专利名称：一种加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢冷轧板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及节镍奥氏体不锈钢及其制造方法，具体涉及ー种加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢冷轧板及其制造方法。
背景技术：
在应用最广泛的300系奥氏体不锈钢中，通常含有8% 12%的镍，镍元素的成本占原材料成本80%左右。自2005年以来，不锈钢中的重要合金元素镍价格持续攀升，导致不锈钢生产的原材料成本升高，同时据预测，稀贵金属镍的短缺具有一定的长期性。这使降低不锈钢生产成本成为钢铁企业发展的关键问题。不锈钢中每降低1%的镍，意味着降低 10-15%的原材料成本。因此开发节镍奥氏体不锈钢成为ー种发展趋势，节镍奥氏体不锈钢利用N和Mn等奥氏体形成和稳定元素，取代300系奥氏体不锈钢中的镍，其中氮元素具有強烈的奥氏体化能力，同时含量丰富、价格低廉，选择N做为Ni的替代元素，开发含氮甚至高氮不锈钢是发展节镍不锈钢的方向。含氮节镍奥氏体不锈钢其室温组织与300系ー样为奥氏体相，既具有奥氏体不锈钢优良的力学性能和耐腐蚀性能，又具有低成本的特点，可以避免镍价波动带来的风险，因此发展前景广阔。现有的含氮节镍不锈钢基本以Fe、Cr、Mn、 Ni、C、N、Cu等为主加元素，其中Cr含量一般为13-18%不等，Ni含量一般0. 5 5%，通过降低铁素体元素Cr、提高奥氏体形成元素Mn、N和C等含量保证室温下获得奥氏体组织。含氮节镍奥氏体不锈钢最常见的产品是200系，200系中最典型的产品为201和 202。与304奥氏体不锈钢相比，ASTM标准中201铬含量为16_18%，通过添加5. 5-7. 5% 的锰和一定量的氮和碳，取代304奥氏体不锈钢中的奥氏体形成元素镍，将镍含量从8 % 以上降低到5. 5%以下，从而降低材料的成本，因为不锈钢中每降低1%的镍，意味着降低 10-15%的原材料成本。为了解决碳含量较高易带来焊接后晶间腐蚀问题，又开发了碳含量低于0. 03%的201L和201LN系列。为了进一步降低成本，国内主要应用改型后的201与202，其中201的典型成分为 C :0. 08%, Mn 9%, Cr :14. 5%, Ni :0. 5%, Cu :1. 8%, N :0. 15% ；202 的典型成分为 C 0. 07%,Mn 7%,Cr :16. 2%,Ni 4%,Cu :1. 6%,N 0. 10%。由 201 和 202 成分体系可见， 与304相比，通过添加Mn和N两种奥氏体化元素，取代贵重元素Ni，其Ni含量显著降低，因此成本与304相比显著降低。但是201和202中Cr含量低于304，同时添加了不利于耐蚀性的Mn，因此其PREN 分别降低至12 (201)和14 (202)，与304相比，耐蚀性显著降低，导致其不能在耐蚀性要求较高的领域使用。同时，含氮节镍奥氏体不锈钢加工难度远超过传统的奥氏体不锈钢304。主要表现在两方面(I)含氮节镍奥氏体不锈钢中氮含量较高，一般大于0. I %，较高的氮含量导致晶格畸变增大，金属塑性变形难度加大，因此其热加工过程中变形抗カ大，易出现边部裂纹等缺陷，导致材料报废或者成材率降低；(2)冷加工难度大，200系不锈钢中合金含量低，尤其是奥氏体形成和稳定化元素Ni含量较低，导致其奥氏体相是亚稳的，在冷加工过程中亚稳的奥氏体相将转变为脆性的马氏体相，马氏体相的产生导致加工硬化程度迅速増加，材料硬度和強度迅速上升，继续冷加工的难度増大，同时由于马氏体相是脆性的，加工过程中钢带易发生脆性断裂，导致产品报废，这已经成为含氮节镍奥氏体不锈钢201和202生产应用过程中的主要难题。在中国，200系含氮节镍不锈钢的开发和应用十分广泛。如CN1129259A公开了ー 种能节镍铬的含氮奥氏体不锈钢，其化学成分(wt%) % C<0. 10 ；Si <1.0 ；Mn :11-15 ；P < 0. 03 ；S < 0. 03 ；Cr :10-15 ；Ni :3. 6-5 ；0 < N ^ 0. 10 ;其余为 Fe ;与现有 18-8 型奥氏体不锈钢(304)相比，可节镍一半，具有价格低廉、性能稳定、生产エ艺简便、易于加工成型、 成品率高等优点。该发明专利的特点是利用Mn、N取代部分Ni，Ni含量与304中的8%相比显著降低，但是为了保证室温奥氏体相，成分中Cr含量也显著降低，因此耐点蚀当量PREN 远低于现有的304不锈钢。CN1772942A公开了ー种节镍型奥氏体含稀土不锈钢，其化学成分(Wt % )为 C 彡 0. 08%, Si :0. 3-0. 8%, Mn :5. 0-8. 5%, S^O. 05%, P く 0. 04%, Ni :3. 0-5. 5%, Cr 14-19%,Cu :1. 0-4. 0%,N ^ 0. 20%，总
