CN1176316A - 表面亮度和耐蚀性优良的奥氏体不锈钢及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种不经用于去除钢带的氧化皮的,最终退火和酸洗后的抛光而具有优良的表面亮度和卓越的耐腐蚀性的奥氏体不锈钢板。该钢板含0.2%(重量)或更少的Si以及在自表面至10μm深的表面层部分中含1.0%(重量)或更少的Si的氧化物,其中,在该表面层部分中的晶间凹槽的深度为0.1μm或更大－0.5μm或更小。此外,该钢板含0.005%(重量)或更少的Al及0.006%(重量)或更少的O,其中在自表面至10μm深的表面层部分中含Al的氧化物为0.1%(重量)或更少。用此生产该钢板的方法可以低成本生产有优良的表面亮度及耐腐蚀性的奥氏体不锈钢板。

Description

表面亮度和耐蚀性优良的 奥氏体不锈钢及其生产方法
本发明是关于具有优良表面亮度及耐腐蚀性的奥氏体不锈钢板及其生产方法的发明。
因为以SUS304为代表的奥氏体不锈钢板具有优良的耐热性、耐腐蚀性、可加工性等，所以该钢板一直被用于与其特性相关的用途中。用这种奥氏体不锈钢坯生产冷轧带钢，一般在冷轧后的精整过程中，根据用途进行退火，从而制成具有规定性能的这种带钢。
这种于精整过程中的退火过程是在强还原性气氛或在燃烧气体的气氛中进行的。这前一过程叫作光亮退火(BA)，而在此带钢表面上因这种退火而形成的氧化膜(氧化皮)极薄，以致在刚轧制后该材料上具有的表面亮度实际上保持其原有水平。但因为在气氛中使用了H2和N2的气体混合物，所以其设备很复杂，这使得退火费用不利地提高。另一方面，由于后一过程，在退火时产生了相当厚的氧化皮层，因此，在此时所产生的钢板不利地影响了耐腐蚀性及在成形过程中影响了模具的寿命。因此，在用后一工艺于燃烧气体气氛中进行退火的情况下，为了去除氧化皮，酸洗是不可缺少的。结果该精整后的板材的表面亮度比轧出的表面亮度差。
就酸洗而论，已按常规方式，参照大量的公开技术作了很多研究工作。比如日本专利公开昭38-12162、日本待审专利昭59-59900或Stainless Steel Guide Book(Masayo-shi Hasegawa等编，1973由Nikkan lndust-rial Newspaper出版，P.839)公开了所谓的盐处理工艺，它包括将此退过火的带钢浸在碱性熔盐中；或一种方法，它包括在中性盐溶液中对该此退过火的带钢电解的过程，及随后将所得的带钢浸于诸如硫酸、硝酸及硝酸盐的酸溶液中的过程；或接着对此带钢电解的过程。
在去除奥氏体不锈钢带的氧化皮的酸洗过程中，按常规通常一直采用含硝酸和氢氟酸的酸的混合物。但当采用该酸性混合物时，使得此时的该钢带的表面不仅晶界相，而且晶内相都被此酸性混合物腐蚀。若此时以柔和的压力对此带钢进行“平整冷轧”，其表面亮度与常规轧制所得的表面亮度相比则严重恶化。因此，为产生具有足够的表面亮度的带钢，酸洗后的抛光过程则一直是不可缺少的。为降低该抛光过程中的作业负荷，按常规采取了下述的一些措施。
比如，日本专利公开昭62-60164提出了这样的技术，它包括在冷轧奥氏体不锈钢带之后，借助布带，在退火和酸洗之前将该表面抛光，然后，若需要，使所得的钢板经“平整冷轧”，从而制成产品。但该技术需要大规模的用布带进行的表面抛光设备，这一点不利地提高了生产的经济成本。
为了改善该钢带的表面抛光性能，比如，日本专利公开平3-60920提出了通过用给定浓度的硝酸和氢氟酸的酸的混合物去除经热轧退火钢板上的氧化皮来降低晶间浸蚀。但，用此技术，该钢板的表面如此严重的溶解而超过了必要的程度，以致使表面的不均匀性和不规律性很易加大；而且酸洗后的表面亮度不必要地良好。因此，就抛光作业的要求方面而言，未见任何改善。
另外，日本待批专利平6-280064公开了一种改善抛光性能的方法，该法省略了热轧后的退火，但进行精整过程中的规定范围内的退火和酸洗，从而使该酸洗所产生的微观凹槽的深度为1.0μ或更小。即使用此法，抛光性能多少有所改善，但该带钢在酸洗后的表面亮度则变差了。所以，为了改进表面亮度，主要应实施附加的“平整冷轧”。
此外还有，日本待批专利6-17271公开了一种改进此抛光性能的技术，它包括通过限定退火的条件及硝酸和氢氟酸的浓度来尽可能多地抑制晶间凹槽的深度，从而使此晶间凹槽深度小于1.0μm或更小。但此法另有问题：酸洗后氧化皮仍在表面上，而且除非用抛光等法去除氧化皮，耐腐蚀性就严重变差。
日本待批专利平7-113187还公开一种通过在规定浓度的硫酸中，而不是由硝酸和氢氟酸组成的酸的混合物中酸洗，进行钢带表面镀锡的方法。但，即使用此法，为达到足够的表面亮度，平整冷轧后的抛光也不可避免，由于限定了该酸的浓度，所以表面贫铬层就不能充分消除，这是不利的，因为酸洗后的耐腐蚀性比以常规方法所产生的此性能差。
此外，从改进耐腐蚀性能考虑，日本待审专利平6-88297或平6-88300公开了通过限制在酸性混合物中酸洗之前的中性盐电解溶液的pH值，或限制酸洗后的硝酸盐电解的电解条件来去除该带钢表面的Si浓聚层的方法。在限制中性盐电解溶液pH值和硝酸盐电解条件的情况下，该表面大量溶解，因而晶间相特别易受浸蚀。耐腐蚀性确实被改善，但反之，不利的是表面亮度未见改进。
如上所述，就上述的全部已知技术而言，都有问题：为达到令人满意的，奥氏体不锈钢的表面亮度，酸洗后的抛光是必要的，另外，所得的钢带的耐腐蚀性不令人满意。
