CN114040990A - 具有改善的强度的奥氏体不锈钢和用于制造其的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了具有改善的强度的奥氏体不锈钢。该奥氏体不锈钢的特征在于包含：以重量％计，0.06％至0.15％的C、0.3％或更少(不包括0)的N、大于1.0％且为2.0％或更少的Si、5.0％至7.0％的Mn、15.0％至16.0％的Cr、0.3％或更少(不包括0)的Ni和2.5％或更少(不包括0)的Cu、以及包含Fe和不可避免的杂质的剩余部分，并且满足以下表达式(1)、表达式(2)和表达式(3)。表达式(1)：15≤0.2Mn+337C+1.2Cu‑1.7Cr+3.3Ni+78N‑3.5Si+3.0≤30；表达式(2)：2.3≤[Cr+1.5Si]/[Ni+0.31Mn+22C+1Cu+14.2N]≤3.0；表达式(3)：1.0≤((Cr+1.5Si+18)/(Ni+0.52Cu+30(C+N)+0.5Mn+36)+0.262)*161‑161≤7.0，其中C、N、Si、Mn、Cr、Ni和Cu是指各元素的含量(以重量％计)。

Description

具有改善的强度的奥氏体不锈钢和用于制造其的方法
技术领域
本公开内容涉及奥氏体不锈钢，并且更特别地，涉及具有改善的强度以及优异的延伸率和生产率的奥氏体不锈钢。
背景技术
根据近年来的环境法规，需要适用于结构构件例如车辆和铁路的轻质且高强度的钢材料，以提高能量效率。因此，根据消费者的需求和当前的趋势，对结构材料的生产从过去的有限项目的大量生产改变成多样项目的少量生产。
不锈钢不仅由于其强度和可成形性而提供关于环境法规和能量效率问题的替代方案，而且由于不需要用于改善耐腐蚀性的额外设备的投资而适合于多样项目的少量生产。然而，存在的问题在于与普通的结构用碳钢相比，不锈钢具有更低的屈服强度和抗拉强度。因此，需要开发具有与碳钢的强度相似的强度的不锈钢。
通常，不锈钢基于其化学组分或金属组织来分类。根据金属组织，不锈钢被分类为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢和双相不锈钢。
不锈钢具有低生产率的问题，因为其由相对昂贵的元素形成并且与结构用结构碳钢相比具有更高的合金含量。特别地，在需要成形的产品的情况下，需要奥氏体不锈钢而不是相对廉价的铁素体不锈钢。然而，包含在奥氏体不锈钢中的高价格的Ni和Mo导致以下方面的问题：价格竞争力，以及由于材料的供应与需求不稳定，奥氏体不锈钢在结构构件例如车辆中的使用受限，以及由于材料价格波动大，供应价格不稳定。
因此，需要通过改善强度和可成形性同时降低昂贵元素例如Ni和Mo的含量来开发适用于结构构件例如车辆的奥氏体不锈钢。
发明内容
技术问题
本公开内容提供了具有改善的强度以及延伸率和生产率的奥氏体不锈钢。
技术方案
本公开内容的一个方面提供了具有改善的强度的奥氏体不锈钢，所述奥氏体不锈钢包含：以重量百分比(％)计，0.06％至0.15％的碳(C)、0.3％或更少(不包括0)的氮(N)、大于1.0％且等于或小于2.0％的硅(Si)、5.0％至7.0％的锰(Mn)、15.0％至16.0％的铬(Cr)、0.3％或更少(不包括0)的镍(Ni)、2.5％或更少(不包括0)的铜(Cu)、以及剩余部分的铁(Fe)和不可避免的杂质，所述奥氏体不锈钢满足以下表达式(1)、表达式(2)和表达式(3)。
表达式(1)：15≤0.2Mn+337C+1.2Cu-1.7Cr+3.3Ni+78N-3.5Si+3.0≤30
表达式(2)：2.3≤[Cr+1.5Si]/[Ni+0.31Mn+22C+1Cu+14.2N]≤3.0
表达式(3)：1.0≤((Cr+1.5Si+18)/(Ni+0.52Cu+30(C+N)+0.5Mn+36)+0.262)*161-161≤7.0
其中C、N、Si、Mn、Cr、Ni和Cu是指各元素的含量(重量％)。
