CN114959466B - 一种低铬铁素体不锈钢及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种低铬铁素体不锈钢及其制造方法，所述低铬铁素体不锈钢按重量百分比包括以下组分：碳≤0.02％、硅≤0.50％、锰≤0.50％、磷≤0.035％、硫≤0.010％、铬11.00‑11.75％、氮≤0.03％、镍≤0.30％、钛≤0.12％，余量为铁，制备方法包括以下步骤：将钢坯进行热轧得到热轧卷，将热轧卷送入连续卧式退火炉中退火，之后进行除磷、酸洗、刷洗、干燥、轧制，得到冷硬卷；将冷硬卷送入连续卧式退火炉中退火，之后酸洗、拉伸矫直，得到所需不锈钢。本发明所述的低铬铁素体不锈钢的制造方法通过在连续卧式退火炉中完成退火，能耗降低60％以上，并且无需再进行研磨工序，降低成本，提高生产效率，采用冷硬卷高温退火工艺，深冲伸长率提高，表面缺陷率降低。

Description

一种低铬铁素体不锈钢及其制造方法
技术领域
本发明属于不锈钢加工工艺领域，尤其是涉及一种低铬铁素体不锈钢及其制造方法。
背景技术
汽车排气系统是汽车的重要组成部分，分为热端和冷端两部分。热端与发动机相连，要求有良好的耐高温性能，冷端与尾气净化装置相连，要求具备极高的耐冷凝液腐蚀性能。以SUH409L牌号为代表的低铬铁素体不锈钢抗高温性强，可实现高效率的发动机及排气系统，并减少排气系统的厚度，可减少废气的排放。SUH409L不锈钢带成本低廉、柔韧性好、成材率高、容易更换，属于环保性新产品。1961年开发出这种不锈钢用作汽车的消音器以后，其已广泛应用于汽车排气系统中的排气总管、催化净化器壳体、中心管、消声器、尾管等零件。随着环保对汽车尾气标准日益严格、短距离市区驾驶增加、冬季除雪剂的散布等原因，排气系统的使用标准也日趋严格，传统的钢材无法满足其技术要求。
传统SUH409L铁素体不锈钢工艺路线中因其热轧后带钢中有一定比例的马氏体相，需在全氢罩式炉中完成退火，使马氏体分解为铁素体和碳化物，并使铁素体相中的碳化物弥散分布，从而改善材料机械性能、增强耐腐蚀性能。
全氢罩式炉退火工艺由五个阶段组成：第一阶段将室温状态下的热轧钢卷装入罩式炉内，不限速加热到500℃-550℃。第二阶段温度由500℃-550℃升高至800℃-850℃，加热时间为600-630分钟。第三阶段温度稳定在850℃，保温时间为480分钟。第四阶段带加热罩，温度由850℃降至300℃，冷却时间为120分钟。第五阶段换冷却罩进行冷却，温度由300℃降至室温，冷却时间120分钟，总退火需22小时左右。
传统全氢罩式炉退火能耗高，生产效率低，长时间退火后会形成贫铬层，表面粗糙度高(Ra在5.0um以上)，而且每个钢卷之间、同一钢卷的不同部位之间局部表面粗糙度不均匀，表面色泽不一致。为改善因全氢罩式炉产生的表面局部表面粗糙度不均匀、色泽不一致而影响最终哑光表面的均匀一致性，传统工艺路线中在热轧钢卷酸洗后需进行表面研磨工序。为降低因钢卷表面粗糙导致冷硬卷退火时表面出现烧黑、表面粗糙条纹、表面色泽不均匀缺陷，传统工艺路线中冷硬卷退火时采用低的退火温度，高的退火速度，虽可降低表面烧黑等缺陷率，但钢带的深冲性能及其稳定性较差，直接影响汽车行业用户弯管、扩管加工性能。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种低铬铁素体不锈钢及其制造方法，以无需在罩式炉中退火，降低加工难度，提高生产效率，降低生产成本，得到低粗糙度，表面色泽均匀的低铬铁素体不锈钢。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种低铬铁素体不锈钢的制造方法，所述低铬铁素体不锈钢按重量百分比包括以下组分：
碳≤0.02％、硅≤0.50％、锰≤0.50％、磷≤0.035％、硫≤0.010％、铬11.00-11.75％、氮≤0.03％、镍≤0.30％、钛≤0.12％，余量为铁，
