专利名称：一种可加工的节镍型奥氏体不锈钢及其制造方法
技术领域：
本发明涉及金属材料领域，具体涉及一种可加工的节镍型奥氏体不锈钢及其制造 方法。
背景技术：
我国不锈钢产量超过全球的三分之一，随着产量的增加对原材料的供应与需求也 大幅度增加，同时我国也是一个非常缺镍少铬的国家，由于不锈钢消费发展较晚，不锈钢的 返回料也很少。导致我国不锈钢原材料大部分依赖于进口，尤其是镍金属。这严重制约着 我国不锈钢生产的健康发展，因此发展节镍型不锈钢是各不锈钢厂的主要方向。国内大专院校及不锈钢生产企业在积极开发节镍型奥氏体不锈钢方面做了很多 积极的努力，但大部分节镍型不锈钢由于过多的降低了原材料的成本使得材料的耐蚀性 严重下降，或者在夹杂物改性方面未取得突破，造成材料的表面缺陷较多，且冷加工性能较 差。专利CN200810060212. 3公开了一种节镍含锰氮奥氏体不锈钢，其特征是化学成 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% ;其余为铁。其中 C 优选为 0. 04 0. 06% ；Mn 优选为9. 0 10. 0%；Cr优选为15. 5 16. 0%；Ni优选为1. 8 2. 0% ;N优选为0. 18 0. 20% ;Cu优选为1. 8 2. 0%，在节镍方面取得了一定的成效。但材料的表面缺陷较多。专利201110027216公开了一种具有优良抛光性能的低镍奥氏体不锈钢，其化 学成分(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%，余量为Fe和不可避免杂质。该钢种 虽然通过了 B和Ca对夹杂物进行了改性，但是由于镍含量和铬含量均较低，会造成材料的 耐蚀性大幅度下降，使得该专利发明的不锈钢材料用途有限。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服传统节镍型奥氏体不锈钢耐蚀性不足，表面缺陷 较多的难题。本发明解决技术问题的技术方案是提供一种可加工的节镍型奥氏体不锈钢。该节 镍型奥氏体不锈钢，按重量百分比其化学成分包括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%、余量为 Fe。作为本发明进一步优选的方案，该节镍型奥氏体不锈钢，按重量百分比其化 学成分包括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%、余量为 Fe。
本发明还提供了上述可加工的节镍型奥氏体不锈钢的制造方法，包括以下步骤
a、采用含镍生铁为基料并按每吨钢15(T250kg添加高碳铬铁，在电炉冶炼不锈钢母液，并通过GOR转炉冶炼；在GOR冶炼过程中，加入l(Tl3kg/t钢锰合金和15 20kg/t钢电解铜进行合金化；
b、LF炉精炼，采用喂硅钙线的方式，并采用硼铁微合金化，使钢液中的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学成分包括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%、余量为 Fe 的不锈钢钢水；
C、连铸；
d、连铸坯先经加热，再热轧得到热轧黑皮卷，黑皮卷再经过固溶、酸洗、冷轧。
其中，上述可加工的节镍型奥氏体不锈钢的制造方法步骤b中，所述的喂硅钙线是指加入φ I ]硅钙包芯线，实际加入量为O. 2 O. 7kg/t钢；所述的硼铁微合金化是指加入硼铁，实际加入量为O. 115 O. 55kg/t钢。
其中，上述可加工的节镍型奥氏体不锈钢的制造方法，在步骤b中，LF精炼时间为 45 90mino
其中，上述可加工的节镍型奥氏体不锈钢的制造方法，在步骤c中，连铸中间包液面保证在900 1000mm。
其中，上述可加工的节镍型奥氏体不锈钢的制造方法，在步骤d中，所述的热轧加热温度为116(Tl290°C。
其中，上述可加工的节镍型奥氏体不锈钢的制造方法，在步骤d中，所述黑皮卷的卷取温度为70(T800°C。
其中，上述可加工的节镍型奥氏体不锈钢的制造方法，在步骤d中，所述的固溶温度为 101(Tll20°C。
本发明的有益效果在于在合理成分设计的基础上，通过添加铜元素改善该奥氏体不锈钢的加工性能，同时通过保证黑皮卷的卷曲温度和固溶温度，得到最优的力学性能与加工性能，进一步保证不锈钢的冷加工性能。利用硼和钙元素对夹杂物进行改性，进一步改善该钢种的纯净度，解决了传统节镍型奥氏体不锈钢表面质量较差，影响使用，缺陷较多的难题。以锰氮铜等元素代替镍元素，降低了生产成本，节约了镍资源，同时保证了良好的焊接、冲压成型性能，具有在各不锈钢厂推广的广阔应用前景。
