CN112024835A - 一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，属于不锈钢材料技术领域，包括将液体金属经双辊薄带连铸制成铸带形式的不锈钢带坯料；再将坯料进行至少一次粗轧和至少一次精轧的轧制处理，上述粗轧和精轧为冷轧处理；上述粗轧和精轧处理后分别对所得坯料进行退火处理；再对经坯料进行脱脂、电解、酸洗和热拉矫操作，得到低磁导率冷轧不锈钢带；不锈钢带成品的厚度为0.2‑5.0mm，相对磁导率≤1.000。本发明提供的方法能降低材料表面粗糙度，提高耐划痕性能和耐氯离子腐蚀性能，延长材料使用寿命，降低生产能耗；成品相对磁导率≤1.000，厚度能达0.5‑5.0mm，克服氯离子高侵蚀问题。

Description

一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法
技术领域
本发明属于不锈钢材料技术领域，具体涉及一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法。
背景技术
不锈钢以良好的耐蚀性、耐高温性、高强韧性、外观精美以及优良的加工成型性等特点，被广泛应用于食品机械、卫生设施、厨房、建筑装潢、汽车、化工和电器产品等方面。其中一种应用较多的不锈钢材料为不锈钢带，是超薄不锈钢板的延伸物，主要是满足不同工业部门工业化生产各类金属或机械产品的需要而生产的一种窄而长的钢板，其广泛应用于高技术产业、IT产业、以及航空、航天产业，附加值高。但轧制工艺难以掌握，因为在初次轧制后不锈钢带内部会产生内应力，这样就影响了精轧出来的效果，对成品的成形也有较大影响，不同的成品对硬度的要求不同，这样又加大了轧制工艺难度，生产效率低，成材率不高。
低磁钢(低相对磁导率钢)广泛应用于电力、轨道交通、建筑和军工等领域。奥氏体不锈钢是一种低磁钢，该低磁不锈钢具有优良的抗氧化、耐腐蚀及良好的低磁性能，由于在高温和低温下都具有良好的塑韧性、冷热加工性能而被广泛用于石油、化工、海水处理、造纸和能源等领域。但是奥氏体不锈钢的屈服强度偏低，同时由于钢中亚稳奥氏体冷变形后容易发生马氏体相变，降低了低磁性能(相对磁导率在1.05以上)；在现有生产技术中，单相的奥氏体不锈钢中容易出现了δ铁素体，铁素体积累到一定含量，将使热加工时裂纹倾向加剧，同时还导致耐点蚀性下降，大大降低钢的使用性能。而随着在化工、石油、造纸、海水处理等腐蚀环境下的应用工况增加，同时腐蚀条件也越来越苛刻，对材料的耐腐蚀性提出了更高要求，普通工艺制备的低磁导率的奥氏体不锈钢已经越来越不能满足其使用要求。此外，现有技术生产得到的不锈钢带板型不够理想，粗糙度较大，导致表面暗淡，档次不高，而较大的粗糙度也会同时影响不锈钢带的表面质量，有待进一步改进。
因此，需要开发一种能提高不锈钢带材料的耐久性，改善材料的疲劳特性和耐腐蚀性能比较重要，使得材料即使在苛刻的腐蚀环境中，其耐点蚀、耐缝隙腐蚀性能优异，具有更为出色的抗应力腐蚀开裂的性能和抗晶间腐蚀性能的低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，以此提供一种强度高、低磁性能稳定优良、表面质量好的低磁导率冷轧不锈钢带以适应更多样的工况环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能降低材料表面粗糙度，提高耐划痕性能和耐氯离子腐蚀性能，延长材料使用寿命，降低生产能耗；成品相对磁导率≤1.001，厚度能达0.5-5.0mm，克服氯离子高侵蚀问题的低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：
一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，包括：
将液体金属经双辊薄带连铸制成铸带形式的不锈钢带坯料；