所述低铬铁素体不锈钢的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将钢坯进行热轧得到热轧卷，将热轧卷送入连续卧式退火炉中退火，之后进行除磷、酸洗、刷洗、干燥、轧制，得到冷硬卷；
步骤S2：将冷硬卷送入连续卧式退火炉中退火，之后酸洗、拉伸矫直，得到所需不锈钢。
本发明中的制造方法不在传统罩式炉中完成退火，而是在连续卧式退火炉中完成退火，极大缩短了生产时间，降低了能耗，连续卧式退火炉还可以通过高运动粘度轧制油及低粗糙度轧辊来降低表面粗糙度，实现哑光等级表面，无需再进行研磨工序，降低成本，提高生产效率。
进一步地，步骤S1中连续卧式退火炉包括退火区及冷却区，
所述退火区包括依次设置的预热段、加热段及保温段，预热段的温度为700-750℃，加热段的温度为980-1000℃，保温段的温度为980-990℃，退火区的加热时间为135-270S，氧含量为6％-8％，典型热轧钢卷退火温度如表1所示。
表1典型热轧钢卷退火温度
Figure BDA0003648337780000031
所述冷却区包括依次设置的水冷一区、空冷一区、空冷二区、水冷二区及干燥区，水冷一区的冷却介质为除盐水，除盐水的水流量≤5m3/h，冷却时间为60-120S，空冷一区及空冷二区的压力为-10Pa，冷却时间为60-120S，水冷二区的冷却介质为除盐水，除盐水的水流量为20-40m3/h，冷却时间为15-30S，干燥区采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为80-100℃，干燥时间为15-30S，带钢从干燥区出来以后温度不超过80℃。
进一步地，步骤S1中除磷包括一台破鳞机除磷及两台抛丸机除磷，破鳞机的伸长率为2％-3.2％，抛丸机的抛丸速度为1850rpm，抛丸强度采用下砂量系数控制，下砂量系数为0.5-1K，优选S110、S170型号钢丸。典型热轧钢卷除磷工艺如表2所示。
表2典型热轧钢卷除鳞工艺
Figure BDA0003648337780000041
进一步地，步骤S1中酸洗包括硫酸酸洗及混酸酸洗，硫酸酸洗使用的硫酸浓度为240-300g/L，温度为60-85℃，金属离子浓度≤80g/L，时间为105-210S，混酸酸洗使用的硝酸浓度为100-140g/L，氢氟酸浓度为5-15g/L，金属离子浓度≤50g/L，时间为210-420S。
进一步地，步骤S1中刷洗通过第一刷洗机及第二刷洗机进行，第一刷洗机的刷辊材质为SIC，工作电流为130-230A，转速为400-600rpm，刷洗时间为30-60S，第二刷洗机的刷辊材质为PP，工作电流为30-50A，转速为400-600rpm，刷洗时间为30-60S。干燥采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为80-100℃，干燥时间为10-30S。
进一步地，步骤S1中轧制的总压下率为70％-80％；典型轧制厚度压下率如表3所示。
表3典型热轧钢卷轧制厚度压下率
热轧钢卷厚度 轧制厚度 压下率(％)
5.0 1.5 70
4.5 1.2 73
3.0 0.6 80
优选地，步骤S1中轧制包括多道次，第一道次压下率为15％-25％，轧制速度为100-300m/min，中间道次轧制速度为200-500m/min，最后一道次压下率为10％-15％，轧制速度为100-400m/min。典型轧制厚度压下率分布如表4所示。
表4典型热轧钢卷轧制厚度压下率分布
Figure BDA0003648337780000051
优选地，在步骤S2中所述轧制工艺中第一道次前总张力400-500KN，后总张力200-250KN，第二至第三道次前总张力400-500KN，后总张力250-500KN。其他道次前后总张力300-500KN。典型轧制张力分布如表5所示。
表5典型热轧钢卷轧制张力分布
Figure BDA0003648337780000052