在这些情况下，本发明的目的在于提供一种在最终退火和酸洗后，不要求为除去氧化皮而进行抛光的，具有优良表面亮度和优越的耐腐蚀性的奥氏体不锈钢板。
为达到此目的，本发明人对下列因素与奥氏体不锈钢板的表面亮度和耐腐蚀性间的关系作了详细的研究：
1)奥氏体不锈钢板中的组份，尤其是Si、Al、O、V和Co、
2)热轧开始时的钢坯温度(SRT)、
3)去除初次热轧的氧化皮及留在钢板表面上的氧化物的方法、
4)氧化物的存在部位、
5)借助硝酸和氢氟酸混合物进行的酸洗条件。
结果，本发明人发现：酸洗后表面亮度和耐腐蚀性的恶化主要是由：
a)来自该钢板中的Si和Al的氧化物优先产生于晶界间，在酸洗后，这些氧化物使晶界凹槽变深或变大、
b)或甚至在酸洗后仍存留的不溶的Si或Al的氧化物所引起的。
然后，本发明人已发现：可通过在钢坯中含有适量的V和Co和限制组份Si、Al和O，来抑制Si和Al的氧化物在晶间产生。
如果除减少留在钢坯表面上的这些氧化物之外，还减少Si和Al氧化物的这种产生，则消除了残留的贫铬层，从而改善了耐腐蚀性。此外，本发明人还发现：在开始热轧时，在规定的钢坯温度(SRT)范围内的热轧除Si和Al的氧化之外还抑制了该热轧板上的晶间腐蚀及表面缺陷；还发现：在热轧前在给定条件下高压去除氧化皮可抑制所得的热轧板上的表面缺陷及粘着，借此可改进冷轧板的表面亮度、抛光性能及耐腐蚀性能。本发明人已发现：如果将在最终退火后的酸洗过程中的硝酸和氢氟酸的浓度单独地设定在规定范围内，则可均匀地溶解钢板表面上的有Cr浓度明显变化的晶间相和晶内相，从而根据该不锈钢板中的Si浓度，将改进该板中的Cr浓度的不规律性及经酸洗后的溶解程度。
基于上述发现完成了本发明。本发明被概括如下：
1、一种通过最终退火后的酸洗而产生的奥氏体不锈钢板，该钢板有优良的耐腐蚀性及表面亮度，而且从表面到10μm深的部分中含与0.2(重量)或更少的Si以及含1.0(重量)或更少的Si的氧化物，其中该表面层部分中的晶间凹槽的深度为0.1μm或更大-0.5μm或更小。
2、有优良耐腐蚀性及表面亮度的奥氏体不锈钢板，它还含0.005％(重量)或更少的Al及0.006％(重量)或更少的0，其中在10μm深度的表面层部分含有0.1％(重量)或更少的Al的氧化物。
3、具有优良耐腐蚀性及表面亮度的奥氏体不锈钢板，它还含有选自0.0.5-0.8％(重量)的V和0.05％-0.5％(重量)的Co中的一种或两种元素。
4、生产奥氏体不锈钢板的方法，它包括在加热后除去钢坯上的氧化皮、热轧此钢坯、使该热轧板退火、酸洗此热轧板、冷轧此热轧板及该冷轧板的最终退火及酸洗。
在热轧时采用含0.2％(重量)的Si的钢坯、
使该冷轧板退火，以使从该板表面至10μm深处的表面层部分会含有1.0％(重量)或更少的Si的氧化物、
在最终退火后，在酸性混合物中，以酸洗工艺溶解该冷轧板的表面(其中平均溶解范围以下式表示)，从而使该表面层部分中的晶间凹槽的深度可为0.1μm或更大-0.5μm或更小、
1.2+3×E≤D≤3.8+2×E其中“D”代表平均溶解量(g/m2)，而“E”代表Si浓度(％重量)。
5、生产具有优良耐腐蚀性和表面亮度的奥氏体不锈钢板的方法，其中该表面通过采用组成满足下式所代表的范围的硝酸和氢氟酸的酸混合物溶解；
10≤A≤70
5≤B-0.67×C≤20、
C≤50其中“A”是溶剂中的硝酸根的浓度(g/l)；“B”是氢氟酸根的浓度(g/l)；“C”是Fe的浓度(g/l)。
6、生产具有优良的耐腐蚀性和表面亮度的奥氏体不锈钢板的方法，其中热轧开始时的钢坯温度为约1100-1200℃ 。
7、生产具有优良的耐腐蚀性和表面亮度的奥氏体不锈钢板的方法，它包括对钢坯进行热轧前的，喷水压力为200kgf/cm2或更高的高压除氧化铁皮处理。
8、生产具有优良耐腐蚀性和表面亮度的奥氏体不锈钢板的方法，该钢板还含有0.005％(重量)或更少的Al及0.006％(重量)或更少的0，其中在10μm深的该板的表面层的部分中，Al氧化物的含量为0.1％(重量)或更少。
9、生产具有优良耐腐蚀性和表面亮度的奥氏体不锈钢板的方法，在该钢板中还含一种或两种选自0.05-0.8％(重量)的V和0.05-0.5％(重量)Co的元素。
按本发明，以上述方式形成该奥氏体不锈钢板，因此即使在最终退火和酸洗后不进行抛光，该奥氏体不锈钢板仍可保持良好的耐腐蚀性和表面亮度。下文将详述本发明。
图1是描绘该奥氏体不锈钢板中的Si含量与表面亮度和耐腐蚀性间的关系的示意图。
根据本发明的第一个情况，在该奥氏体不锈钢板中的Si含量为0.2％(重量)或更少。在通用类型的奥氏体不锈钢板中，一直将Si作为脱氧剂以约0.4-0.7％(重量)的量在炼钢时加在钢水中。但按本发明，因为本发明人在详细检验钢中的Si成份和该钢表面上的Si的氧化物后发现：该钢中的Si含量越高，则在该退火过程中于晶间相中产生越多的Si氧化物沉积。存在于该晶间相中的该Si的氧化物好象有根，它降低了该钢在后续的酸洗过程中的去除氧化皮的性能，而另外还加深了在该钢表面上的晶间凹槽，抑制了晶粒生长，并具有增加每单位面积中的晶间凹槽数量的作用，因此使酸洗后的表面亮度和耐腐蚀性严重恶化。换言之，该钢中的较低的Si含量使得于最后退火过程中在此钢的表面上的晶间相周围不产生Si的氧化物，减少该钢板表面上每单位面积中的晶间凹槽数量，而且还减少该晶间凹槽的深度，结果改善了表面亮度。就Si的上限而论，本发明人对该钢中的Si含量、晶间相周围的这类氧化物和酸洗后的表面亮度和耐腐蚀性已作了详细的研究，结果发现：0.2％(重量)或更低的Si含量不使表面亮度或耐腐蚀性严重变差。因此需将该奥氏体不锈钢中的Si含量调至0.2％(重量)或更低。低的Si含量是较好的，故无需确定下限。但若Si含量过低，炼钢过程中的脱氧将是困难的，或可能对该钢的构造的焊接性能产生负面效果。因此，Si含量最好应为0.02％(重量)-0.15％(重量)。