在本公开内容的一个实施方案中，平均晶粒尺寸可以为5μm或更小。
在本公开内容的一个实施方案中，抗拉强度可以为1200MPa或更大。
在本公开内容的一个实施方案中，屈服强度可以为800MPa或更大。
在本公开内容的一个实施方案中，延伸率可以等于或大于20％且等于或小于30％。
在本公开内容的一个实施方案中，延伸率可以等于或大于25％且等于或小于30％。
本公开内容的一个方面提供了制造具有改善的强度的奥氏体不锈钢的方法，所述方法包括：制备钢坯(板坯)，所述钢坯包含：以重量百分比(％)计，0.06％至0.15％的碳(C)、0.3％或更少(不包括0)的氮(N)、大于1.0％且等于或小于2.0％的硅(Si)、5.0％至7.0％的锰(Mn)、15.0％至16.0％的铬(Cr)、0.3％或更少(不包括0)的镍(Ni)、2.5％或更少(不包括0)的铜(Cu)、以及剩余部分的铁(Fe)和不可避免的杂质，并且所述钢坯满足以下表达式(1)、表达式(2)和表达式(3)；将钢坯热轧成钢板；将经热轧的钢板热退火；将经热轧经退火的钢板冷轧；以及将经冷轧的钢板在800℃至1,000℃的温度下冷退火，
表达式(1)：15≤0.2Mn+337C+1.2Cu-1.7Cr+3.3Ni+78N-3.5Si+3.0≤30
表达式(2)：2.3≤[Cr+1.5Si]/[Ni+0.31Mn+22C+1Cu+14.2N]≤3.0
表达式(3)：1.0≤((Cr+1.5Si+18)/(Ni+0.52Cu+30(C+N)+0.5Mn+36)+0.262)*161-161≤7.0
其中C、N、Si、Mn、Cr、Ni和Cu是指各元素的含量(重量％)。
在本公开内容的一个实施方案中，冷轧期间的冷轧压下率可以为50％或更大。
在本公开内容的一个实施方案中，冷退火可以进行10秒至10分钟。
在本公开内容的一个实施方案中，热退火可以在800℃至1100℃的温度下进行10秒至10分钟。
在本公开内容的一个实施方案中，热退火之后的奥氏体相的体积分数可以为90％或更大。
有益效果
根据本公开内容的实施方案，可以以比STS304的成本降低约50％的更低成本提供具有改善的强度以及延伸率和生产率的奥氏体不锈钢。
具体实施方式
具有改善的强度的奥氏体不锈钢包含：以重量百分比(％)计，0.06％至0.15％的碳(C)、0.3％或更少(不包括0)的氮(N)、大于1.0％且等于或小于2.0％的硅(Si)、5.0％至7.0％的锰(Mn)、15.0％至16.0％的铬(Cr)、0.3％或更少(不包括0)的镍(Ni)、2.5％或更少(不包括0)的铜(Cu)、以及剩余部分的铁(Fe)和不可避免的杂质，所述奥氏体不锈钢满足以下表达式(1)、表达式(2)和表达式(3)：
表达式(1)：15≤0.2Mn+337C+1.2Cu-1.7Cr+3.3Ni+78N-3.5Si+3.0≤30
表达式(2)：2.3≤[Cr+1.5Si]/[Ni+0.31Mn+22C+1Cu+14.2N]≤3.0
表达式(3)：1.0≤((Cr+1.5Si+18)/(Ni+0.52Cu+30(C+N)+0.5Mn+36)+0.262)*161-161≤7.0
其中C、N、Si、Mn、Cr、Ni和Cu是指各元素的含量(重量％)。
发明实施方式
在下文中，将详细地描述本公开内容的实施方案。提供以下实施方案以将本公开内容的精神充分传达给本公开内容所属领域的普通技术人员。本公开内容不限于本文中所示的实施方案，而是可以以其他形式体现。在附图中，为了清楚地描述本公开内容，省略了与描述无关的部分，并且为了清楚起见，可以放大元件的尺寸。
在整个说明书中，除非明确地相反描述，否则术语“包含”将被理解为意指包含所陈述的要素但不排除任何其他要素。
如本文中所使用的，除非上下文另外明确地指出，否则单数形式旨在也包括复数形式。
在下文中，将详细地描述本公开内容的实施方案。
