CN107164615A - 一种不锈钢的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不锈钢的制备方法，包含以下步骤：步骤1：不锈钢原料处理，将不锈钢原料放入真空电磁感应炉中进行熔炼，步骤2：不锈钢管基体制作；步骤2：中间不锈钢坯热处理，将不锈钢基体回火加热到1000~1200℃，出炉后通过压缩空气快速冷却到800~900℃，在线经第一冷却工序将不锈钢快速冷却到400~600℃，再通过第二冷却工艺冷却到常温；步骤3：成品不锈钢光亮热处理，将成品不锈钢加热到800~1000℃，出炉后通过压缩空气快速冷却到600~700℃，在线经第三冷却工序将不锈钢快速度冷却300~500℃，再通过第四冷却工艺冷却到常温即得。通过本发明制备的不锈钢提高了厚度方向的性能及低温韧性且提高了抗腐蚀性能，可以用于房屋门窗的制作。
Description
技术领域
本发明属于不锈钢制作领域，具体涉及一种不锈钢的制备方法。
背景技术
通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢铁，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。
不锈钢以其漂亮的外观、耐腐蚀的特性、不易损坏的优点，越来越受到人们的喜爱。锅碗瓢盆、城市雕塑、建筑、装修居室等使用不锈钢的越来越多。前几天，我看见一位顾客在买不锈钢厨具时，拿着磁铁在不锈钢器皿上吸来吸去。我问他，为什么要用磁铁吸。他说，磁铁吸上的就是不锈铁，吸不上的是不锈钢，好不锈钢都没磁。看来人们对不锈钢的认识还有误区。
铁和钢是以含碳量的多少来区别的。含碳量在2%以下的铁碳合金是钢，含碳量在2%以上的则称之为铁。钢则因为既有韧性又有弹性还有刚性，被广泛应用。生活中所接触到的都是钢，只不过人们叫法不同。对于不锈钢来说，不管磁铁吸得上与否，只要符合其质量标准，都是不锈钢。因此，从冶金学的角度说，根本没有不锈铁之说。不锈钢抗腐蚀的主要元素是铬。铬元素含量在10.5%以上的钢就不易生锈。冶炼时加入的合金元素不同，也就有了磁铁吸得上与吸不上的区别了。不锈钢一般是按组织结构分的，可以分为奥氏体、铁素体、马氏体等几大类。如果往钢水里加入了不同比例的铬镍等，炼成的奥氏体钢就是磁铁吸不上的不锈钢；如果往钢水里加入铬和少量镍（或不加镍），炼成的钢就是磁铁吸得上的不锈钢，也叫铁素体不锈钢；马氏体不锈钢主要合金元素是铬、铁和碳。不锈钢因含合金量不同分有100多种。除了奥氏体不锈钢磁铁吸不上外，铁素体、马氏体不锈钢都具有磁性。
发明内容
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种不锈钢的制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种不锈钢的制备方法，包含以下步骤：
步骤1：不锈钢原料处理，将不锈钢原料放入真空电磁感应炉中进行熔炼，将钢水在金属型内烧铸成自耗电极，将烧铸好的自耗电极进行真空电弧重熔精炼或电渣重熔精炼，制成电渣锭，熔体烧铸温度为1500~2000℃；
步骤2：不锈钢管基体制作，将电渣锭制成不锈钢，接着将不锈钢钢片依次就行热火、第一次退火和第二次退火，热火的保温温度为1200~1400℃，起初热火温度为1100~1300℃，最后热火温度为700~1000℃，热火保温5~8h后将不锈钢片进行第一次退火和第二次退火，第一次退火先将不锈钢片在退火炉中保温800~900℃，保温时间12~14h，然后以每小时降温50~80℃的速度将其冷却到200~400℃，第二次退火先将不锈钢片在退火炉中保温500~700℃，保温时间12~14h，然后以每小时降温30~50℃的速度将其冷却到常温条件下，制得不锈钢基体；