另外，根据本发明，在最终退火和酸洗之后，在自表面至10μm处的厚度中的该组分中的Si氧化物含量应为1.0％(重量)或更少。如上所述，该Si的氧化物阻止晶粒生长，而且在酸洗后增加该钢表面层上的晶间凹槽的面积及加深其深度。因此，Si的氧化物对表面亮度有不利的影响。与其它的Cr和Fe的氧化物不同，该Si的氧化物几乎不溶于酸和中性盐的溶液，而且即便经诸如酸洗等处理后，该表面层上的总的Si氧化物在通常的酸洗条件下也不会增溶。若在酸洗后留有此Si氧化物，则该氧化物起着腐蚀发生点的作用；这种残留的Si氧化物使得下面的贫铬层得以存留，因此它们都对耐腐蚀性能产生不利的影响。通过在自该钢表面至10μm深处将该Si氧化物限制在1.0％(重量)或更小的范围内，就可明显地抑制这些不利的影响。因此在该厚度范围内的Si含量应被限定为1.0％(重量)或更少。在此范围内，在该钢板表面上存有较低的Si氧化物含量是较好的。但，如上所述，仅通过酸溶解来过分地减少Si的氧化物就涉及到该钢表面上的Si氧化物层的下层中的钢被较大地增溶，这又使在此钢板表面上的晶间凹槽加深，结果使表面亮度下降。这种危害可通过减少钢中的Si含量而避免。
按本发明，在最终退火后的酸洗之后，在该钢板表面上的晶间凹槽(被腐蚀的晶间凹槽)的深度应为0.1-0.5μm。在最终退火后，该不锈钢板的晶间相附近，由于Cr的扩散速度的关系产生了贫Cr层。因为除非经酸洗而溶解此贫铬层，则在该有发明性的组分的钢板中耐腐蚀性会变差，所以应酸洗和去除此贫铬层，从而可使该钢板表面上的晶间相的深度为至少0.1μm。可供选择的是，若晶间凹槽过深，结果会使表面亮度下降。为了同时达到表面亮度和耐腐蚀性，则应将晶间凹槽深度调整到0.1-0.5μm。
根据本发明的第二个情况，除限制Si含量外，还将Al和O含量分别限于0.005％(重量)或更少和0.006％(重量)或更少。基于上述的限定Si含的相同的理由，可得到更好的改善表面亮度和耐腐蚀性的效果。这是因为超过0.005％(重量)的Al含量和超过0.006％(重量)的含量。O含量在该表面上形成Al的氧化物，而这些Al的氧化物在该钢和氧化皮界面间的晶间相中浓聚，结果阻碍了晶粒生长、增加了每单位面积上的晶间凹槽的数量，加深了酸洗后的晶间凹槽的深度并恶化了该钢带的表面亮度。换言之，调整此钢中的Al和O不使任何Al氧化物产生，从而使表面亮度得以改善。较低的Al和O含量应是较好的，但若此含量过低，则炼钢过程中的精炼时间延长，这又涉及到成本上升。因此Al和O分别应为0.005％(重量)或更少和0.006％(重量)或更少。而更好是，Al应为0.003％(重量)或更少，而O应为0.006％(重量)或更少。
另外根据本发明，最终退火和酸洗后，自表面至10μm深处中该组分中的Al氧化物应为0.1％(重量)或更少。如上所述，Al的氧化物阻碍晶粒生长，酸洗后增大该钢表面层上的晶间凹槽的面积及使晶间凹槽加深。因此，出于对表面亮度的考虑，这会带来不利的效果。不像其它的铬的andiron氧化物，Al的氧化物几乎不溶于酸或中性盐溶液，而且即使在包括酸洗在内的处理后，该表面层上的Al的氧化物在常规的酸洗条件下也不会完全溶解。若在酸洗后还有这些Al的氧化物，它们就起到了腐蚀发生点的作用。这种残留的Al氧化物会使下面的贫铬层得以存留，结果它们都对耐腐蚀性产生不利影响。通过在自此钢表面至10μm深处中将Al氧化物限于0.1％(重量)或更少的范围内，就明显地抑制了这些影响。因此应将该厚度范围内的Al含量限定为0.1％(重量)或更少。在此范围内，留在该钢板中的Al氧化物的含量越低越好。但，如上所述，仅通过酸洗使Al氧化物过份降低就涉及到该钢板上的Al氧化物的下层中的钢被大量溶解，这又使该钢板表面上的晶间凹槽加深，结果使表面亮度下降。这种危害可通过降低该钢中的Al和O的含量而避免。
按本发明的第三个情况，在该奥氏体不锈钢中，V和Co含量分别应为0.05％(重量)-0.8％(重量)和0.05-0.5(重量)。这种限定是从这样的发现推导出来的：在详细研究了各元素防止在晶间相中产生Si和Al氧化物的能力之后，V和Co作为这种元素是有作用的。
当向该钢中加V时，就在退火时产生氮化钒。这个生成反应的反应速度比Si和Al的氧化物的生成速度快，这就有力地阻碍了Si的氧化物在该晶间相中以较高的密度生成，或对于防止Si和Al向该晶间相中扩散是有效的。因此，向钢中加适量的V可防止Si和Al的氧化物生长入此晶间相中，以及防止这种生成危及酸洗后的表面亮度和耐腐蚀性。因为0.05％(重量)或更多的V对抑制氧化物是有效的，故其下限应为0.05％(重量)。V含量较高则较好，从而抑制了Si和Al的氧化物的生成，但过量加V会使该奥氏体晶粒成为较细的颗粒，或会生成V2O5，这会使该表面的耐腐蚀性恶化。因此，V的上限应为0.8％(重量)。在该钢中V应为0.1-0.5％(重量)则更好。
