CN117107140A - 高强度中铬铁素体不锈钢的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了高强度中铬铁素体不锈钢的制备方法，包括以下步骤：将原料冶炼连铸成钢坯；将钢坯经过热轧得到热轧钢卷；将热轧钢卷在连续卧式退火炉内退火，之后在冷却区内冷却，得到退火钢卷，将退火钢卷机械除磷、酸洗、刷洗干燥、轧制，得到冷硬卷。本发明所述的高强度中铬铁素体不锈钢的制备方法在制备过程中热轧钢卷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，生产时间由2800‑4300分钟缩短至20‑40分钟，能耗降低60％‑70％，其中采用的冷硬卷低温低速退火工艺，使得冷轧产品具有高强度、高亮度、低表面粗糙度、表面色泽更均匀等特点，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于金属加工领域，尤其是涉及高强度中铬铁素体不锈钢的制备方法。
背景技术
传统中铬铁素体不锈钢(如430等)中碳氮含量较高，热轧过程中存在一定比例的高温奥氏体相区，热轧后带钢中有一定比例的马氏体相，热轧后钢中呈带状分布的化物影响材料的加工性能和耐腐蚀性能。因此，传统铁素体不锈钢需要进行罩式炉退火，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。作为典型的中铬铁素体不锈钢代表，430铁素体不锈钢以其热膨胀系数小，耐氯化物应力腐蚀性能优秀，基本不受国内外镍价波动影响而产量、用量稳居各牌号中铬素体不锈钢前列，并广泛应用于厨房器皿、家电面板、机械零件等表面、深冲用途。传统430不锈钢生产工艺路线中热轧钢卷需要在全氢罩式炉中完成退火，退火工艺由三个阶段组成：首先将钢卷从室温快速升温到退火温度700-850℃。其次钢卷在罩式炉中保温6-16小时。最后在罩式炉中随炉冷却至600-650℃，换罩后缓慢冷却至室温。传统罩式炉退火需要2-3天，能耗高，生产效率低。由于长时间退火导致表面色泽不均匀，表面粗糙度高，光亮度较低，板面发白发雾，影响美观。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出高强度中铬铁素体不锈钢的制备方法，在连续卧式退火炉中完成退火，使得冷轧产品具有高强度、高亮度、低表面粗糙度、表面色泽更均匀等特点。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
高强度中铬铁素体不锈钢的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：将原料冶炼连铸成钢坯，所述原料按重量百分比由以下组分组成：碳≤0.08％、硅≤0.7％、锰≤1％、磷≤0.035％、硫≤0.01％、铬16％-17％、镍≤0.3％、铜≤0.15％，余量为铁；
步骤S2：将钢坯经过热轧得到热轧钢卷；
步骤S3：将热轧钢卷在连续卧式退火炉内退火，之后在冷却区内冷却，得到退火钢卷，所述连续卧式退火炉内氧含量为4％-6％，连续卧式退火炉分为预热区、加热区及保温区，预热区的温度为600-800℃，加热区的温度为800-910℃，保温区的温度为850-910℃；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
步骤S4：将退火钢卷机械除磷、酸洗、刷洗干燥、轧制，得到冷硬卷。
进一步地，步骤S3中冷却区分为水冷一区、空冷一区、空冷二区、水冷二区及干燥区；优选地，水冷一区的冷却介质为除盐水，除盐水温度为10-40℃，除盐水流速≤10m3/h，冷却时间为10-30S，空冷一区的冷却介质为鼓风机产生的压缩空气，压缩空气温度为5-40℃，冷却时间为40-80S，鼓风机负载为60％-90％，鼓风压力为2000-4000Pa，空冷二区的冷却介质为鼓风机产生的压缩空气，压缩空气温度为5-40℃，冷却时间为40-80S，鼓风机负载为30％-50％，鼓风压力为1000-2000Pa，水冷二区的冷却介质为除盐水，除盐水温度为10-40℃，除盐水流速为20-40m3/h，冷却时间为10-30S，干燥区采用蒸汽加热干燥，干燥温度为80-100℃，干燥时间为10-30S。
进一步地，步骤S4中机械除磷是将退火钢卷依次通过破鳞机及抛丸机；
优选地，所述破鳞机数量为1台，破鳞延伸率为2％-3.2％；
优选地，抛丸机数量为2台，抛丸速度为1850rpm，抛丸强度采用下沙量系数调节，下沙量系数为0.5-1k；
