CN111492080B - 具有改善的扩管加工性的铁素体不锈钢及其制造方法 - Google Patents

具有改善的扩管加工性的铁素体不锈钢及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111492080B
CN111492080B CN201880081864.7A CN201880081864A CN111492080B CN 111492080 B CN111492080 B CN 111492080B CN 201880081864 A CN201880081864 A CN 201880081864A CN 111492080 B CN111492080 B CN 111492080B
Authority
CN
China
Prior art keywords
stainless steel
ferritic stainless
texture
cold
fraction
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.)
Active
Application number
CN201880081864.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111492080A (zh
Inventor
郑壹酂
徐泳珉
安德灿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Posco Holdings Inc
Original Assignee
Posco Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Posco Co Ltd filed Critical Posco Co Ltd
Publication of CN111492080A publication Critical patent/CN111492080A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111492080B publication Critical patent/CN111492080B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0236—Cold rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

公开了具有改善的可扩展性的用于汽车排气系统部件的铁素体不锈钢。以全部组成的重量百分比(％)计，根据本公开的一个实施方案的具有改善的可扩展性的铁素体不锈钢包含：Cr：10％至25％，N：0.015％或更小(不包括0)，Al：0.005％至0.04％，Nb：0.1％至0.6％，Ti：0.1％至0.5％，剩余部分为铁(Fe)和其他不可避免的杂质，并且所述铁素体不锈钢满足下式(1)：Z＝X*Y≥17……式(1)(在此，基于铁素体不锈钢的厚度T，X意指从T/3至2T/3的区域的[(111)//ND织构分数]/[(100)//ND织构分数]，Y意指从表面层至T/3的区域的10*[(100)//ND织构分数]/[(111)//ND织构分数])。

