用热轧机组试验机进行热轧，经过6道次热轧，轧制变形量均为25％，得到厚度为5mm的热轧板；
(3)将热轧板加热到750℃，保温0.5h进行退火处理，获得含锡铜铁素体不锈钢。
含锡铜铁素体性能检测：
本发明实施例中测试屈服强度、抗拉强度和延伸率采用的标准为GB/T228.1.2010，将制备的不锈钢切割为标距25mm，宽为12.5mm的室温拉伸试样，在CMT-10(T)型微机控制电子万能(拉力)试验机上进行，采用位移加载控制方式，拉伸速度为3mm/min；
本发明实施例中测试点蚀电位是将不锈钢切取10.1mm×10.1mm的试样，依次在80#、240#、400#、600#、800#砂纸上使用去离子水湿磨，避免试样发热，为了防止在点蚀实验中发生缝隙腐蚀的可能，将湿磨后的样品在50℃、25％-30％的硝酸中浸泡一小时以上进行钝化处理。通过测量阳极极化曲线，得到不锈钢的点蚀电位；
本发明实施例中测试耐均匀腐蚀性能是根据标准GB10124-88，将不锈钢使用线切割切取尺寸为50mm×25mm的试样，并且在靠近试样顶端的位置钻孔，孔径约为3mm，使用磨床将试样两个表面打磨光亮，再使用100#砂纸将试样侧面打磨光亮，最后用去离子水和酒精洗净，干燥后迅速储存于干燥器中，放置到室温后再测量质量和表面积；腐蚀溶液：40％H2SO4溶液，用分析纯的98％浓硫酸与三次蒸馏水配制；将试样浸泡预定时间后干燥测定复试后试样质量，得到不锈钢的单位面积的腐蚀失重，根据拟合方程计算腐蚀速率。
含锡铜铁素体性能检测结果：
获得的含锡铜铁素体不锈钢，屈服强度300MPa，抗拉强度435MPa，延伸率40％，点蚀电位225mV，腐蚀速率为0.1158g·cm-2·h-1。
实施例2
含锡铜铁素体的制备：
(1)按设定成分冶炼并浇铸铸坯，其中各组分的质量百分比为，Cu：0.36、Sn：0.20、Cr：18.45、C：0.011、Si：0.37、Mn：0.23、P：0.019、S：0.001、N：0.006，Nb：0.21，Ti：0.015，其余为Fe和不可避免杂质；
(2)将铸坯冷却至室温后，重新加热至1200℃，保温2h，使用热轧机组试验机进行热轧，经过6道次热轧，轧制变形量均为25％，得到厚度为4mm的热轧板；
(3)将热轧板加热到800℃，保温1h进行退火处理，获得含锡铜铁素体不锈钢。
含锡铜铁素体性能检测：同实施例1性能测试方式相同。
含锡铜铁素体性能检测结果：
获得的含锡铜铁素体不锈钢，屈服强度308MPa，抗拉强度423MPa，延伸率36.95％，点蚀电位280mV，腐蚀速率为0.0772g·cm-2·h-1。
实施例3
含锡铜铁素体的制备：
(1)按设定成分冶炼并浇铸铸坯，其中各组分的质量百分比为，Cu：0.93、Sn：0.25、Cr：17.51、C：0.012、Si：0.39、Mn：0.22、P：0.02、S：0.002、N：0.008，Nb：0.16，Ti：0.02，其余为Fe和不可避免杂质；
(2)将铸坯冷却至室温后，重新加热至1250℃，保温2.5h，使用热轧机组试验机进行热轧，经过6道次热轧，轧制变形量均为25％，得到厚度为5mm的热轧板；
(3)将热轧板加热到850℃，保温1h进行退火处理，获得含锡铜铁素体不锈钢。
含锡铜铁素体性能检测：同实施例1性能测试方式相同。
含锡铜铁素体性能检测结果：
获得的含锡铜铁素体不锈钢，屈服强度330MPa，抗拉强度450MPa，延伸率36.43％，点蚀电位180mV，腐蚀速率为0.0935g·cm-2·h-1。
实施例4
含锡铜铁素体的制备：
(1)按设定成分冶炼并浇铸铸坯，其中各组分的质量百分比为，Cu：1.97、Sn：0.29、Cr：17.03、C：0.013、Si：0.38、Mn：0.45、P：0.018、S：0.003、N：0.009，其余为Fe和不可避免杂质；
(2)将铸坯冷却至室温后，重新加热至1250℃，保温3h，使用热轧机组试验机进行热轧，经过6道次热轧，轧制变形量均为25％，得到厚度为5mm的热轧板；
(3)将热轧板加热到850℃，保温1.5h进行退火处理，获得含锡铜铁素体不锈钢。
含锡铜铁素体性能检测：同实施例1性能测试方式相同。
含锡铜铁素体性能检测结果：
获得的含锡铜铁素体不锈钢，屈服强度450MPa，抗拉强度535MPa，延伸率22.13％，点蚀电位168mV，腐蚀速率为0.0966g·cm-2·h-1。
实施例5
含锡铜铁素体的制备：
(1)按设定成分冶炼并浇铸铸坯，其中各组分的质量百分比为，Cu：2.54、Sn：0.30、Cr：18.45、C：0.018、Si：0.50、Mn：0.45、P：0.02、S：0.004、N：0.01，其余为Fe和不可避免杂质；
(2)将铸坯冷却至室温后，重新加热至1300℃，保温4h，使用热轧机组试验机进行热轧，经过6道次热轧，轧制变形量均为25％，得到厚度为6mm的热轧板；
(3)将热轧板加热到900℃，保温2h进行退火处理，获得含锡铜铁素体不锈钢。
含锡铜铁素体性能检测：同实施例1性能测试方式相同。
含锡铜铁素体性能检测结果：
获得的含锡铜铁素体不锈钢，屈服强度472MPa，抗拉强度555MPa，延伸率17.27％，点蚀电位152mV，腐蚀速率为0.1033g·cm-2·h-1。
对不含铜元素含锡铁素体不锈钢进行性能测试作为对比项，其测试结果为：屈服强度292MPa，抗拉强度432MPa，延伸率38.27％，点蚀电位145mV，腐蚀速率为0.1227g·cm-2·h-1。
根据附图1-6及实施例1-5可看出，图1中，铁素体不锈钢的晶界处会有一定量的铜和锡析出，铜与锡相比析出量较多，因此随着铜添加量的增多，不锈钢的延展性降低，如图3所示；图2中，铁素体不锈钢中添加了合金元素铜之后，其屈服强度和抗拉强度随着钢中铜含量的增加整体呈增大的趋势；结合图4和图5，根据阳极极化曲线的测定，得到铜含量对于含锡铜铁素体不锈钢的点蚀电位的影响，在铜含量为0.36％时含锡铁素体不锈钢的点蚀电位最高，为280mV；图6为根据拟合方程作出的不同铜含量的含锡铁素体不锈钢的均匀腐蚀失重，可以看出在含锡铁素体不锈钢中加入不同含量的铜之后，铁素体不锈钢的均匀腐蚀速率都有一定程度的降低。