进一步优选地，抛丸机使用的钢丸型号为S110、S170。典型热轧钢卷机械除鳞工艺如表2所示。
表2典型热轧钢卷机械除鳞工艺
| 热轧钢卷厚度(mm) | 3.0 | 4.0 | 5.0 |
| 延伸率％ | 3.2 | 2.4 | 2.0 |
进一步地，步骤S4中酸洗是将机械除磷后的退火钢卷依次通过硫酸酸洗槽与混合酸酸洗槽；
优选地，所述硫酸酸洗槽中硫酸浓度为200-240g/L，酸洗温度为80-85℃，酸洗时间为90-150S，铁离子浓度＜60g/L；
优选地，所述混合酸洗槽中硝酸浓度为90-200g/L，氢氟酸浓度为5-30g/L，酸洗时间为200-400S，铁离子浓度＜40g/L。
进一步地，步骤S4中刷洗干燥包括一号刷洗及二号刷洗，一号刷洗采用SIC材质刷辊，刷机电流为100-200A，刷机转速为200-600rpm，二号刷洗采用PP材质刷辊，刷机电流为10-50A，刷机转速为100-400rpm，干燥采用蒸汽干燥，干燥温度为80-100℃，干燥时间为10-30S。
进一步地，步骤S4中轧制的厚度压下率为50％-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(mm) | 轧制厚度(mm) | 压下率(％) |
| 5.0 | 2.0 | 60 |
| 5.0 | 1.5 | 70 |
| 4.0 | 1.2 | 70 |
| 3.0 | 0.6 | 80 |
优选地，所述轧制包括多道次，第一轧制道次压下率为10％-20％，轧制速度为50-150m/min，轧制油冷却流量为5000-8000L/min，最后一轧制道次压下率为5％-15％，轧制速度为100-200m/min，轧制油冷却流量为3000-8000L/min，中间轧制道次轧制油冷却流量为4000-8000L/min；进一步优选地，第一轧制道次使用的轧辊粗糙度为0.4-0.6μm，最后一轧制道次使用的轧辊粗糙度为0.15-0.2μm，中间轧制道次使用的轧辊粗糙度为0.1-0.2μm。轧制工艺中使用的垫纸为新的工艺纸，工艺纸密度为32g/cm3。
进一步地，还包括以下步骤：
步骤S5：将冷硬卷在连续卧式退火炉内退火，之后在冷却区内冷却，得到二次退火钢卷，所述连续卧式退火炉内氧含量为4％-6％，加热时间为60-200S，连续卧式退火炉分为预热区、加热区及保温区，预热区的温度为700-800℃，加热区的温度为800-1000℃，保温区的温度为800-900℃；典型冷硬卷退火温度如表4所示。
表4典型冷硬卷退火温度
步骤S6：将二次退火钢卷酸洗、精整，包装交库，经取样检测后，即可得到所需不锈钢。
进一步地，所述步骤S5中冷却区分为空冷一区、空冷二区、雾冷一区及干燥区；优选地，空冷一区的冷却介质为鼓风机产生的压缩空气，压缩空气温度为5-40℃，冷却时间为30-200S，鼓风机负载为30％-50％，空冷二区的冷却介质为鼓风机产生的压缩空气，压缩空气温度为5-40℃，冷却时间为10-100S，鼓风机负载为10％-30％，雾冷一区的冷却介质为雾状除盐水，雾状除盐水的温度为10-40℃，流速为10-20m3/h，冷却时间为5-15S，干燥区采用蒸汽加热干燥，干燥温度为80-100℃，干燥时间为5-15S。
进一步地，所述步骤S6中酸洗是将二次退火钢卷依次通过硫酸钠电解槽、硝酸电解槽、一号刷洗、混酸酸洗槽、二号刷洗、干燥；优选地，硫酸钠电解槽中电解电流为3000-5000A，硫酸钠溶液浓度为150-250g/L，电解温度为70-90℃；优选地，硝酸电解槽中电解电流为2000-3000A，硝酸浓度为90-150g/L，电解温度为40-60℃，金属离子浓度≤40g/L；优选地，一号刷洗采用PP材质刷辊，刷机功率为2-6KW；优选地，混酸酸洗槽包括一号混酸酸洗槽及二号混酸酸洗槽，一号混酸酸洗槽中硝酸浓度为80-150g/L，氢氟酸浓度≤2g/L，铁离子浓度＜20g/L，酸洗时间为30-60S，二号混酸酸洗槽中硝酸浓度为5-80g/L，氢氟酸浓度≤≤2g/L，铁离子浓度＜20g/L，酸洗时间为30-60S；优选地，二号刷洗采用PP材质刷辊，刷机功率为4-8KW；优选地，干燥才用蒸汽加热干燥，干燥温度为80-100℃，干燥时间为10-30S。
进一步地，所述精整包括在线平整、离线平整、拉伸矫直，在线平整的平整辊凸度为0.1-0.3mm，平整延伸率为0.1-0.5％，平整轧制力为30-50吨，张力为10-20吨，离线平整的平整辊凸度为0.15-0.4mm，平整张力为6-15吨，平整轧制力为30-50吨，拉伸矫直的延伸率为0.1％-0.3％，张力为5-10吨。