く 0. 005%,Re :0. 05-0. 3%，余为 Fe。该发明仍然是通过添加了 Mn和N取代奥氏体形成元素Ni，达到降低成本的作用，同时添加了一定量的Cu元素，一方面可以作为奥氏体形成元素，取代部分Ni，同时可以提高冷加工性能；该发明专利的另ー个特点是添加了一定量的稀土，利用稀土元素净化钢液，提高加工和力学等性能，该发明钢种冶炼要求高，需要氧含量低于0. 005%，并需要加入稀土元素，増加了大生产的难度。CN101338403A公开了ー种节镍含锰氮奥氏体不锈钢，其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 含量与 CN1129259A 和 CN1772942A 相比则进ー步降低，优选为I. 8-2. 0%。发明称该节镍含锰氮奥氏体不锈钢具有在一般大气环境下能替代18-8型不锈钢，且节镍，成本低廉，热塑性好，易于加工的特点。此外，CN101545078A 公开了ー种室温机械性能优良的节镍型亚稳奥氏体不锈钢，成分上含Cr 15. 0-17.0%, Ni :1. 50-2. 50%, N :0. 15-0. 30%，在不同状态下，材料室温屈服强度为400_1370MPa，室温抗拉强度为860-1700MPa，室温延伸率为15-65%，可部分替代AISI304使用于弱腐蚀性环境。EP593158提出了ー种含Cu含N的Cr-Ni-Mn奥氏体不锈钢，其中含Cr :16. 5-17. 5%, Mn :6. 4-8. 0%, Ni :2. 50-5. 0%, Cu :2. 0-3. 0%, C 不大于 0. 15%，N 不大于 0. 2%, Si 不大于I %，该合金的冷加工硬化低于201，耐蚀性则接近430，可在耐蚀性要求较低条件下取代 304，但是该合金中添加了较高含量的Cu，较高含量的Cu对热加工含量存在不利影响。为了提高耐腐蚀性能，CN101148740A在材料中添加了 Mo :0-3%，同时控制Cr 含量在16-18%，N含量0. 1-0. 4%，而Ni含量降低到0-2%，但是成分中Mn含量仍高达 14-19% ;同样地，CN101381852A在材料中添加了 Mo :0. 001-0. 3%，以提高耐腐蚀性能，但是该发明中Mn含量仍高达12. 1-14. 8%，同时材料中N含量高达0. 2-0. 45%，材料的冶炼和加工难度都较大。EP1690957中Mn含量控制在7-8. 5%,Cr含量达到16. 5-18%，同时添加0. 1-0. 5%的Mo，材料可以获得与304奥氏体接近的耐蚀性，但是合金中Ni含量较高，为
3.5-4. 5%，合金的原材料成本与304奥氏体不锈钢相比差别不大。可以看出，利用N和Mn元素可以有效取代Ni元素，同时控制或降低铁素体形成元素Cr的含量，可以获得室温下的奥氏体组织，有效降低了昂贵的Ni元素含量，从而降低成本，因为不锈钢中每降低1%的镍，意味着降低10-15%的原材料成本。但是，利用N取代昂贵元素Ni后，较高的N含量导致晶格畸变増大，金属塑性变形难度加大，因此其热加工过程中变形抗カ大，易出现边部裂纹等缺陷，导致材料报废或者成材率降低，尤其是当氮含量大于0. 15%时，热加工难度更大；(ニ)冷加工难度大，200系不锈钢中合金含量低，尤其是奥氏体形成和稳定化兀素Ni含量较低，导致其奥氏体相是亚稳的,在冷加工过程中亚稳的奥氏体相将转变为脆性的马氏体相，马氏体相的产生导致加工硬化程度迅速増加，材料硬度和強度迅速上升，继续冷加工的变形难度増大，同时由于马氏体相是脆性的，加工过程中钢带易发生脆性断裂，导致产品报废。