专利名称：一种节镍型奥氏体不锈钢及其制造方法
技术领域：
本发明属于金属材料领域，具体涉及一种节镍型奥氏体不锈钢及其制造方法。
背景技术：
随着经济发展与不锈钢等耗镍产品消费的增加，我国对镍资源的消费量在显著扩张。但是受资源及其开发条件的限制，多年来我国镍合金的产量增长缓慢，大部分依赖于进口。为此导致我国镍资源的供需矛盾逐步扩大，供应的对外依存度在不断升级，近期由于主要的镍资源输出国对出口的镍资源及产品增加了大量的限制性政策，使得我国镍资源的安全供应已经受到严峻的挑战。国内大专院校及不锈钢生产企业也在积极开发节镍型奥氏体不锈钢，但大部分节镍型不锈钢在节镍的同时添加了较高含量的铜元素，造成的热加工性能恶化，以出现边裂等缺陷，影响成材率，且由于钢水纯净度不够及夹杂物较多，在装饰等使用过程中表面缺陷较多，影响客户使用。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 ( O. 10%；Mn8. O 10. 0%；P ( O. 050%；S ( O. 010%；Crl5. 50 17. 0%；Nil. 50
3.0% ；N0. 15 (λ 25% ；Cul. 5 2· 5% ;其余为铁。其中 C 优选为 O. 04 O. 06% ；Μη 优选为9. O 10. O % ；Cr优选为15. 5 16. O % ；Ni优选为I. 8 2. O % ;N优选为O. 18 O. 20% ;Cu优选为I. 8 2.0%，在节镍方面取得了一定的成效。但是其铜含量较高，热加工性能较差，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 < I Mn 9. 2-11. 0%, Cr 14. 0-16. O %、Ni ^ O. 4 N 0. 12-0. 25 %、P < O. 08 %、S < O. 01 %、Cu :I. 5 3. 5 %、10X 10-4 %彡B彡30X10-4%,30X 10-4%^ Ca彡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，但是同样面临着由于铜元素较高而造成热加工性能较差的难题，且铬、氮等含量均较高，冶炼难度大。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服传统节镍型奥氏体不锈钢铜含量较高造成热加工性能较差，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c < O. 10%, Si ( I.00%,9.0
Mn ^ 12. O %, S ^ O. 045 %, P ^ O. 060 % ,1. O % ^ Ni ^ 3. O % ,13. O % ^ Cr ^ 16. O %,O. 1%^ Cu ^ 1.0%,O. 2%,30Χ1(Γ4%、20Χ1(Γ4% 彡 Ca ( 60Χ1(Γ4%、余量为Fe。作为本发明的优选方案，该节镍型奥氏体不锈钢，按重量百分比其化学成分包括:
9.O ^ % Mn ^ 11. 0%,13. 5%^ Cr ^ 14. 0%U. 0%^ Ni ^ 2. 0%,O. 1%^ N ^ O. 15%,
3O.5% ^ Cu ^ I. 0%,C < O. 10%,Si ^ I. 00%,O. 045% K O. 060%、B 彡 30X 10-4%、20Χ1(Γ4%彡 Ca 彡 60Χ1(Γ4%、余量为 Fe。本发明还提供了上述节镍型奥氏体不锈钢的制造方法，包括以下步骤a、将基料以含镍生铁高碳铬铁为2. 5^4. 5:1的比例添加到电炉中冶炼不锈钢母液，并通过GOR转炉冶炼；在GOR转炉冶炼过程中加入8 12kg钢锰合金和5 10kg/t电解铜板；b、LF炉精炼，终点采用喂硅钙线的方式，并采用硼铁微合金化，使钢水中Ca的含量控制在2(T60ppm，B含量控制在l(T50ppm以下；得到按重量百分比其化学成分包括C < O. 10 %、Si 彡 I. 00 %、9· O 彡 ％ Mn 彡 12. O %、S 彡 O. 045 %、P 彡 O. 060 %、I. O %^ Ni ^ 3. 0%,13. 0%^ Cr ^ 16. 0%,O. 1%^ Cu ^ I. 0%, N ^ O. 2%, B ^ 30Χ1(Γ4%、20X Kr4%彡Ca ( 60X Kr4%、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。其中，上述节镍型奥氏体不锈钢制造方法所述的步骤b中，LF精炼炉冶炼时间为30 90mino其中，上述节镍型奥氏体不锈钢制造方法所述的步骤d中，热轧温度为1160 1270。。。