CN117144256A - 一种中Cr超纯铁素体不锈钢厚板及生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种中Cr超纯铁素体不锈钢厚板及其生产方法，钢板化学成分为：C≤0.030％，Si≤1.00％，Mn≤1.00％，P≤0.040％，S≤0.030％，Cr:16.0％～20.0％，N≤0.030％，Al≤0.15％；并且[8×(C+N)]≤(Ti+Nb)≤0.80％，余量为Fe和杂质。黑皮钢卷先经罩式退火炉进行加热保温处理，再经热轧退火线进行在线连续高温退火，解决了热轧黑皮钢带因韧脆转变温度较高而容易脆断的问题，以及在后续冲压加工中因退火不足而出现冲压开裂的问题，同时保证了生产过程的连续性及稳定性。

Description

一种中Cr超纯铁素体不锈钢厚板及生产方法
技术领域
本发明涉及不锈钢生产技术领域，尤其涉及一种中Cr超纯铁素体不锈钢厚板及生产方法。
背景技术
中Cr超纯铁素体不锈钢厚板产品(板厚≥6mm)，Cr含量通常在16％～20％，其生产工艺一般包括：炼钢—热轧—罩式退火—酸洗(工艺①)或炼钢—热轧—热轧退火酸洗(工艺②)两种生产工艺。在工艺①中，热轧产出的黑皮钢卷，先经过罩式退火炉进行退火处理，再进行酸洗。此工艺中，罩式退火炉的退火温度较低(约850℃)，退火时间较长(约24h)，且受到钢卷本身厚度及宽度的影响，容易受热不均匀，即内外圈的部分退火状况较好，带状组织已消除且有晶粒成长，而中间部位退火不足，带状组织未消除。如钢卷退火不均，在后续的零部件冲压加工过程中则容易出现开裂现象。工艺②中，热轧产出的黑皮钢卷直接上热轧退火酸洗线，在线高温连续退火，退火、喷砂、酸洗同步进行。此工艺中，钢卷退火温度高、时间短，退火更充分，可避免退火不均匀的情况；但板材较厚时，韧脆转变温度较高，热轧产出的黑皮卷在解卷后经过折弯时，黑皮材料极易出现脆性断裂，导致材料报废。
发明内容
本发明提供了一种中Cr超纯铁素体不锈钢厚板及其生产方法，黑皮钢卷先经罩式退火炉进行加热保温处理，再经热轧退火线进行在线连续高温退火，解决了热轧黑皮钢带因韧脆转变温度较高而容易脆断的问题，以及在后续冲压加工中因退火不足而出现冲压开裂的问题，同时保证了生产过程的连续性及稳定性。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种中Cr超纯铁素体不锈钢厚板，钢板厚度≥6mm；钢板化学成分按质量百分比计为：C≤0.030％，Si≤1.00％，Mn≤1.00％，P≤0.040％，S≤0.030％，Cr:16.0％～20.0％，N≤0.030％，Al≤0.15％；并且[8×(C+N)]≤(Ti+Nb)≤0.80％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
一种中Cr超纯铁素体不锈钢厚板的生产方法，生产过程包括冶炼、浇铸、钢坯加热、热轧、罩式退火炉保温、热轧板退火、喷砂酸洗；具体如下：
1)钢水经冶炼、连铸浇铸，得到符合设定化学成份的钢坯；
2)钢坯表面经过修磨后进热轧加热炉加热；
3)出热轧加热炉的钢坯经过高压喷水除磷，粗轧至少5道次轧延，精轧至少7道次轧延，盘卷后得到热轧态的黑皮钢卷；
4)黑皮钢卷吊入罩式退火炉中进行加热保温处理；
5)保温后的黑皮钢卷经热轧退火线退火、喷砂、酸洗，得到No.1表面的白皮钢卷，即中Cr成分超纯铁素体不锈钢产品。
进一步的，所述步骤2)中，钢坯进热轧加热炉时的温度≥150℃。
进一步的，所述步骤2)中，钢坯在热轧加热炉中的加热时间≥180min，出炉温度控制在1130～1160℃。
进一步的，所述步骤3)中，精轧终轧温度控制在800℃以上，盘卷温度控制在700℃以下。
进一步的，所述步骤4)中，钢卷在罩式退火炉中的加热温度为600～800℃，保温时间为2～6小时；并且退火时间与退火温度成反比。
进一步的，所述步骤5)中，黑皮钢卷经热轧退火线进行连续高温退火，退火温度为940～1000℃，退火时间控制在3～10min，并且退火时间与退火温度成反比；退火后立即水冷至室温。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)热轧后的钢板先进罩式退火炉中进行加热保温处理，解决中Cr超纯铁素体不锈钢厚板采用常规工艺生产时，热轧黑皮钢带因韧脆转变温度较高而容易脆断的问题；
