專利名稱：一種可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，具體涉及一種可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼及其制造 方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)不銹鋼產(chǎn)量超過(guò)全球的三分之一，隨著產(chǎn)量的增加對(duì)原材料的供應(yīng)與需求也 大幅度增加，同時(shí)我國(guó)也是一個(gè)非常缺鎳少鉻的國(guó)家，由于不銹鋼消費(fèi)發(fā)展較晚，不銹鋼的 返回料也很少。導(dǎo)致我國(guó)不銹鋼原材料大部分依賴于進(jìn)口，尤其是鎳金屬。這嚴(yán)重制約著 我國(guó)不銹鋼生產(chǎn)的健康發(fā)展，因此發(fā)展節(jié)鎳型不銹鋼是各不銹鋼廠的主要方向。國(guó)內(nèi)大專院校及不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)在積極開發(fā)節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼方面做了很多 積極的努力，但大部分節(jié)鎳型不銹鋼由于過(guò)多的降低了原材料的成本使得材料的耐蝕性 嚴(yán)重下降，或者在夾雜物改性方面未取得突破，造成材料的表面缺陷較多，且冷加工性能較 差。專利CN200810060212. 3公開了一種節(jié)鎳含錳氮奧氏體不銹鋼，其特征是化學(xué)成 份C ≤ 0. 10%；Mn 8.0 10.0%;P ≤ 0.050%;S 彡 0.010%;Crl5.50 17.0%;Ni 1.50 3. 0% ；N 0. 15 0. 25% ；Cu 1. 5 2. 5% ;其余為鐵。其中 C 優(yōu)選為 0. 04 0. 06% ；Mn 優(yōu)選為9. 0 10. 0%；Cr優(yōu)選為15. 5 16. 0%；Ni優(yōu)選為1. 8 2. 0% ;N優(yōu)選為0. 18 0. 20% ;Cu優(yōu)選為1. 8 2. 0%，在節(jié)鎳方面取得了一定的成效。但材料的表面缺陷較多。專利201110027216公開了一種具有優(yōu)良拋光性能的低鎳奧氏體不銹鋼，其化 學(xué)成分(wt% ) C 0. 05-0. 12%,0. 3% < Si < 1 Mn 9. 2-11. 0%, Cr 14. 0-16. 0%, Ni ^ 0. 4 N 0. 12-0. 25 P < 0. 08 S < 0. 01 Cu 1. 5-3. 5 %、10X 10-4 % ≤B≤30X10-4%,30X10-4%^ Ca≤60X10-4%，余量為Fe和不可避免雜質(zhì)。該鋼種 雖然通過(guò)了 B和Ca對(duì)夾雜物進(jìn)行了改性，但是由于鎳含量和鉻含量均較低，會(huì)造成材料的 耐蝕性大幅度下降，使得該專利發(fā)明的不銹鋼材料用途有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服傳統(tǒng)節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼耐蝕性不足，表面缺陷 較多的難題。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是提供一種可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼。該節(jié) 鎳型奧氏體不銹鋼，按重量百分比其化學(xué)成分包括0.0. 10%、Si < 1.00%、 9. 0 % ^ Mn ^ 12. 0 S ^ 0. 045 P ^ 0. 060 %,0. 5 % ≤ Ni ≤ 2. 5 %U4. 0 %≤ Cr ≤ 17. 0%U. 5%≤ Cu ≤ 2. 5%,0. 05%≤ 0. 25%、20X 1(T4%≤ B ≤ 50X1(T4%、 20X1(T4%彡 Ca 彡 60X10—4%、余量為 Fe。作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的方案，該節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼，按重量百分比其化 學(xué)成分包括9. 0 ≤ Mn ≤ 10. 0 %,14. 0 % ^ Cr ^ 15. 0 %A. 0 % ^ Ni ^ 1. 5%、0. 1 % ^ N ^ 0. 15%,1. 5%^ Cu ^ 2. 0%,0. 04%^ C ≤0. 10%, Si ≤ 1. 00%, S ≤ 0. 045%,P 彡 O. 060%,20Χ10_4% ^ B ( 50X 10_4%,20X 10_4%^ Ca ( 60Χ1(Γ4%、余量為 Fe。
