CN106636894A

CN106636894A - 低碳铁素体软磁易切削不锈钢及其生产方法

Info

Publication number: CN106636894A
Application number: CN201611054363.9A
Authority: CN
Inventors: 张荣兴; 郭键; 白李国; 徐建平; 孔令波; 魏巧灵; 焦克强; 刘维; 薛正国; 贾育华; 张孟昀; 范玉聪; 吕海瑶; 王利伟
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: 2017-05-10

Abstract

本发明公开了一种低碳铁素体软磁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≤0.04%，Mn≤1.00%，Si 1.00～1.50%，P≤0.045%，S≥0.15%，Cr 15.00～20.00%，Mo 0.2～0.6%，Ni≤0.60%，余量为Fe和不可避免的杂质元素。本方法通过成分优化，降低生产过程中的劈裂、堆钢等生产事故，改善了线材表面质量；本方法可得到φ5.5～20mm的低碳马氏体易切削不锈钢，在满足其软磁磁性能的前提下，具有良好的切削性、较高的成材率和表面质量，其成材率大于97%，合格率大于97%；本方法有效地降低了生产成本，除满足用户需求外，还具有较高的经济效益。

Description

低碳铁素体软磁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，尤其是一种低碳铁素体软磁易切削不锈钢及其生产方法。

背景技术

Fe-Cr合金作为耐蚀和抗氧化材料已在工业材料中广泛应用，铬的加入提高了合金的电极电位，同时在表面形成致密的钝化膜，大大提高了耐蚀性。铁和铬形成体心立方晶格的连续置换固溶体，其软磁性能大约在质量分数为16%～17%Cr处最好，由于磁晶各向异性常数K1较大，磁致伸缩系数也大，故其磁导率较低，矫顽力较高；但由于其价格便宜，Bs值较高，耐蚀性好，电阻率高，磁性的温度稳定性好等，使之成为目前应用最广的耐蚀性软磁材料，要用在潮湿、盐雾或其他腐蚀介质中工作的电磁阀材。电磁阀应用范围极其广泛，从民用设备到军工设备，从工业生产道家庭生活，如汽车发动机内部的核心部件、ABS系统、汽车减震系统等其应用已日趋成熟。

目前国内外只有少数厂家在生产铁铬系软磁易切削不锈钢，且相关报道较少。现有软磁易切削不锈钢的方法多存在成材率低、表面质量不好、成本较高等不足之处。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种表面质量好的低碳铁素体软磁易切削不锈钢；本发明还提供了一种成材率高的低碳铁素体软磁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含量为：C≤0.04%，Mn≤1.00%，Si 1.00～1.50%，P≤0.045%，S≥0.15%，Cr 15.00～20.00%，Mo 0.2～0.6%，Ni≤0.60%，余量为Fe和不可避免的杂质元素。

本发明所述S含量为0.20～0.30%且Mn/S≥3。

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1020～1050℃，在炉时间120～150min。

本发明方法所述加热工序中，预热段≤850℃，加热段1000～1020℃。

本发明方法所述轧制工序：进精轧温度800～900℃，卷取温度850～900℃。所述轧制工序中，粗轧阶段至少前六架轧机的头部温度≥950℃。

本发明方法所述冷却工序：冷却速度为1.0～2.0℃/s。

本发明及其方法采用的原理是合理控制加热和保温时间以及轧制过程中的温降控制来确保其具有较高的成材率，此外硫含量范围的控制以及冶炼过程中气体含量的控制能够保证其具有良好的表面质量。这是因为硫在一定的温度下容易和铁形成低熔点的共晶化合物，该共晶化合物一般沿晶界呈网状分布，会造成钢的热脆以及后续道次轧制过程中形成劈裂和堆钢。因此通过添加同硫具有更高亲和力的锰，形成硫化锰，可有效降低低熔点共晶化合物的产生。此外控制其中的硫含量，可以在确保产品的切削性的前提下有效改善线材表面质量；通过冶炼过程中其他成分含量的控制，抑制铸坯中皮下气泡的形成，改善线材表面短裂纹的产生。

