本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种经济型耐腐蚀的铁素体不锈钢及其制造工艺。
背景技术：
铁素体不锈钢是以室温组织为铁素体的一类钢种，这类钢晶格类型为体心立方结构，有磁性，一般无镍或少镍，有时还含有少量的钼、钛和铌等合金元素。这类钢具有导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气及氧化性酸腐蚀的零部件。但这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而也限制了它的应用。
我国稀土资源丰富，稀土在钢中有净化钢液、变质夹杂和微合金化作用。研究发现，稀土加入不锈钢钢中后，可起到固溶强化作用，提高钢的强度；另外，固溶在钢中的稀土能富集在晶界，减少杂质元素在晶界的偏聚，能显著提高钢的冷冲压成型性，横向及低温冲击韧性和改善焊接性及耐腐蚀性能等。
所以，为更好地满足市场需求和降低成本，本发明研发出了一种无镍、含稀土的经济型耐腐蚀铁素体不锈钢，可广泛应用于消毒柜设备、厨具设备和食品机械设备等部件用钢。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种经济型耐腐蚀铁素体不锈钢及其制造工艺，可以解决现有钢存在的塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等问题，能显著提高钢的冷冲压成型性、横向及低温冲击韧性和改善焊接性及耐腐蚀性能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种经济型耐腐蚀的铁素体不锈钢所含成分的质量百分比为：c≤0.03％，s≤0.02％，p≤0.02％，si≤0.5％，mn≤0.5％，cr17.0～23.0％，mo0.1～0.6％，w0.1-0.5％，cu0.1-0.4％，v0.01-0.1％，nb0.01～0.1％，ti0.01～0.1％，ba0.001～0.1％，n≤0.02％，稀土元素：0.001～0.1％，余量为fe。
优选的，所述的稀土元素为镧、铈或钇元素中的一种或多种。
优选的，所述的稀土元素由镧、铈、钇中的任意一种或多种与镨、钕、钷、钐中的任意一种或多种组合而成。
优选的，所述的镧、铈、钇的任意一种占稀土元素总量的质量百分比≤50％，所述的镧、铈、钇的任意两种占稀土元素总量的质量百分比≥99.6％。
优选的，本发明所述的一种经济型耐腐蚀铁素体不锈钢的制造工艺包括：冶炼-铸锭或铸锭开坯-热轧-热轧后退火酸洗-冷轧-冷轧后退火酸洗。
优选的，所所述的冶炼选用真空感应炉、电炉-炉外精炼、转炉-炉外精炼或矿热炉冶炼铬铁水-炉外精炼中的任意一种工艺，在出钢浇铸前加入稀土元素，浇铸温度控制在1500-1650℃。
优选的，所述的铸锭或铸锭开坯采用锻造开坯或连铸连轧，所述的锻造开坯加热温度为1000-1200℃，开坯始锻温度控制在1050-1200℃，开坯终锻温度控制在900-1000℃。
优选的，所述的连铸连轧时坯料加热温度1000-1150℃，开轧温度控制在1000-1100℃，终轧温度控制在850-1000℃。
优选的，所述的热轧后退火酸洗的连续退火温度为900-1050℃，保温1-15分钟，取出水冷并酸洗。
优选的，所述的冷轧后退火酸洗中冷轧压下量为55％-70％，轧后退火温度为850-1000℃，保温1-5分钟后空冷，空冷后酸洗，酸洗后即可获得本发明经济型及耐腐蚀的铁素体不锈钢。
采用上述技术方案后，本发明提供的一种经济型耐腐蚀铁素体不锈钢及其制造工艺具有以下有益效果：
通过加入铬、钼、钨、铜和稀土等合金元素的复合作用，来提高铁素体不锈钢在不同氧化性介质中的耐腐蚀性能，其中钨和钼还能降低铁素体不锈钢中二次相的析出速度，提高钢的塑性，少量的铜元素能提高不锈钢的抗菌性能和成型性能。