本发明所制备的节镍型奥氏体不锈钢主应用于水装饰面板等应用领域。本发明由于铜元素的加入降低了不锈钢带的冷加工硬化趋势，保证了冷加工性能，但是在含镍较低的不锈钢中，随着铜元素的增加会严重恶化钢的热加工性能，因此在合理成分设计的基础上，通过添加合理的铜含量，同时严格保证热轧温度为116(T127(TC的基础上，解决了传统节镍型奥氏体不锈钢铜含量较高造成热加工性能较差的难题，采用喂硅钙线的方式和采用硼铁微合金化，提高钢水了纯净度，同时提高产品的质量，尤其是表面质量，因此本发明在进一步降低原材料的成本，满足了装饰面板等应用领域的使用要求。
图I本发明节镍型奥氏体不锈钢的金相组织。
具体实施例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C< O. 10%,Si ^ I. 00 % ,9. O ^ % Mn ^ 12. O %, S ^ O. 045 %, P ^ O. 060 % ,1. O % ^ Ni ^ 3. O %,13. O % ^ Cr ^ 16. O % ,0. I % ^ Cu ^ I. O %, N ^ O. 2 %, B ^ 30X 10_4 %、20X 10_4 %^ Ca ^ 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本发明还提供了上述节镍型奥氏体不锈钢的制造方法，包括以下步骤a、将基料以含镍生铁高碳铬铁为2. 5^4. 5:1的比例添加到电炉中冶炼不锈钢母液，并通过GOR转炉冶炼；在GOR转炉冶炼过程中加入8 12kgt钢锰合金和5 10kg/t电解铜板；b、LF炉精炼，终点采用喂硅钙线的方式，并采用硼铁微合金化，使钢水中Ca的含量控制在2(T60ppm，B含量控制在l(T50ppm以下；得到按重量百分比其化学成分包括C < O. 10%、Si 彡 I. 00%、9· O Mn 彡 12. 0%、S 彡 O. 045%、P 彡 O. 060%,1. 0%^ Ni ^ 3. 0%,13. 0%^ Cr ^ 16. 0%,O. 1%^ Cu ^ I. 0%, N ^ O. 2%, B ^ 30Χ1(Γ4%、20X Kr4%彡Ca ( 60X Kr4%、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。其中，上述节镍型奥氏体不锈钢制造方法所述的步骤b中，LF精炼炉冶炼时间为30 90mino其中，上述节镍型奥氏体不锈钢制造方法所述的步骤d中，热轧温度为1160 1270。。。制造上述节镍型奥氏体不锈钢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将基料以含镍生铁高碳铬铁=2. 5^4. 5:1的比例添加到电炉中冶炼不锈钢母液，并通过GOR转炉冶炼。同时在GOR中加入锰合金和电解铜板，得到合金化的钢水。其中，加入锰合金的质量为8 12kgt钢。同时，严格按ClOkgt钢加入电解铜，保证铜含量为O. 5^1. 0%，避免热加工性能的恶化。b、钢水再送往LF处理，LF炉精炼LF精炼炉冶炼时间为3(T90min。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￠13硅钙包芯线
O.4 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. 35kg/t钢；使钢液中的B含量控制在10 30ppm，Ca含量控制在30 60ppm。出钢温度要求在1515 1535°C。C、连铸为保证钢液的纯净度，连铸中间包采用中间包液面保证在900 1000mm，确保连铸过程无卷渣等二次污染钢液的现象发生。d、连铸坯先经加热，再热轧得到热轧黑皮卷，确保热轧温度为116(T127(TC。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I以含镍生铁51t (其主要化学成分按质量百分比分为C4. 4%、S0. 15%、PO. 052%、SiO. 80%、Nil. 72%，余量为Fe)和高碳铬铁12t (其主要化学成分按质量百分比分为Cr62. 7%、C4. 4%、SiO. 03%、PO. 04%、S0. 05%，余量为Fe)为基料，加入到70t电弧炉熔炼不锈钢母液，电炉冶炼时间120min，电炉出钢温度1595°C。全部熔化后转入GOR转炉进行脱碳，米用娃铁还原，米用猛合金、电解铜合金化，加入猛合金的质量为99kg/t钢，电解铜为