Description

具有改善的扩管加工性的铁素体不锈钢及其制造方法
技术领域
本公开涉及具有改善的可扩展性(expandability)的铁素体不锈钢，更具体地，涉及通过控制冷轧退火材料的各厚度位置的织构条件而具有改善的可扩展性的用于汽车排气系统的铁素体不锈钢。
背景技术
在不锈钢中，铁素体不锈钢冷轧产品具有优异的高温特性，例如热膨胀系数和热疲劳特性，并且耐应力腐蚀开裂。因此，铁素体不锈钢广泛用于汽车排气系统部件、房屋设施(household appliances)、建筑、家用电器(home appliances)、电梯等。
通常，汽车排气系统构件根据废气的温度分为热部件和冷部件。用于热部件的汽车部件包括歧管、转换器和波纹管，这些部件的工作温度主要为600℃或更高，并且应当在高温强度、高温热疲劳和高温盐腐蚀方面优异。另一方面，冷部件具有400℃或更低的使用温度，主要是诸如降低汽车废气的噪声的消声器的构件对应于此。
汽车排气系统材料主要使用高度耐受外部腐蚀和内部冷凝物腐蚀的不锈钢，并且由于成本降低而广泛使用不含Ni的铁素体不锈钢而不是含Ni的奥氏体不锈钢。例如，存在诸如不锈钢(或STS)409、409L、439、436L或镀Al不锈钢409的材料。
近来，汽车排气系统部件的趋势是，随着汽车下部排气系统的部件数量增加，各部件的形状变得非常复杂以增加汽车下部的空间效率。
在相关技术中，关于深拉或管弯曲可加工性，已经存在关于整体厚度平均织构观点和R值(塑性-应变比)观点的方法，但尚未明确建立用于改善可扩展性的技术方法。
在本公开中，对用于增加可扩展性的厚度方向上的表面层部分和中心部分进行分类，并且清楚地呈现出各织构的条件以及满足条件的组分的范围。
发明内容
技术问题
本公开的实施方案通过控制夹杂物的尺寸、分布密度和轧制过程条件以满足钢的各厚度位置的织构条件和目标织构条件来提供具有改善的可扩展性的用于汽车排气系统的铁素体不锈钢及其制造方法。
技术方案
根据本公开的一个方面，以全部组成的重量百分比(％)计，具有改善的可扩展性的铁素体不锈钢包含：Cr：10％至25％，N：0.015％或更小(不包括0)，Al：0.005％至0.04％，Nb：0.1％至0.6％，Ti：0.1％至0.5％，剩余部分为铁(Fe)和其他不可避免的杂质，并且所述铁素体不锈钢满足下式(1)
Z＝X*Y≥17……式(1)
在此，基于铁素体不锈钢的厚度T，X意指从T/3至2T/3的区域的[(111)//ND织构分数]/[(100)//ND织构分数]，Y意指从表面层至T/3的区域的10*[(100)//ND织构分数]/[(111)//ND织构分数]
铁素体不锈钢可以包含最大直径为0.05μm至5μm且分布密度为9/mm2或更大的Al-Ca-Ti-Mg-O氧化物。
铁素体不锈钢还可以包含Ca：0.0004％至0.002％，Mg：0.0002％至0.001％。
铁素体不锈钢可以满足下式2。
(Df-D0)/D0*100≥160……式(2)
在此，Df意指成型之后的加工部分的孔长度，D0意指初始加工孔的长度。
铁素体不锈钢的厚度可以为0.5mm至3mm。
根据本公开的一个方面，具有改善的可扩展性的铁素体不锈钢的制造方法包括：对板坯进行热轧，以全部组成的重量百分比(％)计，所述板坯包含：Cr：10％至25％，N：0.015％或更小(不包括0)，Al：0.005％至0.04％，Nb：0.1％至0.6％，Ti：0.1％至0.5％，剩余部分为铁(Fe)和其他不可避免的杂质；对经热轧的材料进行冷轧；以及对经冷轧的材料进行冷轧退火，以及冷轧退火材料满足下式(1)
Z＝X*Y≥17……式(1)
在此，基于铁素体不锈钢的厚度T，X意指从T/3至2T/3的区域的[(111)//ND织构分数]/[(100)//ND织构分数]，Y意指从表面层至T/3的区域的10*[(100)//ND织构分数]/[(111)//ND织构分数]。
冷轧退火材料可以包含最大直径为0.05μm至5μm且分布密度为9/mm2或更大的Al-Ca-Ti-Mg-O氧化物。
冷轧的辊直径可以为100mm或更小。
有益效果
在根据所公开的实施方案的铁素体不锈钢中，由于中心部分和表面层部分的不同构造的织构发展而产生夹层效果，使得HER值增加并且可以抑制扩管期间的裂纹产生。
附图说明
图1是对其施加扩管的用于汽车排气系统的部件和在扩管期间产生的裂纹的照片。
图2是用于描述根据本公开的一个实施方案的织构参数的截面图。
图3是示出根据本公开的一个实施方案的织构参数与HER之间的相关性的图。
图4是示出本公开的实施例和比较例的X值和Y值的图。
具体实施方式
根据本公开的一个实施方案的具有改善的可扩展性的铁素体不锈钢包含：以全部组成的重量百分比(％)计，Cr：10％至25％，N：0.015％或更小(不包括0)，Al：0.005％至0.04％，Nb：0.1％至0.6％，Ti：0.1％至0.5％，剩余部分为铁(Fe)和其他不可避免的杂质，并且所述铁素体不锈钢满足下式(1)