本发明中添加锡铜铁素体不锈钢相比不含锡铜铁素体不锈钢力学性能得到较好的提高，同时腐蚀速率降低，提高了铁素体不锈钢的耐腐蚀性能。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种含锡铜铁素体不锈钢，其特征在于，其中各组分的质量百分比为，Cu：0.13-2.54、Sn：0.2-0.3、Cr：16.97-18.45、C：0.01-0.018、Si：0.34-0.5、Mn：0.16-0.45、P：0.01-0.02、S：0.001-0.004、N：0.006-0.01，其余为Fe和不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的一种含锡铜铁素体不锈钢，其特征在于，所述含锡铜铁素体不锈钢组分中含有Nb时，Nb的质量百分比为0.13-0.21，且当含有Ti时，Ti的质量百分比为0.01-0.02。
3.根据权利要求1所述的一种含锡铜铁素体不锈钢，其特征在于，其中各组分的质量百分比为，Cu：2.54、Sn：0.30、Cr：18.45、C：0.018、Si：0.50、Mn：0.45、P：0.02、S：0.004、N：0.01，其余为Fe和不可避免杂质，屈服强度472MPa，抗拉强度为555MPa。
4.根据权利要求2所述的一种含锡铜铁素体不锈钢，其特征在于，其中各组分的质量百分比为，Cu：0.36、Sn：0.20、Cr：18.45、C：0.011、Si：0.37、Mn：0.23、P：0.019、S：0.001、N：0.006，Nb：0.21，Ti：0.015，其余为Fe和不可避免杂质，点蚀电位为280mV。
5.一种如权利要求1-4任一所述的一种含锡铜铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按设定成分冶炼并浇铸铸坯，其中各组分的质量百分比为，Cu：0.13-2.54、Sn：0.2-0.3、Cr：16.97-18.45、C：0.01-0.018、Si：0.34-0.5、Mn：0.16-0.45、P：0.01-0.02、S：0.001-0.004、N：0.006-0.01，其余为Fe和不可避免杂质；
(2)将铸坯冷却至室温后，重新加热到1150-1300℃，保温2-4h，然后进行热轧，经过6道次热轧，轧制变形量均为25％，得到厚度为4-6mm的热轧板；
(3)将热轧板加热到750-900℃，保温0-2h进行退火处理，获得含锡铜铁素体不锈钢。
6.根据权利要求5所述的一种含锡铜铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中加热温度为1250℃，保温3h，使用450mm热轧机组试验机进行热轧，经过6道次热轧，轧制变形量均为25％，得到厚度为5mm的热轧板。
7.根据权利要求5所述的一种含锡铜铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中加热温度为850℃，保温0.5h进行退火处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510726367.6A CN105239008A (zh) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | 一种含锡铜铁素体不锈钢及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510726367.6A CN105239008A (zh) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | 一种含锡铜铁素体不锈钢及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105239008A true CN105239008A (zh) | 2016-01-13 |
Family
ID=55036826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510726367.6A Pending CN105239008A (zh) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | 一种含锡铜铁素体不锈钢及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105239008A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106435352A (zh) * | 2016-06-30 | 2017-02-22 | 宝钢不锈钢有限公司 | 一种低成本高耐蚀性含Sn铁素体不锈钢及其制造方法 |
| CN108179360A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-06-19 | 东北大学 | 一种锡铜协同作用的超纯铁素体不锈钢及其制备方法 |
| CN110952024A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-04-03 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种利用含Cu废钢转炉冶炼含Cu钢的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102245789A (zh) * | 2008-12-09 | 2011-11-16 | 新日铁住金不锈钢株式会社 | 耐蚀性优良的高纯度铁素体系不锈钢及其制造方法 |