将上述不锈钢带坯料进行至少一次粗轧和至少一次精轧的轧制处理，上述粗轧和精轧为冷轧处理；上述粗轧和精轧处理后分别对所得坯料进行退火处理；
对经轧制和退火后的上述不锈钢带坯料进行脱脂、电解、酸洗和热拉矫操作，得到上述低磁导率冷轧不锈钢带；
上述退火处理中退火炉中氧体积浓度为4.5-9.5％；
上述铸带形式的不锈钢带坯料厚度为1.0-8.5mm；上述不锈钢带的厚度为0.2-5.0mm，相对磁导率≤1.000。该制备方法通过对金属进行冷轧和退火的间歇式操作，能减少钢中残余铁素体含量，提高不锈钢带中奥氏体含量，获得具有低磁导率的钢材，该方法还能使材料内部晶粒细化，降低材料表面粗糙度，提高耐划痕性能和耐氯离子腐蚀性能，有利于延长材料的使用寿命，拓宽材料的应用工况，且制备中减去修整表面粗糙度的步骤，能有效降低生产能耗。
根据本发明，粗轧的操作条件如下：入口处的张力为250-280KN，出口处的张力为480-630KN，轧制力为9500-9700KN，轧制速度为70-120m/min。
根据本发明，精轧的操作条件如下：入口处的张力为260-300KN，出口处的张力为350-550KN，轧制力为8800-9200KN，轧制速度为110-250m/min。精轧中将张力和轧制力降低，同时提高轧制速度，能分次分级将不锈钢带内部的应力进一步去除。
根据本发明，粗轧后的退火处理条件如下：退火炉出口温度为770-820℃，炉中氧体积浓度为4.5-6.5％，不锈钢坯料以5-15m/min的速度进行退火。较低温度的退火能消除初次轧制后产生的内应力，有利于提高成品的机械性能。
根据本发明，精轧后的退火处理条件如下：出口温度为850-980℃，炉中氧体积浓度为6.5-9.5％，不锈钢坯料以3-8m/min的速度进行退火。在对金属进行冷轧和退火的间歇式操作中，金属晶粒被破坏且不能产生再结晶恢复，抑制高温奥氏体粗化，导致金属材料发生晶粒细化和加工硬化性，能提高材料的机械性能。
根据本发明，冷轧处理的压下率之和为50-80％，优选的，粗轧和精轧的压下率之比为1:2-2.5。优选的，两次冷轧中轧制油的粘度为550-850mm2/s。降低轧制油粘度，提高冷轧压下率，能避免不锈钢带表面粗糙化，降低不锈钢带的表面粗糙度，既能获得好的外观效果和高的表面质量，又能节约后续对表面的抛光处理步骤和能耗。
根据本发明，退火处理用退火炉中气氛为空气与至少一种烃以1:1.3-3.6的体积比形成的气态混合物；上述烃选自天然气、甲烷和丁烷中的一种。
具体的，通过两次不同条件的冷轧配合两次不同条件的高温退火热处理工艺，能限制铬向晶界扩散，使得钢材经过晶粒强制形变再细化，能进一步降低不锈钢带中铁素体含量，还能限制化学清洗中晶界侵蚀，从而提高不锈钢带的耐腐蚀性和综合机械性能。
根据本发明，热拉矫步骤的操作条件如下：温度为500-650℃，张力为30-60KN，单位张力为25-45kg/mm2，速度为30-50m/min，保护气体为氮气。
根据本发明的生产方法，还提供了一种低磁导率冷轧不锈钢带，该不锈钢带的成分及重量百分比为：C 0.03-0.10％，Ni 5.5-9.5％，Cr 16.0-18.5％，Mn 0.5-2.5％，Cu0.15-0.65％，Si 0.1-1.0％，P≤0.1％，S≤0.05％，N 0.01-0.1％，Bi 0.01-0.05％，Hf0.01-0.03％，其余为Fe和不可避免杂质。少量Cu元素能降低原料中Ni元素的用量，节约资源的同时还降低生产成本，同时能降低材料中铁素体含量，进而提高钢材的耐腐蚀性能。
具体的，该不锈钢带的相对磁导率≤1.000，机械性能好，板型理想，厚度范围广，能达0.5-5.0mm，其中铁素体平均含量不超过0.3％，且表面粗糙度小，成品外观光泽度好，耐划痕性能和耐氯离子腐蚀性能优异，能满足不同加工行业对不同厚度不锈钢带的需求，还能适用于环保烟气脱硫、煤化工、海水处理等工业领域腐蚀条件恶劣的工况，使用寿命有效延长。
