CN110408854B - 一种贝氏体不锈钢及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种贝氏体不锈钢及其制备方法，属于钢铁冶金的不锈钢领域。贝氏体不锈钢是一种不锈钢品种，使用状态的金相组织是贝氏体，晶粒尺寸平均2‑8微米，具有400MPa‑700MPa级别以上的高屈服强度，同时具有高于18％的延伸率，大于40J的冲击功，易于焊接，适用于氯离子及大气腐蚀环境，适合于工程结构用途。贝氏体不锈钢克服了奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢强度低，马氏体不锈钢韧性差，双相不锈钢成本高、沉淀硬化不锈钢加工复杂、索氏体不锈钢热处理工艺要求苛刻等问题。

Description

一种贝氏体不锈钢及其制备方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金的不锈钢技术领域，尤其涉及一种贝氏体不锈钢及其制备方法。
背景技术
目前的不锈钢品种有奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、索氏体不锈钢、沉淀硬化不锈钢、双相不锈钢。其中：奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢强度低，马氏体不锈钢韧性差，双相不锈钢成本高、沉淀硬化不锈钢加工复杂、索氏体不锈钢热处理工艺要求苛刻等。双相不锈钢和索氏体不锈钢虽然可以作为结构钢使用，但还需要改进和提高。
本发明通过成分控制、冶炼工艺尤其是精炼工艺的改善、以及两阶段控轧控冷轧制工艺制备出了一种不锈钢品种-贝氏体不锈钢。这种不锈钢具有强度高、韧性高、耐低温冲击性好、工艺简单、易于加工、焊接性好的综合特性，适合各类工程结构的使用，可以满足对工程长寿性、抗震性、耐腐蚀广谱选择性要求、以及内陆及海洋环境工程建设的要求。
发明内容
本发明提供了一种贝氏体不锈钢及其制备方法。贝氏体不锈钢是一种不锈钢品种，具有作为工程结构使用的高强度、高韧性、抗冲击、抗地震、寿命长、耐大气和海水腐蚀的低成本、易焊接、工艺简单等特性，克服了传统马氏体不锈钢的韧性较低的问题，克服了传统不锈钢如双相不锈钢、索氏体不锈钢的热处理过程的复杂性问题，克服了铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢作为结构钢强度低的问题。
本发明提供一种贝氏体不锈钢，所述贝氏体不锈钢的基本成分按质量百分比计为：C 0.03-0.10％，Cr 10-25％，Mn<0.8％，Si<0.8％，Ni 1-2％，P≤0.03％， S<0.020％，Al<0.02％，全O<30ppm，其余为Fe和不可避免的杂质。
优选地，所述贝氏体不锈钢主要适用于氯离子及大气腐蚀环境，可以根据腐蚀条件的要求主要调整Cr含量，适当调整其它功能性元素，如：Cu，Mo， Ti，V，Al等合金元素，改善该不锈钢在不同领域的使用性能，实现更适应于使用环境的合金设计。
优选地，所述贝氏体不锈钢使用状态的金相组织是贝氏体，晶粒尺寸平均 2-8微米；所述贝氏体不锈钢具有400MPa-700MPa级别以上的高屈服强度、大于18％的延伸率、以及大于40J的冲击功，易于焊接，适合于工程结构用途。
一种贝氏体不锈钢的制备方法，具体步骤如下所示：
S1、控制AOD炉、感应炉、电弧炉等进入LF炉的钢水的碳含量、磷含量在最终成分下限以下，防止后期增碳，留出后期操作增C和增P余量；
S2、钢水进入LF炉进行还原精炼，需要向LF炉中加入还原精炼合成渣，以便脱氧、脱硫以及进行成分的精确控制，其中：还原精炼合成渣用量按照渣层厚度200-300mm或钢水的质量百分比3-5％加入LF炉；
S3、LF炉吹氩气搅拌需要见到渣面吹破，LF炉吹氩气后按每吨钢加入 0.8kg Al的方式添加铝，此后钢水不再加入铝脱氧；当促进白渣形成时可以在 LF炉内的渣表面加入铝粒，但不得采用铝粉替代铝粒，以防止剧烈燃烧；
S4、LF炉吹氩气搅拌10分钟后开始保持白渣；当炉渣过稀时，加入高钙比例石灰石调渣；保持LF炉精炼与调整成分所消耗的时间不大于40分钟；