步骤3：中间不锈钢坯热处理，将不锈钢基体回火加热到1000~1200℃，出炉后通过压缩空气快速冷却到800~900℃，在线经第一冷却工序将不锈钢快速冷却到400~600℃，再通过第二冷却工艺冷却到常温；
步骤4：成品不锈钢光亮热处理，将成品不锈钢加热到800~1000℃，出炉后通过压缩空气快速冷却到600~700℃，在线经第三冷却工序将不锈钢快速度冷却300~500℃，再通过第四冷却工艺冷却到常温即得。
所述步骤2中的第一冷却工序：先采用水冷将不锈钢基体水冷至900℃，然后采用风冷将不锈钢基体冷至 600℃，再采用气雾冷却将不锈钢基体水冷至400℃ ；第二冷却工序：先采用风冷将不锈钢基体水冷至200℃，采用水冷将不锈钢基体冷至室温。
所述第一冷却工序的水冷冷却速率为10~15℃/s，风冷的冷却速率为8~12℃/s，气雾冷却的冷却速率为4~6℃/s；所述第二冷却工序风冷的冷却速率8~10℃/s，水冷的冷却速率为10~12℃/s 。
所述步骤4中第三冷却工序采用压缩空气或雾状淬火液将不锈钢成品冷至500℃；所述第四冷却工序采用水冷与空冷结合，先采用水冷将不锈钢成品水冷至400℃，然后空冷至300℃，再采用水冷将不锈钢水冷至室温。
所述压缩空气或雾状淬火液的冷却速率为10~15℃/s。
优选地，所述步骤1中的真空电磁感应炉中所保持的真空条件的真空度为0.02MPa~0.08MPa。
所述电渣锭的直径大小为5~20mm。
所述不锈钢原料由以下质量百分比的化学成分组成：碳 0.03~0.07%，氮 0.18~0.20%，硫0~0.002%，磷0.01~0.014%，银0.25~0.35%，铜 2.70~3.70%，铈0.001~0.013%，镧0.02~0.09%，铬16.00~25.00%，硅0.90~1.30%，锰0.60~1.20%，镍0.25~0.35%，铝0.90~0.15%，钨3.00~4.50%，钴0.40~0.65%，硼0.25~0.35%，其余为铁和不可避免的杂质元素。
本发明的有益效果在于：本发明的提供一种不锈钢制品的方法，制备工艺简单易行，成本较低，同时将生铁和其它金属材料放入真空电磁感应炉中煅烧，热转换效率高，安全可靠，避免了空气中的灰尘气体等进入到铁水中而影响不锈钢的纯度。通过本发明制备的不锈钢提高了厚度方向的性能及低温韧性且提高了抗腐蚀性能，可以用于房屋门窗的制作。
具体实施方式
实施例1
一种不锈钢的制备方法，包含以下步骤：
步骤1：不锈钢原料处理，将不锈钢原料放入真空电磁感应炉中进行熔炼，将钢水在金属型内烧铸成自耗电极，将烧铸好的自耗电极进行真空电弧重熔精炼或电渣重熔精炼，制成电渣锭，熔体烧铸温度为1500~2000℃；
步骤2：不锈钢管基体制作，将电渣锭制成不锈钢，接着将不锈钢钢片依次就行热火、第一次退火和第二次退火，热火的保温温度为1200℃，起初热火温度为1100℃，最后热火温度为700℃，热火保温5h后将不锈钢片进行第一次退火和第二次退火，第一次退火先将不锈钢片在退火炉中保温800℃，保温时间12h，然后以每小时降温50℃的速度将其冷却到200℃，第二次退火先将不锈钢片在退火炉中保温500℃，保温时间12h，然后以每小时降温30℃的速度将其冷却到常温条件下，制得不锈钢基体；
步骤3：中间不锈钢坯热处理，将不锈钢基体回火加热到1000℃，出炉后通过压缩空气快速冷却到800℃，在线经第一冷却工序将不锈钢快速冷却到400℃，再通过第二冷却工艺冷却到常温；
步骤4：成品不锈钢光亮热处理，将成品不锈钢加热到800℃，出炉后通过压缩空气快速冷却到600℃，在线经第三冷却工序将不锈钢快速度冷却300℃，再通过第四冷却工艺冷却到常温即得。
所述步骤2中的第一冷却工序：先采用水冷将不锈钢基体水冷至900℃，然后采用风冷将不锈钢基体冷至 600℃，再采用气雾冷却将不锈钢基体水冷至400℃ ；第二冷却工序：先采用风冷将不锈钢基体水冷至200℃，采用水冷将不锈钢基体冷至室温。