另一方面，Co在该奥氏体不锈钢中起着防止Si和Al氧化的作用，从而抑制了在晶间相中形成Si和Al的氧化物。经详细研究之后已发现：0.05％(重量)或更高的Co有效地防止此晶间相中的氧化物。因此，Co的下限应为0.05％(重量)。此外，约0.5％(重量)的Co其作用就饱和了，而过量加Co会使成本上升。因此Co的上限应为0.5％(重量)。Co在此钢中应为0.05-0.3％则更好。
下面将说明生产上述奥氏体不锈钢板的方法。通常，奥氏体不锈钢板是用经高压水去了氧化皮的钢坯，经热轧、冷轧、热处理和酸洗而产生的。该钢坯用钢水制成，该钢水的组成元素在炼钢时经调整，再于连铸机中铸造。此外，在最终酸洗该板后，进行“平整冷轧”，以便提高该板的表面亮度。
按本发明的第四个情况，首先应将经冷轧的该奥氏体不锈钢板，在最终退火后用硝酸和氢氟酸酸洗，二者都要满足下式的范围：
1.2+3×E≤D≤3.8+2×E其中“D”代表平均溶解量(g/m2)，“E”代表Si浓度(％重量)。
本发明人已对酸洗所要求的该平均溶解量和表面亮度及耐腐蚀性间的关系作了详细的实验研究。此结果示于图1中的示意图中。如在图1中明显示出那样，若酸洗时该平均溶解量小于1.2+3×Si(％重量)的值，则不能完全去除表面氧化皮，从而表明Si的氧化物仍留在此晶间相中，而使耐腐蚀性变差。若此平均溶解量大于3.8+2×Si(％重量)的值，则晶间凹槽变深变宽，这明显地恶化了表面亮度。
按本发明的第五个情况，该经冷轧的奥氏体不锈钢板在最终退火后应用满足下式所表示的范围的硝酸和氢氟酸酸洗：
10≤A≤70
5≤B-0.67×C≤20
C≤50其中“A”是溶剂中的硝酸根浓度(g/l)；“B”为氢氟酸根浓度(g/l)；而“C”是Fe浓度(g/l)。
若硝酸浓度低于10g/l，则使增溶能力如此之差，以致去氧化皮需要很长的时间。若此浓度大于70g/l，则该钢的溶解是如此之高，以致不仅在该晶界相中，而且在晶内相中出现点状腐蚀这就恶化了表面亮度。因此，硝酸浓度应为10g/l-70g/l。若表示氢氟酸和钢浓度间关系的式子B-0.67C的值小于5，则溶解能力是如此之差，以致去氧化皮需要很长的时间。若式B-0.67C的值大于20，则溶解量较强烈地依赖于Cr浓度。因此含有在其中发展的贫铬层的晶界相是如此地主要是被选择性地溶解，以致使该晶间凹槽的深度和宽度是如此地增大，结果该表面未能均匀溶解。若氢氟酸和钢浓度间的此关系式在本发明的范围内，则相反地是，该溶解量则很少依赖于Cr浓度，结果使该表面均匀溶解，从而改善了亮度。因此，氢氟酸和该钢浓度间的关系应用5≤B-0.67×C≤20表示。此外，若在酸洗液中的该钢的浓度大于50g/l，则去氧化皮变得困难，结果和酸洗罐底留有大量沉积物。出于清理酸洗废弃物的考虑，这种操作会是很难的。因此，此上限应为50g/l。
按本发明的第六个情况，其中热轧开始时的钢坯温度(下文指的是“SRT”)应在1100-1200℃的范围内。其原因如下：若SRT大于1200℃，则在该钢坯表面上产生较厚的热轧氧化皮，比如Si和Al的氧化物。这些氧化物，即热轧后的氧化皮较厚，则使轧制不完善；换言之，在终轧时，热轧氧化皮被推进去，结果损坏了该钢板的表面，并产生粘和的氧化皮。这种损坏经热轧后的酸洗仍存留，而且即使冷轧后也存留，它们在最终退火和酸洗后作为大的缺陷留在该钢板的表面上，结果使表面亮度变差。更确切地说，小于1200℃的SRT在该钢板的表面上形成较薄的热轧氧化皮，而在热轧时不粘合在该表面上，从而抑制了缺陷和纹络的出现，结果改善了该冷轧板的表面亮度。SRT越低越好，但若SRT过低，则该钢板未软化，从而需要很高程度的轧制负荷，结果操作困难。因此，热轧时的SRT应为1100-1200℃。
按本发明的第七个情况，该奥氏体不锈钢板在钢坯加热后的热轧过程中及在粗轧之前还应经受喷水压力为200kgf/cm2的高压去氧化皮处理。这是因为，该钢坯带有在加热时产生的热轧氧化皮，若轧制此钢坯，则在热轧时将此热轧氧化皮推入，从而在该钢板表面上产生损坏及粘合的氧化皮，它们在最终退火和酸洗后使表面亮度恶化。换言之，若在钢坯加热之后和轧制之前以某种程度剥去此热轧氧化皮，就不产生任何的粘合等情况。这样，经最终退火和酸洗的钢板就达到了良好的亮度。本发明人已检验了具有本发明成份的该奥氏体钢坯的多种去氧化皮工艺，结果发现：用高压水去除氧化皮是最适宜的。本发明人还发现：以200kgf/cm2或以上或更高的喷水压力就没有诸如粘合和纹路之类的缺陷发生。因此按本发明的第7个情况，高压去氧化皮应在轧制之前和热轧过程中的钢坯加热之后以200kgf/cm2或更高的喷水压力进行。
关于本发明的第八和九个情况的解释就省略了，因为在上述第2和3项发明的基础，它们可很容易地被理解。
按照本发明，可根据晶粒直径和机械性能等令人满意地确定最终退火温度。因此，根据本发明，对该温度无特别的限制。但考虑到与重结晶温度的关系，该温度最好约为1000-1150℃。作为用酸的混合物酸洗的预处理，上述按常规选择的碱性熔盐预处理或类似于通常所用的中性盐，包括Na2SO4水溶液的中性盐的电解预处理会令人满意的实施。另外，根据本发明，无需再说的是，在用酸的混合物处理后可令人满意地进行诸如硝酸盐电解和“平整冷轧”之类的处理。可通过适当选择浸泡时间和温度等参数调整被酸性混合物溶解的程度。另外，不必限定此钢板中的除上述组份之外的其它组份。在常规奥氏体钢中的各组份，就象它们在该常规钢中一样，可适用于本发明的钢。