Z＝X*Y≥17……式(1)
SCI＝-[Cr]+4[Ni]+5[Mo]+12[Cu]……式(1)
在此，基于铁素体不锈钢的厚度T，X意指从T/3至2T/3的区域的[(111)//ND织构分数]/[(100)//ND织构分数]，Y意指从表面层至T/3的区域的10*[(100)//ND织构分数]/[(111)//ND织构分数]。
发明实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本公开的实施方案。提供以下实施方案以向本领域普通技术人员传达本公开的技术构思。然而，本公开不限于这些实施方案，并且可以以另外的形式来实施。在附图中，可能未示出与描述无关的部分以阐明本公开，并且另外，为了易于理解，或多或少地夸大地示出了部件的尺寸。
此外，除非特别相反地对其进行描述，否则当部分“包括”或“包含”要素时，该部分还可以包括其他要素，不排除其他要素。
除非在上下文中具有明显不同的含义，否则以单数使用的表述包括复数表述。
在下文中，将参照附图详细地描述根据本公开的实施方案。首先，描述铁素体不锈钢，然后描述铁素体不锈钢的制造方法。
作为当将铁素体不锈钢用于排气系统热交换器时改善可扩展性的各种研究的结果，本公开的发明人能够获得以下发现。
具有在晶体内部产生的恒定表面和取向的阵列被称为织构。这些织构在特定方向上发展的图案被称为织构纤维。显示晶体聚集的织构与可扩展性具有密切关系。其中，在垂直于织构的(111)平面的方向上产生的取向的织构群被称为伽马(γ)纤维，在垂直于(100)平面的方向上产生的取向的织构群被称为立方纤维。
γ纤维主要在铁素体不锈钢的中心部分中发展，立方纤维在表面层部分中发展。已知在这些织构中γ纤维的分数越高，整体可加工性越好。因此，在常规铁素体不锈钢中，增加γ纤维并减少立方纤维。
另一方面，当对孔进行扩管时，在中心部分中出现平面变形，仅需要强烈地发展(111)//ND织构。然而，在孔周围的表面层部分中，不仅发生简单的平面变形，而且在三个轴上发生复杂的变形行为。在这种情况下，由于仅发展(111)//ND织构，因此如图1所示产生裂纹，并因此存在无法确保用于各种变形行为的可加工性的问题。因此，需要对可以确保一定水平的可扩展性的织构取向进行研究。
在本公开中，作为研究织构取向以改善铁素体不锈钢中的可扩展性的结果，发现通过在表面层部分中发展(100)//ND织构，除平面变形之外，还可以在不同的变形行为条件下确保可加工性。特别地，发现通过在表面层部分中强烈地发展立方纤维以及在中心部分中强烈地发展γ纤维从而得到各厚度位置的织构参数，可以改善扩孔性(holeexpandability)。
为了发展厚度方向上的表面层部分和中心部分的织构的不同特性，可以通过确保合金组分、夹杂物尺寸和分布密度以及冷轧期间的100mm或更小的辊直径来实现。
在下文中，将描述即使没有另外的热处理过程，通过控制合金元素组分和通过厚度位置的织构也表现出优异的可扩展性的铁素体不锈钢。
根据本公开的一个方面的具有改善的可扩展性的铁素体不锈钢包含：以重量百分比(％)计，Cr：10％至25％，N：0.015％或更小，Al：0.005％至0.04％，Nb：0.1％至0.6％，Ti：0.1％至0.5％，剩余部分为铁(Fe)和其他不可避免的杂质。
在下文中，将描述本公开的实施方案中的合金组分含量的数值限制的原因。在下文中，除非另有说明，否则单位为重量％。
Cr的含量为10％至25％。
铬(Cr)是不锈钢的耐腐蚀性改善元素中含量最高的元素，并且优选添加10％或更大以表现出耐腐蚀性。然而，如果含量过多，则存在可能在包含碳和氮的铁素体不锈钢中出现晶间腐蚀的可能性，并且存在制造成本增加的问题，可以将上限限制于25％。
N的含量为0.015％或更小。
氮(N)是间隙元素，当其含量过多时，强度过度增加并且延性降低，可以将上限限制于0.015％。
Al的含量为0.005％至0.05％。
铝(Al)是在炼钢期间作为脱氧剂而添加的元素，并且优选添加0.005％或更大，因为其可以降低钢水中的氧含量。然而，如果含量过多，则其可能作为非金属夹杂物存在，在冷轧带材中引起裂缝缺陷(sliverdefect)，并且存在焊接性劣化的问题，可以将上限限制于0.05％。
Nb的含量为0.1％至0.6％。
铌(Nb)是与固溶C结合而析出NbC的元素，并且优选添加0.1％或更大，因为其可以通过降低固溶C含量来改善耐腐蚀性和高温强度。然而，当含量过多时，存在通过抑制再结晶而使可成型性降低的问题，可以将上限限制于0.6％。
Ti的含量为0.1％至0.5％。
钛(Ti)是固定碳和氮的元素，并且优选添加0.1％或更大，因为其可以通过形成析出物来降低固溶C和固溶N的含量，从而改善钢的耐腐蚀性。然而，如果含量过多，则存在可能由于粗的Ti夹杂物而出现表面缺陷的可能性，并且存在制造成本增加的问题，可以将上限限制于0.5％。
此外，根据本公开的一个实施方案的具有改善的可扩展性的铁素体不锈钢还可以包含Ca：0.0004％至0.002％以及Mg：0.0002％至0.001％。
