CN106591742A

CN106591742A - 高碳含硫铁素体易切削不锈钢及其生产方法

Info

Publication number: CN106591742A
Application number: CN201611053740.7A
Authority: CN
Inventors: 张荣兴; 郭键; 白李国; 徐建平; 焦克强; 孔令波; 刘维; 魏巧灵; 薛正国; 贾育华; 张孟昀; 马祥锋; 赵俊岭; 宋云霞; 吕海瑶
Original assignee: Xingtai Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Xingtai Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2016-11-25
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2017-04-26

Abstract

本发明公开了一种高碳含硫铁素体易切削不锈钢及其生产方法，其包括加热、轧制和冷却工序；所采用钢坯化学成分的质量百分比含量为：C 0.080～0.130%，0.50%≤Mn≤1.25%，Si≤1.00%，P≤0.045%，0.15≤S≤0.35%，Cr 15.00～20.00%，Ni≤0.60%，余量为Fe和不可避免的杂质元素；其中，锰硫比≥3。本方法可得到φ5.5～38mm的高碳铁素体易切削不锈钢，除了具备较高的成才率和表面质量外，还对控制夹杂物形态具有较好的作用；产品为铁素体体组织，晶粒度大于8级，热轧强度为450～550MPa，延伸15～30%，面缩60～80%；本方法可有效避免轧制过程中的劈裂、堆钢等生产事故的产生，其成材率达到97%以上，合格率超95%，大大降低了生产成本。

Description

高碳含硫铁素体易切削不锈钢及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种不锈钢及其生产方法，尤其是一种高碳含硫铁素体易切削不锈钢及其生产方法。

背景技术

随着中国成为世界不锈钢第一消费大国，不锈钢的应用领域不断扩大。相应的，易切削不锈钢的需求也在逐年增加。目前，国内易切削不锈钢的起步较晚只有极少数大型企业开始生产，尤其是高效环保性易切削不锈钢目前还处于摸索阶段。易切削不锈钢特别是高端易切削不锈钢的核心技术和生产工艺掌握在国外钢铁企业中，且其生产工艺极为保密，相关文协的报道较少。

具有较高碳含量的铁素体易切削不锈钢，在现有生产过程中容易出现劈裂、堆钢以及表面结疤等生产事故。公开号CN105132812A提供了一种铁素体易切削不锈钢，该钢的硫含量较低，虽然生产难度小，但切削性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种性能好的高碳含硫铁素体易切削不锈钢；本发明还提供了一种成材率高的高碳含硫铁素体易切削不锈钢的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明化学成分的质量百分比含量为：C 0.080～0.130%，Mn≤1.25%，Si≤1.00%，P≤0.045%，S≥0.15%，Cr 15.00～20.00%，Ni≤0.60%，余量为Fe和不可避免的杂质元素；其中，锰硫比≥3。

优选的，所述化学成分中，0.5%≤Mn≤1.25%、0.15%≤S≤0.35%。

本发明方法包括加热、轧制和冷却工序；所采用钢坯化学成分的质量百分比含量如上所述。

本发明方法所述加热工序：均热温度1120±20℃，在炉时间120～150min。所述加热工序中，预热段≤850℃，加热段1080±15℃。

本发明方法所述轧制工序：进精轧温度900～950℃，卷取温度950～1000℃。所述轧制工序中，粗轧阶段至少六架轧机头部温度≥1000℃。

本发明方法所述冷却工序：以1.0～2.0℃/s的冷却速度缓冷至350～400℃，再自然冷却。

本发明及其方法采用的原理是控制合适的锰硫比及在轧制过程合理控制温度变化。在冶炼阶段将锰硫比控制在≥3的范围内，同时通过加热及控轧控冷工序，避免硫与铁易形成熔点约998℃的共晶体，则造成钢的热脆，直接影响后部的热加工性能，在轧制过程中容易劈裂，堆钢。但温度过高（高于1200℃）时，钢坯容易在加热炉内弯曲，形成生产事故，因此，制定合理的加热温度和开轧温度，对轧制生产的顺行和成材率的提高非常重要。

加热温度的设定除了充分考虑了铸坯在高温时的力学性能和轧制过程中容易产生生产事故的敏感温度区间，避免轧制过程中低熔点的硫化亚铁等共晶产物的产生对钢坯劈裂的影响，将加热温度设定为1120±20℃，同时为了充分均匀的加热将加热时间设定为120～150min。轧制过程中要充分考虑头部温降对钢坯开裂的影响，合理控制头部剪切量，确保在钢坯粗轧阶段六架轧机端部（头部）温度不低于1000℃。轧制过程中采用较高的轧制变形温度和卷取温度。同时，考虑温度变化对内应力的影响。在冷却工艺中通过保温罩和风机的开启，将温降控制在一定的范围内。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明除了保障具有良好的切削性外，还具有较高的成材率和表面质量，且生产成本较低。