另ー方面，部分专利成分体系中Cr含量远低于304奥氏体不锈钢中的18%，降低了耐蚀性,增加了其产生腐蚀的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供ー种加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢冷轧板。其具有优良的热加工和冷加工性能、良好的综合性能和较低的成本，材料热加工过程中边裂产生的几率降低，冷加工过程中不产生脆性的马氏体相，因此冷加工硬化幅度低于现有200系不锈钢，提高了最大压下率，同时避免因脆性马氏体相的产生导致钢带断裂；材料的力学性能和耐蚀性接近304，可大量应用于沿海建筑、制品等领域，取代含镍量高达8%以上的304奥氏体不锈钢。为实现上述目的，本发明的ー种加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢，其化学成分重量百分比为C 0. 06-0. 12%, Si 0. 2-1. 0%, Mn :7. 0-9. 0%, Cr :17. 0-18. 5%, Ni
3.01-3. 45%, N 0. 15-0. 22%, Mo :0. 01-0. 2%, Cu :1. 2-1. 9%,0. 001%^ B ^ 0. 004%, 0. 001%^ Ca く 0. 005%, V、Nb的ー种或两种，均彡0. 1%，其余为Fe和不可避免杂质，其中 C+N 彡 0. 25%，控制材料的 Md30/50 = 413-9. 5Ni%-13. 7Cr%-8. IMn %-9. 2Si%-462(C % +N% )温度彡(TC。本发明的另一目的是提供上述加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢冷轧板的制造方法，该方法包括按上述成分冶炼，模铸或连铸形成铸坯；然后加热到1100-1250°C并保温后热加工至所需厚度，保温时间大于30分钟；随后进行退火或退火+酸洗，退火温度控制在 980-1IOO0C，退火后获得酸洗表面质量，然后进行冷轧加工；为确保冷轧时不产生脆性马氏体相，避免断带等风险，根据Md30/50温度制定冷轧エ艺，当-30°C彡Md30/50彡(TC时，最大冷加工变形量可达到75-80% ;当 Md30/50 く _30°C时，最大冷加工变形量可达到80-85%。本发明通过控制Ni含量3. 01-3. 45%，添加Mn、N元素取代贵金属Ni的奥氏体化作用，获得室温奥氏体组织；尤其是保证C+N ^0. 25%,控制材料的Md30/50 < (TC，确保材料冷加工过程中不产生脆性的马氏体相，具有优良的冷加工性能，最大冷加工变形量可达到75-85%。另一方面通过添加0. 001%≤B≤0. 004%和0. 001%≤Ca≤0. 005%，改善合金的热加工性能，避免热加工边部裂纹的出现。同时，所述的ー种节镍奥氏体不锈钢冷轧板，其特点是耐点蚀当量PREN = Cr% +3. 3Mo% +16N% -0. 5Mn%^ 16，确保其耐蚀性接近304。
图I是本发明的实施例I钢的金相图。
具体实施例方式以下通过结合实施例对本发明进行详细的说明。但不仅仅限于这些实施例，在不脱离本发明构思的前提下，还可以有更多变化和改进的实施例，而这些变化和改进都属于本发明的范围。 本发明中，除非另有指明，含量均指重量百分比含量。为了实现本发明的提供加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢的目的，各元素控制如下碳碳是强奥氏体形成元素，一定程度上可以取代Ni，促进奥氏体形成，并稳定奥氏体组织，同时可以提高不锈钢的強度。但是当碳含量过高时，碳与铬结合后在晶界形成富铬碳化物，导致晶间腐蚀。另外，形成的富铬碳化物还降低钢的冲击韧性。过低的碳含量将増加制备过程中的难度和成本。因此，本发明钢中设计碳含量为0. 06-0. 12%，优选为C 0. 07-0. 12%。硅硅是钢铁熔炼中通常含有的元素。在双相不锈钢中，硅是铁素体形成和稳定元素。硅在熔炼过程中用于脱氧，同时硅可以提高铁素体相的高温強度，因此一般不锈钢中含有0.2%以上的硅。但是硅含量过高时将降低氮的溶解度，并加速金属间相的析出。因此， 本发明钢中设计硅含量为0. 2-1. 0%，优选为Si :0. 3-0. 9%0锰锰是ー种奥氏体形成和稳定元素，可以利用锰一定程度上取代镍，获得奥氏体组织，同时锰的添加可以显著提高氮的溶解度。