一種具有良好抗皺性能的鐵素體不銹鋼及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及鐵素體不誘鋼，具體設(shè)及一種具有良好抗起皺性能的鐵素體不誘鋼及 其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐵素體不誘鋼不含或只含少量儀，成本較低，同時(shí)其兼具良好的沖壓成形性能，因 此被廣泛應(yīng)用在建筑物，家用電器，廚房用品，汽車排氣等生活中的各個(gè)方面。但是由于鐵 素體不誘鋼基體為BCC體屯、立方結(jié)構(gòu)，在沖壓過程中存在明顯的沖壓起皺缺陷，需要增加 額外的拋光成本，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的拋光粉塵污染，限制了鐵素體不誘鋼的廣泛應(yīng)用，因 此，降低鐵素體不誘鋼薄板的沖壓起皺高度成為目前急需解決的技術(shù)難題。
[0003] 起皺是鐵素體不誘鋼在成形過程中應(yīng)變量較大時(shí)產(chǎn)生的一種表面缺陷，運(yùn)種缺陷 發(fā)生在平行于板的社制方向，表現(xiàn)為狹窄凸起條紋，即表面皺折。起皺破壞了成形部件的外 觀，消除它需要昂貴的研磨和拋光操作。起皺是由于與鋼板的社制方向平行延伸的、結(jié)晶方 位近的晶粒群的塑性變形不同而產(chǎn)生的，也可W說是由混合織構(gòu)的各向異性塑性流動(dòng)引起 的。因此，要獲得低起皺高度，需要薄板中具有不同取向的晶粒隨機(jī)分布。
[0004] 中國專利98801478. 5王要通過穩(wěn)走化兀素妮鐵復(fù)合添加，并設(shè)走Ti/N含重比大 于12，佩和V總含量小于0. 1%同時(shí)滿足V/Nb= 2-5,同時(shí)將熱社加熱溫度控制在117(TC W下，在950°CW上完成粗社過程，進(jìn)而獲得低的起皺高度。中國專利200910048291. 0采 用單Nb穩(wěn)定鐵素體不誘鋼，形成碳氮化妮析出相，并賦予了相應(yīng)的冶金工藝制度：高的粗 社溫度和低的終社溫度,從而降低冷社板的表面起皺。中國專利CN00800983.X中，在不 追求超低碳氮原子的情況下，添加了V元素滿足：0.06《（C+N)《0. 12，1《C/N，進(jìn)而滿 足1.5X10-3《（VXN)《1.5X10-2,通過成分的控制獲得了較低的皺權(quán)高度。中國專利 200680049702. 2通過精確控制鋼水中的氧化侶夾雜物的濃度，并加入穩(wěn)定化元素Ti，通過 TiN的作用提高板巧中的等軸晶的比例，進(jìn)而獲得低的起皺高度。因此，現(xiàn)有技術(shù)重點(diǎn)在 Nb、Ti、V、A1等穩(wěn)定化元素的添加來降低皺權(quán)高度，工藝控制起到輔助作用，都沒有設(shè)及鐵 素體不誘鋼的高溫相變理論。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有良好抗起皺性能的鐵素體不誘鋼及其制造方法， 使得最終成品薄板中具有不同織構(gòu)取向的晶粒隨機(jī)分布，從而獲得極低的起皺高度，并提 高了鋼的抗拉強(qiáng)度。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0007] -種具有良好抗起皺性能的鐵素體不誘鋼，其化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：C:0. 02~ 0. 08%，N:0. 02 ~0. 08%，Si:0. 05 ~0. 60%，Μη:0. 05 ~0. 50%，Cr:12. 0 ~19. 0%， Cu:0. 1~1. 0%，Ni:0. 1~2. 0%，P<0. 05%，S<0. 02%，其余為化及不可避免雜質(zhì)；且上 述元素同時(shí)需滿足如下關(guān)系：0.4 < + ^萬+Μ/ 3 <I。
[000引進(jìn)一步，所述鐵素體不誘鋼的起皺高度在15μmw下。
[0009] 本發(fā)明的成分設(shè)計(jì)中：
[0010] C:鐵素體不誘鋼性能上的很多缺點(diǎn)，例如：初脆轉(zhuǎn)變溫度高，缺口敏感性大，耐蝕 性差都與鋼中的碳有關(guān)。但是碳是奧氏體形成元素，在本發(fā)明中起關(guān)鍵作用，其含量不能太 低，所W下限設(shè)置為0. 02%，但是含量過高，會(huì)惡化鐵素體不誘鋼的性能，因此，本發(fā)明控制 C含量為0. 02~0. 08%。
[0011] N:同C一樣，N也為奧氏體形成元素，在本發(fā)明中起關(guān)鍵作用，含量過高會(huì)導(dǎo)致不 誘鋼成形性和耐腐蝕性的下降，因此，本發(fā)明控制NO. 08~0. 02%。C、N含量的適量添加有 利于增加本發(fā)明高溫條件下奧氏體的比例，進(jìn)而有利于起皺性能的改善。