更优的，铋和铪在退火时，能协同促进内部C、N粒子的再次扩散，促进物相向奥氏体转变，材料内部应力得到释放而形变减弱，实现了晶粒细化，进而优化晶粒平整度，使得材料的表面粗糙度降低，能减去研磨修整表面粗糙度的步骤和降低生产能耗，还能使得不锈钢带表面具有更优的表面亮度和耐划痕性能；另外，两者的存在还能进一步增强材料的耐氯离子腐蚀性能，保持不锈钢带在化学腐蚀下不易被腐蚀变形和沉积锈蚀，延长材料的使用寿命，并拓宽了材料的应用工况。
根据本发明，不锈钢带的表面粗糙度小于0.15μm；上述不锈钢带表面具有按照60℃照射角测量为大于50％的亮度。
根据本发明，不锈钢带的屈服强度为330-450MPa，抗拉强度为800-950MPa，拉伸率为50-70％，硬度为250-300HV，不锈钢带中铁素体平均含量小于0.3％。本发明的有益效果为：
1)本发明的制备方法通过对金属进行冷轧和退火的间歇式操作，能降低不锈钢带中铁素体含量，限制化学清洗中晶界侵蚀，提高不锈钢带的耐腐蚀性和综合机械性能；2)该方法还能提高不锈钢带中奥氏体含量，获得具有低磁导率的钢材，使材料内部晶粒细化，降低材料表面粗糙度，提高耐划痕性能和耐氯离子腐蚀性能，有利于延长材料的使用寿命，拓宽材料的应用工况，且制备中减去修整表面粗糙度的步骤，能有效降低生产能耗；3)所制不锈钢带克服了氯离子对不锈钢材料的高侵蚀问题，相对磁导率≤1.000，厚度能达0.5-5.0mm，铁素体平均含量不超过0.3％，且表面粗糙度小，成品外观光泽度好，耐划痕性能和耐氯离子腐蚀性能优异，能满足不同加工行业对不同厚度不锈钢带的需求，使用寿命有效延长。
本发明采用了上述技术方案提供一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。
附图说明
图1为不同方法制得的不锈钢带的物相分析示意图；
图2为不同方法制得的不锈钢带的极化曲线；
图3为不同方法制得的不锈钢带的摩擦磨损系数变化示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：
一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，包括：
将液体金属经双辊薄带连铸制成铸带形式的不锈钢带坯料；
将上述不锈钢带坯料进行至少一次粗轧和至少一次精轧的轧制处理，上述粗轧和精轧为冷轧处理；上述粗轧和精轧处理后分别对所得坯料进行退火处理；
对经轧制和退火后的上述不锈钢带坯料进行脱脂、电解、酸洗和热拉矫操作，得到上述低磁导率冷轧不锈钢带；
上述退火处理中退火炉中氧体积浓度为4.5-9.5％；
上述铸带形式的不锈钢带坯料厚度为1.0-8.5mm；上述不锈钢带的厚度为0.2-5.0mm，相对磁导率≤1.000。该制备方法通过对金属进行冷轧和退火的间歇式操作，能减少钢中残余铁素体含量，提高不锈钢带中奥氏体含量，获得具有低磁导率的钢材，该方法还能使材料内部晶粒细化，降低材料表面粗糙度，提高耐划痕性能和耐氯离子腐蚀性能，有利于延长材料的使用寿命，拓宽材料的应用工况，且制备中减去修整表面粗糙度的步骤，能有效降低生产能耗。
优选的，铸带形式的不锈钢带坯料经冷却、卷取后，再通过冷轧机进行粗轧处理，冷却速度为30-50℃/s，卷取温度≤600℃。
在具体的实施方式中，粗轧的操作条件如下：入口处的张力为250-280KN，出口处的张力为480-630KN，轧制力为9500-9700KN，轧制速度为70-120m/min。
在具体的实施方式中，精轧的操作条件如下：入口处的张力为260-300KN，出口处的张力为350-550KN，轧制力为8800-9200KN，轧制速度为110-250m/min。精轧中将张力和轧制力降低，同时提高轧制速度，能分次分级将不锈钢带内部的应力进一步去除。
在具体的实施方式中，粗轧后的退火处理条件如下：退火炉出口温度为770-820℃，炉中氧体积浓度为4.5-6.5％，不锈钢坯料以5-15m/min的速度进行退火。较低温度的退火能消除初次轧制后产生的内应力，有利于提高成品的机械性能。