优选地，在步骤S1中所述轧制工艺中第一道次轧制油冷却流量为5000-8000L/min，最后一个道次轧制油冷却流量为3000-8000L/min，中间道次轧制油冷却流量为4000-8000L/min。
优选地，在步骤S1中所述轧制工艺中轧制油是基于高运动粘度实现哑光表面轧制，运动粘度为8.0-9.0mm/s。优选地，在步骤S1中所述轧制工艺中轧辊粗糙度为0.10-0.20um。
进一步地，步骤S1中连续卧式退火炉包括退火区及冷却区，
所述退火区包括依次设置的预热段、加热段及保温段，预热段的温度为700-800℃，加热段的温度为900-1000℃，保温段的温度为910-990℃，退火区的加热时间为22-125S，氧含量为3％-6％，典型冷热卷退火温度如表6所示。
表6典型冷硬卷退火温度
Figure BDA0003648337780000061
所述冷却区包括依次设置的空冷一区、空冷二区、雾冷区及干燥区，空冷一区采用压缩空气进行冷却，冷却时间为3-40S，鼓风风机负载为10-50％，排风压力为-80Pa，空冷二区采用压缩空气进行冷却，冷却时间为10-25S，鼓风风机负载为10-30％，排风压力为-120Pa，雾冷区冷却介质为雾状除盐水，水流量为10-20m3/h，冷却时间为2-5S，干燥区采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为80-100℃，干燥时间为2-5S，带钢温度≤70℃。
本发明提出的冷硬卷退火时采用高温快速退火工艺，区别于传统的低温高速退火，既降低表面烧黑、粗糙条纹、色泽不均匀缺陷率，同时大幅提高钢带的深冲性能，满足汽车行业弯管、扩管加工性能。
进一步地，步骤S2中酸洗包括硫酸钠电解、硝酸电解、一号刷洗、混酸酸洗、二号刷洗、干燥、垫纸，硫酸钠电解时电解电流为4500-5500A，硫酸钠溶液浓度为150g/L，电解温度为70-90℃，硝酸电解时电解电流为2000-3000A，硫酸钠溶液浓度为90-150g/L，电解温度为40-60℃，金属离子浓度＜40g/L，一号刷洗使用的刷辊材质为PP，刷机功率为2-6KW，混酸酸洗包括第一混酸酸洗及第二混酸酸洗，第一混酸酸洗时硝酸浓度为60-100g/L，氢氟酸浓度为5-15g/L，酸洗温度为30-40℃，金属离子浓度＜20g/L，第二混酸酸洗时硝酸浓度为90-120g/L，氢氟酸浓度为5-15g/L，酸洗温度为30-40℃，金属离子浓度＜20g/L，酸洗时间为30-60S，二号刷洗使用的刷辊材质为PP，刷机功率为4-8KW。干燥采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为80-100℃，干燥时间为2-5S。垫纸采用的工艺纸密度为32g/cm3。
进一步地，步骤S2中拉伸矫直采用恒张力模式，拉伸矫直张力为20-70KN，伸长率为0.1％-0.2％。
根据上述任一制备方法制得的低铬铁素体不锈钢。
相对于现有技术，本发明所述的低铬铁素体不锈钢及其制造方法具有以下优势：
本发明所述的低铬铁素体不锈钢的制造方法通过在连续卧式退火炉中完成退火，能耗降低60％以上，并且无需再进行研磨工序，降低成本，提高生产效率，采用冷硬卷高温退火工艺，深冲伸长率提高，表面缺陷率降低。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
本实施例提供了一种汽车排气系统用哑光高性能低铬铁素体不锈钢及其制造方法，以铁素体不锈钢的总重量为基准，按质量百分比其原料组成包括:碳0.01％、硅0.39％、锰0.21％、磷0.016％、硫0.001％、铬11.33％、镍0.10％、钛0.06％及杂质元素、铁余量，将铁素体不锈钢的各原料进行冶炼连铸成钢坯。该不锈钢是通过以下方法制造得到的：
S1：将得到的钢坯依次进行热轧、热轧钢卷连续卧式退火炉退火冷却、机械除鳞酸洗及刷洗干燥、轧制，得到冷硬卷；
S2：冷硬卷在连续卧式退火炉中退火冷却、酸洗、拉伸矫直、包装交库。