本發(fā)明還提供了上述可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼的制造方法，包括以下步驟
a、采用含鎳生鐵為基料并按每噸鋼15(T250kg添加高碳鉻鐵，在電爐冶煉不銹鋼母液，并通過(guò)GOR轉(zhuǎn)爐冶煉；在GOR冶煉過(guò)程中，加入l(Tl3kg/t鋼錳合金和15 20kg/t鋼電解銅進(jìn)行合金化；
b、LF爐精煉，采用喂硅鈣線的方式，并采用硼鐵微合金化，使鋼液中的B含量控制在20 50ppm，Ca含量控制在20 60ppm ;得到按重量百分比化學(xué)成分包括0· 04% ^ C ^ O. 10 %, Si ^1. 00 % ,9. O % ^ Mn ^ 12. O %, S ^ O. 045 %, P ^ O. 060 % ,0. 5 % ^ Ni ^ 2. 5 %,14. O % ^ Cr ^ 17. O %U. 5 % ^ Cu ^ 2. 5 O. 05 % ^ N ^ O. 25 20Χ1(Γ4%彡 B ( 50Χ1(Γ4%、20Χ1(Γ4%彡 Ca ( 60Χ1(Γ4%、余量為 Fe 的不銹鋼鋼水；
C、連鑄；
d、連鑄坯先經(jīng)加熱，再熱軋得到熱軋黑皮卷，黑皮卷再經(jīng)過(guò)固溶、酸洗、冷軋。
其中，上述可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼的制造方法步驟b中，所述的喂硅鈣線是指加入φ I ]硅鈣包芯線，實(shí)際加入量為O. 2 O. 7kg/t鋼；所述的硼鐵微合金化是指加入硼鐵，實(shí)際加入量為O. 115 O. 55kg/t鋼。
其中，上述可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼的制造方法，在步驟b中，LF精煉時(shí)間為 45 90mino
其中，上述可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼的制造方法，在步驟c中，連鑄中間包液面保證在900 1000mm。
其中，上述可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼的制造方法，在步驟d中，所述的熱軋加熱溫度為116(Tl290°C。
其中，上述可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼的制造方法，在步驟d中，所述黑皮卷的卷取溫度為70(T800°C。
其中，上述可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼的制造方法，在步驟d中，所述的固溶溫度為 101(Tll20°C。
本發(fā)明的有益效果在于在合理成分設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)添加銅元素改善該奧氏體不銹鋼的加工性能，同時(shí)通過(guò)保證黑皮卷的卷曲溫度和固溶溫度，得到最優(yōu)的力學(xué)性能與加工性能，進(jìn)一步保證不銹鋼的冷加工性能。利用硼和鈣元素對(duì)夾雜物進(jìn)行改性，進(jìn)一步改善該鋼種的純凈度，解決了傳統(tǒng)節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼表面質(zhì)量較差，影響使用，缺陷較多的難題。以錳氮銅等元素代替鎳元素，降低了生產(chǎn)成本，節(jié)約了鎳資源，同時(shí)保證了良好的焊接、沖壓成型性能，具有在各不銹鋼廠推廣的廣闊應(yīng)用前景。


圖1本發(fā)明提供的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼的金相組織。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼，其成分按重量百分比為0. 04 % ^ C ^ O. 10 %, Si ^1. 00 % ,9. O ·% ^ Mn ^ 12. O %, S ^ O. 045 %, P ^ O. 060 % ,0. 5 % ^ Ni ^ 2. 5 %,14. O % ^ Cr ^ 17. O %U. 5 % ^ Cu ^ 2. 5 O. 05 % ^ N ^ O. 2520Χ1(Γ4%彡 B 彡 50Χ1(Γ4%、20Χ1(Γ4%彡 Ca 彡 60Χ1(Γ4%、余量為 Fe。