在具体的实施方式中，精轧后的退火处理条件如下：出口温度为850-980℃，炉中氧体积浓度为6.5-9.5％，不锈钢坯料以3-8m/min的速度进行退火。在对金属进行冷轧和退火的间歇式操作中，金属晶粒被破坏且不能产生再结晶恢复，抑制高温奥氏体粗化，导致金属材料发生晶粒细化和加工硬化性，能提高材料的机械性能。
在具体的实施方式中，冷轧处理的压下率之和为50-80％，优选的，粗轧和精轧的压下率之比为1:2-2.5。优选的，两次冷轧中轧制油的粘度为550-850mm2/s。降低轧制油粘度，提高冷轧压下率，能避免不锈钢带表面粗糙化，降低不锈钢带的表面粗糙度，既能获得好的外观效果和高的表面质量，又能节约后续对表面的抛光处理步骤和能耗。
在具体的实施方式中，退火处理用退火炉中气氛为空气与至少一种烃以1:1.3-3.6的体积比形成的气态混合物；上述烃选自天然气、甲烷和丁烷中的一种。
在具体的实施方式中，脱脂步骤如下：将不锈钢带坯料进行清洗后，在70-85℃温度下，用碱性脱脂剂进行脱脂。用于除去表面残留的轧制油等油污。
在具体的实施方式中，电解步骤如下：将不锈钢带坯料送入电解酸洗溶液进行电解，电解酸洗溶液包括中性盐溶液、硫酸溶液和硝酸溶液，其中中性盐溶液浓度为160-250g/L，硝酸溶液浓度为125-175g/L，金属离子浓度30-60g/L，并通过添加浓度为200-300g/L的硫酸溶液调节电解酸洗溶液的pH值，使得pH值为3.5-5；电解温度为65-85℃，电流密度为30-100A/m2。优选的，不锈钢通过电解酸洗溶液的速度为10-15m/min。上述金属离子为Fe3+、Cr3+、Ni2+中至少一种；中性溶液选用Na2SO4。通过添加硫酸和硝酸溶液，能去除表面的铬氧化物、铁氧化物和贫铬层，同时，硝酸溶液也能防止酸性溶液对金属基体的侵蚀。
在具体的实施方式中，酸洗步骤如下：采用硝酸和氢氟酸的混合酸溶液，其中，氢氟酸的浓度为30-60g/L，硝酸浓度为100-130g/L，金属离子浓度30-40g/L，温度为50-65℃。优选的，不锈钢通过混合酸溶液速度为5-10m/min。上述金属离子为Fe3+、Cr3+、Ni2+中至少一种。酸洗步骤的主要作用是使不锈钢表面生成一层薄而坚固细密的稳定的钝化膜，能防止氧原子渗入对材料进行氧化破坏，使得不锈钢带获得抗锈蚀能力。
在具体的实施方式中，热拉矫步骤的操作条件如下：温度为500-650℃，张力为30-60KN，单位张力为25-45kg/mm2，速度为30-50m/min，保护气体为氮气。
在具体的实施方式中，提供了一种低磁导率冷轧不锈钢带，该不锈钢带的成分及重量百分比为：C 0.03-0.10％，Ni 5.5-9.5％，Cr 16.0-18.5％，Mn 0.5-2.5％，Cu 0.15-0.65％，Si 0.1-1.0％，P≤0.1％，S≤0.05％，N 0.01-0.1％，Bi 0.01-0.05％，Hf 0.01-0.03％，其余为Fe和不可避免杂质。少量Cu元素能降低原料中Ni元素的用量，节约资源的同时还降低生产成本，同时能降低材料中铁素体含量，进而提高钢材的耐腐蚀性能。
作为上述方案的改进，不锈钢带的成分中还含有重量百分比分别为0.01-0.03％和0.01-0.05％的Ru和Sr。钌和锶存在的情况下，能在制备过程中抑制易偏析元素如Cu在枝晶间的偏析，避免其在晶界处富集粗化，能将材料的拉伸残余应力降低至不超过80MPa，从而增强材料的抗疲劳特性，延长使用寿命；其次还能在轧制变形过程中，使钢带内部组织进一步均匀化致密化，使得材料表面的摩擦系数在摩擦情况下能长时间稳定不突变，从而降低材料的摩擦磨损量，增强其耐磨性能。
本发明及实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，在此不作详细叙述。
