CN115341147B

CN115341147B - 电梯面板用中铬铁素体不锈钢及其制备方法

Info

Publication number: CN115341147B
Application number: CN202211001651.3A
Authority: CN
Inventors: 邹勇; 张威; 孙铭山; 邢丽娜; 秦丽雁; 莫金强; 王斌
Original assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Current assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Priority date: 2022-08-19
Filing date: 2022-08-19
Publication date: 2023-09-26
Anticipated expiration: 2042-08-19
Also published as: CN115341147A

Abstract

本发明属于铁素体不锈钢技术领域，涉及一种电梯面板用中铬铁素体不锈钢及其制备方法。本发明的一种电梯面板用中铬铁素体不锈钢，按重量百分比计，包括：C 0.025％‑0.050％，Si 0.20％‑0.50％，Mn 0.20％‑0.60％，P≤0.040％，S≤0.010％，Cr 18.0％‑19.5％，Ni 0.10％‑0.40％，Mo 0.10％‑0.50％，N 0.030％‑0.050％，Cu 0.10％‑0.50％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明的电梯面板用中铬铁素体不锈钢冷板，经磨砂加工后的表面粗糙度Ra在0.25‑0.35μm，磨砂加工后经90°折弯的粗糙度在0.75μm以下，磨砂表面经中性盐雾腐蚀500小时无锈蚀(GB/T 10125)。

Description

电梯面板用中铬铁素体不锈钢及其制备方法

技术领域

本发明属于铁素体不锈钢技术领域，涉及一种电梯面板用中铬铁素体不锈钢及其制备方法，尤其涉及一种适合磨砂和折弯加工的电梯面板用中铬铁素体不锈钢及其制备方法。

背景技术

铁素体不锈钢是指铬含量在11-30％，具有体心立方晶体结构，在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。铁素体不锈钢按铬含量可分为低铬(11-15％)、中铬(16-20％)和高铬(21-30％)三类。铁素体不锈钢不含或含少量镍，属于资源节约型材料，非常契合我国镍资源缺乏的现状。铁素体不锈钢具有成本低、热膨胀系数小、对应力腐蚀不敏感等优点，因此在制品、家电、装饰、汽车等行业得到了广泛应用。

目前建筑围护系统、电梯面板已大量使用铁素体不锈钢，如443(019Cr21CuTi)、439(022Cr18Ti)。但是443和439不锈钢属于超纯铁素体不锈钢，工艺流程复杂且添加了铌钛等贵重合金，生产成本较高，并且折弯处粗糙度大(美观度差)。Cr-Mn型材料也开始进入制品、装饰行业等行业，但是Cr-Mn型产品的Mn、N含量高，其强度高，不利于后续的磨砂、成型等加工，同时该类材料的废钢回收困难，不利于不锈钢产业的发展。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种电梯面板用中铬铁素体不锈钢及其制备方法。

具体的，本发明的一种电梯面板用中铬铁素体不锈钢，按重量百分比计，包括：C0.025％-0.050％，Si 0.20％-0.50％，Mn 0.20％-0.60％，P≤0.040％，S≤0.010％，Cr18.0％-19.5％，Ni 0.10％-0.40％，Mo 0.10％-0.50％，N 0.030％-0.050％，Cu 0.10％-0.50％，余量为Fe和不可避免的杂质。

上述的电梯面板用中铬铁素体不锈钢，按重量百分比计，包括：C 0.030％-0.045％，Si 0.25％-0.45％，Mn 0.25％-0.50％，P≤0.040％，S≤0.005％，Cr 18.0％-19.5％，Ni 0.15％-0.30％，Mo 0.15％-0.50％，N 0.030％-0.050％，Cu 0.20％-0.40％，余量为Fe和不可避免的杂质。

上述的电梯面板用中铬铁素体不锈钢，所述中铬铁素体不锈钢中，铬当量(Cr+1.5Mo+1.5Si+1.75Nb+1.5Ti+5.5Al+0.75W)/镍当量(Ni+30C+30N+0.5Mn+0.3Cu)为6.5-7.0。