Ca的含量为0.0004％至0.002％。
Ca是用于在炼钢过程中的脱氧而输入的元素并且在脱氧过程之后作为杂质保留。然而，如果含量过多，则耐腐蚀性差。因此，将含量限制于0.002％或更小，并且由于不可能完全将其除去，因此期望将其控制为0.0004％或更大。
Mg的含量为0.0002％至0.001％。
Mg是用于在炼钢过程中的脱氧而添加的元素并且在脱氧过程之后作为杂质保留。然而，如果含量过多，则可成型性差。因此，将含量限制于0.001％或更小，并且由于不可能完全将其除去，因此优选将其控制为0.0002％或更大。
本公开的剩余组分是铁(Fe)。然而，在通常的制造过程中，可能不可避免地混入来自原材料或周围环境的非预期的杂质，因此无法排除。由于这些杂质对于普通制造过程中的技术人员是已知的，因此在本说明书中没有特别提及。
图2是用于描述根据本公开的一个实施方案的织构参数的截面图。
根据本公开的一个实施方案，满足上述合金组成的具有改善的可扩展性的铁素体不锈钢可以满足下式(1)。
Z＝X*Y≥17……式(1)
在此，基于铁素体不锈钢的厚度T，X意指从T/3至2T/3的区域的[(111)//ND织构分数]/[(100)//ND织构分数]，Y意指从表面层至T/3的区域的10*[(100)//ND织构分数]/[(111)//ND织构分数]。
如上所述，确定在变形行为条件下的可扩展性可以如下改善：通过在表面层部分上尽可能地抑制γ纤维织构的同时增加具有立方纤维织构的晶粒的分数，以及通过在中心部分中尽可能地抑制立方纤维织构的同时增加具有γ纤维织构的晶粒的分数。
Z值是考虑到其他特性的织构分数和厚度位置而得出的参数，Y中的10是考虑到与γ纤维相比，立方纤维较少发展的权重。
此时，冷轧退火铁素体不锈钢板的中心部分中的(111)//ND织构分数可以为70％或更小，(100)//ND织构分数可以为2％或更大。此外，在表面层部分中，(100)//ND织构分数可以为30％或更小，(111)//ND织构分数可以为10％或更大。因此，X可以满足35或更小的范围，Y可以满足30或更小的范围。
根据本公开的一个实施方案，满足前述合金组成的具有改善的可扩展性的铁素体不锈钢可以满足下式(2)。
(Df-D0)/D0*100≥160……式(2)
在此，Df意指成型之后的加工部分的孔长度，D0意指初始加工孔的长度。
图3是示出织构参数Z与扩孔率(HER)之间的相关性的图。
扩孔性是这样的材料特性：通过各种加工方法在钢板上加工的孔如何扩展而没有诸如裂纹或缩颈的缺陷。扩孔性被定义为(成型之后的加工部分的孔长度)-(初始加工孔的长度)*100/(初始加工孔的长度)。
当满足式(1)时，由于表面层部分和中心部分的不同织构的形成而引起的相似的覆层(夹层)效果，HER值增加，并且当对实际部件进行扩展时可以抑制裂纹产生。
参照图3，根据本公开的一个实施方案的具有改善的可扩展性的铁素体不锈钢的Z值为17或更大。
因此，根据本公开的一个实施方案的铁素体不锈钢的HER值可以为160或更大。随着HER的大小增加，扩管变得容易，并且值越大，越有利。
根据本公开的一个实施方案，作为用于不同地实现表面层部分和中心部分的再结晶织构特性的方法，当从变形织构发展为再结晶织构时，其包含抑制织构的无规化使得在退火之前将再结晶织构结合至已发展的变形织构的基于Al-Ca-Ti-Mg-O的氧化物。此外，确定应确保这些氧化物的尺寸和分布密度以抑制焊接区域的织构的无规化。
例如，基于Al-Ca-Ti-Mg-O的氧化物可以包括TiO2、CaO、Al2O3、MgO等。
在本公开中，可以将最大直径为0.05μm至5μm的基于Al-Ca-Ti-Mg-O的氧化物定义为有效氧化物，并且当这样的有效氧化物的分布密度为9/mm2或更大时，其可以有效地用于改善可扩展性。
当基于Al-Ca-Ti-Mg-O的氧化物的最大直径小于0.05μm时，氧化物太小而无法起到在再结晶行为期间限制变形织构的作用，因此无法起到改善可加工性的作用。如果其大于5μm，则存在引起表面缺陷(例如痂)的问题。
此外，当基于Al-Ca-Ti-Mg-O的氧化物的分布密度小于9/mm2时，在再结晶行为期间限制变形织构的作用不充分，因此存在本公开没有实现期望的再结晶织构特性的问题。
接下来，将描述根据本公开的另一个方面的具有改善的可扩展性的铁素体不锈钢的制造方法。
根据本公开的一个实施方案的具有改善的可扩展性的铁素体不锈钢的制造方法包括：对板坯进行热轧，以全部组成的重量百分比(％)计，所述板坯包含：Cr：10％至25％，N：0.015％或更小(不包括0)，Al：0.005％至0.04％，Nb：0.1％至0.6％，Ti：0.1％至0.5％，剩余部分为铁(Fe)和其他不可避免的杂质；对经热轧的材料进行冷轧；以及对经冷轧的材料进行冷轧退火。
合金元素含量的数值限制的原因如上所述。
在对包含上述组成的不锈钢进行热轧和热轧退火之后，可以进行冷轧和冷轧退火以形成最终产品。