实施例1
通过在实验室的规模下，将成份示于表1-1、1-2的奥氏体不锈钢熔成锭、于SRT1180℃使该锭经受热轧前的，250kgf/cm2喷水压力的高压去氧化皮处理而制成厚4.0mm的热轧板。接着在冷轧前使此板退火和酸洗、制成板厚1.0mm的冷轧板。在含3％(体积)的O2、7％(体积)的CO2、20％(体积)水份和70％(体积)N2的燃烧气体中进行的1100℃、30秒的热处理(退火)后，再对此板进行采用中性盐的电解预处理(200g/l Na2SO4、温度80℃电解电流120c/dm2)，然后将该板浸于温度为60℃的50g/l硝酸、35g/l氢氟酸和30g/l Fe的酸性混合物中，以使此表面以3g/m2的平均量溶解。自表面至10μm深处中的Si氧化物和Al氧化物的浓度以其提取后的残留物确定。
这种测定是这样进行的：将各酸洗钢板的10cm见方的试样在溴-甲醇溶液中电解，以使该表面层溶去10μm的深度，然后分析溶解量和残留物的重量。用X射线衍射和Fourier变换红外光谱法鉴定该残留物中的氧化物，同时用湿分析法测定该残留物中的Si和Al含量。在该钢表面上的晶间凹槽的深度靠用SEM和激光显微镜的观测来确定。
评价所得的钢板的表面亮度和耐腐蚀性。根据JISZ8741的亮度评价该表面亮度。按所谓的CAS试验(JISD0201)，以24小时后的腐蚀发展面积比确定耐腐蚀性。
表1-1和1-2表明：超出本发明范围的Si组分的含量使表面亮度和耐腐蚀性变差。超出本发明范围的该钢表面的晶粒度和晶间凹槽的宽度恶化了表面亮度。相反，本发明的实施例则有比常规例子更好的表面亮度和耐腐蚀性。
在本发明范围内的Al、O、V和Co的含量进一步改善了表面亮度。实施例2
以实验室的规模将成分如表2所示的奥氏体不锈钢熔成锭，以表3所示的SRT对此锭进行高压去除氧化皮，制成板厚4.0mm的热轧板。接着在冷轧前对此板退火和酸洗，制成板厚1.0mm的冷轧板。在含3％(体积)O2、7％(体积)CO2、20％(体积)水份和70％(体积)N2的燃烧气体中的1100℃、30秒的热处理后，对此板进行中性盐电解处理(200g/l Na2SO4、温度80℃及电解电流120c/dm2)，然后将该板浸于温度为60℃的50g/l硝酸、35g/l氢氟酸和30g/l Fe的酸性混合物中，以便将该表面以3g/m2的平均值溶去。以同于实施例1中所示的方法测定自表面至10μm深处中的Si和Al氧化物的浓度，及该晶间凹槽的深度。以同于实施例1中所述的方法评价所得钢板的表面亮度和耐腐蚀性。
表3表明：在本发明范围内的SRT进一步改善了表面亮度。若在轧制前在本发明范围内的条件下进行高压去除氧化皮，则进一步改善表面亮度。实施例3
以实验室的规模将成份如表4所示的奥氏体不锈钢熔成锭，于1180℃的SRT下将此锭保持1小时，然后于热轧前以250kgf/cm2的喷水压力对此所得锭进行高压去除氧化皮处理，制成厚4.0mm的热轧板。接着在冷轧前使此板退火和酸洗，制成厚1.0mm的冷轧板。在含3％(体积)O2、7％(体积)CO2、20％(体积)水份和70％(体积)N2的燃烧气体中于1100℃热处理30秒后，对此板进行中性盐电解热处理(200g/l Na2SO4、温度80℃及电解电流120c/dm2)，然后将该板浸于酸性混合物中，条件如表5所示，以便按表5所示的平均量溶解此表面。以同于实施例1中的方法测定自表面至10μm深度中的Si和Al氧化物的浓度及该晶间凹槽的深度。以同于实施例1中的方法评价所得钢板的表面亮度和耐腐蚀性。
表5表明：超出本发明范围的该酸混合物的成份和平均溶解量与表1中所示的常规的例子相比，确实都具有良好的表面亮度和耐腐蚀性，而落在本发明范围内的这种成份和平均溶解量却产生了好得多的表面亮度。
如在各实施例中所明显展示的那样，符合本发明范围的奥氏体钢板中的Si含量和自表面至10μm深处中Si氧化物含量和该晶间凹槽的深度和符合本发明范围的该钢中的Al、O、V和Co的浓度一起就可产生了具有优越的表面亮度和耐腐蚀性的不锈钢板。
  表1-1
实验     C   Si    Mn     P     S     Cr     Ni     Co   V     Al     N   O  Cu(重量％)   10μm表面层中的Si浓度(重量％) 10μm表面层中的Al浓度(重量％)   晶间凹槽浓度(inμm)   表面亮度(G20)   腐蚀面积(％) 注
    1   0.051   0.12    1.02     0.032     0.006     18.2     8.95     0.10   0.12     -     0.40     0.03     0.25     980     0 本发明实施例
    2   0.051   0.15    1.01     0.031     0.007     18.6     8.31     0.12   0.11     0.002     0.037     0.005     0.31     0.50     0.01     0.35     965     0 同上
    3   0.052   0.2    0.98     0.031     0.007     18.2     8.78     0.08   0.35     0.005     0.039     0.003     -     0.70     0.07     0.20     998     2 同上