8.2kg/t钢，出钢温度1592°C，冶炼时间为92min。得到合金化的钢水后，其化学成按质量百分比分为C0. 06%, SiO. 44%, Μη9· 70%, SO. 003%, PO. 034%, Nil. 31%, Cr 13. 65%,CuO. 81%,N0. 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。在LF炉中采用喂硅钙线的方式，实际加入量为O. 45kg/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. 17kg/t钢；。在LF炉中的冶炼时间为87min,出钢温度为1527°C。LF精炼后的钢水经连铸机连铸，得到180 X 1250 X 12000mm的连铸板坯，其化学成分按质量百分比分为C0. 06%, SiO. 44%, Μη9· 70%, SO. 003%, PO. 034%, Nil. 31%,
5Cr 13. 65%, CuO. 81%, NO. 14%,B16. 8ppm、Ca44. 7ppm，余量为 Fe。然后连铸板坯经热轧，得到厚度为3. Omm宽度为1250mm的不锈钢黑皮卷。热轧温度为1220°C。热轧过程中未出现边裂的质量缺陷，热加工性能良好。表I实施例I化学成分成分列表
权利要求
1.一种节镍型奥氏体不锈钢，按重量百分比其化学成分包括C < O. 10%、Si ^ I. 00%,9. O ^ % Mn ^ 12. O %, S ^ O. 045 %, P ^ O. 060 %,1. O % ^ Ni ^ 3. O %,13. O % ^ Cr ^ 16. O O. I % ^ Cu ^ I. O %、N 彡 O. 2 %、B 彡 30X 1(Γ4 %、20X 1(Γ4 %^ Ca ^ 60Χ1(Γ4%、余量为 Fe。
2.根据权利要求I所述的节镍型奥氏体不锈钢，其特征在于其中，9.0Mn ^ 11.0%,13.5%^ Cr ^ 14. O % ,1. O % ^ Ni ^ 2. O % ,0. I % ^ N ^ O. 15 % ,0. 5 %彡 Cu 彡 I. 0%。
3.制造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、将基料以含镍生铁高碳铬铁为2.5^4. 5:1的比例添加到电炉中冶炼不锈钢母液，并通过GOR转炉冶炼；在601 转炉冶炼过程中加入8 12kg钢锰合金和5 10kg/t电解铜板；b、LF炉精炼，终点采用喂硅钙线的方式，并采用硼铁微合金化，使钢水中Ca的含量控制在2(T60ppm，B含量控制在l(T50ppm以下；得到按重量百分比其化学成分包括C < O. 10 %、Si 彡 I. 00 9. O ^ % Mn ^ 12. O %, S ^ O. 045 %, P ^ O. 060 %,1. O %^ Ni ^ 3. 0%,13. 0%^ Cr ^ 16. 0%,O. 1%^ Cu ^ I. 0%, N ^ O. 2%, B ^ 30Χ1(Γ4%、20X Kr4%彡Ca ( 60X Kr4%、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。
4.根据权利要求3所述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精炼炉冶炼时间为30 90min。
5.根据权利要求3所述的节镍型奥氏体不锈钢的制造方法，其特征在于在步骤d中，热轧温度为116(Tl270°C。
全文摘要
本发明属于金属材料领域，具体涉及一种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传统节镍型奥氏体不锈钢热加工性能较差，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节镍型奥氏体不锈钢，其成分按重量百分比为C＜0.10％、Si≤1.00％、9.0≤％Mn≤12.0％、S≤0.045％、P≤0.060％、1.0％≤Ni≤3.0％、13.0％≤Cr≤16.0％、0.1％≤Cu≤1.0％、N≤0.2％、B≤30×10-4％、20×10-4％≤Ca≤60×10-4％，余量为Fe。本发明降低了生产成本，提高了产品在装饰面板等用途的使用性能和良好的机械性能，为装饰面板材料提供了新选择。
文档编号C22C38/58GK102943220SQ20121048317
公开日2013年2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