其中，在步骤S1中的热轧钢卷连续卧式退火炉退火冷却工艺中退火区包括依次排布的预热区、加热区、保温区，预热区的温度为720℃，第1加热区温度为995℃、第2加热区温度为995℃、第3加热区温度为990℃、第4加热区温度为990℃、第5加热区温度为980℃、保温区温度为980℃。氧含量为6％，加热时间202S。
在步骤S1中的热轧钢卷连续卧式退火炉退火冷却工艺中冷却区包括水冷1区、空冷1区、空冷2区、水冷2区、干燥区。水冷1区水流量不超过5m3/h，冷却介质为除盐水，冷却时间为22S。空冷1-2区压力设定为-10Pa，鼓风机压力为4000Pa，冷却时间为110S。水冷2区水流量为30m3/h，冷却时间为20S。干燥区采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为95℃，干燥时间为22S，带钢从干燥段出来以后温度为60℃。
在步骤S1中的机械除鳞酸洗工艺中机械除鳞采用破鳞延伸及低速低强度抛丸除去氧化层；破鳞机数量1台，破鳞伸长率为2.4％；抛丸机数量2台，抛丸速度1850rpm，抛丸强度采用下砂量系数控制，系数为0.8k。钢丸型号采用S110、S170钢丸按1:1比例混合。
在步骤S1中的机械除鳞酸洗及刷洗干燥工艺中酸洗采用硫酸+混酸(硝酸+氢氟酸)酸洗工艺。硫酸酸洗槽中H2SO4浓度为280g/L，酸洗温度为60℃，金属离子浓度70g/L；硫酸酸洗时间为157s。混酸酸洗槽中HNO3浓度为100g/L，HF为5g/L，金属离子浓度40g/L。混酸酸洗时间为300S。1号刷洗采用SIC材质刷辊进行刷洗，刷机电流230A，刷机转速600rpm，刷洗时间为45S。2号刷洗采用PP材质刷辊进行刷洗，刷机电流45A，刷机转速400rpm,刷洗时间为45S。干燥采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为95℃，干燥时间为22S。
在步骤S1中轧制工艺中厚度压下率为80％，轧制参数如表7所示：
表7实施例1轧制参数
Figure BDA0003648337780000091
在步骤S1中轧制工艺中轧制油运动粘度@40℃为8.2mm/s。按ISO 2813标准对各道次轧制后的带钢光亮度(20℃Gross)进行测量。第一道次为108GU、第二道次为210GU、第三道次为280GU、第四道次为380GU、第五道次为450GU、第六道次为560GU、第七道次为600GU、第八道次为682GU。
在步骤S1中轧制工艺中轧辊粗糙度为0.12um。
在步骤S2中的冷硬卷连续卧式退火炉退火冷却工艺中退火区包括依次排布的预热区、加热区、保温区，预热区的温度为700℃，第1-2加热区温度为960℃，第3-6加热区温度为950℃，第7-8加热区温度为930℃，第1-2保温区温度为920℃。氧含量为4％。加热时间为125S。
在步骤S2中的冷硬卷连续卧式退火炉退火冷却工艺中冷却区包括空冷1区、空冷2区、雾冷1区、干燥区。空冷1区采用压缩空气进行冷却，冷却时间为37S，鼓风风机负载为30％，排风压力为-80Pa，带钢温度300℃。
空冷2区采用压缩空气进行冷却，冷却时间为25S，鼓风风机负载为30％，排风压力为-120Pa，带钢温度55℃。雾冷1区水流量为15m3/h，冷却介质为雾状除盐水，冷却时间为5S。干燥区采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为95℃，干燥时间为5S，带钢温度35℃。
在步骤S2中的酸洗工艺包括硫酸钠电解、硝酸电解、1号刷洗、混酸(硝酸+氢氟酸)酸洗、2号刷洗、干燥、垫纸。硫酸钠电解槽中电解电流为5500A，硫酸钠溶液浓度为160g/L，电解温度为75℃。硝酸电解槽中电解电流为2500A，硫酸钠溶液浓度为100g/L，电解温度为45℃，金属离子浓度30g/L。1号刷洗采用PP材质刷辊进行刷洗，刷机功率为6kw。混酸酸洗工艺中1号混酸酸洗槽中HNO3浓度为80g/L，HF浓度为8g/L，酸洗温度为35℃，金属离子浓度10g/L。2号混酸酸洗槽中HNO3浓度为100g/L，HF浓度为10g/L，酸洗温度为30℃，金属离子浓度30g/L。混酸酸洗时间为60S。2号刷洗采用PP材质刷辊进行刷洗，刷机功率为6kw。干燥采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为95℃，干燥时间为5S。垫纸采用新的工艺纸，工艺纸密度为32g/cm3。