本发明方法可得到φ5.5～38mm的高碳铁素体易切削不锈钢，除了具备较高的成才率和表面质量外，还对控制夹杂物形态具有较好的作用；产品为铁素体体组织，晶粒度大于8级，热轧强度为450～550MPa，延伸15～30%，面缩60～80%；本发明方法可有效避免轧制过程中的劈裂、堆钢等生产事故的产生，其成材率达到97%以上，合格率超95%，大大降低了生产成本。

具体实施方式

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：本高碳含硫铁素体易切削不锈钢采用下述方法生产而成。

（1）冶炼及连铸工序：冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为：C 0.112%，Mn 1.16%，Si 0.39%，P 0.025%，S 0.31%，Cr 17.19%，Ni 0.08%，其余为铁和不可避免的杂质元素，锰硫比Mn/S=3.74。

（2）加热工序：将钢坯在加热炉中加热，预热段温度830℃，加热温度1070℃，均热温度1110℃，在炉时间130min。

（3）轧制工序：钢坯进行6+8道次粗中轧，4道次预精轧，8道次精轧，其中粗轧阶段前六架轧机头部温度≥1050℃；进精轧温度900℃，进减定径温度950℃，卷取温度950℃。

（4）冷却工序：盘条进入冷却辊道，风机全关，盖保温罩，控制冷却速度为1.0℃/s冷却至400℃，然后自然冷却。

本实施例所得Φ9mm规格的易切削不锈钢盘条，表面质量良好，晶粒度9级，热轧材抗拉强度511MPa，伸长率26%，面缩49%，硬度191HB,盘条成材率98%，合格率95.5%。

实施例2：本高碳含硫铁素体易切削不锈钢采用下述方法生产而成。

（1）冶炼及连铸工序：冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为：C 0.106%，Mn 1.10%，Si 0.34%，P 0.020%，S 0.30%，Cr 17.10%，Ni 0.06，其余为铁和不可避免的杂质元素，锰硫比3.67。

（2）加热工序：将钢坯在加热炉中加热，预热段温度800℃，加热温度1090℃，均热温度1110，在炉时间150min。

（3）轧制工序：钢坯进行6+8道次粗中轧，4道次预精轧，8道次精轧，其中钢坯过粗轧阶段前六架轧机时头部温度≥1000℃；进精轧温度950℃，进减定径温度980℃，卷取温度970℃。

（4）冷却工序：盘条吐丝进入冷却辊道，风机全关，盖保温罩，控制冷却速度为1.5℃/s冷却至400℃，然后自然冷却。

本实施例所得Φ9mm规格的易切削不锈钢盘条，表面质量良好，晶粒度9级，热轧材抗拉强度527MPa，伸长率21.5%，面缩43%，硬度184HB，盘条成材率98%，合格率97.5%。

实施例3：本高碳含硫铁素体易切削不锈钢采用下述方法生产而成。

（1）冶炼及连铸工序：冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为：C 0.111%，Mn 1.15%，Si 0.37%，P 0.020%，S 0.28%，Cr 17.15%，Ni 0.06%，其余为铁和不可避免的杂质元素，锰硫比4.1。

（2）加热工序：将钢坯在加热炉中加热，预热段温度850℃，加热温度1085℃，均热温度1130℃，在炉时间140min。

（3）轧制工序：钢坯进行6+8道次粗中轧，4道次预精轧，8道次精轧，其中粗轧阶段六架头部温度≥1040℃；进精轧温度940℃，进减定径温度1000℃，卷取温度980℃。

（4）冷却工序：盘条进入冷却辊道，风机全关，盖保温罩，控制冷却速度为2.0℃/s冷却至380℃，然后自然冷却。

本实施例所得Φ7mm规格的易切削不锈钢盘条，表面质量良好，晶粒度9级，热轧材抗拉强度542MPa，伸长率26.0%，面缩46%，硬度185HB，盘条成材率97.5%，合格率95.0%。

实施例4：本高碳含硫铁素体易切削不锈钢采用下述方法生产而成。

（1）冶炼及连铸工序：冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为：C 0.080%，Mn 1.05%，Si 1.0%，P 0.032%，S 0.35%，Cr 18.91%，Ni 0.60%，其余为铁和不可避免的杂质元素，锰硫比3.0。

（2）加热工序：将钢坯在加热炉中加热，预热段温度830℃，加热温度1080℃，均热温度为1140℃，在炉时间140min。

（3）轧制工序：钢坯进行6+8道次粗、中轧，4道次预精轧，8道次精轧，其中粗轧阶段六架头部温度≥1020℃；进精轧温度920℃，进减定径温度900℃，卷取温度960℃。