但是锰对不锈钢的耐腐蚀性的影响基本上都是负面的。评价含氮不锈钢耐点腐蚀性能的经验公式为PREN(耐点蚀当量)=% Cr+3. 3% Mo+16% N-0. 5% Mn，由该公式可见，每添加I %的锰，将使合金PREN值降低0. 5。 Mn影响耐点蚀性的原因在于锰和硫形成MnS，或随着钢中锰量增加，MnS中的含铬量降低， 所引起的MnS夹杂在腐蚀介质中的溶解，常常成为点蚀、缝隙腐蚀的起始点，因此本发明钢中重点控制Mn含量为7. 0-9. 0%，优选为Mn :7. 1-8. 9%。铬铬是钢获得耐腐蚀性能的最重要元素。一般地获得耐腐蚀性的最低铬含量是 12%。由于Cr是显著增强耐腐蚀性能的元素，为保证良好的耐蚀性，本发明钢中Cr含量控制在17. 0%以上。但是Cr是主要的铁素体形成元素,过高的Cr将需要相应高的Ni当量与之配合，以保证获得室温奥氏体组织。因此，本发明钢中铬含量控制在17. 0-18.5%，优选为 Cr 17. 1-18. 4%。镍镍是強烈的奥氏体形成和稳定元素，是300系奥氏体不锈钢中主要的奥氏体化元素。镍同时是保证低温韧性的关键材料。但是镍价格昂贵，在300系奥氏体不锈钢中镍的成本占原材料成本的80%以上，不锈钢中每降低1%的镍，意味着降低10-15%的原材料成本，因此本发明钢中镍含量控制在3. 01-3. 45%,以保证材料具有较低成本，同时确保钢在室温的奥氏体组织以及低温下具有优异的冲击韧性，优选地，Ni :0. 1-3. 4%。氮氮是ー种强奥氏体形成元素。氮是含氮节镍奥氏体不锈钢中形成和稳定奥氏体相的关键因素。同时氮的加入有利于提高钢的强度和耐腐蚀性能，尤其是氮和钥的协同作用可以显著提高耐点腐蚀性能和耐缝隙腐蚀性能。但是氮含量过高时，将增大含氮金属间相形成的风险，同时提高熔炼和热加工的难度，尤其是氮含量的提高将导致严重的热轧边裂率，导致难以在现有产线上进行生产。更重要的是，C和N是影响材料冷加工过程中马氏体相变的关键元素，因此为控制材料的Md30/50温度く 0°C，本发明钢中氮含量控制在 0. 15-0. 22%，同时确保 C+N ^ 0. 25%0 优选地，N :0. 16-0. 21%。钥钥非常有利于提高钢的耐腐蚀性能。钥能显著促进铬在钝化膜中的富集，从而增强不锈钢钝化膜的稳定性，显著强化钢中铬的耐蚀作用，从而大大提高各类不锈钢的不锈性和耐各种介质的耐蚀性。同时钥在不锈钢中还能提高钢的再钝化能力，其耐点蚀和缝隙腐蚀的能力约为铬的3倍，钥还对防止以点蚀为起源的应カ腐蚀有利，提高不锈钢的耐应カ腐蚀和缝隙腐蚀能力。钥还可以与氮协同作用，进ー步提高耐点蚀性能，因此添加钥的主要作用是提高耐腐蚀性。钥含量过高将増加合金成本，因此本发明钢中的钥含量控制在 0. 2% 以下，优选为 Mo :0. 02-0. 19%。铜铜是ー种奥氏体形成元素，铜的加入可以提高不锈钢的塑性和在还原性酸中的耐腐蚀性，同时有利于提高耐缝隙腐蚀性能。但是铜含量超过2%时不利于热加工性能。 因此本发明钢中铜含量控制在I. 2-1. 9%，优选为Cu :1. 3-1. 8%0硼、钙，通过添加0. 001%^ B ^ 0. 004%和 0. 001%^ Ca^ 0. 005%，改善合金的
热加工性能，避免热加工边部裂纹的出现，是本发明的关键之一。节镍奥氏体不锈钢中由于 N含量较高，因此热加工性较差，易产生边部裂纹缺陷。硼的添加可以细化组织，提高晶界強度，改善热塑性，但是过量添加硼将导致材料热加工性反而恶化，因此本发明经过探索， 发现在本合金体系中，添加0. 001%< B < 0. 004%可以获得最佳的热加工性能。钙的添加可以对夹杂物进行改性，使脆性的Al2O3夹杂物变性为延性较好的复合夹杂物，降低材料热加工过程产生边裂的风险，但是钙添加过量将导致夹杂物粗大，生产成本升高、添加难度增大，因此本发明控制钙含量0. 001%^ Ca彡0. 005%。钒、铌作为可选元素，主要作用是细化组织，提高钢液纯净度，提高热加工性能，其含量均控制在0. 1%以下。优选为V :0. 02-0. 1%和Nb :0.02-0. I %中的ー种或两种。分析节镍奥氏体不锈钢中的奥氏体向马氏体相变发现，马氏体相变的发生和量的增加取决于奥氏体相的稳定性。可用Md30/50温度来评价奥氏体相转变为应变诱发马氏体相的趋势，其含义是应变50%吋，产生马氏体相含量达到30%的温度。