本发明钢种在加热时，对加热温度和保温时间具有较高的敏感性，超过一定的温度范围或加热时间极易造成铸坯在加热炉内的弯曲，形成生产事故；因此对均热温度和保温时间进行了限定。

本发明方法中将加热工艺设定为钢坯预热温度≤850℃，加热段温度1000～1020℃，均热段温度1020～1050℃，在炉时间120～150min，即可抑制低熔点共晶产物的产生，还可避免其在加热炉内铸坯的弯曲，有效保障其在粗轧阶段的顺利轧制。本发明方法加热工艺及冷却工艺控制过程温降，进而控制各阶段温度，可有效避免后续轧制过程中的劈裂堆钢。本发明采用上述工艺进行轧制，可确保良好的表面质量。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明不仅能满足软磁磁性能，而且具有较高的成材率；尤其是在硫含量控制范围为0.20～0.3%，同时锰硫比要大于3时，具备良好的表面质量。

本发明方法通过成分优化，降低生产过程中的劈裂、堆钢等生产事故，改善了线材表面质量；本发明方法可得到φ5.5～38mm的低碳马氏体易切削不锈钢，在满足其软磁磁性能的前提下，具有良好的切削性、较高的成材率和表面质量，其成材率大于97%，合格率大于97%；本发明方法有效地降低了生产成本，除满足用户需求外，还具有较高的经济效益。

本发明方法所得产品热轧产品晶粒度大于8级，热轧强度为500～550MPa，延伸10～15%，面缩10～20%；磁性能中，其饱和磁感应强度Bs≥0.95T（H=3200A/m），剩余磁感应强度Br≤0.5T（H=3200A/s），矫顽力≤400A/m，剩磁≤7GS。

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：本低碳铁素体软磁易切削不锈钢采用下述工艺生产而成。

（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 0.035%，Mn 0.93%，Si 1.09%，P 0.022%，S 0.28%，Cr 17.69%，Mo 0.2%，Ni 0.08%，其余为铁和不可避免的杂质元素。

（2）加热工序：将钢坯在加热炉中加热，预热段温度820℃，加热段温度1000℃，均热温度1030℃，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，其中粗轧阶段前六架头部温度960～1000℃；进精轧温度850℃，进减定径温度850℃，卷取温度890℃。

（4）冷却工序：线材进入斯太尔莫冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，控制冷却速度为1.0℃/s。

本实施例所得Φ12mm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487MPa，伸长率4.0%，面缩7%，盘条成材率97.5%，合格率98.5%

实施例2：本低碳铁素体软磁易切削不锈钢采用下述工艺生产而成。

（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 0.030%，Mn 0.89%，Si 1.12%，P 0.022%，S 0.25%，Cr 17.35%，Mo 0.36%，Ni 0.09，其余为铁和不可避免的杂质元素。

（2）加热工序：将钢坯在加热炉中加热，预热段温度850℃，加热段温度1020℃，均热温度1040℃，在炉时间145min。

（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头部温度950～980℃；进精轧温度870℃，进减定径温度860℃，卷取温度890℃。

（4）冷却工序：线材进入斯太尔莫冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，控制冷却速度为1.5℃/s。

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9级，热轧材抗拉强度540MPa，伸长率7.5%，面缩9%，盘条成材率98%。合格率98%。

实施例3：本低碳铁素体软磁易切削不锈钢采用下述工艺生产而成。

（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 0.035%，Mn 0.98%，Si 1.15%，P 0.021%，S 0.26%，Cr 17.85%，Mo 0.52%，Ni 0.09%，其余为铁和不可避免的杂质元素。

（2）加热工序：将钢坯在加热炉中加热，预热段温度840℃，加热段温度1015℃，均热温度1035℃，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，其中粗轧阶段前六架头部温度970～1010℃；进精轧温度900℃，进减定径温度900℃，卷取温度870℃。

（4）冷却工序：线材进入斯太尔莫冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，控制冷却速度为1.2℃/s。

本实施例所得Φ12mm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519MPa，伸长率8.5%，面缩8%，盘条成材率98.8%，合格率达到97.5%。