    4   0.053   0.1    1.03     0.032     0.006     18.3     8.97     0.35   0.05     0.004     0.037     0.005     0.3     0.60     0.03     0.45     970     1 同上
    5   0.048   0.12    0.59     0.033     0.007     18.4     9.02     0.20   0.15     0.001     0.041     0.003     -     0.50     0.04     0.50     980     0 同上
    6   0.051   0.08    0.99     0.027     0.003     18.1     8.76     0.15   0.13     0.005     0.043     0.002     0.31     0.30     0.05     0.35     965     3 同上
    7   0.053   0.02    1.01     0.029     0.004     18.2     8.55     0.08   0.26     0.003     0.033     0.003     -     0.20     0.07     0.25     975     1 同上
    8   0.048   0.16    1.34     0.036     0.005     18.3     8.75     0.25   0.18     0.004     0.025     0.008     0.35     0.60     0.06     0.15     985     2 同上
    9   0.025   0.17    1.01     0.042     0.005     18.2     9.42     0.30   0.08     0.002     0.038     0.004     -     0.70     0.08     0.10     955     4 同上
    10   0.050   0.12    1.03     0.033     0.006     18.2     8.31     0.18   0.16     0.005     0.0038     0.003     0.3     0.80     0.03     0.35     980     3 同上
    11   0.051   0.15    1.01     0.031     0.007     18.6     8.31     0.19   0.12     0.002     0.037     0.005     -     0.20     0.03     0.25     970     4 同上
    12   0.052   0.08    0.98     0.032     0.006     18.1     8.45     0.24   0.10     0.004     0.036     0.007     0.29     0.30     0.04     0.40     960     1 同上
    13   0.053   0.12    1.24     0.032     0.006     16.8     10.62     0.32   0.11     0.002     0.038     0.005     -     0.60     0.07     0.35     950     0 同上
    14   0.049   0.18    1.12     0.034     0.003     16.2     9.35     0.26   0.16     0.003     0.029     0.004     0.3     0.70     0.02     0.35     985     2 同上
    15   0.051   0.15    1.02     0.032     0.006     18.2     8.95     0.10   0.12     0.002     0.038     0.004     -     0.60     0.03     0.45     965     0 同上
    16   0.051   0.18    1.01     0.031     0.007     18.6     8.31     0.12   0.11     0.002     0.037     0.005     0.31     0.30     0.01     0.50     975     2 同上