根据本公开内容的一个实施方案的具有改善的强度的奥氏体不锈钢包含：以重量百分比(％)计，0.06％至0.15％的碳(C)、0.3％或更少(不包括0)的氮(N)、大于1.0％且等于或小于2.0％的硅(Si)、5.0％至7.0％的锰(Mn)、15.0％至16.0％的铬(Cr)、0.3％或更少(不包括0)的镍(Ni)、2.5％或更少(不包括0)的铜(Cu)、以及剩余部分的铁(Fe)和其他不可避免的杂质。
在下文中，将描述对本公开内容的实施方案中的合金组分的含量的数字限制的原因。在下文中，除非另有说明，否则单位为重量％。
C的含量为0.06％至0.15％。
碳(C)为对奥氏体相的稳定化有效的元素并且可以以0.06％或更大的量添加以获得奥氏体不锈钢的屈服强度。然而，过量的C不仅由于固溶强化效应而使可冷加工性劣化，而且引起Cr碳化物的晶界析出，从而不利地影响延展性、韧性、耐腐蚀性。因此，可以将其上限设定为0.15％。
N的含量为0.3％或更小(不包括0)。
氮(N)为对提高奥氏体不锈钢的耐腐蚀性和屈服强度有效的强奥氏体稳定性元素。然而，过量的N由于固溶强化效应而可能使可冷加工性劣化。因此，可以将其上限设定为0.3％。
Si的含量大于1.0％且等于或小于2.0％。
在炼钢过程期间充当脱氧剂的硅(Si)对提高耐腐蚀性有效并且可以以大于1.0％的量添加。然而，由于Si也为对使铁素体相稳定有效的元素，因此过量的Si可能促进在铸造钢坯中形成δ铁素体，从而由于固溶强化效应而不仅使钢材的可热加工性劣化，而且使钢材的延展性和韧性劣化。因此，将其上限设定为2.0％。
Mn的含量为5.0％至7.0％。
作为Ni替代物添加的作为用于使奥氏体相稳定的元素的锰(Mn)可以以5.0％或更大的量添加以通过抑制应变诱导马氏体的形成来提高可冷轧性。然而，过量的Mn可能引起基于S的夹杂物(MnS)的形成增加，从而导致奥氏体不锈钢的延展性、韧性和耐腐蚀性劣化。因此，将其上限设定为7.0％。
Cr的含量为15.0％至16.0％。
铬(Cr)不仅为铁素体稳定性元素，而且对抑制马氏体相的形成有效。作为用于获得不锈钢所需的耐腐蚀性的基本元素，Cr的含量可以为15％或更大。然而，过量的Cr增加制造成本并且促进在钢坯中形成δ铁素体，从而导致可热加工性劣化。因此，可以将其上限设定为16.0％。
Ni的含量为0.3％或更小(不包括0)。
作为强奥氏体相稳定性元素的镍(Ni)对于获得令人满意的可热加工性和可冷加工性是必不可少的。然而，由于Ni为昂贵的元素，因此原材料的成本在添加大量的Ni的情况下可能增加。因此，可以考虑钢材的成本和效率二者将其上限设定为0.3％。
Cu的含量为2.5％或更少(不包括0)。
作为奥氏体相稳定性元素的铜(Cu)提高在还原环境下的耐腐蚀性并且对奥氏体不锈钢的软化有效。然而，过量的Cu不仅增加原材料的成本，而且使可热加工性劣化。因此，可以考虑钢材的成本和效率及其可热加工性来将其上限设定为2.5％。
此外，根据本公开内容的一个实施方案的具有改善的强度的奥氏体不锈钢还可以包含选自0.035％或更少的量的磷和0.01％或更少的量的硫中的至少一者。
P的含量为0.035％或更少。
作为不可避免地包含在钢中的杂质的磷(P)为晶界腐蚀或可热加工性劣化的主要成因元素，并因此，优选的是将P含量控制得尽可能低。在本公开内容中，将P的含量的上限控制为0.035％。
S的含量为0.01％或更少。
作为不可避免地包含在钢中的杂质的硫(S)由于在晶界中偏析而为可热加工性劣化的主要成因元素，并因此，优选的是将S含量控制得尽可能低。在本公开内容中，将S的上限控制为0.01％。
本公开内容的奥氏体不锈钢的剩余成分为铁(Fe)。然而，在普通的制造过程中，来自原材料或制造环境的不期望的杂质可能不可避免地混合在其中，并且这不能被排除。这样的杂质对于本领域普通技术人员是公知的，并因此，在本公开内容中未给出其具体描述。
应用于结构构件例如车辆的材料需要不仅具有强度，而且具有可成形性。然而，存在的问题在于强度的增加不可避免地引起屈服强度的增加和延伸率的降低。此外，为了获得奥氏体不锈钢的价格竞争力，需要减少昂贵的奥氏体稳定性元素例如Ni的含量，并且需要估算Mn和Cu的量来补偿昂贵的奥氏体稳定性元素。