换句话说，材料在该温度下变形50%时，马氏体相含量可达到30%。如果Md30/50温度越高，代表该材料中奥氏体相越不稳定，材料发生应变诱发马氏体相变的趋势就越明显。可用经验公式Md30/50 =551-462 (C+N) -9. 2Si_8. lMn-29 (Ni+Cu)-13. 7Cr 来计算 Md30/50 温度。根据该公式，304 不锈钢的 Md30/50(304) = 12. 8 °C，201 不锈钢的 Md30/50 (201) = 103 °C，202 不锈钢的 Md30/50 (202) = 27°C。可见，304 的 Md30/50 温度较低，而 202 的 Md30/50 温度高于 304，因此在冷轧过程中容易发生应变诱发马氏体相相变，导致材料产生脆性的马氏体相；201的 Md30/50温度与304和201相比更高，达到了 100°C以上，因此其应变诱发马氏体相变量和幅度远远高于304和201,导致冷加工困难。Cr、Ni和Mn元素的添加可以降低Md30/50温度，提高奥氏体的稳定性；更显著的是添加C和N两种元素，可以大大提高奥氏体相的稳定性，抑制冷加工过程中磁性马氏体相的产生。但是，Cr、Ni、Mn、C、N等元素配比不仅决定合金的成本,还影响C r Ni当量比， 同时决定室温是否具有全奥氏体组织、决定合金中有害析出相的形成风险，其中Cr、N、Mo 等还是决定其重要的特性-耐腐蚀性的关键元素。因此,本发明中通过保证足够的奥氏体形成元素Ni、N、C、Mn、Cu,控制Cr、Mo、Si
等铁素体形成元素，以确保材料在室温下具有奥氏体组织。具体地，采用铬当量和镍当量来参考，Creq = %Cr+%Mo+1.5% Si，Nieq = % Ni+20% N+30% C+0. 33% Cu+0. I % Mn-0. 01% Mn2。将 Creq/Nieq 比值控制在 I. 7-1. 9 的范围内，确保室温下获得奥氏体组织，保证材料具有奥氏体组织的无磁性、延伸率高、低温韧性好和成形性好等优点。特别是，控制C :0. 06-0. 12%，N :0. 15-0. 22%，同时确保C+N彡O. 25%，控制材料的Md30/50温度< 0°C，确保材料在冷轧等过程中不产生磁性的马氏体相，因此最大一次压下量可以达到75-85%。Ni和Mo是增加成本的关键因素，因此本发明中尽可能控制Mo含量低于O. 2%，Ni 含量3. 01-3. 45%,与304中8%的Ni含量相比显著降低，而每降低I %的Ni,可以使原材料成本降低10-15%，因此材料成本显著低于304奥氏体不锈钢。N、Mn取代Ni后可以降低成本，但是N含量过高导致热加工难度加大，热轧时材料变形抗力大，尤其是N含量较高导致材料晶格畸变严重，热轧过程中极易出现边部裂纹，导致钢卷报废或者成材率降低。本发明通过添加B和Ca对材料进行微合金化处理，提高材料晶界强度，改善热塑性，同时对夹杂物进行改性，让脆性的Al2O3夹杂物改性为延性更好的复合夹杂物，从而改善材料的热加工性能，避免边裂等缺陷的产生。为解决现有节镍奥氏体不锈钢普遍存在的冷加工难度较大的问题，确保冷轧时不产生脆性马氏体相，避免断带等风险，本发明控制材料的Md30/50温度< 0°C，确保材料在冷轧等过程中不产生磁性的马氏体相，从而改善其冷加工性能。本发明采用PREN (耐点蚀当量)=%Cr+3.3%Mo+16%N-0.5%Mn来表征耐点蚀性能，其中Cr、Mo、N可提高耐蚀性，而Mn降低耐蚀性。本发明中确保Cr含量大于17. 0%, 控制Mn含量低于9%，确保材料的PREN > 16，获得了与304奥氏体不锈钢接近的耐腐蚀性。本发明加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢冷轧板的制造方法，包括以下步骤I)其化学成分重量百分比为C 0. 06-0. 12%, Si :0. 2-1. 0%, Mn :7. 0-9. O %, Cr 17. 0-18. 5 %, Ni :3. 01-3. 45 %, N :0. 15-0. 22 %, Mo :0. 01-0. 2 %, Cu :1. 2-1. 9 %,