在步骤S2中的拉伸矫直、包装。拉矫采用恒张力模式，矫直张力50KN，伸长率0.15％。经过上述工艺后得到汽车排气系统用哑光表面等级的高性能低铬铁素体不锈钢产品。产品拉伸强度为387MPa，屈服强度为206MPa，伸长率43％，HV硬度121，加工硬化指数n为0.18。表面粗糙度Ra为1.20μm，光亮度为258GU，表面烧黑等色泽类缺陷率0.04％。
实施例2
本实施例提供了一种汽车排气系统用哑光高性能低铬铁素体不锈钢及其制造方法，以铁素体不锈钢的总重量为基准，其原料组成包括:碳0.01％、硅0.36％、锰0.22％、磷0.023％、硫0.001％、铬11.44％、镍0.10％、钛0.06％及杂质元素、铁余量，将铁素体不锈钢的各原料进行冶炼连铸成钢坯。该不锈钢是通过以下方法制造得到的：
S1:将得到的钢坯依次进行热轧、热轧钢卷连续卧式退火炉退火冷却、机械除鳞酸洗及刷洗干燥、轧制，得到冷硬卷；
S2：冷硬卷连续卧式退火炉退火冷却、酸洗、拉伸矫直、包装交库。
其中，在步骤S1中的热轧钢卷连续卧式退火炉退火冷却工艺中退火区包括依次排布的预热区、加热区、保温区，预热区的温度为750℃，第1加热区温度为1000℃、第2加热区温度为1000℃、第3加热区温度为990℃、第4加热区温度为990℃、第5加热区温度为990℃、保温区温度为990℃。氧含量为6％，加热时间135S。
在步骤S1中的热轧钢卷连续卧式退火炉退火冷却工艺中冷却区包括水冷1区、空冷1区、空冷2区、水冷2区、干燥区。水冷1区水流量不超过5m3/h，冷却介质为除盐水，冷却时间为15S。空冷1-2区压力设定为-10Pa，鼓风机压力为3500Pa，冷却时间为75S。水冷2区水流量为30m3/h，冷却时间为22S。干燥区采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为95℃，干燥时间为15S，带钢从干燥段出来以后温度为55℃。
在步骤S1中的机械除鳞酸洗工艺中机械除鳞采用破鳞延伸及低速低强度抛丸除去氧化层；破鳞机数量1台，破鳞伸长率为3.2％；抛丸机数量2台，抛丸速度1850rpm，抛丸强度采用下砂量系数控制，系数为1.0k。钢丸型号采用S110、S170钢丸以1:1的比例混合。
在步骤S1中的机械除鳞酸洗及刷洗干燥工艺中酸洗采用硫酸+混酸(硝酸+氢氟酸)酸洗工艺。硫酸酸洗槽中H2SO4浓度为260g/L，酸洗温度为65℃，金属离子浓度68g/L；硫酸酸洗时间为105s。混酸酸洗槽中HNO3浓度为110g/L，HF为8g/L，金属离子浓度35g/L。混酸酸洗时间为210S。1号刷洗采用SIC材质刷辊进行刷洗，刷机电流250A，刷机转速500rpm，刷洗时间为30S。2号刷洗采用PP材质刷辊进行刷洗，刷机电流50A，刷机转速500rpm,刷洗时间为30S。干燥采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为95℃，干燥时间为15S。
在步骤S1中轧制工艺中厚度压下率为73％，轧制参数如表8所示：
表8实施例2轧制参数
Figure BDA0003648337780000121
Figure BDA0003648337780000131
在步骤S1中轧制工艺中轧制油运动粘度@40℃为8.1mm/s。按ISO 2813标准对各道次轧制后的带钢光亮度(20℃Gross)进行测量。第一道次为118GU、第二道次为230GU、第三道次为330GU、第四道次为420GU、第五道次为480GU、第六道次为553GU、第七道次为670GU、第八道次为712GU。
