CN114807743A - 一种铬锰镍氮奥氏体不锈钢 - Google Patents

一种铬锰镍氮奥氏体不锈钢 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种铬锰镍氮奥氏体不锈钢，所述铬锰镍氮奥氏体不锈钢化学成分重量百分比为C：0.13～0.15wt％，Si≤0.50wt％，Mn：9.00～9.40wt％，P≤0.050wt％，S≤0.005wt％，Cr：14.00～14.40wt％，N：0.177wt％、0.183wt％、0.186wt％或0.188wt％，Cu：0.25～0.35wt％，Ni：1.1～1.5wt％，板坯连铸工艺中间包浇注温度为1500～1530℃，铸坯拉速为1.0～1.2m/min。本发明所得的铬锰镍氮奥氏体不锈钢Rp0.2≥450MPa，抗拉强度Rm为750～900MPa，延伸率A50mm≥40％。

Description

一种铬锰镍氮奥氏体不锈钢
本申请为：申请日：2021年2月1日，申请号：2021101365898，发明名称：一种铬锰镍氮奥氏体不锈钢及其制造方法，的分案申请。
技术领域
本发明涉及不锈钢生产制造技术领域，具体涉及一种铬锰镍氮奥氏体不锈钢。
背景技术
近十年来，随着中国经济高速发展导致不锈钢的需求急剧增长，也使得节镍奥氏体不锈钢得到迅速的发展和应用普及。节镍型奥氏体不锈钢是一种以锰、氮部分或全部代替贵金属镍，形成的一种亚稳型奥氏体不锈钢，具有优良的可加工性、综合机械性能和精美的装饰性，其耐腐蚀性能也不错，几乎所有的建筑装饰、餐厨具、卫生设备和用具、交通运输设备和部件等领域都可以使用，应用领域非常广泛。随着消费升级和行业规范化，对节镍型奥氏体不锈钢耐蚀性能、冷加工硬化情况等使用性能也提出了新的要求。
市场流通中的节镍奥氏体不锈钢Cr含量偏低，Mn含量普遍较高，耐点蚀当量PREN值(耐点蚀当量，该值越高耐蚀性能越好)均低于10；过高的Mn含量容易降低材料的塑性和耐蚀性能。
综上所述，现有技术中存在以下问题：不锈钢的耐蚀性能不足。
发明内容
本发明目的是为了解决不锈钢的耐蚀性能不足的问题。
为此，一方面，本发明提出了一种铬锰镍氮奥氏体不锈钢的制造方法，所述方法包括依次进行的以下步骤：
采用镍铁水入炉AOD冶炼、板坯连铸、热连轧、退火酸洗、冷轧、光亮退火、检验包装入库；所述铬锰镍氮奥氏体不锈钢化学成分重量百分比为C：0.13～0.15wt％，Si≤0.50wt％，Mn：9.00～9.40wt％，P≤0.050wt％，S≤0.005wt％，Cr：14.00～14.40wt％，N：0.177wt％、0.183wt％、0.186wt％或0.188wt％，Cu：0.25～0.35wt％，Ni：1.1～1.5wt％，余量为Fe和不可避免的微量元素。
在所述板坯连铸工艺中中间包浇注温度为1500～1530℃，铸坯拉速为1.0～1.2m/min。
具体地，板坯连铸采用全程保护浇注工艺，中间包使用碱性覆盖剂，结晶器液面波动控制±3mm。
具体地，所述热连轧中控制铸坯均热温度为1200～1250℃，在炉时间180～200min，终轧温度在980～1050℃，卷取温度850～900℃。
具体地，所述冷轧工艺中，总压下率＞60％，前两个机架道次压下率在30～35％。
具体地，采用双带连续马弗光亮退火炉退火，退火温度为1000～1100℃，TV值为7～10。
另一方面，本发明提出了一种铬锰镍氮奥氏体不锈钢，所述铬锰镍氮奥氏体不锈钢化学成分重量百分比为C：0.13～0.15wt％，Si≤0.50wt％，Mn：9.00～9.40wt％，P≤0.050wt％，S≤0.005wt％，Cr：14.00～14.40wt％，N：0.177wt％、0.183wt％、0.186wt％或0.188wt％，Cu：0.25～0.35wt％，Ni：1.1～1.5wt％，余量为Fe和不可避免的微量元素。