实施例4：本低碳铁素体软磁易切削不锈钢采用下述工艺生产而成。

（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 0.040%，Mn 0.97%，Si 1.0%，P 0.015%，S 0.20%，Cr 20.0%，Mo 0.46%，Ni 0.60%，其余为铁和不可避免的杂质元素。

（2）加热工序：将钢坯在加热炉中加热，预热段温度850℃，加热段温度1010℃，均热温度为1020℃，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头部温度965～1020℃；进精轧温度820℃，进减定径温度800℃，卷取温度850℃。

（4）冷却工序：线材进入斯太尔莫冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，控制冷却速度为2.0℃/s。

本实施例所得Φ12mm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504MPa，伸长率10.5%，面缩10.0%，盘条成材率98.5%，合格率98%。

实施例5：本低碳铁素体软磁易切削不锈钢采用下述工艺生产而成。

（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 0.030%，Mn 1.0%，Si 1.32%，P 0.045%，S 0.15%，Cr 17.09%，Mo 0.60%，Ni 0.49%，其余为铁和不可避免的杂质元素。

（2）加热工序：将钢坯在加热炉中加热，预热段温度800℃，加热段温度1015℃，均热段温度1040℃，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，其中粗轧阶段前六架头部温度960～980℃；进精轧温度880℃，进减定径温度870℃，卷取温度900℃。

（4）冷却工序：线材进入斯太尔莫冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，控制冷却速度为1.6℃/s。

本实施例所得Φ20mm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514MPa，伸长率9.5%，面缩9%，盘条成材率98.6%，合格率98.2%。

实施例6：本低碳铁素体软磁易切削不锈钢采用下述工艺生产而成。

（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 0.037%，Mn 0.9%，Si 1.50%，P 0.032%，S 0.30%，Cr 15.0%，Mo 0.29%，Ni 0.18%，其余为铁和不可避免的杂质元素。

（2）加热工序：将钢坯在加热炉中加热，预热段温度850℃，加热段温度1005℃，均热段温度1050℃，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，其中粗轧阶段前六架头部温度950～980℃；进精轧温度800℃，进减定径温度820℃，卷取温度860℃。

（4）冷却工序：线材进入斯太尔莫冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，控制冷却速度为1.8℃/s。

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554MPa，伸长率10.5%，面缩8%，盘条成材率96.6%，合格率98.2%。

Claims

1.一种低碳铁素体软磁易切削不锈钢，其特征在于，其化学成分的质量百分含量为：C≤0.04%，Mn≤1.00%，Si 1.00～1.50%，P≤0.045%，S≥0.15%，Cr 15.00～20.00%，Mo 0.2～0.6%，Ni≤0.60%，余量为Fe和不可避免的杂质元素。

2.根据权利要求1所述的低碳铁素体软磁易切削不锈钢，其特征在于：所述S含量为0.20～0.30%且Mn/S≥3。

3.一种低碳铁素体软磁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≤0.04%，Mn≤1.00%，Si 1.00～1.50%，P≤0.045%，S≥0.15%，Cr 15.00～20.00%，Mo 0.2～0.6%，Ni≤0.60%，余量为Fe和不可避免的杂质元素。

4.根据权利要求3所述的低碳铁素体软磁易切削不锈钢的其生产方法，其特征在于，所述加热工序：均热温度1020～1050℃，在炉时间120～150min。

5.根据权利要求4所述的低碳铁素体软磁易切削不锈钢的其生产方法，其特征在于：所述加热工序中，预热段≤850℃，加热段1000～1020℃。

6.根据权利要求3所述的低碳铁素体软磁易切削不锈钢的其生产方法，其特征在于，所述轧制工序：进精轧温度800～900℃，卷取温度850～900℃。

7.根据权利要求6所述的低碳铁素体软磁易切削不锈钢的其生产方法，其特征在于：所述轧制工序中，粗轧阶段至少前六架轧机的头部温度≥950℃。

8.根据权利要求3所述的低碳铁素体软磁易切削不锈钢的其生产方法，其特征在于，所述冷却工序：冷却速度为1.0～2.0℃/s。

9.根据权利要求3－8任意一项所述的低碳铁素体软磁易切削不锈钢的其生产方法，其特征在于：所述化学成分中S含量为0.20～0.30%且Mn/S≥3。