[0012] Si:固溶強(qiáng)化元素，其含量的增加會(huì)導(dǎo)致延伸率和初性的下降，其含量越少越好， 其上限設(shè)定為0. 6%，但有時(shí)Si作為脫氧元素進(jìn)行添加，同時(shí)考慮到冶煉成本，其下限設(shè)定 為0.05%。因此，本發(fā)明控制Si含量為0.05~0.6%。
[001引 Μη:弱的奧氏體形成元素，同時(shí)也是固溶強(qiáng)化元素，可W抑制鋼中硫的有害作用， 但是其含量增加會(huì)惡化腐蝕性能，因此Μη含量需要控制在0. 5 %W下。
[0014] 化：同Μη類似，化為奧氏體形成元素，可W提高鋼種的耐腐蝕性，擴(kuò)大不誘鋼高溫 奧氏體含量，適量添加有利于改善沖壓性能，但是過量添加會(huì)惡化加工性能，因此本發(fā)明控 制Cu含量為0. 1~1.0%。
[0015] 化：提高耐腐蝕性的主要元素，其含量的增加可W明顯增強(qiáng)在氧化性酸的耐腐蝕 性，提高其在氯化物溶液中的耐應(yīng)力腐蝕、點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕性能，但是其含量的增加又會(huì)導(dǎo) 致初性和加工性的降低，因此，本發(fā)明控制化含量為12~19%。
[0016]P和S:都是有害元素，P對于熱加工性是有害的，而S會(huì)在晶粒邊緣分離，并使晶 粒邊緣變脆，另外MnS的形成也對鋼的耐蝕性及其有害。因此P和S的含量應(yīng)該在現(xiàn)有煉 鋼能力的基礎(chǔ)上盡量偏低。因此，控制P<〇. 05%，S<0. 02%。
[0017]Ni:在常規(guī)的鐵素體不誘鋼中，Ni含量極少，但Ni作為奧氏體形成元素，一方面可 W提高耐腐蝕性能，另一方面能夠有效擴(kuò)大鐵素體不誘鋼高溫下的奧氏體比例，充分利用 熱處理工藝促進(jìn)奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變，進(jìn)而獲得低的織構(gòu)強(qiáng)度，并使得各種不同取向的晶 粒隨機(jī)化，最終降低薄板拉伸后的起皺高度。但是當(dāng)Ni含量過高，會(huì)增大鐵素體不誘鋼熱 社過程中的邊裂風(fēng)險(xiǎn)，因此，本發(fā)明控制Ni含量為0. 1~2. 0%。
[001引同時(shí)，為了保證高溫下奧氏體的比例，需要同時(shí)滿足0.4 < ·%/^ +、/^-fΜ/ 3 < 1 (其中，元素符號代表相應(yīng)元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)X100)，本發(fā)明中C、Ν和Ni都為奧氏體形成 元素，控制化4《據(jù)+廊牛凝巧復(fù)1有助于擴(kuò)大高溫奧氏體比例，從而保證后續(xù)的熱社后 退火在雙相區(qū)間完成，充分利用高溫奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變時(shí)的相變織構(gòu)演化，進(jìn)而抑制了 熱社變形織構(gòu)的形成，最終有利于各種不同取向的晶粒隨機(jī)分布，獲得低的起皺高度。且本 發(fā)明所述鐵素體不誘鋼高溫奧氏體的峰值摩爾比例大于30%。
[0019] 本發(fā)明所述具有良好抗起皺性能的鐵素體不誘鋼的制造方法，其包括如下步驟：
[0020] 1)冶煉、鍛造
[0021] 按如下化學(xué)成分進(jìn)行冶煉、鍛造成板巧；所述化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：C:0. 02~ 0. 08%，N:0. 02 ~0. 08%，Si:0. 05 ~0. 60%，Μη:0. 05 ~0. 50%，Cr:12. 0 ~19. 0%， Cu:0. 1~1. 0%，Ni:0. 1~2. 0%，P<0. 05%，S<0. 02%，其余為化及不可避免雜質(zhì)；且上 述元素同時(shí)需滿足如下關(guān)系：0.4 < +心萬+M7 3 < 1 ;
[002引。熱社
[0023] 加熱溫度《1200°C，終社溫度為800~900°C;
[0024] 如熱社后退火
[00巧]熱社后退火溫度為900~1050°C，退火時(shí)間5~6min;
[0026] 4)冷社
[0027] 冷社壓下率>70 %;
[002引W冷社后退火
[0029] 冷社后退火溫度為850~1000°C，退火時(shí)間1~2min，并控制平均晶粒尺寸在 20μηιW下。
[0030] 本發(fā)明的制造工藝設(shè)計(jì)中：
[003。本發(fā)明的熱社加熱