在本公开内容中，考虑到关于奥氏体不锈钢的变形的应变调节机制和再结晶度而得出表达式(1)。
表达式(1)：0.2Mn+337C+1.2Cu-1.7Cr+3.3Ni+78N-3.5Si+3.0
就此而言，Mn、C、Cu、Cr、Ni、N和Si是指各元素的含量(重量％)。
在根据本公开内容的一个实施方案的具有改善的强度的奥氏体不锈钢中，通过以上表达式(1)获得的值满足15至30的范围。
确定了随着表达式(1)的值减小，因施加至钢材的外部应力例如冷轧而在较宽的间隙中出现局部位错，使得更容易发生相转变。因此，由此由于低压下率而容易快速形成应变诱导马氏体。因此，快速形成的应变诱导马氏体在冷轧期间可能引起钢材的板断裂，并且还在冷轧期间可能引起细小裂纹。此外，快速形成的应变诱导马氏体和宽间隙位错滑移行为降低最终产品的延伸率，并因此将表达式(1)的下限设定为15。
相反地，当表达式(1)的值太高时，因施加至钢材的外部应力例如冷轧而在较窄的间隙中出现局部位错，使得难以形成应变诱导马氏体。即使当形成应变诱导马氏体时，在冷退火期间也不能提供足够的再结晶位点，并因此不能获得细晶粒，从而无法获得屈服强度。
此外，当通过表达式(1)获得的值太高时，相转变和位错堆积受到限制，使得在冷退火之后无法保持奥氏体不锈钢的抗拉强度，并因此将其上限设定为30。
此外，考虑到本公开内容中的奥氏体不锈钢的相平衡而得出表达式(2)。在根据本公开内容的一个实施方案的具有改善的强度的奥氏体不锈钢中，通过以下表达式(2)获得的值满足2.3至3.0的范围。
表达式(2)：[Cr+1.5Si]/[Ni+0.31Mn+22C+1Cu+14.2N]
就此而言，Cr、Si、Ni、Mn、C、Cu和N是指各元素的含量(重量％)。
当表达式(2)的值小于2.3时，奥氏体的稳定性相对提高，使得无法获得平均晶粒直径为5μm或更小的细小晶粒。相反，当表达式(2)的值超过3.0时，变形之前的奥氏体不锈钢的铁素体分数显著增加，从而导致延伸率显著降低。
此外，考虑到本公开内容的奥氏体不锈钢在高温下的铁素体分数而得出表达式(3)。在根据本公开内容的一个实施方案的具有改善的强度的奥氏体不锈钢中，由以下表达式(3)表示的值满足等于或大于1.0且等于或小于7.0的范围。
表达式(3)：((Cr+1.5Si+18)/(Ni+0.52Cu+30(C+N)+0.5Mn+36)+0.262)*161-161
就此而言，Cr、Si、Ni、Cu、C、N和Mn是指各元素的含量(重量％)。
当表达式(3)的值小于1.0时，在热轧期间无法获得一定量的铁素体分数，使得形成具有大晶粒尺寸的粗大奥氏体相。因此，累积在晶界中的杂质的量增加，引起脆性，从而无法获得可热加工性。
相反，当表达式(3)的值超过7.0时，在热轧期间形成过量的δ铁素体，从而在奥氏体相与铁素体相之间的边界之间引起裂纹，使得无法获得可热加工性。此外，在退火和热加工期间无法使铁素体完全地分解，并因此无法获得最终产品所需的材料特性。因此，可以考虑热轧期间出现的裂纹来在本公开内容中将表达式(3)的值控制在1.0至7.0的范围内。
根据本公开内容的满足合金元素的组成范围和关于组分中的关系的表达式的奥氏体不锈钢在热轧和退火过程之后可以包含90体积％或更多的作为显微组织的奥氏体相以及剩余部分的δ铁素体和其他碳化物。通过在冷轧之前获得90体积％或更多的奥氏体相，可以后续冷轧过程期间相转变的同时使晶粒细化。
此外，根据本公开内容的奥氏体不锈钢的平均晶粒尺寸为5μm或更小。
根据本公开内容的一个实施方案，满足上述合金组成的奥氏体不锈钢可以具有1200MPa或更大的抗拉强度和800MPa或更大的屈服强度。
此外，根据本公开内容的一个实施方案，满足上述合金组成的奥氏体不锈钢的延伸率可以为20％至30％，优选为25％至30％。
接着，将描述根据本公开内容的另一个实施方案的制造具有改善的强度的奥氏体不锈钢的方法。