制造上述節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼包括以下步驟
a、采用含鎳生鐵為基料并按每噸鋼15(T250kg添加高碳鉻鐵，在電爐冶煉不銹鋼母液，并通過(guò)GOR轉(zhuǎn)爐冶煉；在GOR冶煉過(guò)程中，加入l(Tl3kg/t鋼錳合金和15 20kg/t鋼電解銅進(jìn)行合金化；
b、LF爐精煉，采用喂硅鈣線的方式，并采用硼鐵微合金化，使鋼液中的B含量控制在20 50ppm，Ca含量控制在20 60ppm ;得到按重量百分比化學(xué)成分包括0· 04% ^ C ^ O. 10 %, Si ^1. 00 % ,9. O % ^ Mn ^ 12. O %, S ^ O. 045 %, P ^ O. 060 % ,0. 5 % ^ Ni ^ 2. 5 %,14. O % ^ Cr ^ 17. O %U. 5 % ^ Cu ^ 2. 5 O. 05 % ^ N ^ O. 25 20Χ1(Γ4%彡 B ( 50Χ1(Γ4%、20Χ1(Γ4%彡 Ca ( 60Χ1(Γ4%、余量為 Fe 的不銹鋼鋼水；
C、連鑄；
d、連鑄坯先經(jīng)加熱，再熱軋得到熱軋黑皮卷，黑皮卷再經(jīng)過(guò)固溶、酸洗、冷軋。
其中，上述可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼的制造方法步驟b中，所述的喂硅鈣線是指加入φ 13硅鈣包芯線，實(shí)際加入量為O. 2 O. 7kg/t鋼；所述的硼鐵微合金化是指加入硼鐵，實(shí)際加入量為O. 115 O. 55kg/t鋼。
其中，上述可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼的制造方法，在步驟b中，LF精煉時(shí)間為 45 90mino
其中，上述可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼的制造方法，在步驟c中，連鑄中間包液面保證在900 10 00mm。
其中，上述可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼的制造方法，在步驟d中，熱軋加熱溫度為 1160 1290°C。
其中，上述可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼的制造方法，在步驟d中，所述黑皮卷的卷取溫度為70(T800°C。
其中，上述可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼的制造方法，在步驟d中，固溶溫度為 101(Tll20°C。
制造上述節(jié)鎳型不銹鋼面板材料的方法具體包括以下步驟
a、經(jīng)電爐、GOR轉(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼鋼水采用含鎳生鐵為基料并按每噸鋼15(T250kg 添加聞碳絡(luò)鐵，在電爐冶煉不鎊鋼母液，并通過(guò)GOR轉(zhuǎn)爐冶煉。在GOR冶煉過(guò)程中，加入猛合金和電解銅進(jìn)行合金化，并得到合金化的鋼水。加入錳合金的質(zhì)量為l(Tl3kg/t鋼，加入電解銅的質(zhì)量為15 20kg/t鋼。
b、鋼水再送往LF處理，LF爐精煉LF精煉時(shí)間為45 90min，同時(shí)鋼液鎮(zhèn)靜時(shí)間保證在10 30min。
LF爐精煉中，在合金添加完以后，采用喂硅鈣線的方式，實(shí)際加入φ 13娃鈣包芯線 O. 2 O. 7kg/t鋼，以改善夾雜物的性質(zhì)；采用硼鐵微合金化改善熱加工性，實(shí)際加入量為 O. 15 O. 55kg/t鋼；使鋼液中的硼含量控制在20 50ppm，鈣含量控制在20 60ppm。出鋼溫度要求在1515 1535°C。
C、連鑄為保證鋼液的純凈度，連鑄中間包液面保證在900 1000mm，確保連鑄過(guò)程無(wú)卷渣等二次污染鋼液的現(xiàn)象發(fā)生。
d、連鑄坯經(jīng)熱軋得到熱軋黑皮卷，黑皮卷經(jīng)過(guò)固溶酸洗、冷軋熱軋加熱溫度為116(Tl290°C，卷取溫度為 70(T80(TC，固溶溫度為 101(Tll20°C。
以下用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)的闡述，這些實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明最佳實(shí)施方式的描述，最佳實(shí)施方式并不對(duì)本發(fā)明的范圍有任何限制。
