TWI403591B - Excellent hot workability of Fe - Cr - Mn - N austenitic stainless steel and a manufacturing method - Google Patents
Excellent hot workability of Fe - Cr - Mn - N austenitic stainless steel and a manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- TWI403591B TWI403591B TW98113659A TW98113659A TWI403591B TW I403591 B TWI403591 B TW I403591B TW 98113659 A TW98113659 A TW 98113659A TW 98113659 A TW98113659 A TW 98113659A TW I403591 B TWI403591 B TW I403591B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- iron
- chromium
- manganese
- nitrogen
- temperature
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
本發明是有關於一種不銹鋼及其製造方法，特別是指一種鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼、鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼捲的製造方法、及生產鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的熱軋鋼胚出爐溫度計算方法。
不銹鋼隨著經濟的發展、生活水平的提高而被大量使用，其中，沃斯田鐵不銹鋼因具有優良的耐蝕性、加工性，所以廣為應用於一般家庭用具，如廚具、衛浴設備、五金零件等方面。
以往，沃斯田鐵不銹鋼為了要得到穩定的沃斯田鐵相，是透過添加成本較昂貴的鎳來達成的，如此所成的沃斯田鐵不銹鋼一般也稱為鐵-鉻-鎳沃斯田鐵不銹鋼；由於鎳的礦藏量並不豐富而使用需求卻穩定增加，因此價格也愈來愈貴，相對地造成鐵-鉻-鎳沃斯田鐵不銹鋼的生產限制。
目前，則有以相對價格較為低廉的錳及氮來取代鎳，形成所謂的鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼，取代鐵-鉻-鎳沃斯田鐵不銹鋼的做法，以提高市場的競爭力。
但是，鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼在熱軋時容易產生邊裂及剝片，所以例如日本特開昭61-124556號提出添加鈣、及特公平6-86645號專利案提出控制錳、銅含量來加以改善其熱加工性與熱脆性；此外，例如中華民國專利第091124567號專利案及WO 00/26428號專利案，則提出限定其中δ-肥粒鐵(δ-ferrite)之含量的技術以避免熱軋邊裂(Edge crack)的發生。
根據發明人研究，上述各專利案揭示的技術，雖然可以確實其各自所欲針對解決的熱加工性、熱脆性，以及熱軋邊裂發生等的問題，但是，發明人同時注意到，當特定組份的鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的熱軋鋼胚出爐溫度對應其組份過高時，其組織會進入雙相區，此時，進行熱軋會造成過溫軋延破裂(Cracks caused by overheating)，而這問題由於牽涉複雜，並無法被這些相關的專利案提出的技術手段，例如添加鈣、控制錳、銅含量或是限定δ-肥粒鐵(δ-ferrite)含量所解決。
因此，本發明之一目的，即在提供一種生產過程中不會出現過溫軋延破裂的鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼捲的製造方法。
此外，本發明之另一目的，在於提供一種生產過程中不會出現過溫軋延破裂而造成生產損失的鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼。
再者，本發明之又一目的，在於提供一種生產鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的熱軋鋼胚出爐溫度的計算方法，用以避免在生產鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的過程中出現過溫軋延破裂的問題。
於是，本發明一種鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼捲的製造方法包含以下四個步驟。
首先是選擇至少包含鉻、錳、氮、銅、鎳、矽、碳，及平衡量之鐵的鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的組份含量。
接著建立該鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼其中之組份的實測雙相區溫度與組份元素當量，並由實測雙相區溫度與組份元素當量建立一雙相區溫度TD
(℃)公式。
再由建立的該雙相區溫度TD
℃公式得到一鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼胚的熱軋鋼胚出爐溫度T(℃)，其中，T(℃)=TD
(℃)-k(℃)；T(℃)之下限值依熱軋軋機能力而定，沃斯田鐵不銹鋼鋼胚熱軋軋延時的鋼胚出爐溫度一般需大於1100℃，而最高的熱軋鋼胚出爐溫度則自TD
(℃)降低30℃，以避免過溫軋延破裂，故30≦K≦TD
-1100。
最後控制該鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼胚以T(℃)的出爐溫度自熱軋加熱爐中出爐，經熱軋製得該鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼捲。
此外，本發明之一種鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼包含13.5wt%~16.5wt%的鉻、8.0wt%~11.0wt%的錳、0.12wt%~0.18wt%的氮、0.6wt%~2.2wt%的銅、不大於1.8wt%的鎳、0.20wt%~0.70wt%的矽、0.07wt%~0.10wt%的碳，及平衡量的鐵，且其中，該等組份範圍所成的鋼胚的熱軋鋼胚出爐溫度，是先建立其中之組份的實測雙相區溫度與組份元素當量，並由實測雙相區溫度與組份元素當量建立一雙相區溫度TD
(℃)公式後，再以熱軋鋼胚出爐溫度T(℃)=TD