具体地，所述铬锰镍氮奥氏体不锈钢化学成分重量百分比为C：0.14wt％，Si：0.30wt％，Mn：9.30wt％，P：0.032wt％，S：0.004wt％，Ni：1.16wt％，Cr：14.30wt％，Cu：0.28wt％，N：0.183wt％。
具体地，所述铬锰镍氮奥氏体不锈钢化学成分重量百分比为C：0.15wt％，Si：0.44wt％，Mn：9.11wt％，P：0.032wt％，S：0.003wt％，Ni：1.20wt％，Cr：14.06wt％，Cu：0.33wt％，N：0.186wt％。
具体地，所述铬锰镍氮奥氏体不锈钢化学成分重量百分比为C：0.13wt％，Si：0.50wt％，Mn：9.40wt％，P：0.034wt％，S：0.004wt％，Ni：1.14wt％，Cr：14.40wt％，Cu：0.35wt％，N：0.177wt％。
具体地，所述铬锰镍氮奥氏体不锈钢产品厚度为0.4mm至0.7mm。
本发明通过成分的优化设计，充分利用Mn、N合金化原理，采用合适的连铸、轧制退火工艺，实现该产品的稳定生产，获得机械性能稳定，耐点蚀性能好，冷加工硬化小，形变诱导马氏体量少，时效开裂风险小的奥氏体不锈钢。本发明所得的铬锰镍氮奥氏体不锈钢Rp0.2≥450MPa，抗拉强度Rm为750～900MPa，延伸率A50mm≥40％。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中，提供了一种铬锰镍氮奥氏体不锈钢的制造方法，所述方法包括依次进行的以下步骤：
采用镍铁水入炉AOD冶炼、板坯连铸、热连轧、退火酸洗、冷轧、光亮退火、检验包装入库；所述铬锰镍氮奥氏体不锈钢化学成分重量百分比为C：0.13～0.15wt％，Si≤0.50wt％，Mn：9.00～9.40wt％，P≤0.050wt％，S≤0.005wt％，Cr：14.00～14.40wt％，N：0.177wt％、0.183wt％、0.186wt％或0.188wt％，Cu：0.25～0.35wt％，Ni：1.1～1.5wt％，余量为Fe和不可避免的微量元素。
在所述板坯连铸工艺中中间包浇注温度为1500～1530℃，铸坯拉速为1.0～1.2m/min。
板坯连铸采用全程保护浇注工艺，中间包浇注温度为1500～1530℃，中间包使用碱性覆盖剂，结晶器液面波动控制±3mm，使用专用保护渣，铸坯拉速为1.0～1.2m/min。
高精度连铸控制工艺：采取“弱冷+低过热度+低拉速+高矫直温度”浇铸工艺，降低气泡及板坯表面裂纹的产生。
所述镍铁水成分为(按质量百分比)C<2.0％，Ni≤1.6，Cr：3.26％，Si：0.5～0.7％，P≤0.03％，S<0.28％。
AOD冶炼的入炉镍铁水成分及温度如下表(表1)，与废钢按要求比例入炉。在AOD炉内依次完成合金熔化，氧化脱碳，还原，成分微调，保证出钢温度1620-1640℃。LF精炼：钢水在LF炉加热升温，氩气搅拌、去杂质，均匀成分和温度；
表1：镍铁水条件
C Ni Cr Si P S 温度/℃
<2.0％ 1.6 3.26 0.5～0.7％ <0.03％ <0.28％ >1350
所述热连轧中控制铸坯均热温度为1200～1250℃，在炉时间180～200min，终轧温度在980～1050℃，卷取温度850～900℃。