上述的电梯面板用中铬铁素体不锈钢，所述中铬铁素体不锈钢两相区的温度为900-1000℃，且γ相的最大含量为20％-30％。

上述的电梯面板用中铬铁素体不锈钢，所述中铬铁素体不锈钢的点蚀指数PI值Cr+Mo+0.2Ni+5N≥18.5。

另一方面，本发明提供了所述的电梯面板用中铬铁素体不锈钢的制备方法，包括如下步骤：

(1)冶炼钢水，经连铸获得连铸板坯；

(2)所述连铸板坯通过加热、粗轧、精轧、卷取得到热卷；

(3)对所述热卷进行连续退火、冷轧、退火、酸洗，得到电梯面板用中铬铁素体不锈钢产品。

上述的电梯面板用中铬铁素体不锈钢的制备方法，所述加热的温度为1190-1220℃。

上述的电梯面板用中铬铁素体不锈钢的制备方法，所述卷取的温度为680-720℃。

上述的电梯面板用中铬铁素体不锈钢的制备方法，所述连续退火的温度为880-900℃，保温时长为1.2-1.5min/mm。

上述的电梯面板用中铬铁素体不锈钢的制备方法，所述冷轧的变形率≥60％，所述退火温度为870-890℃，保温时长为1.0-1.3min/mm。

本发明的技术方案具有如下的有益效果：

(1)本发明的电梯面板用中铬铁素体不锈钢冷板，经磨砂加工后的表面粗糙度Ra在0.25-0.35μm，磨砂加工后经90°折弯的粗糙度在0.75μm以下，磨砂表面经中性盐雾腐蚀500小时无锈蚀(GB/T 10125)；

(2)本发明的电梯面板用中铬铁素体不锈钢的制备方法，通过冶炼、连铸、热轧和冷轧后，所述铁素体不锈钢冷板的晶粒度为8-9级、屈服强度为300-330Mpa、硬度为150-165HV、中性盐雾腐蚀试验500小时无锈蚀、点蚀电位在0.230V以上。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

图1为实施例中序号1制备的电梯面板用中铬铁素体不锈钢冷板显微组织；

图2为实施例中序号5制备的对比钢种的冷板显微组织；

图3为实施例中序号1制备的电梯面板用中铬铁素体不锈钢冷板90°折弯后的表面形貌；

图4为实施例中序号5制备的对比钢种冷板90°折弯后的表面形貌。

具体实施方式

为了充分了解本发明的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本发明作详细说明。本发明的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。

本文使用的术语“该”“所述”“一个”和“一种”不表示数量的限制，而是表示存在至少一个所提及的对象。术语“优选的”“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。

当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特征时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开的所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。

本申请发明人针对电梯面板的耐蚀性、磨砂和折弯等加工要求，通过合金成分和制备工艺设计，发明了一种耐蚀性优异(中性盐雾腐蚀500h无锈蚀)、适合磨砂和折弯加工的电梯面板用中铬铁素体不锈钢及其制造方法。

具体的，本发明的电梯面板用中铬铁素体不锈钢，按重量百分比计，包括：C0.025％-0.050％，Si 0.20％-0.50％，Mn 0.20％-0.60％，P≤0.040％，S≤0.010％，Cr18.0％-19.5％，Ni 0.10％-0.40％，Mo 0.10％-0.50％，N 0.030％-0.050％，Cu 0.10％-0.50％，余量为Fe和不可避免的杂质。

下面对本发明的电梯面板用中铬铁素体不锈钢中各组分的作用及其优选含量(wt％)做详细介绍：

碳、氮：强烈奥氏体形成元素，碳、氮的加入扩大了γ相区，(γ+α)/α相界随碳含量的变化而变化。通过碳、氮含量的调整，获得适宜的γ、α相比例；优选的，碳含量为0.030％-0.045％，碳+氮含量为0.070％-0.080％。

铬：强烈的铁素体形成元素，也是赋予不锈钢具有耐蚀性的重要元素，随着铬含量的增加，其耐应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀能力提升。铬元素提高不锈钢再钝化能力，形成的更致密的钝化膜。

硅：铁素体形成元素，且是主要的脱氧剂。控制适宜的硅含量，控制钢中氧化含量；优选的，硅含量为0.25％-0.45％。

锰：较弱的奥氏体形成元素，也是不锈钢的一种脱氧剂，锰可提高氮在钢中的溶解度，但是锰对不锈钢耐蚀性有负面影响。适量的锰可促进脱氧并提高氮的溶解度，但过高的锰含量提高脆性转变温度；优选的，锰含量为0.25％-0.50％。

镍：奥氏体形成元素，可提高铁素体不锈钢强度和室温韧性、降低脆性转变文图、提高还原介质中的耐蚀性等作用，但增加不锈钢对应力腐蚀的敏感性。适量的铌提高韧性和耐蚀性；优选的，镍含量为0.15％-0.30％。

钼：强烈铁素体形成元素，促进铬在钝化膜中的富集，增加不锈钢钝化膜的稳定性，从而显著提高不锈钢的耐蚀性，但钼促进了脆性相的析出。钼提高板型耐蚀性，高的钼含量易出现脆性相；优选的，钼含量为0.15％-0.50％。

铜：弱奥氏体形成元素，适量铜可提高不锈钢的耐蚀性、冷成形性，但是会降低热加工性和提高应力腐蚀敏感性。适量的铜提高耐蚀性、冷加工性，但过量的铜应县热加工性并影响应力腐蚀；优选的，铜含量为0.20％-0.40％。