相对于现有技术，本发明所述的高强度中铬铁素体不锈钢的制备方法具有以下优势：
本发明所述的高强度中铬铁素体不锈钢的制备方法在制备过程中热轧钢卷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，生产时间由2800-4300分钟缩短至20-40分钟，能耗降低60％-70％，其中采用的冷硬卷低温低速退火工艺，使得冷轧产品具有高强度、高亮度、低表面粗糙度、表面色泽更均匀等特点，具有广泛的应用前景。
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
本实施例提供了高强度中铬铁素体不锈钢的制造方法，以所述铁素体不锈钢的总重量为基准，其原料组成包括:碳0.036％、硅0.224％、锰0.304％、磷0.032％、硫0.002％、铬16.38％、镍0.12％、铜0.10％以及铁余量。该高强度中铬铁素体不锈钢是通过以下方法制造得到的：
将所述铁素体不锈钢的各原料进行冶炼连铸成钢坯。
将得到的钢坯进行热轧，得到热轧钢卷，之后将热轧钢卷连续卧式退火炉退火冷却，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880℃、第2加热区温度为885℃、第3加热区温度为890℃、第4加热区温度为900℃、第5加热区温度为900℃、保温区温度为910℃。氧含量为6％；
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5m3/h，冷却介质为除盐水，冷却水温度为20℃，冷却时间为30S。空冷1区采用压缩空气进行冷却，空气温度为5℃，冷却时间为80S，鼓风风机负载为90％，鼓风压力为4000Pa。空冷2区采用压缩空气进行冷却，空气温度为5℃，冷却时间为80S，鼓风风机负载为50％，鼓风压力为2000Pa。水冷2区水流量为40m3/h，冷却介质为除盐水，冷却水温度为5℃，冷却时间为30S。干燥区采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为30S；
之后进行机械除鳞、酸洗及刷洗干燥，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，破鳞延伸率为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1.0k。钢丸型号采用S110、S170钢丸；
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。硫酸酸洗槽中硫酸浓度为240g/L，酸洗温度为85℃，铁离子浓度50g/L；硫酸酸洗时间为150s。混酸酸洗槽中硝酸浓度为200g/L，氢氟酸为30g/L，铁离子浓度30g/L。混酸酸洗时间为400s。1号刷洗采用SIC材质刷辊进行刷洗，刷机电流200A，刷机转速600rpm。2号刷洗采用PP材质刷辊进行刷洗，刷机电流30A，刷机转速400rpm。干燥采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为30S；
之后进行轧制，轧制工艺中厚度压下率为70％。第一轧制道次压下率为15％，轧制速度为100m/min。最后一个道次压下率为8％，轧制速度为200m/min。第一轧制道次轧制油冷却流量为6000L/min，最后一个道次轧制油冷却流量为8000L/min，中间道次轧制油冷却流量为8000L/min；
轧制工艺中第一轧制道次轧辊粗糙度为0.05um，最后一个轧制道次轧辊粗糙度为0.15um，中间轧制道次轧辊粗糙度为0.10um；
轧制工艺中垫纸使用新的工艺纸，工艺纸密度为32g/cm3；
之后进行冷硬卷连续卧式退火炉退火冷却，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。预热区温度为750℃，第1-2加热区温度为960℃，第3-6加热区温度为960℃，第7-8加热区温度为950℃，第1保温区温度为930℃，第2保温区温度为840℃。氧含量为6％。加热时间为100S；