为了在厚度方向上发展表面层部分和中心部分的不同特性的织构，在冷轧期间辊直径必须小。这是因为辊直径越小，表面层部分和中心部分的变形模式(表面层部分剪切变形，中心部分平面变形)的差异越大，并且变形织构也显著不同。具体地，辊直径越小，表面层部分处的立方纤维分数越高。
以这种方式，当通过控制合金组分和夹杂物条件以及冷轧期间的辊直径通过冷轧和冷轧退火来制造最终冷轧退火材料时，可以不同地发展厚度方向上的表面层部分和中心部分的所需织构的特性以使织构夹层效果最大化。冷轧可以在100mm或更小的辊直径条件下进行。
由此生产的冷轧退火材料满足下式(1)。
Z＝X*Y≥17......式(1)
在此，基于铁素体不锈钢的厚度T，X意指从T/3至2T/3的区域的[(111)//ND织构分数]/[(100)//ND织构分数]，Y意指从表面层至T/3的区域的10*[(100)//ND织构分数]/[(111)//ND织构分数]。
在下文中，将通过本公开的优选实施方案更详细地描述本公开。
实施例
根据商业生产的铁素体不锈钢的生产条件进行实验以生产最终产品，通过使用如表1所示改变各组分的含量时生产的钢水，通过对来自连续铸造板坯的热轧板进行热轧退火来制备热轧退火钢板。
此后，通过改变冷轧辊直径来进行冷轧，并进行冷轧退火处理以生产厚度为0.5mm至3mm的冷轧退火钢板。
[表1]
Cr N Al Nb Ti Ca Mg
发明钢1 18.3 0.009 0.007 0.33 0.21 0.0008 0.0005
发明钢2 17.2 0.008 0.021 0.43 0.18 0.0009 0.0006
发明钢3 18.9 0.009 0.034 0.38 0.28 0.0007 0.0004
比较钢1 16.5 0.007 0.009 0.47 0.22 0.0010 0.0008
比较钢2 19.3 0.008 0.021 0.26 0.26 0.0014 0.0009
比较钢3 17.5 0.009 0.015 0.32 0.14 0.0007 0.0007
比较钢4 18.2 0.010 0.038 0.45 0.35 0.0005 0.0008
在实验中使用根据表1的发明钢和比较钢。
对于最终冷轧退火材料的横向截面，使用电子背散射衍射(EBSD)测量织构分数，计算各厚度位置的织构参数并示于下表2中。
此外，对于最终冷轧退火材料的横向截面，用扫描电子显微镜(SEM)测量有效氧化物的分布密度。表3示出了冷轧期间的辊直径、HER值、厚度以及在实际部件的扩管期间是否出现裂纹。
[表2]
Figure BDA0002545357100000101
[表3]
Figure BDA0002545357100000102
图4是示出根据所公开的发明例2和比较例3的织构参数的图。
如上所述，能够在中心部分中发生的平面变形条件下确保可加工性的织构为γ纤维，能够在表面层部分中发生的除平面变形之外的其他变形行为条件下确保可加工性的织构为立方纤维。因此，为了使最终冷轧退火钢板的织构夹层效果最大化，表面层部分和中心部分的再结晶织构特性必须不同。
与比较例相比，在以上实施方案的情况下，在表面层部分中，与γ纤维相比，立方纤维织构的分数更高；在中心部分中，与立方纤维相比，γ纤维织构的分数更高，因此可以确定织构参数Z值为17或更大。
相反，在比较例1和比较例2中，与立方纤维相比，中心部分的γ纤维织构的分数低，并且Z值小于17。
此外，在比较例3和4中，与γ纤维相比，表面层部分的立方纤维织构的分数低，并且Z值小于17。
具体地，参照表2和表3，在比较例1中，在冷轧时，辊直径为150mm大，有效氧化物的分布密度测量为8/mm2，使得最终冷轧退火材料的织构参数Z为13.7，未达到17，因此在实际部件的扩管期间出现裂纹。
参照表2和表3，在比较例2的情况下，有效氧化物的分布密度是令人满意的，但在冷轧时，辊直径为300mm，因此最终冷轧退火材料的织构参数Z为16.4，未达到17。因此，在实际部件的扩管期间出现裂纹。
参照表2、表3和图4，在比较例3中，冷轧期间的辊直径为150mm大，有效氧化物的分布密度测量为7/mm2，使得最终冷轧退火材料的织构参数Z为14.5，未达到17。因此，在实际部件的扩管期间出现裂纹。
参照表2和表3，在比较例4中，冷轧期间的辊直径为300mm大，有效氧化物的分布密度测量为6/mm2，使得最终冷轧退火材料的织构参数Z为12.4，未达到17。因此，在实际部件的扩管期间出现裂纹。
通过控制各厚度位置的织构条件来使最终冷轧退火材料的HER值最大化至160或更大，根据本公开的一个实施方案制造的铁素体不锈钢可以增加可扩展性并使裂纹的出现最小化。
虽然已参照示例性实施方案具体描述了本公开，但本领域技术人员应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以做出形式和细节上的各种改变。
工业适用性
根据本公开的铁素体不锈钢具有改善的可扩展性并且可以用作汽车排气系统的部件。