實(shí)施例1
以含鎳生鐵為基料，其主要化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為C 4. 17%、S O. 16%、P O. 052%、Si O. 78%、Ni1. 68%，余量為Fe，按每噸鋼242kg添加高碳鉻鐵。將其加入到電爐中熔煉不銹鋼母液，電爐冶煉時(shí)間105min，電爐出鋼溫度1602°C;再將得到的不銹鋼母液加入到GOR精煉爐中，加入猛合金的質(zhì)量為102kg/t鋼，加入電解銅的質(zhì)量為16. 5kg/t鋼進(jìn)行合金化，冶煉時(shí)間為102min，出鋼溫度1552°C。得合金化的鋼水，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為C O. 07%, Si O. 44%, Mn 9. 74%, S O. 003%, P O. 035%, Ni1. 07%, Cr 14. 57%, Cu1. 63%,N O. 14%，余量為 Fe。
鋼水再送往LF處理，將鋼水通過(guò)LF爐電加熱升溫至1534°C。經(jīng)過(guò)硼鐵進(jìn)行微合金化加入硼鐵O. 26kg/t鋼，硅鈣線處理加入φ 13硅鈣包芯線O. 38kg/t鋼，使鋼液中的硼含量控制在25ppm，鈣含量控制在35ppm。出鋼鋼水化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為C O. 07%, Si O. 44%,Mn 9. 74%,S O. 003%,P O. 035%,Ni1. 07%,Cr 14. 57%,Cu1. 63%,N O. 14%, Ca35Xl(T4%、B25Xl(T4%，余量為 Fe。LF 精煉時(shí)間 60min，鎮(zhèn)靜時(shí)間 12min。
鋼水經(jīng)連鑄得到連鑄坯后熱軋，連鑄中間包液面為995mm，LF精煉后的鋼水經(jīng)連鑄機(jī)連鑄，得到180X1250X 12000mm的連鑄板坯，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為C O. 07%, SiO. 44%, Mn 9. 74%, S O. 003%, P O. 035%, Ni1. 07%, Cr 14. 57%, Cu1. 63%, NO.14%、Ca35Xl(T4%、B25Xl(T4%，余量為 Fe。
然后連鑄板還經(jīng)熱軋,得到厚度為2. 5mm寬度為1250mm的不銹鋼黑皮卷。熱軋加熱溫度為1225°C，卷取溫度為719°C，固溶溫度為1025°C。
經(jīng)固溶后的不銹鋼帶冷軋后得到厚度為O. 28mm寬度為1219mm的不銹鋼鋼帶,冷軋后的表面質(zhì)量、邊部質(zhì)量良好。說(shuō)明冷軋加工性能良好。
表2為上表中實(shí)施例1的性能參數(shù)，其中Rpa2表示規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度，Rm表示抗拉強(qiáng)度，A表示斷后伸長(zhǎng)率，HB為硬度值。
表2實(shí)施例1的性能參數(shù)
Rpo. 2/MPa·Rm/MPaA/%硬度值HB熱軋邊裂情況實(shí)施例134580054199無(wú)邊裂
其中，上述實(shí)施例力學(xué)性能的指標(biāo)的檢測(cè)，是依據(jù)GBT 228-2002所述的金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法進(jìn)行。
依據(jù)GB/T 17899-1999測(cè)定點(diǎn)蝕電位Ep (mV)，結(jié)果如下表所示，并與專利 201110027216所發(fā)明的不銹鋼點(diǎn)蝕電位做對(duì)比，可以得出通過(guò)本發(fā)明的耐蝕性能優(yōu)于專利表I實(shí)施例1的成分列表?；瘜W(xué)成分(BiH Ca 為 ppm,J丨、:余JiM為成M丨,f分比wt%)CSiMnPSCrNiCuNBCa實(shí)施蕾! I0.070.449.740.0350.00314 SI1.071.630.14201110027216所發(fā)明的不銹鋼。
表3實(shí)施例點(diǎn)蝕電位Ep (mV)測(cè)定
權(quán)利要求