2)钢板在热轧退火线进行连续高温退火，使中Cr超纯铁素体不锈钢厚板的退火更均匀，晶粒成长更充分，带状组织完全消除，解决在后续的冲压加工中因退火不足出现冲压开裂的问题。
附图说明
图1是本发明所述一种中Cr超纯铁素体不锈钢厚板的生产工艺流程图(罩式退火炉至成品阶段)。
图中：1.黑皮钢卷 2.罩式退火炉 3.解卷机 4.热轧退火线 5.碎锈机 6.喷砂机7.酸洗区 8.刷洗区 9.收卷机
图2是采用常规工艺生产的436L热轧板(厚度6.5mm)的冲击韧性回归曲线。
图3采用是常规工艺生产的436L热轧板(厚度为10mm)的冲击韧性回归曲线。
图4是采用本发明所述工艺生产的436L热轧板(厚度为10mm)的冲击韧性回归曲线。
图5是采用常规工艺生产的436L钢板(厚度为10mm)的金相图。
图6是采用本发明所述工艺生产的436L钢板(厚度为10mm)的金相图(晶粒5.0#)。
具体实施方式
本发明所述一种中Cr超纯铁素体不锈钢厚板，钢板厚度≥6mm；钢板化学成分按质量百分比计为：C≤0.030％，Si≤1.00％，Mn≤1.00％，P≤0.040％，S≤0.030％，Cr:16.0％～20.0％，N≤0.030％，Al≤0.15％；并且[8×(C+N)]≤(Ti+Nb)≤0.80％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
本发明所述一种中Cr超纯铁素体不锈钢厚板的生产方法，生产过程包括冶炼、浇铸、钢坯加热、热轧、罩式退火炉保温、热轧板退火、喷砂酸洗；具体如下：
1)钢水经冶炼、连铸浇铸，得到符合设定化学成份的钢坯；
2)钢坯表面经过修磨后进热轧加热炉加热；
3)出热轧加热炉的钢坯经过高压喷水除磷，粗轧至少5道次轧延，精轧至少7道次轧延，盘卷后得到热轧态的黑皮钢卷；
4)黑皮钢卷吊入罩式退火炉中进行加热保温处理；
5)保温后的黑皮钢卷经热轧退火线退火、喷砂、酸洗，得到No.1表面的白皮钢卷，即中Cr成分超纯铁素体不锈钢产品。
进一步的，所述步骤2)中，钢坯进热轧加热炉时的温度≥150℃。
进一步的，所述步骤2)中，钢坯在热轧加热炉中的加热时间≥180min，出炉温度控制在1130～1160℃。
进一步的，所述步骤3)中，精轧终轧温度控制在800℃以上，盘卷温度控制在700℃以下。
进一步的，所述步骤4)中，钢卷在罩式退火炉中的加热温度为600～800℃，保温时间为2～6小时；并且退火时间与退火温度成反比。
进一步的，所述步骤5)中，黑皮钢卷经热轧退火线进行连续高温退火，退火温度为940～1000℃，退火时间控制在3～10min，并且退火时间与退火温度成反比；退火后立即水冷至室温。
以436L钢种为例，采用常规工艺及本发明所述工艺生产的436L钢的夏比V型缺口冲击实验结果如表1所示，韧脆转变温度如表2所示。
表1 436L钢种夏比V型缺口冲击实验结果
表2 436L钢种韧脆转变温度
以上436L钢种(Cr含量17.2％)，采用常规工艺生产的6.5mm和10mm厚的热轧板，实验检测的韧脆转变温度分别为57℃和67℃，即材料厚度越厚，韧脆转变温度越高。采用本发明所述工艺生产的10mm热轧板经过罩式退火炉保温后，韧脆转变温度降低，冲击韧性有所改善。
图2是采用常规“炼钢—热轧—罩式退火—酸洗”工艺生产的436L热轧板(厚度6.5mm)的冲击韧性回归曲线。图3采用是常规“炼钢—热轧—热轧退火酸洗”工艺生产的436L热轧板(厚度为10mm)的冲击韧性回归曲线。图4是采用本发明所述“冶炼—热轧—罩式退火炉保温—热轧板退火—喷砂酸洗”工艺生产的436L热轧板(厚度为10mm)的冲击韧性回归曲线。
如图5所示，是采用常规“炼钢—热轧—罩式退火—酸洗”工艺生产的436L钢种10mm厚钢板的金相图，其晶粒呈长条状，材料经冲压成零件后容易出现开裂。采用常规“炼钢—热轧—热轧退火酸洗”工艺生产的436L钢种10mm厚钢板，黑皮卷在退火酸洗时板材容易出现脆断。