(℃)-k(℃)，其中，30≦K≦TD
-1100，計算得到。
再者，本發明之生產鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的熱軋鋼胚出爐溫度計算方法，包含以下三個步驟。
首先選擇至少包含鉻、錳、氮、銅、鎳、矽、碳，及平衡量之鐵的鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的組份含量。
接著建立該鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼其中之組份的實測雙相區溫度與組份元素當量，並由實測雙相區溫度與組份元素當量建立一雙相區溫度TD
(℃)公式。
最後自TD
(℃)降低k(℃)，其中，30≦K≦TD
-1100，得到生產該鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼胚的熱軋鋼胚出爐溫度。
本發明之功效在於：提供解決生產鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼時，其熱軋鋼胚出爐溫度過高時會發生過溫軋延破裂問題的製造方法，及鋼胚的熱軋出爐溫度計算方法，進而達到增快開發速度、降低生產成本的目的。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
參閱圖1，本發明一種鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼捲的製造方法的一較佳實施例，適用於生產預定組份、且不會出現過溫軋延破裂的鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼捲。
首先進行步驟11，選擇至少包含鉻、錳、氮、銅、鎳、矽、碳，及平衡量之鐵的鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的組份含量；在此，該鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼至少包含13.5wt%~16.5wt%的鉻、8.0wt%~11.0wt%的錳、0.12wt%~0.18wt%的氮、0.6wt%~2.2wt%的銅、不大於1.8wt%的鎳、0.20wt%~0.70wt%的矽、0.07wt%~0.10wt%的碳，及平衡量的鐵，要特別說明的是，不銹鋼的生產中會有許多難以避免的雜質元素，例如鉬、硫、氧等等，無法完全避免，但因並不影響本發明的實施，故在此不另加說明。
接著進行步驟12，建立該鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼其中之組份的實測雙相區溫度與組份元素當量，並由實測雙相區溫度與組份元素當量建立一雙相區溫度TD
(℃)公式。
詳細地說，上述欲生產的鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼當溫度升高時會進入雙相區(γ→
γ＋δ)，此現象與一般的鐵-鉻-鎳不銹鋼相似。從鐵-鉻-鎳三元相圖可知(如圖2，γ→
γ＋δ雙相區溫度線所示)，當鎳含量越高其進入雙相區的溫度越高。故進入雙相區溫度與鎳、鉻有關，又因為鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼是利用錳、氮二種元素來取代價格昂貴的鎳元素，所以可以用鎳當量(Nieq
)=(鎳含量)＋18×(氮含量)＋30×(碳含量)＋0.1×(錳含量)-0.01×(錳含量)2
預測鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的性質，同時，因為矽可取代部分鉻，所以必須同時配合鉻當量(Creq
)=(鉻含量)＋0.48×(矽含量)進行相關預測，之後，以鉻當量/鎳當量與實測雙相區(γ相＋δ相)溫度作圖，得到如圖3所示的雙相區溫度與鉻當量/鎳當量的比值關係，再利用線性迴歸即可求得雙相區溫度TD
(℃)公式=1417.7-66.524×(鉻當量/鎳當量)；又，要補充說明的是，對應圖3之詳細組份與雙相區溫度、鉻當量、鎳當量、鉻當量與鎳當量之比值，雙相溫度與計算值TD
(℃)，詳載於表一。
參閱圖1，繼續進行步驟13，由上述步驟12求出的雙相區溫度TD
℃公式，即可得到該鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼胚的熱軋鋼胚出爐溫度T(℃)，其中，T(℃)=TD
(℃)-k(℃)，30≦K≦TD
-1100。
更詳細地說，發明人研究得知，加熱爐爐內溫度均會高於鋼胚溫度，所以當發生軋延延遲時，鋼胚表面會有機會過溫而造成過溫軋延破裂，而在對鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼胚進行熱軋時，鋼胚溫度高於雙相區溫度時則會造成過溫軋延破裂，且當鋼胚出爐溫度設定與雙相區溫度相近時仍會有部份鋼胚發生過溫軋延破裂的狀況，所以，相對於雙相區溫度TD
(℃)公式所計算之雙相區溫度最好再至少降低30℃，做為熱軋鋼胚出爐溫度，且考慮熱軋軋機能力，熱軋軋延沃斯田鐵不銹鋼其熱軋鋼胚出爐溫度一般需大於1100℃。
最後進行步驟14，由上述步驟11確定欲生產之鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的預定組份，與步驟13計算得知較佳的熱軋鋼胚出爐溫度後，即控制鋼胚以T(℃)的熱軋出爐溫度自熱軋加熱爐中出爐，即可在不發生過溫軋延破裂的生產狀況下進行熱軋，生產製得鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼捲。
參閱表二，由表中可以得知不同組份之鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼熱軋的鋼胚出爐溫度與過溫軋延破裂的關係，進而驗證以本發明的鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼捲的製造方法生產鋼捲時，確實可以完全避免過溫軋延破裂的狀況發生，進而達到降低生產成本、提昇市場競爭力的目的。
另外要說明的是，上述的製造方法除了可以完全避免生產出過溫軋延破裂問題的鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼捲，同時也可以用來估算預定組份之鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼生產時的熱軋鋼胚出爐溫度，或是反向由熱軋鋼胚出爐溫度評估生產過程是否超出熱軋能力，進而調整欲生產的鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的組份，以生產出預定組份且於生產過程中沒有過溫軋延破裂問題的鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼捲；由於此部份技術重點已詳揭如上述，在此不再多加重複贅述。
