一种具有良好抗皱性能的铁素体不锈钢及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及铁素体不诱钢，具体设及一种具有良好抗起皱性能的铁素体不诱钢及 其制造方法。
【背景技术】
[0002] 铁素体不诱钢不含或只含少量儀，成本较低，同时其兼具良好的冲压成形性能，因 此被广泛应用在建筑物，家用电器，厨房用品，汽车排气等生活中的各个方面。但是由于铁 素体不诱钢基体为BCC体屯、立方结构，在冲压过程中存在明显的冲压起皱缺陷，需要增加 额外的抛光成本，同时也会导致严重的抛光粉尘污染，限制了铁素体不诱钢的广泛应用，因 此，降低铁素体不诱钢薄板的冲压起皱高度成为目前急需解决的技术难题。
[0003] 起皱是铁素体不诱钢在成形过程中应变量较大时产生的一种表面缺陷，运种缺陷 发生在平行于板的社制方向，表现为狭窄凸起条纹，即表面皱折。起皱破坏了成形部件的外 观，消除它需要昂贵的研磨和抛光操作。起皱是由于与钢板的社制方向平行延伸的、结晶方 位近的晶粒群的塑性变形不同而产生的，也可W说是由混合织构的各向异性塑性流动引起 的。因此，要获得低起皱高度，需要薄板中具有不同取向的晶粒随机分布。
[0004] 中国专利98801478. 5王要通过稳走化兀素妮铁复合添加，并设走Ti/N含重比大 于12，佩和V总含量小于0. 1%同时满足V/Nb= 2-5,同时将热社加热溫度控制在117(TC W下，在950°CW上完成粗社过程，进而获得低的起皱高度。中国专利200910048291. 0采 用单Nb稳定铁素体不诱钢，形成碳氮化妮析出相，并赋予了相应的冶金工艺制度：高的粗 社溫度和低的终社溫度,从而降低冷社板的表面起皱。中国专利CN00800983.X中，在不 追求超低碳氮原子的情况下，添加了V元素满足：0.06《（C+N)《0. 12，1《C/N，进而满 足1.5X10-3《（VXN)《1.5X10-2,通过成分的控制获得了较低的皱權高度。中国专利 200680049702. 2通过精确控制钢水中的氧化侣夹杂物的浓度，并加入稳定化元素Ti，通过 TiN的作用提高板巧中的等轴晶的比例，进而获得低的起皱高度。因此，现有技术重点在 Nb、Ti、V、A1等稳定化元素的添加来降低皱權高度，工艺控制起到辅助作用，都没有设及铁 素体不诱钢的高溫相变理论。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种具有良好抗起皱性能的铁素体不诱钢及其制造方法， 使得最终成品薄板中具有不同织构取向的晶粒随机分布，从而获得极低的起皱高度，并提 高了钢的抗拉强度。
[0006] 为达到上述目的，本发明的技术方案是：
[0007] -种具有良好抗起皱性能的铁素体不诱钢，其化学成分质量百分数为：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%，其余为化及不可避免杂质；且上 述元素同时需满足如下关系：0.4 < + ^万+Μ/ 3 <I。
[000引进一步，所述铁素体不诱钢的起皱高度在15μmw下。
[0009] 本发明的成分设计中：
[0010] C:铁素体不诱钢性能上的很多缺点，例如：初脆转变溫度高，缺口敏感性大，耐蚀 性差都与钢中的碳有关。但是碳是奥氏体形成元素，在本发明中起关键作用，其含量不能太 低，所W下限设置为0. 02%，但是含量过高，会恶化铁素体不诱钢的性能，因此，本发明控制 C含量为0. 02~0. 08%。
[0011] N:同C一样，N也为奥氏体形成元素，在本发明中起关键作用，含量过高会导致不 诱钢成形性和耐腐蚀性的下降，因此，本发明控制NO. 08~0. 02%。C、N含量的适量添加有 利于增加本发明高溫条件下奥氏体的比例，进而有利于起皱性能的改善。
[0012] Si:固溶强化元素，其含量的增加会导致延伸率和初性的下降，其含量越少越好， 其上限设定为0. 6%，但有时Si作为脱氧元素进行添加，同时考虑到冶炼成本，其下限设定 为0.05%。因此，本发明控制Si含量为0.05~0.6%。
[001引 Μη:弱的奥氏体形成元素，同时也是固溶强化元素，可W抑制钢中硫的有害作用， 但是其含量增加会恶化腐蚀性能，因此Μη含量需要控制在0. 5 %W下。
[0014] 化：同Μη类似，化为奥氏体形成元素，可W提高钢种的耐腐蚀性，扩大不诱钢高溫 奥氏体含量，适量添加有利于改善冲压性能，但是过量添加会恶化加工性能，因此本发明控 制Cu含量为0. 1~1.0%。
[0015] 化：提高耐腐蚀性的主要元素，其含量的增加可W明显增强在氧化性酸的耐腐蚀 性，提高其在氯化物溶液中的耐应力腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀性能，但是其含量的增加又会导 致初性和加工性的降低，因此，本发明控制化含量为12~19%。
[0016]P和S:都是有害元素，P对于热加工性是有害的，而S会在晶粒边缘分离，并使晶 粒边缘变脆，另外MnS的形成也对钢的耐蚀性及其有害。因此P和S的含量应该在现有炼 钢能力的基础上尽量偏低。因此，控制P<〇. 05%，S<0. 02%。
[0017]Ni:在常规的铁素体不诱钢中，Ni含量极少，但Ni作为奥氏体形成元素，一方面可 W提高耐腐蚀性能，另一方面能够有效扩大铁素体不诱钢高溫下的奥氏体比例，充分利用 热处理工艺促进奥氏体向马氏体转变，进而获得低的织构强度，并使得各种不同取向的晶 粒随机化，最终降低薄板拉伸后的起皱高度。但是当Ni含量过高，会增大铁素体不诱钢热 社过程中的边裂风险，因此，本发明控制Ni含量为0. 1~2. 0%。
[001引同时，为了保证高溫下奥氏体的比例，需要同时满足0.4 < ·%/^ +、/^-fΜ/ 3 < 1 (其中，元素符号代表相应元素的质量百分数X100)，本发明中C、Ν和Ni都为奥氏体形成 元素，控制化4《據+廊牛凝巧复1有助于扩大高溫奥氏体比例，从而保证后续的热社后 退火在双相区间完成，充分利用高溫奥氏体向铁素体转变时的相变织构演化，进而抑制了 热社变形织构的形成，最终有利于各种不同取向的晶粒随机分布，获得低的起皱高度。且本 发明所述铁素体不诱钢高溫奥氏体的峰值摩尔比例大于30%。
[0019] 本发明所述具有良好抗起皱性能的铁素体不诱钢的制造方法，其包括如下步骤：
[0020] 1)冶炼、锻造
[0021] 按如下化学成分进行冶炼、锻造成板巧；所述化学成分质量百分数为：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%，其余为化及不可避免杂质；且上 述元素同时需满足如下关系：0.4 < +心万+M7 3 < 1 ;
[002引。热社
[0023] 加热溫度《1200°C，终社溫度为800~900°C;
[0024] 如热社后退火
[00巧]热社后退火溫度为900~1050°C，退火时间5~6min;
[0026] 4)冷社
[0027] 冷社压下率>70 %;
[002引W冷社后退火
[0029] 冷社后退火溫度为850~1000°C，退火时间1~2min，并控制平均晶粒尺寸在 20μηιW下。
[0030] 本发明的制造工艺设计中：
[003。本发明的热社加热