在步骤S1中轧制工艺中轧辊粗糙度为0.13um。
在步骤S2中的冷硬卷连续卧式退火炉退火冷却工艺中退火区包括依次排布的预热区、加热区、保温区，预热区的温度为700℃，第1-2加热区温度为950℃，第3-6加热区温度为940℃，第7-8加热区温度为920℃，第1-2保温区温度为910℃。氧含量为4％。加热时间为30S。
在步骤S1中的冷硬卷连续卧式退火炉退火冷却工艺中冷却区包括空冷1区、空冷2区、雾冷1区、干燥区。空冷1区采用压缩空气进行冷却，冷却时间为3S，鼓风风机负载为20％，排风压力为-80Pa，带钢温度258℃。
空冷2区采用压缩空气进行冷却，冷却时间为10S，鼓风风机负载为15％，排风压力为-120Pa，带钢温度45℃。雾冷1区水流量为10m3/h，冷却介质为雾状除盐水，冷却时间为2S。干燥区采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为90℃，干燥时间为2S，带钢温度30℃。
在步骤S2中的酸洗工艺包括硫酸钠电解、硝酸电解、1号刷洗、混酸(硝酸+氢氟酸)酸洗、2号刷洗、干燥、垫纸。硫酸钠电解槽中电解电流为5000A，硫酸钠溶液浓度为155g/L，电解温度为72℃。硝酸电解槽中电解电流为2200A，硫酸钠溶液浓度为110g/L，电解温度为45℃，金属离子浓度28g/L。1号刷洗采用PP材质刷辊进行刷洗，刷机功率为5kw。混酸酸洗工艺中1号混酸酸洗槽中HNO3浓度为85g/L，HF浓度为9g/L，酸洗温度为35℃，金属离子浓度8g/L。2号混酸酸洗槽中HNO3浓度为110g/L，HF浓度为12g/L，酸洗温度为35℃，金属离子浓度28g/L。混酸酸洗时间为17S。2号刷洗采用PP材质刷辊进行刷洗，刷机功率为6kw。干燥采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为90℃，干燥时间为3S。垫纸采用新的工艺纸，工艺纸密度为32g/cm3。
在步骤S2中的拉伸矫直、包装。拉矫采用恒张力模式，矫直张力35KN，伸长率0.12％。经过上述工艺后得到汽车排气系统用哑光表面等级的高性能低铬铁素体不锈钢产品。产品拉伸强度为395MPa，屈服强度为212MPa，伸长率44％，HV硬度120，加工硬化指数n为0.19。表面粗糙度Ra为1.21μm，光亮度为262GU。表面烧黑等色泽类缺陷率0.03％。
对比例1
与实施例1相比不同之处在于：对热轧钢卷在罩式炉内进行退火，退火工艺为：第1阶段将室温状态下的热轧钢卷装入罩式炉内，不限速加热到550℃。第2阶段温度由550℃升高至850℃，加热时间为600分钟。第3阶段温度稳定在850℃，保温时间为480分钟。第4阶段带加热罩，温度由850℃降至300℃，冷却时间为120分钟。第5阶段换冷却罩进行冷却，温度由300℃降至室温，冷却时间120分钟。对经过罩式炉退火的钢卷依次进行热轧钢卷酸洗、研磨、轧制，冷硬卷连续卧式退火炉退火冷却、酸洗、拉伸矫直、检验后得到哑光表面等级的汽车排气系统用低铬铁素体不锈钢产品。产品拉伸强度为494MPa，屈服强度为327MPa，伸长率28％，HV硬度135，加工硬化指数n为0.26，表面粗糙度Ra为1.22μm，光亮度为255GU，表面烧黑等色泽类缺陷率0.25％。
对比例2
与实施例1相比不同之处在于：对热轧钢卷在罩式炉内进行退火，退火工艺为：第1阶段将室温状态下的热轧钢卷装入罩式炉内，不限速加热到500℃。第2阶段温度由500℃升高至850℃，加热时间为630分钟。第3阶段温度稳定在850℃，保温时间为480分钟。第4阶段带加热罩，温度由850℃降至300℃，冷却时间为120分钟。第5阶段换冷却罩进行冷却，温度由300℃降至室温，冷却时间120分钟。对经过罩式炉退火的钢卷依次进行热轧钢卷酸洗、研磨、轧制，冷硬卷连续卧式退火炉退火冷却、酸洗、拉伸矫直、检验后得到哑光表面等级的汽车排气系统用低铬铁素体不锈钢产品。产品拉伸强度为490MPa，屈服强度为321MPa，伸长率29％，HV硬度132，加工硬化指数n为0.27，表面粗糙度Ra为1.23μm，光亮度为257GU，表面烧黑等色泽类缺陷率0.26％。