热轧钢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，空气温度为5℃，冷却时间为50S，鼓风风机负载为50％。空冷2区采用压缩空气进行冷却，空气温度为5℃，冷却时间为50S，鼓风风机负载为30％。雾冷1区水流量为10m3/h，冷却介质为雾状除盐水，冷却水温度为5℃，冷却时间为10S。干燥区采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为10S；
之后进行酸洗，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4000A，硫酸钠溶液浓度为200g/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120g/L，电解温度为50℃，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4kw。混酸酸洗工艺中1号混酸酸洗槽中硝酸浓度为120g/L，氢氟酸浓度为1g/L，铁离子浓度为10g/L.。1号混酸酸洗时间为60s。2号混酸酸洗槽中硝酸浓度为60g/L，氢氟酸浓度为1g/L，铁离子浓度为8g/L.。2号混酸酸洗时间为40s。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100℃，干燥时间为10S。垫纸采用新的工艺纸，工艺纸密度为32g/cm3；
最后进行精整，精整工艺为在线平整、离线平整、拉伸矫直、包装。在线平整平整辊凸度为0.10mm，平整延伸率为0.3％，平整轧制力为40吨，张力为10吨。离线平整平整辊凸度为0.30mm，平整张力为10吨，平整轧制力为40吨。拉伸矫直延伸率为0.1％，张力为6吨。
经过上述工艺后得到高强度2B表面等级的中铬铁素体不锈钢板带产品。经检测产品抗拉强度Ts为515MPa，屈服强度Ys为332MPa，HV硬度为165，表面粗糙度Ra为0.05μm，光亮度为660GU。
实施例2
本实施例提供了高强度中铬铁素体不锈钢的制造方法，以所述铁素体不锈钢的总重量为基准，其原料组成包括:碳0.031％、硅0.282％、锰0.229％、磷0.014％、硫0.004％、铬16.20％、镍0.13％、铜0.10％以及铁余量。
与实施例1相比不同之处在于：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700℃，第1加热区温度为890℃、第2加热区温度为895℃、第3加热区温度为895℃、第4加热区温度为900℃、第5加热区温度为900℃、保温区温度为915℃。氧含量为6％；
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8m3/h，冷却介质为除盐水，冷却水温度为30℃，冷却时间为15S。空冷1区采用压缩空气进行冷却，空气温度为20℃，冷却时间为60S，鼓风风机负载为80％，鼓风压力为3000Pa。空冷2区采用压缩空气进行冷却，空气温度为20℃，冷却时间为60S，鼓风风机负载为40％，鼓风压力为1500Pa。水冷2区水流量为30m3/h，冷却介质为除盐水，冷却水温度为20℃，冷却时间为20S。干燥区采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为20S；
轧制工艺中厚度压下率为80％。第一轧制道次压下率为20％，轧制速度为150m/min。最后一个道次压下率为15％，轧制速度为200m/min。第一轧制道次轧制油冷却流量为8000L/min，最后一个道次轧制油冷却流量为8000L/min，中间道次轧制油冷却流量为8000L/min；
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。预热区温度为700℃，第1-2加热区温度为910℃，第3-6加热区温度为910℃，第7-8加热区温度为910℃，第1保温区温度为912℃，第2保温区温度为830℃。氧含量为6％。加热时间为80S；
热轧钢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，空气温度为20℃，冷却时间为40S，鼓风风机负载为30％。空冷2区采用压缩空气进行冷却，空气温度为20℃，冷却时间为80S，鼓风风机负载为30％。雾冷1区水流量为20m3/h，冷却介质为雾状除盐水，冷却水温度为20℃，冷却时间为7S。干燥区采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为7S；