    17   0.048   0.12    0.59     0.033     0.007     18.4     9.02     0.20   0.15     0.007     0.041     0.012     -     0.40     0.12     0.25     655     4 同上
    18   0.051   0.08    0.99     0.027     0.003     18.1     8.76     0.15   0.13     0.011     0.043     0.011     0.31     0.35     0.18     0.35     685     3 同上
    19   0.053   0.02    1.01     0.029     0.004     18.2     8.55     0.08   0.02     0.003     0.033     0.012     -     0.80     0.09     0.20     605     3 同上
    20   0.048   0.16    1.34     0.036     0.005     18.3     8.75     0.03   0.18     0.004     0.025     0.015     0.35     0.90     0.08     0.15     695     5 同上
表1-2
实验   C   Si   Mn     P     S     Cr     Ni    Co    V    Al   N   O   Cu(重量％)   10μm表面层中的Si浓度(重量％)     10μm表面层中的Al浓度(重量％) 晶间凹槽浓度(μm) 表面亮度(G20)   腐蚀面积(％) 注
    21   0.025   0.52   1.01  0.042   0.005   18.2   9.12   -   0.03   0.008   0.038   0.012     -   1.20     0.15     0.10     50     26 对比例
    22   0.050   0.25   1.03   0.033   0.006   18.2   8.31   -   0.90   0.006   0.038   0.006     0.3   1.20     0.12     0.50     20     45 同上
    23   0.051   0.53   1.01   0.031   0.007   18.6   8.95   0.15   0.08   0.006   0.037   0.008     -   1.30     0.13     0.25     30     25 同上
    24   0.052   0.55   0.98   0.032   0.006   18.1   8.31   0.30   0.01   0.007   0.036   0.011     0.29   1.25     0.08     0.35     20     26 同上
    25   0.053   0.35   1.24   0.032   0.006   18.4   9.02   -   0.85   0.008   0.038   0.016     -   1.10     0.12     0.80     20     18 同上
    26   0.049   0.28   1.12   0.034   0.003   18.1   8.76   -   0.03   0.011   0.029   0.008     0.3   1.10     0.15     0.45     20     16 同上
实施例2    表2主题材料的化学成分(重量％)
  C   Si   Mn   P   S   Cr   Ni
  0.051   0.19   1.02   0.032   0.006   18.2   8.95
  Co   V   Al   Cu   N   O
  0.12   0.11   0.003   0.3   0.038   0.005
表3实验结果
实验No. SRT℃ 去除氧化皮条件Kgf/cm2  10μm表面层中的Si浓度 10μm表面层中的Al浓度 晶间凹槽深度μm 表面亮度(G20) 腐蚀面积(％) 注
  27   1180   250   0.5   0.07   0.20   990   3   本发明实施例
  28   1190   350   0.3   0.03   0.45   980   3   同上
  29   1130   300   0.2   0.04   0.50   960   2   同上
  30   1145   280   0.6   0.05   0.35   950   3   同上
  31   1170   270   0.7   0.07   0.25   930   5   同上
  32   1160   270   0.8   0.06   0.15   920   0   同上
  33   1150   290   0.2   0.08   0.10   930   4   同上
  34   1180   360   0.3   0.03   0.35   950   2   同上