而采用本发明“冶炼—热轧—罩式退火炉保温—热轧板退火—喷砂酸洗”工艺，生产得到的436L钢种10mm厚钢板，黑皮钢卷经过解卷后未出现材料脆断的情况，如图6所示，退火后的材料晶粒呈等轴晶状，晶粒大小均匀，晶粒等级为5.0级；材料经过切板、冲压后加工，没有出现开裂的情况。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例】
本实施例中，中Cr超纯铁素体不锈钢厚板的生产过程包括冶炼、浇铸、钢坯加热、热轧、罩式退火炉保温、热轧板退火、喷砂酸洗；如图1所示，热轧后的黑皮钢卷1先经罩式退火炉2加热保温，再经解卷机3解卷后进热轧退火线4进行在线连续高温退火，退火后的钢板依次经碎锈机5除锈、喷砂机6喷砂、酸洗区7酸洗、刷洗区8刷洗，最后经收卷机9收卷后得到No.1表面的白皮钢卷。
本实施例中，中Cr超纯铁素体不锈钢厚板的主要化学成分(质量百分比)及板厚如表3所示；生产工艺参数如表4所示，成品钢板的性能如表5所示。
表3钢板主要化学成分及板厚
表4生产工艺参数
表5成品钢板性能
实施例 抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 延伸率/％ 硬度HV 晶粒号数
1 464 343 31.8 145 6.0
2 458 314 38.8 144 6.5
3 443 327 36.0 159 4.5
4 440 321 36.4 150 5.5
5 462 343 34.2 155 6.0
6 426 315 37.7 154 5.0
7 429 306 40.0 148 6.0
8 424 318 39.3 150 4.5
9 409 304 39.8 143 5.0
10 434 331 36.3 148 5.0
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种中Cr超纯铁素体不锈钢厚板，钢板厚度≥6mm；其特征在于，钢板化学成分按质量百分比计为：C≤0.030％，Si≤1.00％，Mn≤1.00％，P≤0.040％，S≤0.030％，Cr:16.0％～20.0％，N≤0.030％，Al≤0.15％；并且[8×(C+N)]≤(Ti+Nb)≤0.80％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
2.如权利要求1所述的一种中Cr超纯铁素体不锈钢厚板的生产方法，其特征在于，生产过程包括冶炼、浇铸、钢坯加热、热轧、罩式退火炉保温、热轧板退火、喷砂酸洗；具体如下：
1)钢水经冶炼、连铸浇铸，得到符合设定化学成份的钢坯；
2)钢坯表面经过修磨后进热轧加热炉加热；
3)出热轧加热炉的钢坯经过高压喷水除磷，粗轧至少5道次轧延，精轧至少7道次轧延，盘卷后得到热轧态的黑皮钢卷；
4)黑皮钢卷吊入罩式退火炉中进行加热保温处理；
5)保温后的黑皮钢卷经热轧退火线退火、喷砂、酸洗，得到No.1表面的白皮钢卷，即中Cr成分超纯铁素体不锈钢产品。
3.根据权利要求2所述的一种中Cr超纯铁素体不锈钢厚板的生产方法，其特征在于，所述步骤2)中，钢坯进热轧加热炉时的温度≥150℃。
4.根据权利要求2所述的一种中Cr超纯铁素体不锈钢厚板的生产方法，其特征在于，所述步骤2)中，钢坯在热轧加热炉中的加热时间≥180min，出炉温度控制在1130～1160℃。
5.根据权利要求2所述的一种中Cr超纯铁素体不锈钢厚板的生产方法，其特征在于，所述步骤3)中，精轧终轧温度控制在800℃以上，盘卷温度控制在700℃以下。
6.根据权利要求2所述的一种中Cr超纯铁素体不锈钢厚板的生产方法，其特征在于，所述步骤4)中，钢卷在罩式退火炉中的加热温度为600～800℃，保温时间为2～6小时；并且退火时间与退火温度成反比。
7.根据权利要求2所述的一种中Cr超纯铁素体不锈钢厚板的生产方法，其特征在于，所述步骤5)中，黑皮钢卷经热轧退火线进行连续高温退火，退火温度为940～1000℃，退火时间控制在3～10min，并且退火时间与退火温度成反比；退火后立即水冷至室温。
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