S5、精炼结束时，可以通过使用碱金属包芯线对夹杂物进行变性处理；
S6、精炼后的贝氏体不锈钢满足所述贝氏体不锈钢的基本成分范围要求；
S7、通过连铸机制成贝氏体不锈钢坯料；
S8、对贝氏体不锈钢坯料进行冷检和修磨；
S9、对冷检和修磨后的贝氏体不锈钢坯料进行包括第一阶段轧制控轧控冷工艺和第二阶段轧制控轧控冷工艺两阶段轧制得到贝氏体不锈钢，所述第一阶段轧制控轧控冷工艺之后需要进行温度控制以满足所述第二阶段轧制控轧控冷工艺的开轧温度需求，具体两阶段轧制如下所示：
所述第一阶段轧制控轧控冷工艺为：先将冷检和修磨后的贝氏体不锈钢坯料加热到1160-1220℃，然后确保第一阶段开轧温度为1070-1110℃并进行第一阶段轧制，第一阶段终轧温度为1010-1030℃，第一阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量为50-80％；
所述第二阶段轧制控轧控冷工艺为：确保第二阶段开轧温度为930-960℃并进行第二阶段轧制，第二阶段终轧温度为770-820℃，终冷温度小于300℃；
所述第一阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量与第二阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量总和为100％。
优选地，S1中在AOD炉、感应炉、电弧炉等完成Cr的下限调整目标，完成主要合金元素C，Cr，Ni，Mn，Si的成分下限目标。
优选地，S2中的还原精炼合成渣成分CaO 50-60％，其中高品质CaCO3中CaO含量总量比>50％，SiO2 25-30％，CaF2 8-10％，其余高铝耐火砖块状料； S2中的还原精炼合成渣应将碱度CaO/SiO2控制在2-3的范围内；还原精炼合成渣块度小于20mm，不得有粉状料，以密封防潮袋袋装。
优选地，S5中的碱金属包芯线为含钙、镁中至少一种的金属包芯线。
优选地，S6中根据腐蚀条件的要求主要调整Cr含量，适当调整其它功能性元素，如：Cu，Mo，Ti，V，Al等合金元素，以协同适应高强度、高韧性、耐大气和海水腐蚀的合金设计需求。
优选地，S9中的温度控制包括层流冷却或喷水冷却或喷水冷却加电加热。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
本发明提出了通过成分控制、冶炼工艺尤其是精炼工艺的改善、以及两阶段控轧控冷轧制工艺制备出了一种目前并不存在的不锈钢品种-贝氏体不锈钢，这种不锈钢具有强度高、韧性高、耐低温冲击性好、易于加工、焊接性好的综合性能，适合各类工程结构的使用，可以满足对工程长寿性、抗震性、耐腐蚀广谱选择性要求、以及内陆及海洋环境工程建设的要求。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。
本发明要解决的技术问题是克服不锈钢品种的种种缺点，发明了一种不锈钢即贝氏体不锈钢，具有作为工程结构使用的高强度、高韧性、抗冲击、抗地震、寿命长、耐大气和海水腐蚀的低成本、易焊接、工艺简单等特性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种贝氏体不锈钢，所述贝氏体不锈钢的基本成分按质量百分比计为：C 0.03-0.10％，Cr 10-25％，Mn<0.8％，Si<0.8％， Ni 1-2％，P≤0.03％，S<0.020％，Al<0.02％，全O<30ppm，其余为Fe和不可避免的杂质。
其中，所述贝氏体不锈钢主要适用于氯离子及大气腐蚀环境，可以根据腐蚀条件的要求主要调整Cr含量，适当调整其它功能性元素，如：Cu，Mo， Ti，V，Al等合金元素，改善该不锈钢在不同领域的使用性能，实现更适应于使用环境的合金设计。
其中，所述贝氏体不锈钢使用状态的金相组织是贝氏体，晶粒尺寸平均 2-8微米；所述贝氏体不锈钢具有400MPa-700MPa级别以上的高屈服强度、大于18％的延伸率、以及大于40J的冲击功，易于焊接，适合于工程结构用途。
一种贝氏体不锈钢的制备方法，具体步骤如下所示：
S1、控制AOD炉、感应炉、电弧炉等进入LF炉的钢水的碳含量、磷含量在最终成分下限以下，防止后期增碳，留出后期操作增C和增P余量；