应当理解，前面的描述应被认为是说明性或示例性的而非限制性的，本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围和精神内进行改变和修改。特别地，本发明覆盖了具有来自上文和下文上述的不同实施方案的特征的任何组合的其他实施方案，而本发明的范围并不限制于在以下具体实例中。
实施例1：
一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，包括以下步骤：
(1)铸带：将符合成分的钢水经双辊薄带连铸制成铸带，制成厚度为6.7mm的不锈钢带坯料；
(2)上卷：将坯料冷却、卷取，冷却速度为50℃/s，卷取温度450℃；
(3)粗轧：将上卷后的不锈钢带坯料通过冷轧机进行粗轧处理：入口处的张力为260KN，出口处的张力为620KN，轧制力为9650KN，轧制速度为120m/min，粗轧的压下率为25％；
(4)一次退火：将粗轧后坯料送入退火炉中退火处理，退火炉出口温度为800℃，炉中氧体积浓度为6％；不锈钢坯料以15m/min的速度进行退火，退火炉中气氛为空气与丁烷以1:2.5的体积比形成的气态混合物；
(5)精轧：将坯料通过冷轧机进行精轧处理：入口处的张力为280KN，出口处的张力为450KN，轧制力为8900KN，轧制速度为150m/min；两次冷轧中轧制油的粘度为750mm2/s，精轧的压下率为50％，两次冷轧的压下率之和为75％；
(6)二次退火：将精轧后坯料送入退火炉中退火处理，退火炉出口温度为950℃，炉中氧体积浓度为8.4％；以8m/min的速度进行退火，退火炉中气氛为空气与丁烷以1:1.5的体积比形成的气态混合物；
(7)脱脂：将坯料进行清洗后，在85℃温度下，用碱性脱脂剂进行脱脂；
(8)电解：将坯料送入电解酸洗溶液进行电解，电解酸洗溶液包括中性盐溶液、硫酸溶液和硝酸溶液，中性盐溶液为浓度230g/L的Na2SO4溶液，硝酸溶液浓度为150g/L，金属离子浓度45g/L，并添加浓度为200g/L的硫酸溶液调节电解溶液的pH值为4.5，电解温度为75℃，电流密度为80A/m2；不锈钢通过电解酸洗溶液的速度为15m/min，金属离子为浓度比为1:1的Fe3+、Cr3+；
(9)酸洗：采用硝酸和氢氟酸的混合酸溶液，其中氢氟酸的浓度为45g/L，硝酸浓度为120g/L，金属离子浓度35g/L，温度为65℃，不锈钢通过混合酸溶液速度为10m/min，金属离子为浓度比为1:1.5:1.5的Fe3+、Cr3+和Ni2+；
(10)热拉矫：将坯料送进去应力炉，炉中温度为600℃，张力为45KN，单位张力为35kg/mm2，速度为45m/min，保护气体为氮气，得到平均厚度为1.7mm的低磁导率冷轧不锈钢带，上述不锈钢带的成分及其重量百分比为：C 0.06％，Ni 9.3％，Cr 16.4％，Mn 1.5％，Cu0.5％，Si 0.5％，P≤0.1％，S≤0.05％，N 0.08％，Bi 0.03％，Hf 0.02％，其余为Fe和不可避免杂质。
实施例2：
一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，作为实施例1方案的改进，本实施例的不同之处仅在于：不锈钢带的成分中还含有重量百分比分别为0.03％和0.04％的Ru和Sr。
实施例3：
一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，本实施例与实施例1的不同之处仅在于：在粗轧和精轧之间未进行一次退火的步骤，其他步骤一致，制得不锈钢带。
实施例4：
一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，本实施例与实施例1的不同之处仅在于：上卷后的不锈钢坯料直接进行精轧步骤和二次退火的步骤，未进行粗轧和一次退火的步骤，其他步骤一致，制得不锈钢带。
对比例1：
一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，本实施例与实施例1的不同之处仅在于：不锈钢带的成分中不含有Bi。
对比例2：