根据本公开内容的另一个实施方案的制造具有改善的强度的奥氏体不锈钢的方法包括：制备钢坯，所述钢坯包含：以重量百分比(％)计，0.06％至0.15％的碳(C)、0.3％或更少(不包括0)的氮(N)、大于1.0％且等于或小于2.0％的硅(Si)、5.0％至7.0％的锰(Mn)、15.0％至16.0％的铬(Cr)、0.3％或更少(不包括0)的镍(Ni)、2.5％或更少(不包括0)的铜(Cu)、以及剩余部分的铁(Fe)和不可避免的杂质，并且所述钢坯满足以下表达式(1)、表达式(2)和表达式(3)；将钢坯热轧成钢板；将经热轧的钢板热退火；将经热退火的钢板冷轧；以及将经冷轧的钢板在8000℃至1,000℃的温度下冷退火。
对合金组分的含量的数字限制的原因如上所述。
具有上述组成的不锈钢通过以下来生产：通过连续铸造或钢锭铸造来制备钢坯，并进行一系列热轧和热退火过程，然后进行冷轧和冷退火过程。
常规地，作为提高奥氏体不锈钢的强度的方法，已经引入平整轧制。平整轧制是利用在冷加工期间奥氏体相转变成应变诱导马氏体时发生的高加工硬化的方法。然而，被应用平整轧制的奥氏体不锈钢的延伸率快速降低，从而使得难以进行后续过程。
为了提高奥氏体不锈钢的强度和延伸率二者，需要进行晶粒细化。在本公开内容中，作为用于克服平整轧制的缺点的方法，通过控制冷轧条件来使奥氏体不锈钢的晶粒细化。
例如，可以将钢坯在1,100℃至1,200℃的正常轧制温度下热轧，并且可以将经热轧的钢板在800℃至1,100℃的温度下热退火。在这种情况下，热退火可以进行10秒至10分钟。
然后，可以将经热轧经退火的钢板冷轧以制备薄板。冷轧可以在50％或更大的压下率的条件下进行。
当在冷轧期间压下率不足时，在上述合金组成中相转变不会完全发生。因此，不会发生剩余奥氏体相的再结晶，从而不会使晶粒细化，并因此将冷轧压下率的下限设定为50％。
本公开内容被设计为通过经由冷轧之后在800℃至1000℃的相对低温度下的冷退火热处理获得细晶粒组织来获得800Mpa或更大的屈服强度、1200MPa或更大的抗拉强度、以及20％或更大的延伸率。
冷退火可以在800℃至1,000℃的温度下进行。此外，根据本公开内容的一个实施方案的冷退火可以在800℃至1,000℃的温度下进行10秒至10分钟。
通常，当该退火过程在更高的温度下进行时，晶粒趋向于变得更粗大。由于根据本公开内容的一个实施方案的冷退火过程在800℃至1,000℃的温度(其低于1,100℃的普通退火温度)下进行，因此可以获得平均晶粒尺寸为5μm或更小的均匀再结晶奥氏体组织。
因此，在本公开内容中，冷退火温度可以优选地控制为低于1,000℃以通过马氏体向奥氏体的逆转变来抑制晶粒的生长。然而，在冷退火过程在太低的温度下进行的情况下，逆转变的奥氏体无法充分地再结晶，使得将冷退火温度限制为800℃或更高。
如上所述，当通过控制冷退火的温度范围同时控制合金组分经由冷轧和冷退火来生产最终经冷轧经退火的材料时，可以制备直径为5μm或更小的细晶粒以获得所述屈服强度。
此外，在不进行平整轧制的情况下，可以通过冷轧和冷退火过程获得强度，并因此可以获得价格竞争力。
根据本公开内容的具有改善的强度的奥氏体不锈钢可以用于例如一般成形用产品例如诸如板坯、方坯、钢坯、卷材、带材、板材、片材、棒材、细棒材、线材、型钢、管道或管材的产品中。
在下文中，将参照以下实施例更详细地描述本公开内容。
通过锭料熔化来制备相应地包含如下表1中所示的合金组分的钢坯，并将其在1,200℃加热2小时，然后热轧。在热轧之后，将钢板在1,100℃下热退火90秒。然后，以70％的压下率进行冷轧，并将经冷轧的钢板冷退火。
各钢类型的合金组成(重量％)以及表达式(1)、表达式(2)和表达式(3)的值示于下表1中。
表1
Figure BDA0003448986850000101
在将包含以上组成的经冷轧的钢材在800℃至1,100℃的范围内的不同温度下冷退火10秒之后，测量经冷退火的材料中的每一者的延伸率、屈服强度和抗拉强度。具体地，根据ASTM标准方法在室温下进行拉伸测试，并将相应测量的屈服强度(MPa)、抗拉强度(MPa)和延伸率(％)示于下表2中。