綜上所述，本發明主要是根據鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼溫度升高時會進入雙相區，且鎳含量越高時其進入雙相區的溫度越高的現象，發展出鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼進入雙相區溫度的預測公式，進而可以完全避免生產鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼時過溫軋延破裂的狀況發生，進而達到降低生產成本、提昇市場競爭力的目的，確實達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
11．．．步驟
12．．．步驟
13．．．步驟
14．．．步驟
圖1是一流程圖，說明本發明鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼捲的製造方法的一較佳實施例；
圖2是一鐵-鉻-鎳不銹鋼三元相圖，說明雙相區溫度與鉻、鎳含量之關係；及
圖3是一關係圖，說明欲生產之特定組份的鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的雙相區溫度及鉻當量與鎳當量比值的關係，同時經由線性回歸計算得到雙相區溫度TD
(℃)公式。
11．．．步驟
12．．．步驟
13．．．步驟
14．．．步驟
Claims (6)
- 一種鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼捲的製造方法，包含：(a)選擇至少包含鉻、錳、氮、銅、鎳、矽、碳，及平衡量之鐵的鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的組份含量，其中，該鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的組份至少包含13.5wt%~16.5wt%的鉻、8.0wt%~11.0wt%的錳、0.12wt%~0.18wt%的氮、0.6wt%~2.2wt%的銅、不大於1.8wt%的鎳、0.20wt%~0.70wt%的矽、0.07wt%~0.10wt%的碳，及平衡量的鐵；(b)建立該鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼之組份的實測雙相區溫度與組份元素當量，並由實測雙相區溫度與組份元素當量建立一雙相區溫度TD (℃)公式；(c)由建立的該雙相區溫度TD ℃公式得到一鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的熱軋鋼胚出爐溫度T(℃)，其中，T(℃)=TD (℃)-k(℃)，30≦K≦TD -1100；(d)控制該鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼胚以T(℃)的熱軋鋼胚出爐溫度自熱軋加熱爐中出爐，經熱軋製得該鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼捲。
- 依據申請專利範圍第1項所述之鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼鋼捲的製造方法，其中，該雙相區溫度TD (℃)公式是TD (℃)=1417.7-66.524×(鉻當量/鎳當量)，其中，鎳當量=(鎳含量)+18×(氮含量)+30×(碳含量)+0.1×(錳 含量)-0.01×(錳含量)2 ，鉻當量=(鉻含量)+0.48×(矽含量)。
- 一種鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼，包含：13.5wt%~16.5wt%的鉻、8.0wt%~11.0wt%的錳、0.12wt%~0.18wt%的氮、0.6wt%~2.2wt%的銅、不大於1.8wt%的鎳、0.20wt%~0.70wt%的矽、0.07wt%~0.10wt%的碳，及平衡量的鐵，且其中，該等組份範圍所成的鋼胚的熱軋鋼胚出爐溫度，是先建立其中之組份的實測雙相區溫度與組份元素當量，並由實測雙相區溫度與組份元素當量建立一雙相區溫度TD (℃)公式後，再以熱軋鋼胚出爐溫度T(℃)=TD (℃)-k(℃)，其中，30≦K≦TD -1100，計算得到。
- 依據申請專利範圍第3項所述之鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼，其中，該雙相區溫度TD (℃)公式是TD (℃)=1417.7-66.524×(鉻當量/鎳當量)，且鎳當量=(鎳含量)+18×(氮含量)+30×(碳含量)+0.1×(錳含量)-0.01×(錳含量)2 ，鉻當量=(鉻含量)+0.48×(矽含量)。
- 一種生產鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的熱軋鋼胚出爐溫度計算方法，包含：(a)選擇至少包含鉻、錳、氮、銅、鎳、矽、碳，及平衡量之鐵的鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的組份含量，其中，該欲生產之鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的組份至少包含13.5wt%~16.5wt%的鉻、8.0wt%~11.0wt%的錳、0.12wt%~0.18wt%的 氮、0.6wt%~2.2wt%的銅、不大於1.8wt%的鎳、0.20wt%~0.70wt%的矽、0.07wt%~0.10wt%的碳，及平衡量的鐵；(b)建立該鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼其中之組份的實測雙相區溫度與組份元素當量，並由實測雙相區溫度與組份元素當量建立一雙相區溫度TD (℃)公式；及(c)自TD (℃)降低k(℃)，其中，30≦K≦TD -1100，得到生產該鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的熱軋鋼胚出爐溫度。