一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，本实施例与实施例1的不同之处仅在于：不锈钢带的成分中不含有Hf。
对比例3：
一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，本实施例与实施例1的不同之处仅在于：不锈钢带的成分中不含有Bi和Hf。
对比例4：
一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，本实施例与实施例2的不同之处仅在于：不锈钢带的成分中不含有Ru。
对比例5：
一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，本实施例与实施例2的不同之处仅在于：不锈钢带的成分中不含有Sr。
试验例1：
不同方法制得的不锈钢带的机械性能测定
试验方法：取实施例1-4所制的不锈钢带为试验样品。对试验样品进行性能测定，硬度测定：GB/T4340《金属维氏硬度实验》；测量参数为：加载载荷2N，载荷保持时间为10s。根据GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》制成矩形截面标准试样，测定材料的屈服强度、抗拉强度和拉伸率。相对磁导率测定：GB/T35690-017弱磁材料相对磁导率的测量方法进行测量。结果如下表1所示。
表1不同方法制得的不锈钢带的机械性能
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
硬度HV 287 293 273 254
屈服强度MPa 428 441 384 334
抗拉强度MPa 926 941 872 817
拉伸率％ 65 68 59 53
相对磁导率 0.991 0.987 1.002 1.005
板型 平整度好 平整度好 平整度好 平整度好
结果显示，实施例1和2的相对磁导率优于实施例3和4，实施例1和2的硬度和屈服强度、抗拉强度、拉伸率的表现总体优于实施例3和4，实施例3也优于实施例4，实施例2略优于实施例1。由结果可知，实施例2制成的不锈钢带的磁导率和机械性能的表现略优于实施例1；说明对金属材料进行冷轧和退火的间歇式处理，能抑制高温奥氏体粗化，消除轧制后产生的内应力，有效提高不锈钢带的机械性能。
试验例2：
不同方法制得的不锈钢带的物相分析和铁素体含量测定
试验方法：取实施例1、3、4和对比例3所制的不锈钢带为试验样品。(1)利用DX-2500型X射线衍射仪对试样进行物相检测，采用连续扫描方式，具体实验参数设置如下：采用θ-2θ驱动方式，靶材为Cu靶，扫描范围为20°-90°，扫描速度为0.2°/s，管电压选择30kV，管电流为20mA。测试完成后运用物相分析软件Jade对XRD图谱进行分析。结果如图1所示。(2)根据GB/T 38223-2019《奥氏体不锈钢铸件中铁素体含量测定方法》测定各试样中的铁素体含量。其结果如表2所示。
图1为不同方法制得的不锈钢带的物相分析示意图。由于铁素体含量较低，在图中没有检测到铁素体相，而合金组织中有不同程度的马氏体存在，且实施例1和对比例3中马氏体的峰强度较实施例3和4低，说明实施例1的制备方法有利于奥氏体含量的提升，更有利于降低材料的相对磁导率，从而获得更低磁导率的不锈钢带材料，其结果也与试验例1的相对磁导率测定结果相符。
表2不同方法制得的不锈钢带的铁素体含量测定结果
实施例1 实施例3 实施例4 对比例3
铁素体含量％ 0.17 0.35 0.57 0.28
表2结果显示，实施例1中铁素体含量最低，且实施例1和对比例3的铁素体含量皆低于0.3％，而实施例3和4的铁素体含量显著高于实施例1，说明实施例1对金属材料进行冷轧和退火的间歇式处理，能进一步抑制铁素体生长，也说明实施例1较对比例3的制备方法能获得铁素体含量更低的不锈钢带材。
试验例3：
不同方法制得的不锈钢带的表面质量测定