O.001%^ B ^ O. 004%,O. 001%^ Ca ( O. 005 %，另外还可选自下列的一种或多种元素V彡O. I %，Nb彡O. 1%，其余为Fe和不可避免杂质，其C+N彡O. 25%，控制材料的 Md30/50 ( (TC ;按上述成分冶炼，模铸或连铸形成铸坯；然后加热到1100-1250°C并保温 (优选保温时间为30-300分钟)后热加工至所需厚度，保温时间大于30分钟；随后进行退火或退火+酸洗，退火温度控制在980-1100°C (优选退火时间为1-6分钟)，退火后获得酸洗表面质量，然后进行冷轧加工；2)为确保冷轧时不产生脆性马氏体相，避免断带等风险，根据Md30/50温度制定冷轧工艺，当-30°C < Md30/50 < (TC时，最大冷加工变形量可达到75-80% ;当 Md30/50 ( _30°C时，最大冷加工变形量可达到80-85%。本发明与现有技术相比，具有以下优点
本发明通过添加B和Ca微合金化改善了热加工性能；通过控制C+N ^ O. 25%, 材料的Md30/50 ( (TC，冷加工过程中无脆性马氏体相产生，改善了其冷加工性能；根据其 Md30/50温度制定了相匹配的冷轧工艺，当-300C ( Md30/50 < 0°C时，最大冷加工变形量可达到75-80% ;当Md30/50 ( _30°C时，最大冷加工变形量可达到80-85% ;材料中Cr含量高于17%，PREN大于16，耐蚀性接近304，同时成本远低于304，可以用于取代价格昂贵的 304。本发明含钥节镍奥氏体不锈钢可利用现有的不锈钢产线批量生产，具体制备方法为经电炉-AOD炉冶炼或电炉-AOD-LF炉冶炼后浇铸，冶炼过程中原料锰要在AOD加入，避免电炉加料时大量烧损。本发明加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢冷轧板具有优良的加工性能、力学性能和耐蚀性能热加工过程中不会产生边裂等缺陷；冷加工过程中不产生磁性的马氏体相， 因此冷加工性能优异；材料的力学性能和耐蚀性接近304，可用于取代含8%Ni的304奥氏体不锈钢。本发明实施例以电炉-AOD冶炼的生产流程为例将铬铁、镍铁以及废钢等加入电炉进行融化，熔清后将钢液倒入AOD炉，在AOD炉内进行脱C、脱S和增N、控N的吹炼，当冶炼成分达到要求时，将钢液倒入中间包，并在立弯式连铸机上进行浇铸。连铸的过热度为 30-80°C，板坯拉速为O. 6-2m/min。将连铸板坯放入加热炉加热到1100_1250°C，在热连轧机组上轧制到所需厚度后卷取。然后进行连续的酸洗退火，获得该节镍奥氏体不锈钢热轧退火板。将热轧退火板在二十辊冷轧机上冷轧至需要厚度，然后进行冷轧板退火酸洗，获得节镍奥氏体不锈钢冷轧产品。表I所示为本发明实施例钢种的化学成分，表I同时给出了作为对比例的目前已开发的节镍奥氏体不锈钢和304奥氏体不锈钢的化学成分。试验例I :金相组织实施例I的合金金相图如图I所示(室温为奥氏体组织)，试样经电解腐蚀，腐蚀剂为饱和的草酸溶液，腐蚀电流O. 2-0. 4A/cm2。试验例2 :力学性能表2给出了本发明钢以及对比钢种冷加工压下不同变形量后的力学性能，利用磁性测试仪检测了不同冷加工压下后材料中磁性马氏体相的含量，并与304进行了对比。力学性能均取自冷轧板，采用JIS 13B标准加工和检测。抗点腐蚀当量按照通用公式PREN = Cr% +3. 3Mo% +16% Ν_0· 5% Mn 计算。
权利要求
1.ー种加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢，其化学成分重量百分比为C: 0. 06-0. 12 %, Si 0. 2-1. 0 %，Mn :7. 0-9.0 %, Cr 17. 0-18. 5 %, Ni 3. 01-3. 45 %, N 0. 15-0. 22 %, Mo 0. 01-0. 2 %, Cu :1. 2-1. 9 %,0. 001 % ≤ B ≤ 0. 004 %,0. 001 % ≤ Ca ≤ 0. 005%，其中C+N≥0. 25%，以及V ≤0. I %, Nb ≤ 0. I %中的ー种或两种，其余为Fe和不可避免杂质。
2.如权利要求I所述的加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢，其特征在于，所述钢的成分满足Md30/50≤0℃。