经过上述工艺后得到高强度2B表面等级的中铬铁素体不锈钢板带产品。产品抗拉强度Ts为538MPa，屈服强度Ys为352MPa，HV硬度为168，表面粗糙度Ra为0.03μm，光亮度为658GU。
实施例3
本实施例提供了高强度中铬铁素体不锈钢的制造方法，以所述铁素体不锈钢的总重量为基准，其原料组成包括:碳0.039％、硅0.317％、锰0.277％、磷0.021％、硫0.003％、铬16.28％、镍0.17％、铜0.008％以及铁余量。
与实施例1相比不同之处在于：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880℃、第2加热区温度为880℃、第3加热区温度为885℃、第4加热区温度为890℃、第5加热区温度为900℃、保温区温度为900℃。氧含量为6％；
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6m3/h，冷却介质为除盐水，冷却水温度为10℃，冷却时间为30S。空冷1区采用压缩空气进行冷却，空气温度为10℃，冷却时间为80S，鼓风风机负载为60％，鼓风压力为2000Pa。空冷2区采用压缩空气进行冷却，空气温度为10℃，冷却时间为80S，鼓风风机负载为30％，鼓风压力为1000Pa。水冷2区水流量为20m3/h，冷却介质为除盐水，冷却水温度为10℃，冷却时间为30S。干燥区采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为30S；
轧制工艺中厚度压下率为60％。第一轧制道次压下率为10％，轧制速度为50m/min。最后一个道次压下率为5％，轧制速度为100m/min。第一轧制道次轧制油冷却流量为5000L/min，最后一个道次轧制油冷却流量为6000L/min，中间道次轧制油冷却流量为6000L/min；
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。预热区温度为800℃，第1-2加热区温度为970℃，第3-6加热区温度为970℃，第7-8加热区温度为950℃，第1保温区温度为860℃，第2保温区温度为860℃。氧含量为6％。加热时间为120S；
热轧钢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，空气温度为10℃，冷却时间为150S，鼓风风机负载为40％。空冷2区采用压缩空气进行冷却，空气温度为10℃，冷却时间为100S，鼓风风机负载为10％。雾冷1区水流量为20m3/h，冷却介质为雾状除盐水，冷却水温度为10℃，冷却时间为15S。干燥区采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为80℃，干燥时间为15S。
经过上述工艺后得到高强度2B表面等级的中铬铁素体不锈钢板带产品。
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：将热轧钢卷装入罩式炉内，不限速加热到150℃。第1阶段温度由150℃升高至400℃，加热时间为60分钟。第2阶段温度由400℃升高至850℃，加热时间为360分钟。第3阶段温度稳定在850℃，保温时间为600分钟。第4阶段温度由850℃降至600℃，时间为120分钟。第5阶段温度由600℃降至160℃，时间为1140分钟。第6阶段温度由160℃降至50℃，时间为30分钟。氢气流量为15m3/h。氢气露点温度为-60℃。对经过罩式炉退火的钢卷依次进行热轧钢卷酸洗、轧制，冷硬卷连续卧式退火炉退火冷却、酸洗、平整、拉伸矫直后得到普通2B表面等级的中铬铁素体不锈钢板带产品。
比较例2
与实施例1相比不同之处在于：冷硬卷连续卧式退火炉退火冷却工艺中预热区的温度为800℃，第1-2加热区温度为980℃，第3-6加热区温度为985℃，第7-8加热区温度为960℃，第1保温区温度为940℃，第2保温区温度为860℃。氧含量为6％。加热时间为50S。空冷1区采用压缩空气进行冷却，空气温度为5℃，冷却时间为40S，鼓风风机负载为50％。空冷2区采用压缩空气进行冷却，空气温度为5℃，冷却时间为20S，鼓风风机负载为30％。雾冷1区水流量为10m3/h，冷却介质为雾状除盐水，冷却水温度为10℃，冷却时间为5S。干燥区采用蒸汽进行加热干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为5S。对经过上述冷硬卷连续卧式退火炉退火冷却的钢卷经过酸洗、平整、拉伸矫直后得到普通2B表面等级的中铬铁素体不锈钢板带产品。