所述第一冷却工序的水冷冷却速率为10℃/s，风冷的冷却速率为8℃/s，气雾冷却的冷却速率为4℃/s；所述第二冷却工序风冷的冷却速率8℃/s，水冷的冷却速率为10℃/s。
所述步骤4中第三冷却工序采用压缩空气或雾状淬火液将不锈钢成品冷至500℃；所述第四冷却工序采用水冷与空冷结合，先采用水冷将不锈钢成品水冷至400℃，然后空冷至300℃，再采用水冷将不锈钢水冷至室温。
所述压缩空气或雾状淬火液的冷却速率为10℃/s。
所述步骤1中的真空电磁感应炉中所保持的真空条件的真空度为0.02MPa。
所述电渣锭的直径大小为5mm。
所述不锈钢原料由以下质量百分比的化学成分组成：碳 0.03%，氮 0.18%，硫0.002%，磷0.01%，银0.25%，铜 2.70%，铈0.001%，镧0.02%，铬16.00%，硅0.90%，锰0.60%，镍0.25%，铝0.90%，钨3.00%，钴0.40%，硼0.25%，其余为铁和不可避免的杂质元素。
实施例2
一种不锈钢的制备方法，包含以下步骤：
步骤1：不锈钢原料处理，将不锈钢原料放入真空电磁感应炉中进行熔炼，将钢水在金属型内烧铸成自耗电极，将烧铸好的自耗电极进行真空电弧重熔精炼或电渣重熔精炼，制成电渣锭，熔体烧铸温度为2000℃；
步骤2：不锈钢管基体制作，将电渣锭制成不锈钢，接着将不锈钢钢片依次就行热火、第一次退火和第二次退火，热火的保温温度为1400℃，起初热火温度为1300℃，最后热火温度为1000℃，热火保温8h后将不锈钢片进行第一次退火和第二次退火，第一次退火先将不锈钢片在退火炉中保温900℃，保温时间14h，然后以每小时降温80℃的速度将其冷却到400℃，第二次退火先将不锈钢片在退火炉中保温700℃，保温时间14h，然后以每小时降温50℃的速度将其冷却到常温条件下，制得不锈钢基体；
步骤3：中间不锈钢坯热处理，将不锈钢基体回火加热到1200℃，出炉后通过压缩空气快速冷却到900℃，在线经第一冷却工序将不锈钢快速冷却到600℃，再通过第二冷却工艺冷却到常温；
步骤4：成品不锈钢光亮热处理，将成品不锈钢加热到1000℃，出炉后通过压缩空气快速冷却到700℃，在线经第三冷却工序将不锈钢快速度冷却500℃，再通过第四冷却工艺冷却到常温即得。
所述步骤2中的第一冷却工序：先采用水冷将不锈钢基体水冷至900℃，然后采用风冷将不锈钢基体冷至 600℃，再采用气雾冷却将不锈钢基体水冷至400℃ ；第二冷却工序：先采用风冷将不锈钢基体水冷至200℃，采用水冷将不锈钢基体冷至室温。
所述第一冷却工序的水冷冷却速率为15℃/s，风冷的冷却速率为12℃/s，气雾冷却的冷却速率为6℃/s；所述第二冷却工序风冷的冷却速率10℃/s，水冷的冷却速率为12℃/s 。
所述步骤4中第三冷却工序采用压缩空气或雾状淬火液将不锈钢成品冷至500℃；所述第四冷却工序采用水冷与空冷结合，先采用水冷将不锈钢成品水冷至400℃，然后空冷至300℃，再采用水冷将不锈钢水冷至室温。
所述压缩空气或雾状淬火液的冷却速率为15℃/s。
所述步骤1中的真空电磁感应炉中所保持的真空条件的真空度为0.08MPa。
所述电渣锭的直径大小为20mm。
所述不锈钢原料由以下质量百分比的化学成分组成：碳 0.07%，氮 0.20%，硫0.002%，磷0.014%，银0.35%，铜 3.70%，铈0.013%，镧0.09%，铬25.00%，硅1.30%，锰1.20%，镍0.35%，铝0.15%，钨4.50%，钴0.65%，硼0.35%，其余为铁和不可避免的杂质元素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种不锈钢的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤1：不锈钢原料处理，将不锈钢原料放入真空电磁感应炉中进行熔炼，将钢水在金属型内烧铸成自耗电极，将烧铸好的自耗电极进行真空电弧重熔精炼或电渣重熔精炼，制成电渣锭，熔体烧铸温度为1500~2000℃；