试验方法：取实施例1和对比例1-3所制的不锈钢带为试验样品。根据GB/T 2523-2008《冷轧金属薄板(带)表面粗糙度和峰值数的测量方法》测定试样的表面粗糙度；根据国标标准ISO 7668-2018测定试样的亮度，以60°照射角来测定；根据ISO 1518测定耐划痕性能，试验用淬火钢半球尖直径为1mm，硬度为1500Hv；试验可变载荷为50g、200g和400g。测试结果如表3所示。
表3不同方法制得的不锈钢带的表面质量
Figure BDA0002604116650000111
上述结果显示：实施例1和对比例1-3的亮度、粗糙度和耐划痕性能均表现出优于实施例4的结果，说明本发明中对金属材料进行冷轧和退火的间歇式处理，能改善不锈钢带表面粗糙度，还能节约后续对表面的抛光处理步骤和能耗。通过对比实施例1和对比例1-3的结果发现：实施例1中介入锗和铪的制备方法更能使得材料的表面粗糙度降低，能减去研磨修整表面粗糙度的步骤和降低生产能耗，还能使得不锈钢带表面具有更优的表面亮度和耐划痕性能。
试验例4：
不锈钢带的耐氯离子侵蚀性能检测
试验方法：取实施例1和对比例1-3所制的不锈钢带为试验样品。腐蚀性能采用GAMY300恒电位仪电化学工作站上检测，使用常规的三级体系，即铂片用作辅助电极、甘汞用作参比电极、被测试样为工作电极，动电位极化电位范围为-1V-2V，腐蚀液配制为0.5mol/L的NaCl溶液。最后利用CView2软件对极化腐蚀曲线进行Tafel拟合并分析。结果如图2、表4所示。
表4为不锈钢带的电化学腐蚀数据
自腐蚀电位V 自腐蚀电流μA·cm<sup>2</sup> 腐蚀速率mm/a
实施例1 -350e-3 613e-8 7.06e-8
对比例1 -369e-3 865e-6 8.65e-8
对比例2 -397e-3 103e-7 7.86e-8
对比例3 -441e-3 704e-6 8.31e-8
图2为不同方法制得的不锈钢带的极化曲线。
结果显示：实施例1的腐蚀速率最小，对比例2次之，对比例1和3差异不大且最低，说明实施例1中介入锗和铪的制备方法能增强材料的耐氯离子腐蚀性能，保持不锈钢带在化学腐蚀下不易被腐蚀变形和沉积锈蚀，延长材料的使用寿命，并拓宽了材料的应用工况。
试验例5：
不锈钢带的抗疲劳性能检测
试验方法：取实施例1、2和对比例4、5所制的不锈钢带为试验样品。对试样进行拉伸实验、材料表层的残余应力的测量、以及在1280MPa的最大负载应力下测量直至断裂的反复次数。残余应力根据GB/T 31218-2014进行测定。结果如表5所示。
表5不锈钢带的抗疲劳性能测试结果
残余应力MPa 至断裂的反复次数(次)
实施例1 84 4.6×10<sup>6</sup>
实施例2 53 3.3×10<sup>7</sup>
对比例4 87 4.5×10<sup>6</sup>
对比例5 74 8.3×10<sup>6</sup>
结果显示：实施例2的拉伸残余应力降低幅度明显，降至不超过80MPa，表现出更优的抗疲劳特性和耐久性，说明实施例2中钌和锶介入的制备方法能降低材料的拉伸残余应力，增强材料的抗疲劳特性和耐久性，延长使用寿命。
试验例6：
不锈钢带的耐磨性能检测
试验方法：取实施例1、2所制的不锈钢带为试验样品。摩擦磨损试验在MFT-R4000高速往复摩擦磨损试验仪上进行，所选用的是GCr15硬质合金磨球，其硬度为62-64HRC，直径为Φ＝4mm，其接触方式为球/平面接触，试验全程为干摩擦，载荷设置为5N，持续时间为30min，频率为2HZ，磨痕长度为10mm，最终得到不同不锈钢带的摩擦磨损系数。其结果如图3所示。
图3为不同方法制得的不锈钢带的摩擦磨损系数变化示意图。结果显示：实施例2在摩擦磨损中，摩擦系数在后期趋于稳定，且显著低于实施例1；实施例1的摩擦系数在后期处于波动中，且表现出整体略有上升的趋势，其表面的摩擦磨损性能显著劣于实施例2；说明实施例2中钌和锶介入的制备方法能使得材料表面的摩擦系数在摩擦情况下能长时间稳定不突变，从而降低材料的摩擦磨损量，增强其耐磨性能。