S2、钢水进入LF炉进行还原精炼，需要向LF炉中加入还原精炼合成渣，以便脱氧、脱硫以及进行成分的精确控制，其中：还原精炼合成渣用量按照渣层厚度200-300mm或钢水的质量百分比3-5％加入LF炉；
S3、LF炉吹氩气搅拌需要见到渣面吹破，LF炉吹氩气后按每吨钢加入 0.8kg Al的方式添加铝，此后钢水不再加入铝脱氧；当促进白渣形成时可以在 LF炉内的渣表面加入铝粒，但不得采用铝粉替代铝粒，以防止剧烈燃烧；
S4、LF炉吹氩气搅拌10分钟后开始保持白渣；当炉渣过稀时，加入高钙比例石灰石调渣；保持LF炉精炼与调整成分所消耗的时间不大于40分钟；
S5、精炼结束时，可以通过使用碱金属包芯线对夹杂物进行变性处理；
S6、精炼后的贝氏体不锈钢满足所述贝氏体不锈钢的基本成分范围要求；
S7、通过连铸机制成贝氏体不锈钢坯料；
S8、对贝氏体不锈钢坯料进行冷检和修磨；
S9、对冷检和修磨后的贝氏体不锈钢坯料进行包括第一阶段轧制控轧控冷工艺和第二阶段轧制控轧控冷工艺两阶段轧制得到贝氏体不锈钢，所述第一阶段轧制控轧控冷工艺之后需要进行温度控制以满足所述第二阶段轧制控轧控冷工艺的开轧温度需求，具体两阶段轧制如下所示：
所述第一阶段轧制控轧控冷工艺为：先将冷检和修磨后的贝氏体不锈钢坯料加热到1160-1220℃，然后确保第一阶段开轧温度为1070-1110℃并进行第一阶段轧制，第一阶段终轧温度为1010-1030℃，第一阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量为50-80％；
所述第二阶段轧制控轧控冷工艺为：确保第二阶段开轧温度为930-960℃并进行第二阶段轧制，第二阶段终轧温度为770-820℃，终冷温度小于300℃；
所述第一阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量与第二阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量总和为100％。
其中，S1中在AOD炉、感应炉、电弧炉等完成Cr的下限调整目标，完成主要合金元素C，Cr，Ni，Mn，Si的成分下限目标。
其中，S2中的还原精炼合成渣成分CaO 50-60％，其中高品质CaCO3中 CaO含量总量比>50％，SiO2 25-30％，CaF2 8-10％，其余高铝耐火砖块状料； S2中的还原精炼合成渣应将碱度CaO/SiO2控制在2-3的范围内；还原精炼合成渣块度小于20mm，不得有粉状料，以密封防潮袋袋装。
其中，S5中的碱金属包芯线为含钙、镁中至少一种的金属包芯线。
其中，S6中根据腐蚀条件的要求主要调整Cr含量，适当调整其它功能性元素，如：Cu，Mo，Ti，V，Al等合金元素，以协同适应高强度、高韧性、耐大气和海水腐蚀的合金设计需求。
其中，S9中的温度控制包括层流冷却或喷水冷却或喷水冷却加电加热。
具体贝氏体不锈钢及其制备方法结合以下实施例进行说明：
实施例一：
一种贝氏体不锈钢，所述贝氏体不锈钢的基本成分按质量百分比计为：C 0.10％，Cr 13％，Mn<0.48％，Si<0.4％，Ni 1.6％，P＝0.03％，S＝0.010％，Al＝0.015％，全O<30ppm，其余为Fe和不可避免的杂质。
一种贝氏体不锈钢的制备方法，具体步骤如下所示：
S1、控制AOD炉进入LF炉的钢水的碳含量、磷含量在最终成分下限以下，防止后期增碳，留出后期操作增C和增P余量；
S2、钢水进入LF炉进行还原精炼，需要向LF炉中加入还原精炼合成渣，以便脱氧、脱硫以及进行成分的精确控制，其中：还原精炼合成渣用量按照钢水的质量百分比5％加入LF炉；还原精炼合成渣成分CaO 55％，其中高品质 CaCO3中CaO含量总量比>50％，SiO230％，CaF2 10％，其余高铝耐火砖块状料；S2中的还原精炼合成渣应将碱度CaO/SiO2控制在2.5的范围内；还原精炼合成渣块度小于20mm，不得有粉状料；
S3、LF炉吹氩气搅拌需要见到渣面吹破，LF炉吹氩气后按每吨钢加入 0.8kg Al的方式添加铝，此后钢水不再加入铝脱氧；当促进白渣形成时可以在 LF炉内的渣表面加入铝粒，但不得采用铝粉替代铝粒，以防止剧烈燃烧；