比较例3
与实施例1相比不同之处在于：以所述铁素体不锈钢的总重量为基准，其原料组成包括:碳0.037％、硅0.295％、锰0.341％、磷0.018％、硫0.003％、铬16.15％、镍0.38％、铜0.18％以及铁余量。
测试例
对实施例1、实施例2、实施例3与比较例1、比较例2、比较例3提供的铁素体不锈钢板按GB/T 3280-2015不锈钢冷轧钢板和钢带进行强度性能测试；按GB/T 4340.1金属维氏硬度试验进行表面硬度测试。随机对精整作业的钢卷各取300*300mm样品1块，进行强度、硬度测试，试验结果如表5所示。
表5抗拉强度、屈服强度与硬度
| 项目 | 抗拉强度Ts(MPa) | 屈服强度Ys(MPa) | 硬度HV |
| 实施例1 | 515 | 332 | 165 |
| 实施例2 | 538 | 352 | 168 |
| 实施例3 | 533 | 316 | 163 |
| 对比例1 | 456 | 292 | 145 |
| 对比例2 | 436 | 272 | 142 |
| 对比例3 | 486 | 303 | 155 |
由表5可以看出，本发明实施例1-3提供的高强中铬铁素体不锈钢的抗拉强度、屈服强度以及HV硬度均优于对比例1-3。实施例1较对比例1-3抗拉强度提高29-79MPa，屈服强度提高29-60MPa，硬度提高10-23HV，由此可见本发明的铁素体不锈钢化学成分在实现高强度特性方面具有显著作用。
对实施例1与对比例1-2制得的铁素体不锈钢板进行表面粗糙度、光亮度测试。随机对精整作业的钢卷各取300*300mm样品1块，进行表面粗糙度、光亮度测试测试，试验结果如表6所示。
表6表面粗糙度、光亮度
| 项目 | 表面粗糙度Ra um | 表面光亮度GU |
| 实施例1 | 0.05 | 660 |
| 对比例1 | 0.15 | 400 |
| 对比例2 | 0.1 | 460 |
由表6可以看出，本发明实施例1提供的高强中铬铁素体不锈钢的表面粗糙度均低于对比例，低0.05-0.10um，表面光亮度均高于对比例，高200-260GU，表面更光亮，更美观。
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 (10)
1.高强度中铬铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将原料冶炼连铸成钢坯，所述原料按重量百分比由以下组分组成：碳≤0.08％、硅≤0.7％、锰≤1％、磷≤0.035％、硫≤0.01％、铬16％-17％、镍≤0.3％、铜≤0.15％，余量为铁；
步骤S2：将钢坯经过热轧得到热轧钢卷；
步骤S3：将热轧钢卷在连续卧式退火炉内退火，之后在冷却区内冷却，得到退火钢卷，所述连续卧式退火炉内氧含量为4％-6％，连续卧式退火炉分为预热区、加热区及保温区，预热区的温度为600-800℃，加热区的温度为800-910℃，保温区的温度为850-910℃；
步骤S4：将退火钢卷机械除磷、酸洗、刷洗干燥、轧制，得到冷硬卷。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S3中冷却区分为水冷一区、空冷一区、空冷二区、水冷二区及干燥区；优选地，水冷一区的冷却介质为除盐水，除盐水温度为10-40℃，除盐水流速≤10m3/h，冷却时间为10-30S，空冷一区的冷却介质为鼓风机产生的压缩空气，压缩空气温度为5-40℃，冷却时间为40-80S，鼓风机负载为60％-90％，鼓风压力为2000-4000Pa，空冷二区的冷却介质为鼓风机产生的压缩空气，压缩空气温度为5-40℃，冷却时间为40-80S，鼓风机负载为30％-50％，鼓风压力为1000-2000Pa，水冷二区的冷却介质为除盐水，除盐水温度为10-40℃，除盐水流速为20-40m3/h，冷却时间为10-30S，干燥区采用蒸汽加热干燥，干燥温度为80-100℃，干燥时间为10-30S。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S4中机械除磷是将退火钢卷依次通过破鳞机及抛丸机；优选地，所述破鳞机数量为1台，破鳞延伸率为2％-3.2％；优选地，抛丸机数量为2台，抛丸速度为1850rpm，抛丸强度采用下沙量系数调节，下沙量系数为0.5-1k；进一步优选地，抛丸机使用的钢丸型号为S110、S170。