上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细赘述。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，包括：
将液体金属经双辊薄带连铸制成铸带形式的不锈钢带坯料；
将所述不锈钢带坯料进行至少一次粗轧和至少一次精轧的轧制处理，所述粗轧和精轧为冷轧处理；所述粗轧和精轧处理后分别对所得坯料进行退火处理；
对经轧制和退火后的所述不锈钢带坯料进行脱脂、电解、酸洗和热拉矫操作，得到所述低磁导率冷轧不锈钢带；
所述退火处理中退火炉中氧体积浓度为4.5-9.5％；
所述铸带形式的不锈钢带坯料厚度为1.0-8.5mm；所述不锈钢带的厚度为0.2-5.0mm，相对磁导率≤1.000。
2.根据权利要求1所述的一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，其特征在于：所述粗轧的操作条件如下：入口处的张力为250-280KN，出口处的张力为480-630KN，轧制力为9500-9700KN，轧制速度为70-120m/min。
3.根据权利要求1所述的一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，其特征在于：所述精轧的操作条件如下：入口处的张力为260-300KN，出口处的张力为350-550KN，轧制力为8800-9200KN，轧制速度为110-250m/min。
4.根据权利要求1所述的一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，其特征在于：所述粗轧后的退火处理条件如下：退火炉出口温度为770-820℃，炉中氧体积浓度为4.5-6.5％，不锈钢坯料以5-15m/min的速度进行退火。
5.根据权利要求1所述的一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，其特征在于：所述精轧后的退火处理条件如下：出口温度为850-980℃，炉中氧体积浓度为6.5-9.5％，不锈钢坯料以3-8m/min的速度进行退火。
6.根据权利要求1所述的一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，其特征在于：所述冷轧处理的压下率之和为50-80％，优选的，粗轧和精轧的压下率之比为1:2-2.5。
7.根据权利要求1所述的一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，其特征在于：所述退火处理用退火炉中气氛为空气与至少一种烃以1:1.3-3.6的体积比形成的气态混合物；所述烃选自天然气、甲烷和丁烷中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种低磁导率冷轧不锈钢带的生产方法，其特征在于：所述热拉矫步骤的操作条件如下：温度为500-650℃，张力为30-60KN，单位张力为25-45kg/mm2，速度为30-50m/min，保护气体为氮气。
9.权利要求1-8任一项所述的生产方法制得的低磁导率冷轧不锈钢带，所述不锈钢带的成分及重量百分比为：C 0.03-0.10％，Ni 5.5-9.5％，Cr 16.0-18.5％，Mn 0.5-2.5％，Cu 0.15-0.65％，Si 0.1-1.0％，P≤0.1％，S≤0.05％，N 0.01-0.1％，Bi 0.01-0.05％，Hf0.01-0.03％，其余为Fe和不可避免杂质。
10.根据权利要求9所述的低磁导率冷轧不锈钢带，其特征在于：所述不锈钢带的表面粗糙度小于0.15μm；所述不锈钢带表面具有按照60℃照射角测量为大于50％的亮度。
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