步骤2：不锈钢管基体制作，将电渣锭制成不锈钢，接着将不锈钢钢片依次就行热火、第一次退火和第二次退火，热火的保温温度为1200~1400℃，起初热火温度为1100~1300℃，最后热火温度为700~1000℃，热火保温5~8h后将不锈钢片进行第一次退火和第二次退火，第一次退火先将不锈钢片在退火炉中保温800~900℃，保温时间12~14h，然后以每小时降温50~80℃的速度将其冷却到200~400℃，第二次退火先将不锈钢片在退火炉中保温500~700℃，保温时间12~14h，然后以每小时降温30~50℃的速度将其冷却到常温条件下，制得不锈钢基体；
步骤3：中间不锈钢坯热处理，将不锈钢基体回火加热到1000~1200℃，出炉后通过压缩空气快速冷却到800~900℃，在线经第一冷却工序将不锈钢快速冷却到400~600℃，再通过第二冷却工艺冷却到常温；
步骤4：成品不锈钢光亮热处理，将成品不锈钢加热到800~1000℃，出炉后通过压缩空气快速冷却到600~700℃，在线经第三冷却工序将不锈钢快速度冷却300~500℃，再通过第四冷却工艺冷却到常温即得。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢的制备方法，其特征在于，所述步骤2中的第一冷却工序：先采用水冷将不锈钢基体水冷至900℃，然后采用风冷将不锈钢基体冷至 600℃，再采用气雾冷却将不锈钢基体水冷至400℃ ；第二冷却工序：先采用风冷将不锈钢基体水冷至200℃，采用水冷将不锈钢基体冷至室温。
3.根据权利要求2所述的一种不锈钢的制备方法，其特征在于，所述第一冷却工序的水冷冷却速率为10~15℃/s，风冷的冷却速率为8~12℃/s，气雾冷却的冷却速率为4~6℃/s；所述第二冷却工序风冷的冷却速率8~10℃/s，水冷的冷却速率为10~12℃/s 。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢的制备方法，其特征在于，所述步骤4中第三冷却工序采用压缩空气或雾状淬火液将不锈钢成品冷至500℃；所述第四冷却工序采用水冷与空冷结合，先采用水冷将不锈钢成品水冷至400℃，然后空冷至300℃，再采用水冷将不锈钢水冷至室温。
5.根据权利要求4所述的一种不锈钢的制备方法，其特征在于，所述压缩空气或雾状淬火液的冷却速率为10~15℃/s。
6.根据权利要求1所述的一种不锈钢的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的真空电磁感应炉中所保持的真空条件的真空度为0.02MPa~0.08MPa。
7.根据权利要求1所述的一种不锈钢的制备方法，其特征在于，所述电渣锭的直径大小为5~20mm。
8.根据权利要求1所述的一种不锈钢的制备方法，其特征在于，所述不锈钢原料由以下质量百分比的化学成分组成：碳 0.03~0.07%，氮 0.18~0.20%，硫0~0.002%，磷0.01~0.014%，银0.25~0.35%，铜 2.70~3.70%，铈0.001~0.013%，镧0.02~0.09%，铬16.00~25.00%，硅0.90~1.30%，锰0.60~1.20%，镍0.25~0.35%，铝0.90~0.15%，钨3.00~4.50%，钴0.40~0.65%，硼0.25~0.35%，其余为铁和不可避免的杂质元素。
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2017
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