Claims (6)

1.一种具有改善的可扩展性的铁素体不锈钢，以全部组成的重量百分比(％)计，所述铁素体不锈钢由以下组成：Cr：10％至25％，N：0.015％或更小而不包括0，Al：0.005％至0.04％，Nb：0.1％至0.6％，Ti：0.1％至0.5％，Ca：0.0004％至0.002％，Mg：0.0002％至0.001％，剩余部分为铁(Fe)和其他不可避免的杂质，并且所述铁素体不锈钢满足下式(1)
Z＝X*Y≥17......式(1)
在此，基于铁素体不锈钢的厚度T，X意指从T/3至2T/3的区域的[(111)//ND织构分数]/[(100)//ND织构分数]，以及Y意指从表面层至T/3的区域的10*[(100)//ND织构分数]/[(111)/ND织构分数]。
2.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢，其中所述铁素体不锈钢包含最大直径为0.05μm至5μm且分布密度为9/mm2或更大的Al-Ca-Ti-Mg-O氧化物。
3.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢，其中所述铁素体不锈钢满足下式(2)
(Df-D0)/D0*100≥160......式(2)
在此，Df意指成型之后的加工部分的孔长度，以及D0意指初始加工孔的长度。
4.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢，其中厚度为0.5mm至3mm。
5.一种具有改善的可扩展性的铁素体不锈钢的制造方法，所述制造方法包括：
对板坯进行热轧，以全部组成的重量百分比(％)计，所述板坯由以下组成：Cr：10％至25％，N：0.015％或更小而不包括0，Al：0.005％至0.04％，Nb：0.1％至0.6％，Ti：0.1％至0.5％，Ca：0.0004％至0.002％，Mg：0.0002％至0.001％，剩余部分为铁(Fe)和其他不可避免的杂质；
对经热轧的材料进行冷轧；以及
对经冷轧的材料进行冷轧退火，以及
其中冷轧退火材料满足下式(1)，以及
其中所述制造方法将所述冷轧的辊直径控制为100mm或更小，
Z＝X*Y≥17......式(1)
在此，基于铁素体不锈钢的厚度T，X意指从T/3至2T/3的区域的[(111)//ND织构分数]/[(100)//ND织构分数]，以及Y意指从表面层至T/3的区域的10*[(100)//ND织构分数]/[(111)//ND织构分数]。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其中所述冷轧退火材料包含最大直径为0.05μm至5μm且分布密度为9/mm2或更大的Al-Ca-Ti-Mg-O氧化物。
CN201880081864.7A 2017-12-20 2018-10-05 具有改善的扩管加工性的铁素体不锈钢及其制造方法 Active CN111492080B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2017-0176335 2017-12-20
KR1020170176335A KR102020514B1 (ko) 2017-12-20 2017-12-20 확관 가공성이 향상된 페라이트계 스테인리스강 및 그 제조방법
PCT/KR2018/011764 WO2019124690A1 (ko) 2017-12-20 2018-10-05 확관 가공성이 향상된 페라이트계 스테인리스강 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111492080A CN111492080A (zh) 2020-08-04
CN111492080B true CN111492080B (zh) 2022-01-04