S4、LF炉吹氩气搅拌10分钟后开始保持白渣；当炉渣过稀时，加入高钙比例石灰石调渣；保持LF炉精炼与调整成分所消耗的时间不大于40分钟；
S5、精炼结束时，可以通过使用碱金属含钙、镁包芯线对夹杂物进行变性处理；
S6、精炼后的贝氏体不锈钢满足所述贝氏体不锈钢的基本成分范围要求；
S7、通过连铸机制成贝氏体不锈钢坯料；
S8、对贝氏体不锈钢坯料进行冷检和修磨；
S9、对冷检和修磨后的贝氏体不锈钢坯料进行包括第一阶段轧制控轧控冷工艺和第二阶段轧制控轧控冷工艺两阶段轧制得到贝氏体不锈钢，所述第一阶段轧制控轧控冷工艺之后需要进行层流冷却以满足所述第二阶段轧制控轧控冷工艺的开轧温度需求，具体两阶段轧制如下所示：
所述第一阶段轧制控轧控冷工艺为：先将冷检和修磨后的贝氏体不锈钢坯料加热到1220℃，然后确保第一阶段开轧温度为1110℃并进行第一阶段轧制，第一阶段终轧温度为1030℃，第一阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量为80％；
所述第二阶段轧制控轧控冷工艺为：确保第二阶段开轧温度为960℃并进行第二阶段轧制，第二阶段终轧温度为820℃，终冷温度小于300℃；
所述第一阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量与第二阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量总和为100％。
其中，S6中根据腐蚀条件的要求主要调整Cr含量，适当调整其它功能性元素，如：Cu，Mo，Ti，V，Al等合金元素，以协同适应高强度、高韧性、耐大气和海水腐蚀的合金设计需求。
所述贝氏体不锈钢具有700MPa以上的高强度、大于18％的延伸率、以及大于40J的冲击功。
实施例二：
一种贝氏体不锈钢，所述贝氏体不锈钢的基本成分按质量百分比计为：C 0.03％，Cr 10％，Mn<0.8％，Si<0.45％，Ni 1％，P＝0.025％，S＝0.020％，Al＝0.018％，全O<30ppm，其余为Fe和不可避免的杂质。
一种贝氏体不锈钢的制备方法，具体步骤如下所示：
S1、控制感应炉进入LF炉的钢水的碳含量、磷含量在最终成分下限以下，防止后期增碳，留出后期操作增C和增P余量；
S2、钢水进入LF炉进行还原精炼，需要向LF炉中加入还原精炼合成渣，以便脱氧、脱硫以及进行成分的精确控制，其中：还原精炼合成渣用量按照渣层厚度280mm加入LF炉；还原精炼合成渣成分CaO 50％，其中高品质CaCO3中CaO含量总量比>50％，SiO2 25％，CaF28％，其余高铝耐火砖块状料；S2 中的还原精炼合成渣应将碱度CaO/SiO2控制在2的范围内；还原精炼合成渣块度小于20mm，不得有粉状料；
S3、LF炉吹氩气搅拌需要见到渣面吹破，LF炉吹氩气后按每吨钢加入 0.8kg Al的方式添加铝，此后钢水不再加入铝脱氧；当促进白渣形成时可以在 LF炉内的渣表面加入铝粒，但不得采用铝粉替代铝粒，以防止剧烈燃烧；
S4、LF炉吹氩气搅拌10分钟后开始保持白渣；当炉渣过稀时，加入高钙比例石灰石调渣；保持LF炉精炼与调整成分所消耗的时间不大于40分钟；
S5、精炼结束时，可以通过使用碱金属含镁、钙包芯线对夹杂物进行变性处理；
S6、精炼后的贝氏体不锈钢满足所述贝氏体不锈钢的基本成分范围要求；
S7、通过连铸机制成贝氏体不锈钢坯料；
S8、对贝氏体不锈钢坯料进行冷检和修磨；
S9、对冷检和修磨后的贝氏体不锈钢坯料进行包括第一阶段轧制控轧控冷工艺和第二阶段轧制控轧控冷工艺两阶段轧制得到贝氏体不锈钢，所述第一阶段轧制控轧控冷工艺之后需要进行喷水冷却以满足所述第二阶段轧制控轧控冷工艺的开轧温度需求，具体两阶段轧制如下所示：
所述第一阶段轧制控轧控冷工艺为：先将冷检和修磨后的贝氏体不锈钢坯料加热到1180℃，然后确保第一阶段开轧温度为1090℃并进行第一阶段轧制，第一阶段终轧温度为1030℃，第一阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量为 60％；