- 依據申請專利範圍第5項所述之生產鐵-鉻-錳-氮沃斯田鐵不銹鋼的熱軋鋼胚出爐溫度計算方法，其中，該雙相區溫度TD (℃)公式是TD (℃)=1417.7-66.524×(鉻當量/鎳當量)，且鎳當量=(鎳含量)+18×(氮含量)+30×(碳含量)+0.1×(錳含量)-0.01×(錳含量)2 ，鉻當量=(鉻含量)+0.48×(矽含量)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW98113659A TWI403591B (zh) | 2009-04-24 | 2009-04-24 | Excellent hot workability of Fe - Cr - Mn - N austenitic stainless steel and a manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW98113659A TWI403591B (zh) | 2009-04-24 | 2009-04-24 | Excellent hot workability of Fe - Cr - Mn - N austenitic stainless steel and a manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201038745A TW201038745A (en) | 2010-11-01 |
| TWI403591B true TWI403591B (zh) | 2013-08-01 |
Family
ID=44995095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW98113659A TWI403591B (zh) | 2009-04-24 | 2009-04-24 | Excellent hot workability of Fe - Cr - Mn - N austenitic stainless steel and a manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI403591B (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW521099B (en) * | 2000-01-21 | 2003-02-21 | Nisshin Steel Co Ltd | High-strength, high-toughness martensitic stainless steel sheet, method of inhibiting cold-rolled steel sheet edge cracking, and method of producing the steel sheet |
-
2009
- 2009-04-24 TW TW98113659A patent/TWI403591B/zh active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW521099B (en) * | 2000-01-21 | 2003-02-21 | Nisshin Steel Co Ltd | High-strength, high-toughness martensitic stainless steel sheet, method of inhibiting cold-rolled steel sheet edge cracking, and method of producing the steel sheet |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201038745A (en) | 2010-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104789816B (zh) | 一种高酸性油气田用镍基耐蚀合金及其油套管的制造方法 | |
| CN103352175B (zh) | 一种控氮奥氏体不锈钢及其制造方法 | |
| CN107709592B (zh) | 铁素体系不锈钢板及其制造方法 | |
| TWI546389B (zh) | Fat iron stainless steel plate | |
| JP2008525636A (ja) | ニッケル低減型高耐食性二相ステンレス鋼 | |
| CN101328565A (zh) | 一种低镍型奥氏体不锈钢及其制造方法 | |
| CN103966525B (zh) | 一种高铬高钼铁素体不锈钢无缝管材及其制造方法 | |
| CN105452506A (zh) | 焊接区质量优异的电焊钢管及其制造方法 | |
| CN104762559A (zh) | 一种临氢设备用钢板的生产方法 | |
| JP7117369B2 (ja) | 熱間加工性および耐水素脆性に優れた低Ｎｉオーステナイト系ステンレス鋼 | |
| CN103334064B (zh) | 一种低屈强比的铬钼钢板及其生产方法 | |
| JP5884190B2 (ja) | 加工性に優れた高強度マルテンサイト−フェライト系ステンレス厚鋼板およびその製造方法 | |
| CN102605270A (zh) | 一种超级双相不锈钢叶轮轴制造方法 | |
| JP2006097051A (ja) | マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法 | |
| JP2015137375A (ja) | フェライト系ステンレス冷延鋼板およびその製造方法 | |
| JP2018508656A (ja) | フェライト系ステンレス鋼及びその製造方法 | |
| CN111015019B (zh) | 00Cr20Mo16焊丝及其生产工艺 | |
| CN102618804B (zh) | 一种奥氏体耐热钢及其制造方法 | |
| CN105088101B (zh) | 一种具有耐腐蚀性的搪瓷传热元件用钢及其制造方法 | |
| TWI403591B (zh) | Excellent hot workability of Fe - Cr - Mn - N austenitic stainless steel and a manufacturing method | |
| CN104357733B (zh) | 一种不锈螺纹钢的生产方法 | |
| US20200392609A1 (en) | Utility ferritic stainless steel with excellent hot workability and manufacturing method thereof | |
| JP2006299374A (ja) | 耐食性および耐リジング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法 | |
| CN105803347B (zh) | 成型性优异的铁素体不锈钢及其制造方法 | |
| JP2019505680A (ja) | 二相ステンレス鋼管の製造方法 |