热连轧工艺中控制铸坯均热温度为1200～1250℃，在炉时间约180～200min，避免长时间加热下高温铁素体的产生；粗轧采用四机架热连轧机，精轧采用九机架热连轧机，终轧温度控制在980～1050℃，卷取温度850～900℃。
退火酸洗：热轧带钢退火温度1000～1100℃，退火工艺速度15～20m/min，退火后钢带硬度控制在92～96HRB；酸洗采用三段式混酸酸洗工艺，一、二段酸液浓度分别为HF：0～60g/L、H2SO4：150～250g/L、HNO3：90～150g/L，酸液温度70～85℃，第三段采用HNO3钝化，酸洗温度35～55℃；酸洗速度≤60m/min；中和槽碱液Ph值控制在13～14；漂洗温度70～80℃；烘干温度≥80℃。
所述冷轧工艺中，总压下率＞60％，前两个机架道次压下率在30～35％。
冷轧退火：冷轧采用950mm六机架连轧机或单机架轧机，总压下率控制在＞60％，其中前两个机架道次压下率控制在30～35％，其余道次均衡分配压下量，避免较多形变诱导马氏体产生；采用双带连续马弗光亮退火炉退火，退火温度为1000～1100℃，TV值为7～10。
在本发明实施例中，还提供了一种铬锰镍氮奥氏体不锈钢板(或者为奥氏体不锈钢板)，所述铬锰镍氮奥氏体不锈钢化学成分重量百分比为C：0.13～0.15wt％，Si≤0.50wt％，Mn：9.00～9.40wt％，P≤0.050wt％，S≤0.005wt％，Cr：14.00～14.40wt％，N：0.177wt％、0.183wt％、0.186wt％或0.188wt％，Cu：0.25～0.35wt％，Ni：1.1～1.5wt％，余量为Fe和不可避免的微量元素。
优选的，所述铬锰镍氮奥氏体不锈钢化学成分重量百分比为C：0.14wt％，Si：0.30wt％，Mn：9.30wt％，P：0.032wt％，S：0.004wt％，Ni：1.16wt％，Cr：14.30wt％，Cu：0.28wt％，N：0.183wt％。
优选的，所述铬锰镍氮奥氏体不锈钢化学成分重量百分比为C：0.15wt％，Si：0.44wt％，Mn：9.11wt％，P：0.032wt％，S：0.003wt％，Ni：1.20wt％，Cr：14.06wt％，Cu：0.33wt％，N：0.186wt％。
优选的，所述铬锰镍氮奥氏体不锈钢化学成分重量百分比为C：0.13wt％，Si：0.50wt％，Mn：9.40wt％，P：0.034wt％，S：0.004wt％，Ni：1.14wt％，Cr：14.40wt％，Cu：0.35wt％，N：0.177wt％。
优选的，所述铬锰镍氮奥氏体不锈钢化学成分重量百分比为C：0.14wt％，Si：0.45wt％，Mn：9.21wt％，P：0.031wt％，S：0.004wt％，Ni：1.16wt％，Cr：14.27wt％，Cu：0.33wt％，N：0.188wt％。
所述铬锰镍氮奥氏体不锈钢产品厚度为0.4mm至0.7mm。
铬锰镍氮奥氏体不锈钢板(或者为奥氏体不锈钢板)的厚度为0.4至0.7mm。
本发明通过成分的优化设计，充分利用Mn、N合金化原理，采用合适的连铸、轧制退火工艺，实现该产品的稳定生产，获得机械性能稳定，耐点蚀性能或耐点蚀当量(PREN)好，冷加工硬化小，形变诱导马氏体量少，时效开裂风险小的奥氏体不锈钢。本发明所得的铬锰镍氮奥氏体不锈钢Rp0.2≥450MPa，抗拉强度Rm为750～900MPa，延伸率A50mm≥40％。
铬锰镍氮奥氏体不锈钢的生产方法采用下述成分配比和具体工艺。其中，表2是各实施例钢的成分(按重量百分比计)。表3是与表2所述实施例钢对应的工艺参数。表4是与表2各实施例所述成分钢对应的力学性能。
表2：产品化学成分及指标
实例 C Si Mn P S Ni Cr Cu N Md30/50 PREN