（4）冷却工序：盘条进入冷却辊道，保温罩关闭，风机全关，控制冷却速度为1.5℃/s冷却至350℃，然后自然冷却。

本实施例所得Φ11mm规格的易切削不锈钢盘条，表面质量良好，晶粒度8级，热轧材抗拉强度511MPa，伸长率25.5%，面缩43%，盘条成材率98.5%，合格率98.5%。

实施例5：本高碳含硫铁素体易切削不锈钢采用下述方法生产而成。

（1）冶炼及连铸工序：冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为：C 0.123%，Mn 1.25%，Si 0.31%，P 0.045%，S 0.22%，Cr 15.0%，Ni 0.23%，其余为铁和不可避免的杂质元素，锰硫比5.68。

（2）加热工序：将钢坯在加热炉中加热，预热段温度820℃，加热温度1065℃，均热段温度1100℃，在炉时间135min。

（3）轧制工序：钢坯进行6+8道次粗中轧，4道次预精轧，8道次精轧，其中粗轧阶段六架头部温度≥1050℃；进精轧温度940℃，进减定径温度980℃，卷取温度1000℃。

（4）冷却工序：盘条进入冷却辊道，控制冷却速度为1.8℃/s冷却至360℃，然后自然冷却。

本实施例所得Φ5.5mm规格的易切削不锈钢盘条，表面质量良好，晶粒度9级，热轧材抗拉强度550MPa，伸长率26%，面缩49%，硬度184HB，盘条成材率98%，合格率97.5%。

实施例6：本高碳含硫铁素体易切削不锈钢采用下述方法生产而成。

（1）冶炼及连铸工序：冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为：C 0.130%，Mn 0.5%，Si 0.74%，P 0.038%，S 0.15%，Cr 20.0%，Ni 0.45%，其余为铁和不可避免的杂质元素，锰硫比3.33。

（2）加热工序：将钢坯在加热炉中加热，预热段温度850℃，加热温度1095℃，均热段温度1130℃，在炉时间120min。

（3）轧制工序：钢坯进行6+8道次粗中轧，4道次预精轧，8道次精轧，其中粗轧阶段六架头部温度≥1000℃；进精轧温度930℃，卷取温度980℃。

（4）冷却工序：盘条进入冷却辊道，控制冷却速度为1.2℃/s冷却至370℃，然后自然冷却。

本实施例所得Φ38mm规格的易切削不锈钢盘条，表面质量良好，晶粒度8级，热轧材抗拉强度520MPa，伸长率17%，面缩19%，硬度174HB，盘条成材率98%，合格率97.3%。

Claims

1.一种高碳含硫铁素体易切削不锈钢及其生产方法，其特征在于，其化学成分的质量百分比含量为：C 0.080～0.130%，Mn≤1.25%，Si≤1.00%，P≤0.045%，S≥0.15%，Cr 15.00～20.00%，Ni≤0.60%，余量为Fe和不可避免的杂质元素；其中，锰硫比≥3。

2.根据权利要求1所述的高碳含硫铁素体易切削不锈钢，其特征在于：所述化学成分中，0.5%≤Mn≤1.25%、0.15%≤S≤0.35%。

3.一种高碳含硫铁素体易切削不锈钢的生产方法，其特征在于：其包括加热、轧制和冷却工序；所采用钢坯化学成分的质量百分比含量为：C 0.080～0.130%，Mn≤1.25%，Si≤1.00%，P≤0.045%，S≥0.15%，Cr 15.00～20.00%，Ni≤0.60%，余量为Fe和不可避免的杂质元素；其中，锰硫比≥3。

4.根据权利要求3所述的高碳含硫铁素体易切削不锈钢的生产方法，其特征在于，所述加热工序：均热温度1120±20℃，在炉时间120～150min。

5.根据权利要求4所述的高碳含硫铁素体易切削不锈钢的生产方法，其特征在于：所述加热工序中，预热段≤850℃，加热段1080±15℃。

6.根据权利要求3所述的高碳含硫铁素体易切削不锈钢的生产方法，其特征在于，所述轧制工序：进精轧温度900～950℃，卷取温度950～1000℃。

7.根据权利要求5所述的高碳含硫铁素体易切削不锈钢的生产方法，其特征在于：所述轧制工序中，粗轧阶段至少六架轧机头部温度≥1000℃。

8.根据权利要求3－7任意一项所述的高碳含硫铁素体易切削不锈钢的生产方法，其特征在于，所述冷却工序：以1.0～2.0℃/s的冷却速度缓冷至350～400℃，再自然冷却。