1.一種可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼，按重量百分比其化學(xué)成分包括0.04% ^ C ^ O. 10 %, Si ^1. 00 % ,9. O % ^ Mn ^ 12. O %, S ^ O. 045 %, P ^ O. 060 % ,0. 5 % ^ Ni ^ 2. 5 % ,14. O % ^ Cr ^ 17. O % ,1. 5 % ^ Cu ^ 2. 5 % ,0. 05 % ^ N ^ O. 25 %, 20Χ1(Γ4%彡 B 彡 50Χ1(Γ4%、20Χ1(Γ4%彡 Ca 彡 60Χ1(Γ4%、余量為 Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼，其特征在于其中，9.O ^ Mn ^ 10. 0% ,14. 0% ^ Cr ^ 15. 0% ,1.0% ^ Ni ^1. 5%、0· I % 彡 N 彡 O. 15%、1. 5% 彡 Cu 彡 2. 0%。
3.制造可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼的方法，其特征在于該制造方法包括以下步驟a、采用含鎳生鐵為基料并按每噸鋼15(T250kg添加高碳鉻鐵，在電爐冶煉不銹鋼母液，并通過(guò)GOR轉(zhuǎn)爐冶煉；在GOR冶煉過(guò)程中，加入l(Tl3kg/t鋼錳合金和15 20kg/t鋼電解銅進(jìn)行合金化；b、LF爐精煉，采用喂硅鈣線的方式，并采用硼鐵微合金化，使鋼液中的B含量控制在20 50ppm，Ca含量控制在20 60ppm ;得到按重量百分比化學(xué)成分包括0· 04% ^ C ^ O. 10 %, Si ^1. 00 % ,9. O % ^ Mn ^ 12. O %, S ^ O. 045 %, P ^ O. 060 % ,0. 5 % ^ Ni ^ 2. 5 %,14. O % ^ Cr ^ 17. O %U. 5 % ^ Cu ^ 2. 5 O. 05 % ^ N ^ O. 25 20Χ1(Γ4%彡 B ( 50Χ1(Γ4%、20Χ1(Γ4%彡 Ca ( 60Χ1(Γ4%、余量為 Fe 的不銹鋼鋼水；C、連鑄；d、連鑄坯先經(jīng)加熱，再熱軋得到熱軋黑皮卷，黑皮卷再經(jīng)過(guò)固溶、酸洗、冷軋。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼的制造方法，其特征在于在步驟b中，LF精煉時(shí)間為45 90min。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼的制造方法，其特征在于步驟d中所述的熱軋加熱溫度為116(Tl290°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼的制造方法，其特征在于步驟d中所述黑皮卷的卷取溫度為70(T80(TC。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼的制造方法，其特征在于步驟d中所述的固溶溫度為101(Tll20°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，具體涉及一種可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼及其制造方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服傳統(tǒng)節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼耐蝕性不足，表面缺陷較多的難題。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是提供一種可加工的節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼，其成分按重量百分比為0.04％≤C≤0.10％、Si≤1.00％、9.0％≤Mn≤12.0％、S≤0.045％、P≤0.060％、0.5％≤Ni≤2.5％、14.0％≤Cr≤17.0％、1.5％≤Cu≤2.5％、0.05％≤N≤0.25％、20×10-4％≤B≤50×10-4％、20×10-4％≤Ca≤60×10-4％、余量為Fe。本發(fā)明提供的奧氏體不銹鋼具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C22C38/60GK102994916SQ201210482748
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者韋成貴, 李志棟, 杜俊濤 申請(qǐng)人:四川金廣技術(shù)開發(fā)有限公司