磷、硫：通常作为杂质元素存留于钢中，对不锈钢有不利影响，如脆性转变温度升高，应尽量降低钢中的磷、硫含量。

通过Cr、Mo、Cu、Ni元素的协同作用，提高材料的耐性能；控制铬当量和镍当量，获得适宜的组织。

在一些优选的实施方式中，为了防止铸坯横裂，所述中铬铁素体不锈钢中，铬当量(Cr+1.5Mo+1.5Si+1.75Nb+1.5Ti+5.5Al+0.75W)/镍当量(Ni+30C+30N+0.5Mn+0.3Cu)为6.5-7.0。

优选的，所述中铬铁素体不锈钢两相区(γ和α)的温度为900-1000℃，且γ相的最大含量为20％-30％，借此，防止热轧过程热卷裂边。

进一步优选的，所述中铬铁素体不锈钢的点蚀指数PI值Cr+Mo+0.2Ni+5N≥18.5。

本发明的电梯面板用中铬铁素体不锈钢冷板，晶粒度在8-9级、屈服强度300-330Mpa、硬度150-165HV，点蚀电位在0.025V以上。冷板经磨砂加工后的表面粗糙度Ra在0.25-0.35μm，磨砂加工后经90°折弯的粗糙度在0.75μm以下。磨砂表面经中性盐雾腐蚀500小时无锈蚀(GB/T 10125)。

另一方面，本发明还提供了上述电梯面板用中铬铁素体不锈钢的制备方法，包括如下步骤：

(1)冶炼钢水，经连铸获得连铸板坯。

可选的，所述冶炼包括：转炉冶炼、AOD炉精炼、LF炉精炼工序。

其中，所述钢水中，按重量百分比计，包括：C 0.025％-0.050％，Si 0.20％-0.50％，Mn 0.20％-0.60％，P≤0.040％，S≤0.010％，Cr 18.0％-19.5％，Ni 0.10％-0.40％，Mo 0.10％-0.50％，N 0.030％-0.050％，Cu 0.10％-0.50％，余量为Fe和不可避免的杂质。

(2)所述连铸板坯通过加热、粗轧、精轧、卷取得到热卷。

优选的，所述加热的温度为1190-1220℃，从而保证铸坯表面氧化层厚度，并且减低轧制负荷。

优选的，将卷取的温度控制在680-720℃，防止高温脆性，并对热轧组织进行恢复再结晶。

其中，所述粗轧、精轧的轧制道次、轧制压力、各道次变形量及总变形量等均可按照现有技术进行，本发明对此不做具体限定。

优选的，所述连续退火的温度为880-900℃，保温时长为1.2-1.5min/mm。

进一步优选的，所述冷轧的变形率≥60％，所述退火温度为870-890℃，保温时长为1.0-1.3min/mm。

其中，所述冷轧的轧制道次、轧制压力以及道次变形量等均可按照现有技术进行，本发明对此不做具体限定。

本发明的电梯面板用中铬铁素体不锈钢的制备方法，通过冶炼、连铸、热轧和冷轧后，所述铁素体不锈钢冷板的晶粒度为8-9级、屈服强度为300-330Mpa、硬度为150-165HV、中性盐雾腐蚀试验500小时无锈蚀、点蚀电位在0.230V以上。

实施例

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件。

按照表1中序号1-4的成分，通过转炉、AOD炉、LF炉及连铸获得连铸板坯。连铸板坯经修磨去除表面缺陷。修磨后的连铸板坯经1190-1220℃加热200-220min，高压除鳞后进行粗轧，温度在1050-1070℃，轧制压下率82％以上。粗轧坯经过精轧，温度区间920-1030℃。精轧后的进行冷却和卷取获得热轧卷板，卷取温度在680-720℃。热轧卷板经连续退火和酸洗，退火温度880-900℃，保温时长为1.3min/mm。冷轧，变形率在60％以上，冷轧后进行退火和酸洗，退火温度870-890℃，保温时长为1.1min/mm。

表1中，序号1-4为本发明的中铬铁素体不锈钢的组成成分，序号5-6为对比钢种的组成成分。其中，序号5-6为目前电梯行业普遍使用的铁素体不锈钢面板，其制备方法按照现有技术进行。

表1本发明钢种和对比钢种化学成分(wt％)

序号	C	Si	Mn	P	S	Cr	Mo	Cu	Ni	N	Ti	Nb
													1	0.030	0.45	0.50	0.028	0.002	18.1	0.49	0.40	0.25	0.048	-	-
2	0.033	0.36	0.43	0.025	0.001	18.3	0.45	0.33	0.28	0.042	-	-
													3	0.042	0.32	0.35	0.023	0.002	18.6	0.25	0.25	0.18	0.037	-	-
4	0.046	0.28	0.25	0.035	0.001	19.2	0.15	0.21	0.30	0.033	-	-
													5	0.008	0.15	0.25	0.022	0.001	17.3	-	-	-	0.011	0.28	-
6	0.011	0.18	0.32	0.023	0.001	20.6	-	0.45	-	0.013	0.21	0.12