同时，热轧期间的边缘裂纹和晶粒细化示于下表2中。
在其中完全再结晶的实施例的情况下，能够测量平均晶粒尺寸。在其中通过施加低温退火不能开始再结晶或再结晶进行不完全的比较例的情况下，由于残余的马氏体或铁素体而无法限定晶界，并因此将晶粒是否细化的结果表示为“晶粒细化”。
表2
Figure BDA0003448986850000111
Figure BDA0003448986850000121
参照表2，在满足根据本公开内容的合金组成以及表达式(1)、表达式(2)和表达式(3)的值的范围的实施例1至4的情况下，确定了不仅能够获得800MPa或更大的屈服强度和1200MPa或更大的抗拉强度，而且能够获得20％或更大的高延伸率。此外，由于在热轧之后不具有边缘裂纹的相对低的Ni含量而可以获得价格竞争力，从而提高制造过程的产率。
在代表使用不满足表达式(3)的范围的钢类型3至8的情况的比较例5至11、比较例14至16和比较例20至25中，确定在热轧之后出现边缘裂纹。一旦出现边缘裂纹，则实际屈服降低，从而无法获得价格竞争力。
在代表使用表达式(2)的值小于2.3的钢类型3、4、9、10和12的情况的比较例1至4、比较例12至13、比较例16和比较例22至25中，奥氏体的稳定性增加，使得无法获得平均晶粒直径为5μm或更小的细晶粒。因此，无法获得800MPa或更大的目标屈服强度。
此外，在代表使用表达式(2)的值大于3.0的钢类型11的情况的比较例17至19中，铁素体相分数增加从而使延伸率降低，使得无法获得可加工性。
此外，在代表使用表达式(1)的值大于30的钢类型9的情况的比较例1和2中，通过冷轧无法进行充分的相转变，并因此由于再结晶开始位点不足而无法形成细晶粒。因此，分别获得620.7MPa和569.3MPa的低屈服强度。
此外，钢类型9的表达式(1)的值为38.77(其超过本公开内容中提供的上限(30))，并且由于未形成应变诱导马氏体而无法获得1,200MPa或更大的抗拉强度。因此，难以将钢类型9应用于需要高强度的材料。
在代表使用表达式(1)的值小于15的钢类型10和11的情况的比较例12至13和比较例17至19中，快速形成应变诱导马氏体，从而导致因外部应力而快速硬化。因此，获得低延伸率，从而无法获得可加工性。
以不同的冷轧压下率和退火温度将满足本公开内容的合金组成以及表达式(1)、表达式(2)和表达式(3)的值的范围的钢类型1和2冷轧和冷退火，然后测量其屈服强度、抗拉强度和延伸率，并示于下表3中。
表3
Figure BDA0003448986850000131
随着冷退火温度降低，屈服强度增加，以及抗拉强度和延伸率降低。
参照表2和表3，确定了在800℃至1,000℃的冷退火温度下获得800Mpa或更大的屈服强度、1,200Mpa或更大的抗拉强度和20％或更大的延伸率。
在其中冷退火温度为1,100℃的比较例26和27的情况下，抗拉强度高于1,200MPa，但是屈服强度低于800MPa，并因此无法获得期望的机械特性。
在其中冷轧压下率为33％的比较例28的情况下，抗拉强度高于1,200MPa，但是屈服强度低于800MPa，并因此无法获得期望的机械特性。这考虑是因为当冷轧压下率为50％或更小时，通过冷轧的相转变不完全，并且在退火期间充当再结晶位点的马氏体未足够地形成。此外，这考虑是因为由于因低冷轧压下率而残留粗大的奥氏体相从而无法获得所述屈服强度。
根据本文中所公开的实施方案，可以通过控制合金组成和在800℃至1,000℃的范围内的冷退火温度来生产具有800MPa或更大的屈服强度、1,200MPa或更大的抗拉强度和20％或更大的延伸率的奥氏体不锈钢。
虽然已经参照示例性实施方案具体地描述了本公开内容，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。
工业适用性
根据本公开内容的奥氏体不锈钢可以具有改善的强度以及优异的延伸率和生产率，并因此应用于结构构件例如车辆可以是可能的。