所述第二阶段轧制控轧控冷工艺为：确保第二阶段开轧温度为950℃并进行第二阶段轧制，第二阶段终轧温度为800℃，终冷温度小于300℃；
所述第一阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量与第二阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量总和为100％。
其中，S6中根据腐蚀条件的要求主要调整Cr含量，适当调整其它功能性元素，如：Cu，Mo，Ti，V，Al等合金元素，以协同适应高强度、高韧性、耐大气和海水腐蚀的合金设计需求。
所述贝氏体不锈钢具有500MPa以上的高强度、大于22％的延伸率、以及大于40J的冲击功。
实施例三：
一种贝氏体不锈钢，所述贝氏体不锈钢的基本成分按质量百分比计为：C 0.06％，Cr 16％，Mn<0.4％，Si<0.4％，Ni 1.8％，P＝0.03％，S＝0.015％，Al＝0.014％，全O<30ppm，其余为Fe和不可避免的杂质。
一种贝氏体不锈钢的制备方法，具体步骤如下所示：
S1、控制AOD炉进入LF炉的钢水的碳含量、磷含量在最终成分下限以下，防止后期增碳，留出后期操作增C和增P余量；
S2、钢水进入LF炉进行还原精炼，需要向LF炉中加入还原精炼合成渣，以便脱氧、脱硫以及进行成分的精确控制，其中：还原精炼合成渣用量按照钢水的质量百分比3％加入LF炉；还原精炼合成渣成分CaO 57％，其中高品质 CaCO3中CaO含量总量比>50％，SiO225％，CaF2 9％，其余高铝耐火砖块状料；S2中的还原精炼合成渣应将碱度CaO/SiO2控制在2.7的范围内；还原精炼合成渣块度小于20mm，不得有粉状料；
S3、LF炉吹氩气搅拌需要见到渣面吹破，LF炉吹氩气后按每吨钢加入 0.8kg Al的方式添加铝，此后钢水不再加入铝脱氧；当促进白渣形成时可以在 LF炉内的渣表面加入铝粒，但不得采用铝粉替代铝粒，以防止剧烈燃烧；
S4、LF炉吹氩气搅拌10分钟后开始保持白渣；当炉渣过稀时，加入高钙比例石灰石调渣；保持LF炉精炼与调整成分所消耗的时间不大于40分钟；
S5、精炼结束时，可以通过使用碱金属含钙、镁包芯线对夹杂物进行变性处理；
S6、精炼后的贝氏体不锈钢满足所述贝氏体不锈钢的基本成分范围要求；
S7、通过连铸机制成贝氏体不锈钢坯料；
S8、对贝氏体不锈钢坯料进行冷检和修磨；
S9、对冷检和修磨后的贝氏体不锈钢坯料进行包括第一阶段轧制控轧控冷工艺和第二阶段轧制控轧控冷工艺两阶段轧制得到贝氏体不锈钢，所述第一阶段轧制控轧控冷工艺之后需要进行喷水冷却加电加热以满足所述第二阶段轧制控轧控冷工艺的开轧温度需求，具体两阶段轧制如下所示：
所述第一阶段轧制控轧控冷工艺为：先将冷检和修磨后的贝氏体不锈钢坯料加热到1190℃，然后确保第一阶段开轧温度为1110℃并进行第一阶段轧制，第一阶段终轧温度为1030℃，第一阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量为 70％；
所述第二阶段轧制控轧控冷工艺为：确保第二阶段开轧温度为960℃并进行第二阶段轧制，第二阶段终轧温度为800℃，终冷温度小于300℃；
所述第一阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量与第二阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量总和为100％。
其中，S6中根据腐蚀条件的要求主要调整Cr含量，适当调整其它功能性元素，如：Cu，Mo，Ti，V，Al等合金元素，以协同适应高强度、高韧性、耐大气和海水腐蚀的合金设计需求。
所述贝氏体不锈钢具有600MPa以上的高强度、大于18％的延伸率、以及大于40J的冲击功。
实施例四：
一种贝氏体不锈钢，所述贝氏体不锈钢的基本成分按质量百分比计为：C 0.08％，Cr 22％，Mn<0.42％，Si<0.8％，Ni 1.2％，P＝0.022％，S＝0.015％， Al＝0.013％，全O<30ppm，其余为Fe和不可避免的杂质。
一种贝氏体不锈钢的制备方法，具体步骤如下所示：
S1、控制电弧炉进入LF炉的钢水的碳含量、磷含量在最终成分下限以下，防止后期增碳，留出后期操作增C和增P余量；