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S4中酸洗是将机械除磷后的退火钢卷依次通过硫酸酸洗槽与混合酸酸洗槽；优选地，所述硫酸酸洗槽中硫酸浓度为200-240g/L，酸洗温度为80-85℃，酸洗时间为90-150S，铁离子浓度＜60g/L；优选地，所述混合酸洗槽中硝酸浓度为90-200g/L，氢氟酸浓度为5-30g/L，酸洗时间为200-400S，铁离子浓度＜40g/L。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S4中刷洗干燥包括一号刷洗及二号刷洗，一号刷洗采用SIC材质刷辊，刷机电流为100-200A，刷机转速为200-600rpm，二号刷洗采用PP材质刷辊，刷机电流为10-50A，刷机转速为100-400rpm，干燥采用蒸汽干燥，干燥温度为80-100℃，干燥时间为10-30S。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S4中轧制的厚度压下率为50％-80％；优选地，所述轧制包括多道次，第一轧制道次压下率为10％-20％，轧制速度为50-150m/min，轧制油冷却量为5000-8000L/min，最后一轧制道次压下率为5％-15％，轧制速度为100-200m/min，轧制油冷却量为3000-8000L/min；进一步优选地，第一轧制道次使用的轧辊粗糙度为0.4-0.6μm，最后一轧制道次使用的轧辊粗糙度为0.15-0.2μm。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
步骤S5：将冷硬卷在连续卧式退火炉内退火，之后在冷却区内冷却，得到二次退火钢卷，所述连续卧式退火炉内氧含量为4％-6％，加热时间为60-200S，连续卧式退火炉分为预热区、加热区及保温区，预热区的温度为700-800℃，加热区的温度为800-1000℃，保温区的温度为800-900℃；
步骤S6：将二次退火钢卷酸洗、精整，得到所需不锈钢。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中冷却区分为空冷一区、空冷二区、雾冷一区及干燥区；优选地，空冷一区的冷却介质为鼓风机产生的压缩空气，压缩空气温度为5-40℃，冷却时间为30-200S，鼓风机负载为30％-50％，空冷二区的冷却介质为鼓风机产生的压缩空气，压缩空气温度为5-40℃，冷却时间为10-100S，鼓风机负载为10％-30％，雾冷一区的冷却介质为雾状除盐水，雾状除盐水的温度为10-40℃，流速为10-20m3/h，冷却时间为5-15S，干燥区采用蒸汽加热干燥，干燥温度为80-100℃，干燥时间为5-15S。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S6中酸洗是将二次退火钢卷依次通过硫酸钠电解槽、硝酸电解槽、一号刷洗、混酸酸洗槽、二号刷洗、干燥；优选地，硫酸钠电解槽中电解电流为3000-5000A，硫酸钠溶液浓度为150-250g/L，电解温度为70-90℃；优选地，硝酸电解槽中电解电流为2000-3000A，硝酸浓度为90-150g/L，电解温度为40-60℃，金属离子浓度≤40g/L；优选地，一号刷洗采用PP材质刷辊，刷机功率为2-6KW；优选地，混酸酸洗槽包括一号混酸酸洗槽及二号混酸酸洗槽，一号混酸酸洗槽中硝酸浓度为80-150g/L，氢氟酸浓度≤2g/L，铁离子浓度＜20g/L，酸洗时间为30-60S，二号混酸酸洗槽中硝酸浓度为5-80g/L，氢氟酸浓度≤≤2g/L，铁离子浓度＜20g/L，酸洗时间为30-60S；优选地，二号刷洗采用PP材质刷辊，刷机功率为4-8KW；优选地，干燥才用蒸汽加热干燥，干燥温度为80-100℃，干燥时间为10-30S。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述精整包括在线平整、离线平整、拉伸矫直，在线平整的平整辊凸度为0.1-0.3mm，平整延伸率为0.1-0.5％，平整轧制力为30-50吨，张力为10-20吨，离线平整的平整辊凸度为0.15-0.4mm，平整张力为6-15吨，平整轧制力为30-50吨，拉伸矫直的延伸率为0.1％-0.3％，张力为5-10吨。
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