对比例3
与实施例1相比不同之处在于：在轧制工艺采用低运动粘度轧制油，运动粘度@40℃为7.2mm/s。对经过上述轧制的冷硬卷依次进行冷硬卷连续卧式退火炉退火冷却、酸洗、拉伸矫直、检验后得到哑光表面等级的汽车排气系统用低铬铁素体不锈钢产品。产品表面粗糙度Ra为0.09μm，光亮度为360GU，表面烧黑等色泽类缺陷率0.02％。
对比例4
与实施例1相比不同之处在于：在轧制工艺采用低运动粘度轧制油，运动粘度@40℃为7.0mm/s。对经过上述轧制的冷硬卷依次进行冷硬卷连续卧式退火炉退火冷却、酸洗、拉伸矫直、检验后得到哑光表面等级的汽车排气系统用低铬铁素体不锈钢产品。产品表面粗糙度Ra为0.08μm，光亮度为390GU，表面烧黑等色泽类缺陷率0.02％。
以下对实施例1-2与对比例1-2提供的铁素体不锈钢板按JISG4305不锈钢冷轧钢板和钢带进行机械性能测试，结果如表9所示。
表9机械性能测试结果
Figure BDA0003648337780000161
由表9可以看出，本发明实施例1-2提供的低铬铁素体不锈钢的拉伸强度、屈服强度以及伸长率均优于对比例1-2。实施例1-2的拉伸强度较对比例1-2降低101MPa，屈服强度较对比例1-2降低137.5MPa，伸长率较对比例1-2提高15％，屈强比较对比例1-2降低0.215，HV硬度较对比例1-2降低13，加工硬化指数n较对比例1-2降低0.08。
以下对实施例1-2与对比例1-2提供的铁素体不锈钢表面烧黑、粗糙条纹、色泽缺陷率及表面粗糙度、表面光亮度对比结果如表10所示。
表10表面色泽缺陷率、表面粗糙度、表面光亮度
Figure BDA0003648337780000171
由表10可以看出，本发明实施例1-2提供的低铬铁素体不锈钢的表面烧黑等色泽类缺陷率均低于对比例，平均降低0.22％，降低86％。表面粗糙度Ra相差0.02um、表面光亮度相差4GU，表面哑光质量与传统工艺表面基本一致。
以下对实施例1-2与对比例3-4提供的铁素体不锈钢表面烧黑、粗糙条纹、色泽缺陷率及表面粗糙度、表面光亮度对比结果如表11所示。
表11表面色泽缺陷率、表面粗糙度、表面光亮度
项目 表面粗糙度Ra um 表面光亮度(20°GU)
实施例1 1.2 258
实施例2 1.21 262
对比例3 0.09 360
对比例4 0.08 390
由表11以看出，本发明实施例1-2采用高运动粘度轧制油工艺生产的低铬铁素体不锈钢表面粗糙度提高1.12um，表面光亮度降低115GU，实现稳定的哑光表面质量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低铬铁素体不锈钢的制造方法，其特征在于，所述低铬铁素体不锈钢按重量百分比包括以下组分：
碳≤0.02%、硅≤0.50%、锰≤0.50%、磷≤0.035%、硫≤0.010%、铬11.00-11.75%、氮≤0.03%、镍≤0.30%、钛≤0.12%，余量为铁，
所述低铬铁素体不锈钢的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将钢坯进行热轧得到热轧卷，将热轧卷送入连续卧式退火炉中退火，之后进行除磷、酸洗、刷洗、干燥、轧制，得到冷硬卷，轧制的总压下率为70%-80%，轧制包括多道次，第一道次压下率为15%-25%，轧制速度为100-300m/min，中间道次轧制速度为200-500m/min，最后一道次压下率为10%-15%，轧制速度为100-400m/min，轧制工艺中轧制油是基于高运动粘度实现哑光表面轧制，运动粘度为8.0-9.0 mm/s，轧制工艺中轧辊粗糙度为0.10-0.20um；