Family

ID=66993648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880081864.7A Active CN111492080B (zh) 2017-12-20 2018-10-05 具有改善的扩管加工性的铁素体不锈钢及其制造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20200385837A1 (zh)
EP (1) EP3699311A4 (zh)
JP (1) JP7138708B2 (zh)
KR (1) KR102020514B1 (zh)
CN (1) CN111492080B (zh)
WO (1) WO2019124690A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102255119B1 (ko) * 2019-09-17 2021-05-24 주식회사 포스코 확관 가공성이 향상된 저Cr 페라이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3448542B2 (ja) * 2000-04-13 2003-09-22 新日本製鐵株式会社 成形性とリジング特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法
CN102839328A (zh) * 2011-06-24 2012-12-26 宝山钢铁股份有限公司 高深冲性低各向异性的铁素体不锈钢板及其制造方法
KR20140080351A (ko) * 2012-12-20 2014-06-30 주식회사 포스코 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법
CN104903482A (zh) * 2012-09-03 2015-09-09 法国艾普伦不锈钢公司 铁素体不锈钢板、其制法,及其尤其在排气管路中的应用
CN106795608A (zh) * 2014-10-31 2017-05-31 新日铁住金不锈钢株式会社 铁素体系不锈钢钢板、钢管及其制造方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5933645B2 (ja) * 1976-10-15 1984-08-17 新日本製鐵株式会社 リジング発生の少ない高加工性フエライト系ステンレス鋼板の製造方法
JP3147918B2 (ja) * 1991-04-10 2001-03-19 川崎製鉄株式会社 穴拡げ加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼の冷延鋼帯の製造方法
JP3451830B2 (ja) * 1996-03-29 2003-09-29 Ｊｆｅスチール株式会社 耐リジング性および加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
JPH11323502A (ja) * 1998-05-12 1999-11-26 Sumitomo Metal Ind Ltd 加工性と靭性に優れたフェライト系ステンレス鋼およびその鋳片
JP3446667B2 (ja) * 1999-07-07 2003-09-16 住友金属工業株式会社 加工性と靱性に優れたフェライト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼鋼塊及びその製造方法
JP3769479B2 (ja) * 2000-08-07 2006-04-26 新日鐵住金ステンレス株式会社 プレス成形性に優れた燃料タンク用フェライト系ステンレス鋼板
JP2002194505A (ja) * 2000-12-22 2002-07-10 Sumitomo Metal Ind Ltd フェライト系ステンレス鋼およびその製造方法
JP3680272B2 (ja) * 2001-01-18 2005-08-10 Ｊｆｅスチール株式会社 フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
JP2003213376A (ja) * 2002-01-15 2003-07-30 Nisshin Steel Co Ltd 二次穴拡げ性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
JP2005194572A (ja) * 2004-01-07 2005-07-21 Sanyo Special Steel Co Ltd 冷鍛性に優れたフェライト系ステンレス鋼
JP4191069B2 (ja) * 2004-03-12 2008-12-03 日新製鋼株式会社 絞りしごき加工用フェライト系ステンレス鋼板および製造法
JP5000281B2 (ja) * 2006-12-05 2012-08-15 新日鐵住金ステンレス株式会社 加工性に優れた高強度ステンレス鋼板およびその製造方法
JP5546922B2 (ja) * 2010-03-26 2014-07-09 新日鐵住金ステンレス株式会社 耐熱性と加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
JP5793459B2 (ja) * 2012-03-30 2015-10-14 新日鐵住金ステンレス株式会社 加工性に優れた耐熱フェライト系ステンレス冷延鋼板、冷延素材用フェライト系ステンレス熱延鋼板及びそれらの製造方法
JP5837258B2 (ja) * 2013-03-27 2015-12-24 新日鐵住金ステンレス株式会社 研磨後の表面耐食性に優れるフェライト系ステンレス鋼及びその製造方法
WO2015108072A1 (ja) * 2014-01-14 2015-07-23 新日鐵住金ステンレス株式会社 酸化皮膜の電気伝導性と密着性に優れたフェライト系ステンレス鋼板
JP6573459B2 (ja) * 2015-02-25 2019-09-11 日鉄ステンレス株式会社 穴拡げ性に優れたフェライト系ステンレス鋼鈑及びその製造方法