Claims (11)

1.一种具有改善的强度的奥氏体不锈钢，包含：
以重量百分比(％)计，0.06％至0.15％的碳(C)、0.3％或更少(不包括0)的氮(N)、大于1.0％且等于或小于2.0％的硅(Si)、5.0％至7.0％的锰(Mn)、15.0％至16.0％的铬(Cr)、0.3％或更少(不包括0)的镍(Ni)、2.5％或更少(不包括0)的铜(Cu)、以及剩余部分的铁(Fe)和不可避免的杂质，以及
所述奥氏体不锈钢满足以下表达式(1)、表达式(2)和表达式(3)：
表达式(1)：15≤0.2Mn+337C+1.2Cu-1.7Cr+3.3Ni+78N-3.5Si+3.0≤30
表达式(2)：2.3≤[Cr+1.5Si]/[Ni+0.31Mn+22C+1Cu+14.2N]≤3.0
表达式(3)：1.0≤((Cr+1.5Si+18)/(Ni+0.52Cu+30(C+N)+0.5Mn+36)+0.262)*161-161≤7.0
其中C、N、Si、Mn、Cr、Ni和Cu是指各元素的含量(重量％)。
2.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢，其中平均晶粒尺寸为5μm或更小。
3.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢，其中抗拉强度为1200MPa或更大。
4.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢，其中屈服强度为800MPa或更大。
5.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢，其中延伸率等于或大于20％且等于或小于30％。
6.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢，其中延伸率等于或大于25％且等于或小于30％。
7.一种制造具有改善的强度的奥氏体不锈钢的方法，所述方法包括：
制备钢坯，所述钢坯包含：以重量百分比(％)计，0.06％至0.15％的碳(C)、0.3％或更少(不包括0)的氮(N)、大于1.0％且等于或小于2.0％的硅(Si)、5.0％至7.0％的锰(Mn)、15.0％至16.0％的铬(Cr)、0.3％或更少(不包括0)的镍(Ni)、2.5％或更少(不包括0)的铜(Cu)、以及剩余部分的铁(Fe)和不可避免的杂质，并且所述钢坯满足以下表达式(1)、表达式(2)和表达式(3)：
将所述钢坯热轧成钢板；
将经热轧的钢板热退火；
将经热轧经退火的钢板冷轧；以及
将经冷轧的钢板在800℃至1,000℃的温度下冷退火：
表达式(1)：15≤0.2Mn+337C+1.2Cu-1.7Cr+3.3Ni+78N-3.5Si+3.0≤30
表达式(2)：2.3≤[Cr+1.5Si]/[Ni+0.31Mn+22C+1Cu+14.2N]≤3.0
表达式(3)：1.0≤((Cr+1.5Si+18)/(Ni+0.52Cu+30(C+N)+0.5Mn+36)+0.262)*161-161≤7.0
其中C、N、Si、Mn、Cr、Ni和Cu是指各元素的含量(重量％)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在所述冷轧期间冷轧压下率为50％或更大。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述冷退火进行10秒至10分钟。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述热退火在800℃至1100℃的温度下进行10秒至10分钟。
11.根据权利要求7所述的方法，其中所述热退火之后的奥氏体相的体积分数为90％或更大。
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