图1本发明提供的节镍型奥氏体不锈钢的金相组织。
具体实施方式
本发明提供的节镍型奥氏体不锈钢，其成分按重量百分比为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%、余量为 Fe。
制造上述节镍型奥氏体不锈钢包括以下步骤
a、采用含镍生铁为基料并按每吨钢15(T250kg添加高碳铬铁，在电炉冶炼不锈钢母液，并通过GOR转炉冶炼；在GOR冶炼过程中，加入l(Tl3kg/t钢锰合金和15 20kg/t钢电解铜进行合金化；
b、LF炉精炼，采用喂硅钙线的方式，并采用硼铁微合金化，使钢液中的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学成分包括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%、余量为 Fe 的不锈钢钢水；
C、连铸；
d、连铸坯先经加热，再热轧得到热轧黑皮卷，黑皮卷再经过固溶、酸洗、冷轧。
其中，上述可加工的节镍型奥氏体不锈钢的制造方法步骤b中，所述的喂硅钙线是指加入φ 13硅钙包芯线，实际加入量为O. 2 O. 7kg/t钢；所述的硼铁微合金化是指加入硼铁，实际加入量为O. 115 O. 55kg/t钢。
其中，上述可加工的节镍型奥氏体不锈钢的制造方法，在步骤b中，LF精炼时间为 45 90mino
其中，上述可加工的节镍型奥氏体不锈钢的制造方法，在步骤c中，连铸中间包液面保证在900 10 00mm。
其中，上述可加工的节镍型奥氏体不锈钢的制造方法，在步骤d中，热轧加热温度为 1160 1290°C。
其中，上述可加工的节镍型奥氏体不锈钢的制造方法，在步骤d中，所述黑皮卷的卷取温度为70(T800°C。
其中，上述可加工的节镍型奥氏体不锈钢的制造方法，在步骤d中，固溶温度为 101(Tll20°C。
制造上述节镍型不锈钢面板材料的方法具体包括以下步骤
a、经电炉、GOR转炉冶炼不锈钢钢水采用含镍生铁为基料并按每吨钢15(T250kg 添加闻碳络铁，在电炉冶炼不镑钢母液，并通过GOR转炉冶炼。在GOR冶炼过程中，加入猛合金和电解铜进行合金化，并得到合金化的钢水。加入锰合金的质量为l(Tl3kg/t钢，加入电解铜的质量为15 20kg/t钢。
b、钢水再送往LF处理，LF炉精炼LF精炼时间为45 90min，同时钢液镇静时间保证在10 30min。
LF炉精炼中，在合金添加完以后，采用喂硅钙线的方式，实际加入φ 13娃钙包芯线 O. 2 O. 7kg/t钢，以改善夹杂物的性质；采用硼铁微合金化改善热加工性，实际加入量为 O. 15 O. 55kg/t钢；使钢液中的硼含量控制在20 50ppm，钙含量控制在20 60ppm。出钢温度要求在1515 1535°C。
C、连铸为保证钢液的纯净度，连铸中间包液面保证在900 1000mm，确保连铸过程无卷渣等二次污染钢液的现象发生。
d、连铸坯经热轧得到热轧黑皮卷，黑皮卷经过固溶酸洗、冷轧热轧加热温度为116(Tl290°C，卷取温度为 70(T80(TC，固溶温度为 101(Tll20°C。
以下用实施例对本发明做更详细的阐述，这些实施例仅是对本发明最佳实施方式的描述，最佳实施方式并不对本发明的范围有任何限制。
实施例1
以含镍生铁为基料，其主要化学成分按质量百分比为C 4. 17%、S O. 16%、P O. 052%、Si O. 78%、Ni1. 68%，余量为Fe，按每吨钢242kg添加高碳铬铁。将其加入到电炉中熔炼不锈钢母液，电炉冶炼时间105min，电炉出钢温度1602°C;再将得到的不锈钢母液加入到GOR精炼炉中，加入猛合金的质量为102kg/t钢，加入电解铜的质量为16. 5kg/t钢进行合金化，冶炼时间为102min，出钢温度1552°C。得合金化的钢水，其化学成分按质量百分比为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%，余量为 Fe。