步骤S2：将冷硬卷送入连续卧式退火炉中退火，之后酸洗、拉伸矫直，得到所需不锈钢，步骤S2中连续卧式退火炉包括退火区及冷却区，所述退火区包括依次设置的预热段、加热段及保温段，预热段的温度为700-800℃，加热段的温度为900-1000℃，保温段的温度为910-990℃，退火区的加热时间为22-125s，氧含量为3%-6%。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤S1中连续卧式退火炉包括退火区及冷却区，
所述退火区包括依次设置的预热段、加热段及保温段，预热段的温度为700-750℃，加热段的温度为980-1000℃，保温段的温度为980-990℃，退火区的加热时间为135-270s，氧含量为6%-8%，
所述冷却区包括依次设置的水冷一区、空冷一区、空冷二区、水冷二区及干燥区，水冷一区的冷却介质为除盐水，除盐水的水流量≤5m³/h，冷却时间为60-120s，空冷一区及空冷二区的压力为-10Pa，冷却时间为60-120s，水冷二区的冷却介质为除盐水，除盐水的水流量为20-40m³/h，冷却时间为15-30s，干燥区的温度为80-100℃，干燥时间为15-30s。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤S1中除磷包括破鳞机除磷及抛丸机除磷，破鳞机的伸长率为2%-3.2%，抛丸机的抛丸速度为1850rpm，抛丸强度采用下砂量系数控制，下砂量系数为0.5-1K。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤S1中酸洗包括硫酸酸洗及混酸酸洗，硫酸酸洗使用的硫酸浓度为240-300g/L，温度为60-85℃，金属离子浓度≤80g/L，时间为105-210s，混酸酸洗使用的硝酸浓度为100-140g/L，氢氟酸浓度为5-15g/L，金属离子浓度≤50g/L，时间为210-420s。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤S1中刷洗通过第一刷洗机及第二刷洗机进行，第一刷洗机的刷辊材质为SIC，工作电流为130-230A，转速为400-600rpm，刷洗时间为30-60s，第二刷洗机的刷辊材质为PP，工作电流为30-50A，转速为400-600rpm，刷洗时间为30-60s。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤S2中所述冷却区包括依次设置的空冷一区、空冷二区、雾冷区及干燥区，空冷一区采用压缩空气进行冷却，冷却时间为3-40s，鼓风风机负载为10-50%，排风压力为-80Pa，空冷二区采用压缩空气进行冷却，冷却时间为10-25s，鼓风风机负载为10-30%，排风压力为-120Pa，雾冷区冷却介质为雾状除盐水，水流量为10-20m³/h，冷却时间为2-5s，干燥区的温度为80-100℃，干燥时间为2-5s。
7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤S2中酸洗包括硫酸钠电解、硝酸电解、一号刷洗、混酸酸洗及二号刷洗，硫酸钠电解时电解电流为4500-5500A，硫酸钠溶液浓度为150g/L，电解温度为70-90℃，硝酸电解时电解电流为2000-3000A，硫酸钠溶液浓度为90-150g/L，电解温度为40-60℃，金属离子浓度＜40g/L，一号刷洗使用的刷辊材质为PP，刷机功率为2-6kW，混酸酸洗时硝酸浓度为60-120g/L，氢氟酸浓度为5-15g/L，酸洗温度为30-40℃，金属离子浓度＜20g/L，酸洗时间为30-60s，二号刷洗使用的刷辊材质为PP，刷机功率为4-8kW。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤S2中拉伸矫直采用恒张力模式，拉伸矫直张力为20-70kN，伸长率为0.1%-0.2%。
9.根据权利要求1-8任一所述的制造方法制得的低铬铁素体不锈钢。
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