  35   1220   未去除氧化铁皮   0.6   0.03   0.25   655   6   同上
  36   1250   未去除氧化铁皮   0.7   0.04   0.40   650   5   同上
  37   1230   260   0.6   0.07   0.35   705   7   同上
  38   1180   来去除氧化铁皮   0.3   0.05   0.25   725   8   同上
实施例3    表4  主题材料的化学成分(重量％)
 C  Si  Mn  P  S  Cr  Ni
 0.051  0.19  1.02  0.032  0.006  18.2  8.95
  Co   V   Al   Cu   N   O
  0.12   0.11   0.003   0.3   0.038   0.005
表5实验结果
实验No.     酸洗混合物 溶解量g/cm2  10μm表面层中的Si浓度 10μm表面层中的Al浓度 晶间凹槽深度(μm) 表面亮度(G20) 腐蚀面积(％) 注
硝酸浓度(g/l) 氢氟酸浓度(g/l) Fe浓度(g/l)
39  55  35  30  1.8  0.7  0.07  0.35  965  3 本发明实施例
40  60  40  40  2.2  0.6  0.03  0.20  998  2 同上
41  25  20  20  2.5  0.5  0.04  0.45  970  5 同上
42  65  20  5  3.5  0.3  0.05  0.50  980  6 同上
43  40  15  10  3.8  0.2  0.07  0.35  965  4 同上
44  45  30  15  3.2  0.6  0.06  0.25  975  2 同上
45  50  35  25  4.1  0.7  0.08  0.15  985  5 同上
46  45  40  35  2.8  0.8  0.03  0.10  955  1 同上
47  80  50  25  2.5  0.3  0.07  0.08  70  4 对比例
48  55  10  30  1.0  1.5  0.18  0.02  960  46 同上
49  55  25  25  9.5  0.2  0.02  0.90  60  0 同上
50  45  30  10  1.0  1.3  0.12  0.30  980  52 同上

Claims (9)

1、一种经最终退火后的酸洗而产生的奥氏体不锈钢板，该钢板具有优良的耐腐蚀性和表面亮度，并且含0.2％(重量)或更少的Si及在自表面至10μm深处的表面层部份中含1.0％(重量)或更少的Si的氧化物，其中，在该表面层部分中的晶间凹槽的深度为0.1μm或更多-0.5μm或更小。
2、权利要求1的具有优良耐腐蚀性和表面亮度的奥氏体不锈钢板，它还含0.005％(重量)或更少的Al及0.006％(重量)或更少的O，其中，自表面至10μm深的该表面层部分中含Al氧化物为0.1％(重量)或更少。
3、权利要求1的具有优良耐腐蚀性和表面亮度的奥氏体不锈钢板，它还含一种或两种选自0.05-0.8％(重量)的V和0.05-0.5％(重量)的Co中的元素。
4、生产奥氏体不锈钢板的方法，它包括在加热后去除钢坯上的氧化皮、热轧此钢坯、使此热轧板退火、酸洗此热轧板、冷轧此热轧板，使此冷轧板最终退火和酸洗、
热轧时采用含0.2％(重量)或更少的Si的钢坯、
使该冷轧板退火，以致使自该板的表面至10μm深的该表面层部分在酸洗后可含1.0％(重量)或更少的Si的氧化物、
在最终退火后的，在酸的混合物中的酸洗过程中使该冷轧板的表面在以下式表示的平均溶解重量损失的范围内溶解，以便使该表面层部分的晶间凹槽深度可为0.1μm或更多-0.5μm或更少：
1.2+3×E≤D≤3.8+2×E其中“D”代表该平均溶解量(g/m2)而“E”代表Si浓度(％重量)。
5、权利要求4的生产具有优良耐腐蚀性和表面亮度的奥氏体不锈钢板的方法，其中该表面用硝酸和氢氟酸的酸的混合物溶解，该混合物的组成满足以下式表示的范围：
10≤A≤70
5≤B-0.67×C≤20、
C≤50其中“A”为溶剂中的硝酸根的浓度(g/l)；“B”为氢氟酸根的浓度(g/l)；“C”为Fe的浓度。
6、权利要求4的生产具有优良耐腐蚀性和表面亮度的奥氏体不锈钢板的方法，其中热轧开始时的钢坯温度为约1100-1200℃。
7、权利要求4的生产具有优良耐腐蚀性和表面亮度的奥氏体不锈钢板的方法，它包括在热轧前使钢坯以200kgf/cm2或更高的喷水压力高压去除氧化皮。
8、权利要求4的生产具有优良耐腐蚀性和表面亮度的奥氏体不锈钢板的方法，在该钢板中还含0.005％(重量)或更少的Al及0.006％(重量)或更少的O，其中在该钢板的该表面层部分中含0.1％(重量)或更少的Al的氧化物。
9、权利要求4的生产具有优良耐腐蚀性和表面亮度的奥氏体不锈钢板的方法，在该钢板中还含一种或两种选自0.05-0.8％(重量)的V和0.05-0.5％(重量)的Co中的元素。
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