钢水再送往LF处理，将钢水通过LF炉电加热升温至1534°C。经过硼铁进行微合金化加入硼铁O. 26kg/t钢，硅钙线处理加入φ 13硅钙包芯线O. 38kg/t钢，使钢液中的硼含量控制在25ppm，钙含量控制在35ppm。出钢钢水化学成分按质量百分比为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%，余量为 Fe。LF 精炼时间 60min，镇静时间 12min。
钢水经连铸得到连铸坯后热轧，连铸中间包液面为995mm，LF精炼后的钢水经连铸机连铸，得到180X1250X 12000mm的连铸板坯，其化学成分按质量百分比为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%，余量为 Fe。
然后连铸板还经热轧,得到厚度为2. 5mm宽度为1250mm的不锈钢黑皮卷。热轧加热温度为1225°C，卷取温度为719°C，固溶温度为1025°C。
经固溶后的不锈钢带冷轧后得到厚度为O. 28mm宽度为1219mm的不锈钢钢带,冷轧后的表面质量、边部质量良好。说明冷轧加工性能良好。
表2为上表中实施例1的性能参数，其中Rpa2表示规定非比例延伸强度，Rm表示抗拉强度，A表示断后伸长率，HB为硬度值。
表2实施例1的性能参数
Rpo. 2/MPa·Rm/MPaA/%硬度值HB热轧边裂情况实施例134580054199无边裂
其中，上述实施例力学性能的指标的检测，是依据GBT 228-2002所述的金属材料室温拉伸试验方法进行。
依据GB/T 17899-1999测定点蚀电位Ep (mV)，结果如下表所示，并与专利 201110027216所发明的不锈钢点蚀电位做对比，可以得出通过本发明的耐蚀性能优于专利表I实施例1的成分列表。化学成分(BiH Ca 为 ppm,J丨、:余JiM为成M丨,f分比wt%)CSiMnPSCrNiCuNBCa实施蕾! I0.070.449.740.0350.00314 SI1.071.630.14201110027216所发明的不锈钢。
表3实施例点蚀电位Ep (mV)测定
权利要求
1.一种可加工的节镍型奥氏体不锈钢，按重量百分比其化学成分包括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%、余量为 Fe。
2.根据权利要求1所述的一种可加工的节镍型奥氏体不锈钢，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.制造可加工的节镍型奥氏体不锈钢的方法，其特征在于该制造方法包括以下步骤a、采用含镍生铁为基料并按每吨钢15(T250kg添加高碳铬铁，在电炉冶炼不锈钢母液，并通过GOR转炉冶炼；在GOR冶炼过程中，加入l(Tl3kg/t钢锰合金和15 20kg/t钢电解铜进行合金化；b、LF炉精炼，采用喂硅钙线的方式，并采用硼铁微合金化，使钢液中的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学成分包括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%、余量为 Fe 的不锈钢钢水；C、连铸；d、连铸坯先经加热，再热轧得到热轧黑皮卷，黑皮卷再经过固溶、酸洗、冷轧。
4.根据权利要求3所述的可加工的节镍型奥氏体不锈钢的制造方法，其特征在于在步骤b中，LF精炼时间为45 90min。
5.根据权利要求4所述的可加工的节镍型奥氏体不锈钢的制造方法，其特征在于步骤d中所述的热轧加热温度为116(Tl290°C。
6.根据权利要求4所述的可加工的节镍型奥氏体不锈钢的制造方法，其特征在于步骤d中所述黑皮卷的卷取温度为70(T80(TC。
7.根据权利要求4所述的可加工的节镍型奥氏体不锈钢的制造方法，其特征在于步骤d中所述的固溶温度为101(Tll20°C。
全文摘要
本发明涉及金属材料领域，具体涉及一种可加工的节镍型奥氏体不锈钢及其制造方法。本发明要解决的技术问题是克服传统节镍型奥氏体不锈钢耐蚀性不足，表面缺陷较多的难题。本发明解决技术问题的技术方案是提供一种可加工的节镍型奥氏体不锈钢，其成分按重量百分比为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％、余量为Fe。本发明提供的奥氏体不锈钢具有广阔的应用前景。
文档编号C22C38/60GK102994916SQ201210482748
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者韦成贵, 李志栋, 杜俊涛 申请人:四川金广技术开发有限公司