注：符号“-”指钢种中不含有该元素。

表2为本发明中铬铁素体不锈钢和对比钢种的力学性能、耐蚀性能及加工性能比较。力学性能检测屈服强度、抗拉强度、延伸率、硬度、晶粒度。耐蚀性能检测500小时中性盐雾(GB/T 10125人造气氛腐蚀试验盐雾试验)和点蚀电位(GB17899不锈钢点蚀电位测量方法)。加工性能检测磨砂表面粗糙度和折弯后粗糙度(采用共聚焦显微镜测量结果)。

表2本发明钢种和对比钢种性能比较

注：中性盐雾腐蚀评级采用

对本发明的钢种和对比钢种的显微组织及90℃折弯后的表面形貌进行观测，结果如下：

图1为序号1的铬铁素体不锈钢冷板显微组织，图2为序号5的不锈钢冷板显微组织。通过图1和图2可以看出本发明的晶粒尺寸更小。

图3为序号1的中铬铁素体不锈钢冷板90℃折弯后的表面形貌；图4为序号5的不锈钢冷板90℃折弯后的表面形貌。通过图3和图4可以看出，本发明的表面粗糙度更低。

本发明在上文中已以优选实施例公开，但是本领域的技术人员应理解的是，这些实施例仅用于描绘本发明，而不应理解为限制本发明的范围。应注意的是，凡是与这些实施例等效的变化与置换，均应视为涵盖于本发明的权利要求范围内。因此，本发明的保护范围应当以权利要求书中所界定的范围为准。

Claims

1. 一种电梯面板用中铬铁素体不锈钢，其特征在于，按重量百分比计，包括：C0.025%-0.050%，Si 0.25%-0.45%，Mn 0.35%-0.50%，P≤0.040%，S≤0.010%，Cr 18.1%-19.5%，Ni 0.10%-0.30%，Mo 0.15%-0.49%，N 0.030%-0.048%，Cu 0.33%-0.50%，余量为Fe和不可避免的杂质；

所述中铬铁素体不锈钢中，铬当量（Cr+1.5Mo+1.5Si+1.75Nb+1.5Ti+5.5Al+0.75W）/镍当量（Ni+30C+30N+0.5Mn+0.3Cu）为6.5-7.0；

所述中铬铁素体不锈钢两相区的温度为900-1000℃，且γ相的最大含量为30%；

所述中铬铁素体不锈钢的点蚀指数PI值Cr+Mo+0.2Ni+5N≥18.5；

所述电梯面板用中铬铁素体不锈钢通过以下方法制备：

（1）冶炼钢水，经连铸获得连铸板坯；

（2）所述连铸板坯通过加热、粗轧、精轧、卷取得到热卷；

（3）对所述热卷进行连续退火、冷轧、退火、酸洗，得到电梯面板用中铬铁素体不锈钢产品；

其中，所述加热的温度为1190-1220℃；所述卷取的温度为680-720℃；所述连续退火的温度为880-900℃，保温时长为1.2-1.5 min/mm；所述冷轧的变形率≥60%，所述退火温度为870-890℃，保温时长为1.0-1.3 min/mm。

2. 根据权利要求1所述的电梯面板用中铬铁素体不锈钢，其特征在于，按重量百分比计，包括：C 0.030%-0.045%，Si 0.25%-0.45%，Mn 0.35%-0.50%，P≤0.040%，S≤0.005%，Cr18.1%-19.5%，Ni 0.15%-0.30%，Mo 0.15%-0.49%，N 0.030%-0.048%，Cu 0.33%-0.40%，余量为Fe和不可避免的杂质。

3.权利要求1-2任一项所述的电梯面板用中铬铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）冶炼钢水，经连铸获得连铸板坯；

（2）所述连铸板坯通过加热、粗轧、精轧、卷取得到热卷；

（3）对所述热卷进行连续退火、冷轧、退火、酸洗，得到电梯面板用中铬铁素体不锈钢产品。

4.根据权利要求3所述的电梯面板用中铬铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为1190-1220℃。

5.根据权利要求3所述的电梯面板用中铬铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，所述卷取的温度为680-720℃。

6. 根据权利要求3所述的电梯面板用中铬铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，所述连续退火的温度为880-900℃，保温时长为1.2-1.5 min/mm。

7. 根据权利要求3所述的电梯面板用中铬铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，所述冷轧的变形率≥60%，所述退火温度为870-890℃，保温时长为1.0-1.3 min/mm。