S2、钢水进入LF炉进行还原精炼，需要向LF炉中加入还原精炼合成渣，以便脱氧、脱硫以及进行成分的精确控制，其中：还原精炼合成渣用量按照渣层厚度280mm加入LF炉；还原精炼合成渣成分CaO 50％，其中高品质CaCO3中CaO含量总量比>50％，SiO2 30％，CaF28％，其余高铝耐火砖块状料；S2 中的还原精炼合成渣应将碱度CaO/SiO2控制在2.6的范围内；还原精炼合成渣块度小于20mm，不得有粉状料；
S3、LF炉吹氩气搅拌需要见到渣面吹破，LF炉吹氩气后按每吨钢加入 0.8kg Al的方式添加铝，此后钢水不再加入铝脱氧；当促进白渣形成时可以在 LF炉内的渣表面加入铝粒，但不得采用铝粉替代铝粒，以防止剧烈燃烧；
S4、LF炉吹氩气搅拌10分钟后开始保持白渣；当炉渣过稀时，加入高钙比例石灰石调渣；保持LF炉精炼与调整成分所消耗的时间不大于40分钟；
S5、精炼结束时，可以通过使用碱金属含钙、镁包芯线对夹杂物进行变性处理；
S6、精炼后的贝氏体不锈钢满足所述贝氏体不锈钢的基本成分范围要求；
S7、通过连铸机制成贝氏体不锈钢坯料；
S8、对贝氏体不锈钢坯料进行冷检和修磨；
S9、对冷检和修磨后的贝氏体不锈钢坯料进行包括第一阶段轧制控轧控冷工艺和第二阶段轧制控轧控冷工艺两阶段轧制得到贝氏体不锈钢，所述第一阶段轧制控轧控冷工艺之后需要进行层流冷却以满足所述第二阶段轧制控轧控冷工艺的开轧温度需求，具体两阶段轧制如下所示：
所述第一阶段轧制控轧控冷工艺为：先将冷检和修磨后的贝氏体不锈钢坯料加热到1160℃，然后确保第一阶段开轧温度为1090℃并进行第一阶段轧制，第一阶段终轧温度为1020℃，第一阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量为 60％；
所述第二阶段轧制控轧控冷工艺为：确保第二阶段开轧温度为940℃并进行第二阶段轧制，第二阶段终轧温度为780℃，终冷温度小于300℃；
所述第一阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量与第二阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量总和为100％。
其中，S6中根据腐蚀条件的要求主要调整Cr含量，适当调整其它功能性元素，如：Cu，Mo，Ti，V，Al等合金元素，以协同适应高强度、高韧性、耐大气和海水腐蚀的合金设计需求。
所述贝氏体不锈钢具有500MPa以上的高强度、大于22％的延伸率、以及大于40J的冲击功。
综上可见，本发明提出了通过成分控制、冶炼工艺尤其是精炼工艺的改善、以及两阶段控轧控冷轧制工艺制备出了一种目前并不存在的不锈钢品种-贝氏体不锈钢，这种不锈钢具有强度高、韧性高、耐低温冲击性好、易于加工、焊接性好的综合性能，适合各类工程结构的使用，可以满足对工程长寿性、抗震性、耐腐蚀广谱选择性要求、以及内陆及海洋环境工程建设的要求。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种贝氏体不锈钢的制备方法，其特征在于，所述贝氏体不锈钢的基本成分按质量百分比计为：C 0.03-0.10%，Cr 10-25%，Mn<0.8%，Si<0.8%，Ni 1-2%，P≤0.03%，S<0.020%，Al<0.02%，全O<30ppm，其余为Fe和不可避免的杂质；
所述贝氏体不锈钢使用状态的金相组织是贝氏体，晶粒尺寸平均2-8微米；所述贝氏体不锈钢具有500MPa以上的高屈服强度、大于18%的延伸率、以及大于40J的冲击功；这种不锈钢具有强度高、韧性高、耐低温冲击性好、工艺简单、易于加工、焊接性好的综合特性，适合各类工程结构的使用，满足对工程长寿性、抗震性、耐腐蚀广谱选择性要求、以及内陆及海洋环境工程建设的要求；
所述贝氏体不锈钢基本成分中还添加Cu，Mo，Ti，V合金元素中的至少一种；
所述贝氏体不锈钢的具体制备步骤如下所示：
S1、控制AOD炉或感应炉或电弧炉进入LF炉的钢水的碳含量、磷含量在最终成分下限以下，防止后期增碳，留出后期操作增C和增P余量；