KR20190092621A (ko) * 2015-01-19 2019-08-07 닛폰 스틸 앤드 스미킨 스테인레스 스틸 코포레이션 가열 후 내식성이 우수한 배기계 부재용 페라이트계 스테인리스강
JP6566678B2 (ja) * 2015-03-26 2019-08-28 日鉄ステンレス株式会社 バーリング加工部端面の耐食性に優れるフェライト系ステンレス鋼板の製造方法
JP6628682B2 (ja) * 2016-05-06 2020-01-15 日鉄ステンレス株式会社 加工性に優れた高強度ステンレス鋼板およびその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3448542B2 (ja) * 2000-04-13 2003-09-22 新日本製鐵株式会社 成形性とリジング特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法
CN102839328A (zh) * 2011-06-24 2012-12-26 宝山钢铁股份有限公司 高深冲性低各向异性的铁素体不锈钢板及其制造方法
CN104903482A (zh) * 2012-09-03 2015-09-09 法国艾普伦不锈钢公司 铁素体不锈钢板、其制法,及其尤其在排气管路中的应用
KR20140080351A (ko) * 2012-12-20 2014-06-30 주식회사 포스코 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법
CN106795608A (zh) * 2014-10-31 2017-05-31 新日铁住金不锈钢株式会社 铁素体系不锈钢钢板、钢管及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20200385837A1 (en) 2020-12-10
JP2021505775A (ja) 2021-02-18
KR20190074757A (ko) 2019-06-28
CN111492080A (zh) 2020-08-04
KR102020514B1 (ko) 2019-09-10
EP3699311A1 (en) 2020-08-26
EP3699311A4 (en) 2020-08-26
JP7138708B2 (ja) 2022-09-16
WO2019124690A1 (ko) 2019-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5660220B2 (ja) 中炭素鋼板、焼き入れ部材およびそれらの製造方法
KR101597473B1 (ko) 굽힘성이 우수한 고강도 아연 도금 강판 및 그 제조 방법
KR101554835B1 (ko) 페라이트계 스테인리스강
JP6586012B2 (ja) ほうろう用冷延鋼板及びほうろう製品
TWI548757B (zh) 時效熱處理後之強度增加小的肥粒鐵系不鏽鋼板及其製造方法
KR101553789B1 (ko) 페라이트계 스테인리스강
JP5633594B2 (ja) 打ち抜き性および耐熱ひずみ特性に優れた冷延鋼板およびその製造方法
JP5219689B2 (ja) 加工肌荒れの小さいフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
JP2006193771A (ja) 加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
JP2004360003A (ja) プレス成形性，二次加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法
JP6858056B2 (ja) 低比重フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
CN106011652A (zh) 一种磷化性能优异的冷轧低密度钢板及其制造方法
WO2014087648A1 (ja) フェライト系ステンレス鋼板
US11913117B2 (en) Hot stamping component and method of manufacturing the same
JP2010229514A (ja) 冷延鋼板およびその製造方法
JP6566678B2 (ja) バーリング加工部端面の耐食性に優れるフェライト系ステンレス鋼板の製造方法
JP7013302B2 (ja) 二次加工性及び耐高温酸化性に優れるＡｌ含有フェライト系ステンレス鋼材および加工品
CN111492080B (zh) 具有改善的扩管加工性的铁素体不锈钢及其制造方法
KR101747584B1 (ko) 고강도 용융 아연 도금 강판 및 그 제조 방법
JP5950653B2 (ja) 耐加工肌荒れ性に優れるフェライト系ステンレス鋼板
CN105088101B (zh) 一种具有耐腐蚀性的搪瓷传热元件用钢及其制造方法
JP7013301B2 (ja) 二次加工性及び耐高温酸化性に優れるＡｌ含有フェライト系ステンレス鋼材
CN111479944A (zh) 具有优异的冲击韧性的基于铁素体的不锈钢及其生产方法
US11629395B2 (en) Hot stamping component and method of manufacturing the same
JP6645816B2 (ja) フェライト系ステンレス鋼

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: Seoul, South Kerean

Patentee after: POSCO Holdings Co.,Ltd.

Address before: Gyeongbuk, South Korea

Patentee before: POSCO

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230524

Address after: Gyeongbuk, South Korea

Patentee after: POSCO Co.,Ltd.

Address before: Seoul, South Kerean

Patentee before: POSCO Holdings Co.,Ltd.