3.如权利要求I或2所述的加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢，其特征在干，C: 0. 07-0. 12%。
4.如权利要求1-3任一所述的加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢，其特征在干，Si: 0. 3-0. 9%。
5.如权利要求1-4任一所述的加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢，其特征在干，Mn 7. 1-8. 9%。
6.如权利要求1-5任一所述的加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢，其特征在干，Cr 17. 1-18. 4%。
7.如权利要求1-6任一所述的加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢，其特征在干，Ni3.1-3. 4%。
8.如权利要求1-7任一所述的加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢，其特征在干，N: 0. 16-0. 21%。
9.如权利要求1-8任一所述的加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢，其特征在干，Mo0.02-0. 19%。
10.如权利要求1-9任一所述的加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢，其特征在干，Cu1.3-1. 8%。
11.如权利要求1-10任一所述的加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢，其特征在干，V 0. 02-0. 1%和 Nb :0. 02-0. 1% 中的ー种或两种。
12.如权利要求1-11任一所述的加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢的制造方法，包括如下步骤按上述成分冶炼，模铸或连铸形成铸坯；将铸坯加热到1100-1250°C并保温后热加工至所需厚度，其中保温时间大于30分钟； 热加工后的钢板进行退火以及任选酸洗，退火温度控制在980-1100°C，退火后进行冷轧加工；当-30°C< Md30/50 く (TC时，最大冷加工变形量为75-80% ;或当Md30/50 く -30°C 时，最大冷加工变形量为80-85%。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，铸坯加热保温时间为30-300分钟。
14.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于，热加工后退火的时间为1-6分钟。
全文摘要
本发明涉及一种加工性能优良的节镍奥氏体不锈钢，其化学成分重量百分比为C0.06-0.12％，Si0.2-1.0％，Mn7.0-9.0％，Cr17.0-18.5％，Ni3.01-3.45％，N0.15-0.22％，Mo0.01-0.2％，Cu1.2-1.9％，0.001％≤B≤0.004％，0.001％≤Ca≤0.005％，其中C+N≥0.25％，以及V≤0.1％、Nb≤0.1％中的一种或两种，其余为Fe和不可避免杂质。所述奥氏体不锈钢制造包括将冶炼浇注的铸坯加热到1100-1250℃并保温后热加工至所需厚度，其中保温时间大于30分钟；热加工后进行退火以及任选酸洗，退火温度控制在980-1100℃，退火后进行冷轧加工；当-30℃≤Md30/50≤0℃时，最大冷加工变形量为75-80％；或当Md30/50≤-30℃时，最大冷加工变形量为80-85％。本发明的节镍奥氏体不锈钢改善了其冷加工性能，耐蚀性接近304，同时成本远低于304。
文档编号C22C38/58GK102605291SQ20121008551
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月27日 优先权日2012年3月27日
发明者张伟, 李博涛, 杨宴宾, 江来珠, 胡锦程, 袁静, 陈炳铨 申请人:宝山钢铁股份有限公司