S2、钢水进入LF炉进行还原精炼，需要向LF炉中加入还原精炼合成渣，以便脱氧、脱硫以及进行成分的精确控制，其中：还原精炼合成渣用量按照渣层厚度200-300mm或钢水的质量百分比3-5%加入LF炉；
S3、LF炉吹氩气搅拌需要见到渣面吹破，LF炉吹氩气后按每吨钢加入0.8kg Al的方式添加铝，此后钢水不再加入铝脱氧；当促进白渣形成时在LF炉内的渣表面加入铝粒，但不得采用铝粉替代铝粒，以防止剧烈燃烧；
S4、LF炉吹氩气搅拌10分钟后开始保持白渣；当炉渣过稀时，加入高钙比例石灰石调渣；保持LF炉精炼与调整成分所消耗的时间不大于40分钟；
S5、精炼结束时，通过使用碱金属包芯线对夹杂物进行变性处理；
S6、精炼后的贝氏体不锈钢满足所述贝氏体不锈钢的基本成分范围要求；
S7、通过连铸机制成贝氏体不锈钢坯料；
S8、对贝氏体不锈钢坯料进行冷检和修磨；
S9、对冷检和修磨后的贝氏体不锈钢坯料进行包括第一阶段轧制控轧控冷工艺和第二阶段轧制控轧控冷工艺两阶段轧制得到贝氏体不锈钢，所述第一阶段轧制控轧控冷工艺之后需要进行温度控制以满足所述第二阶段轧制控轧控冷工艺的开轧温度需求，具体两阶段轧制如下所示：
所述第一阶段轧制控轧控冷工艺为：先将冷检和修磨后的贝氏体不锈钢坯料加热到1160-1220℃，然后确保第一阶段开轧温度为1070-1110℃并进行第一阶段轧制，第一阶段终轧温度为1010-1030℃，第一阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量为50-80%；
所述第二阶段轧制控轧控冷工艺为：确保第二阶段开轧温度为930-960℃并进行第二阶段轧制，第二阶段终轧温度为770-820℃，终冷温度小于300℃；
所述第一阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量与第二阶段轧制的贝氏体不锈钢坯料压下量总和为100%。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述贝氏体不锈钢具有600MPa以上的高屈服强度。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述贝氏体不锈钢具有700MPa以上的高屈服强度。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述贝氏体不锈钢的基本成分按质量百分比计为：C 0.03-0.10%，Cr 16%或22%，Mn<0.8%，Si<0.8%，Ni 1-2%，P≤0.03%，S<0.020%，Al<0.02%，全O<30ppm，其余为Fe和不可避免的杂质。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1中在AOD炉或感应炉或电弧炉完成Cr的下限调整目标，完成主要合金元素C，Ni，Mn，Si的成分下限目标。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S2中的还原精炼合成渣成分CaO 50-60%，其中高品质CaCO3中CaO含量总量比>50%，SiO2 25-30%，CaF2 8-10%，其余高铝耐火砖块状料；S2中的还原精炼合成渣应将碱度CaO/SiO2控制在2-3的范围内；还原精炼合成渣块度小于20mm，不得有粉状料，以密封防潮袋袋装。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S5中的碱金属包芯线为含钙、镁中至少一种的金属包芯线。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S6中根据腐蚀条件的要求主要调整Cr含量，适当调整其它功能性元素Cu，Mo，Ti，V，Al。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S9中的温度控制包括层流冷却或喷水冷却。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述喷水冷却为喷水冷却加电加热。
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