| JP2013204136A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp | 耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板 |
| CN103857812A (zh) * | 2011-12-09 | 2014-06-11 | 新日铁住金不锈钢株式会社 | 冷裂纹性优异的铁素体系不锈钢热轧钢板以及其制造方法 |
| WO2014157341A1 (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | フェライト系ステンレス鋼とその製造方法 |
-
2015
- 2015-10-27 CN CN201510726367.6A patent/CN105239008A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102245789A (zh) * | 2008-12-09 | 2011-11-16 | 新日铁住金不锈钢株式会社 | 耐蚀性优良的高纯度铁素体系不锈钢及其制造方法 |
| CN103857812A (zh) * | 2011-12-09 | 2014-06-11 | 新日铁住金不锈钢株式会社 | 冷裂纹性优异的铁素体系不锈钢热轧钢板以及其制造方法 |
| JP2013204136A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp | 耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板 |
| WO2014157341A1 (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | フェライト系ステンレス鋼とその製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106435352A (zh) * | 2016-06-30 | 2017-02-22 | 宝钢不锈钢有限公司 | 一种低成本高耐蚀性含Sn铁素体不锈钢及其制造方法 |
| CN108179360A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-06-19 | 东北大学 | 一种锡铜协同作用的超纯铁素体不锈钢及其制备方法 |
| CN110952024A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-04-03 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种利用含Cu废钢转炉冶炼含Cu钢的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102212714B (zh) | 一种高精度锰铜电阻合金窄扁带及其制造方法 | |
| CN105177344A (zh) | 一种铜铁合金丝材及其制备方法 | |
| KR101932828B1 (ko) | 구리합금선재 및 그 제조방법 | |
| CN103866194B (zh) | 一种反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢及其制备方法 | |
| CN101403058B (zh) | 一种低成本α+β型钛合金 | |
| CN101619417B (zh) | 耐候花纹钢卷及其生产方法 | |
| CN109609801A (zh) | 高性能铜合金及其制备方法 | |
| CN102851527B (zh) | 一种铜银镁合金接触线及其制备方法 | |
| CN104988350A (zh) | 一种高延展性铜铁合金及其制备方法和铜铁合金丝材 | |
| CN104805352A (zh) | 一种电镀锌用冷轧钢板的生产方法 | |
| CN101646791A (zh) | 电子材料用Cu-Ni-Si-Co系铜合金及其制造方法 | |
| CN106756202A (zh) | 一种引线框架材料用复杂多元铜合金材料及其制备方法 | |
| CN103320691B (zh) | 一种q345系列卷板的制造方法 | |
| CN106319391A (zh) | 一种耐酸雨腐蚀的奥氏体不锈钢及其制造方法 | |
| CN105239008A (zh) | 一种含锡铜铁素体不锈钢及其制备方法 | |
| CN102286699B (zh) | 冲速每分钟≥150个的耐腐蚀电池壳用钢及制备方法 | |
| CN110819893A (zh) | 一种电子产品用奥氏体不锈钢及其制备方法 | |
| CN102021295B (zh) | 用于药芯焊丝的冷轧钢带及其制造方法 | |
| CN115747644A (zh) | 一种光伏支架用稀土耐候钢及其生产方法 | |
| CN105274386A (zh) | 一种高性能复杂多元磷青铜合金材料及其制备方法 | |
| CN107739998A (zh) | 一种冷轧薄板的制备方法 | |
| CN105349911A (zh) | 一种低成本无Nb薄规格耐硫酸露点腐蚀钢及其生产方法 | |
| CN103131886A (zh) | 一种铬锆铁铜合金电极材料及其制备和应用方法 | |
| CN102418002B (zh) | 一种高性能低锡青铜带及其制备方法 | |
| CN105256225A (zh) | 电梯用冷轧钢板及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160113 |