实例1 0.14 0.30 9.30 0.032 0.004 1.16 14.30 0.28 0.183 85.05 10.49
实例2 0.15 0.44 9.11 0.032 0.003 1.20 14.06 0.33 0.186 83.84 10.53
实例3 0.13 0.50 9.40 0.034 0.004 1.14 14.40 0.35 0.177 87.94 10.31
实例4 0.14 0.45 9.21 0.031 0.004 1.16 14.27 0.33 0.188 80.17 10.70
对比例5 0.13 0.50 10.2 0.045 0.004 1.37 13.5 0.22 0.17 94.12 8.40
表3：各实施例具体的关键工艺参数
Figure BDA0003547938480000051
表4：各实施例所得奥氏体不锈钢的力学性能
实例 R<sub>p0.2</sub>/MPa R<sub>m</sub>/MPa A<sub>50mm</sub>/％ 维氏硬度HV10
实例1 458 889 46.0 258
实例2 455 880 45.0 248
实例3 458 835 48.0 250
实例4 460 860 44.0 255
对比例5 463 858 32.3 262
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种铬锰镍氮奥氏体不锈钢，其特征在于，所述铬锰镍氮奥氏体不锈钢化学成分重量百分比为C：0.13～0.15wt％，Si≤0.50wt％，Mn：9.00～9.40wt％，P≤0.050wt％，S≤0.005wt％，Cr：14.00～14.40wt％，N：0.177wt％、0.183wt％、0.186wt％或0.188wt％，Cu：0.25～0.35wt％，Ni：1.1～1.5wt％，余量为Fe和不可避免的微量元素。
铬锰镍氮奥氏体不锈钢采用采用镍铁水入炉AOD冶炼、板坯连铸、热连轧、退火酸洗、冷轧、光亮退火；
其中，采用双带连续马弗光亮退火炉退火，退火温度为1000～1100℃，TV值为7～10；
铬锰镍氮奥氏体不锈钢Rp0.2≥450MPa，抗拉强度Rm为750～900MPa，铬锰镍氮奥氏体不锈钢延伸率A50mm≥40％。
2.根据权利要求1所述的一种铬锰镍氮奥氏体不锈钢，其特征在于，所述铬锰镍氮奥氏体不锈钢化学成分重量百分比为C：0.14wt％，Si：0.30wt％，Mn：9.30wt％，P：0.032wt％，S：0.004wt％，Ni：1.16wt％，Cr：14.30wt％，Cu：0.28wt％，N：0.183wt％。
3.根据权利要求1所述的一种铬锰镍氮奥氏体不锈钢，其特征在于，所述铬锰镍氮奥氏体不锈钢化学成分重量百分比为C：0.15wt％，Si：0.44wt％，Mn：9.11wt％，P：0.032wt％，S：0.003wt％，Ni：1.20wt％，Cr：14.06wt％，Cu：0.33wt％，N：0.186wt％。
4.根据权利要求1所述的一种铬锰镍氮奥氏体不锈钢，其特征在于，所述铬锰镍氮奥氏体不锈钢化学成分重量百分比为C：0.13wt％，Si：0.50wt％，Mn：9.40wt％，P：0.034wt％，S：0.004wt％，Ni：1.14wt％，Cr：14.40wt％，Cu：0.35wt％，N：0.177wt％。
5.根据权利要求1所述的一种铬锰镍氮奥氏体不锈钢，其特征在于，所述铬锰镍氮奥氏体不锈钢产品厚度为0.4mm至0.7mm。
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