通过加入铌、钛和钒合金元素，抑制不锈钢钢中铬的碳、氮化物的形成，从而提高钢的耐晶间腐蚀性能；还能细化钢的组织晶粒，提高钢的强度和韧性。
另外，本发明专利的又一特点是加入稀土元素和钡元素，它们都是表面活性物质，在不锈钢中不仅能起到净化钢液、变质夹杂作用，还能起到复合微合金化作用，它们固溶在钢中后，主要富集在晶界，能减少杂质元素在晶界的偏聚，强化晶界，提高晶界的抗腐蚀能力以及综合力学性能。
本发明的耐腐蚀铁素体不锈钢，无镍且采用铬、钼、稀土和钡等合金元素的复合作用，使该不锈钢具有优良的耐蚀性能，另外其综合力学性能也较好。其合金成本远低于sus304奥氏体不锈钢，但点蚀性能要优于sus304，该发明铁素体不锈钢的点蚀电位在280mv以上，抗拉强度480mpa以上，可用于制造消毒柜设备、食品机械设备等厨房设备用钢。
附图说明
图1本发明实施例1-15所述的不锈钢室温拉伸性能随稀土含量变化的影响曲线。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步阐述，但这些实施例不对本发明构成任何限制。
实施例1-15经济型耐腐蚀铁素体不锈钢的制备：根据本发明表1中所设定的原料成分范围，分别在真空感应炉中冶炼后得到了15炉钢，其成分见表1。
具体制备方法如下：
冶炼-铸锭或铸锭开坯-热轧-热轧后退火酸洗-冷轧-冷轧后退火酸洗：
(1)冶炼选用真空感应炉工艺，将表1所示原料加入真空感应炉中冶炼，在出钢浇铸前加入稀土元素，浇铸温度控制在1500-1650℃；
(2)铸锭或铸锭开坯采用锻造开坯，加热温度为1000-1200℃，开坯始锻温度控制在1050-1200℃，终锻温度控制在900-1000℃；
(3)热轧时坯料加热温度1000-1150℃，开轧温度控制在1000-1100℃，终轧温度控制在850-1000℃；
(4)热轧后退火酸洗的连续退火温度为900-1050℃，保温1-15分钟，取出水冷并酸洗；
(5)冷轧后退火酸洗中冷轧压下量为55％-70％，轧后退火温度为850-1000℃，保温1-5分钟后空冷，空冷后酸洗，得到最终的经济型耐腐蚀铁素体不锈钢。
本发明不锈钢的耐蚀性能和力学性能试样均直接从冷轧退火酸洗后的板材上横向取样，经1050℃×30min水冷固溶处理后测试性能。
对比例1-3：为便于对比，还同时冶炼了sus304、ocr18ni12mo2ti和sus316l奥氏体不锈钢三种不同钢号，并依次标注为对比例1、2、3。对比试验均在与实施例相同的冶炼、锻造、热处理和抗腐蚀试验等条件下进行。
试验例：实施例1-15制得的不锈钢的点蚀电位随稀土含量变化的影响曲线，见图1。
对上述实施例1-15制得的不锈钢和对比例1-3的钢号的化学成分(其中稀土元素用re表示)、耐蚀性能和室温力学性能进行测试，结果见下表1-3。
本发明提供的一种经济型耐腐蚀铁素体不锈钢及其制造工艺，通过加入铬、钼、钨、铜和稀土等合金元素的复合作用，来提高铁素体不锈钢在不同氧化性介质中的耐腐蚀性能，其中钨和钼还能降低铁素体不锈钢中二次相的析出速度，提高钢的塑性，少量的铜元素能提高不锈钢的抗菌性能和成型性能。
通过加入铌、钛和钒合金元素，抑制不锈钢钢中铬的碳、氮化物的形成，从而提高钢的耐晶间腐蚀性能；还能细化钢的组织晶粒，提高钢的强度和韧性。
另外，本发明专利的又一特点是加入稀土元素和钡元素，它们都是表面活性物质，在不锈钢中不仅能起到净化钢液、变质夹杂作用，还能起到复合微合金化作用，它们固溶在钢中后，主要富集在晶界，能减少杂质元素在晶界的偏聚，强化晶界，提高晶界的抗腐蚀能力以及综合力学性能。
本发明的耐腐蚀铁素体不锈钢，无镍且采用铬、钼、稀土和钡等合金元素的复合作用，使该不锈钢具有优良的耐蚀性能，另外其综合力学性能也较好。其合金成本远低于sus304奥氏体不锈钢，但点蚀性能要优于sus304，该发明铁素体不锈钢的点蚀电位在280mv以上，抗拉强度480mpa以上，可用于制造消毒柜设备、食品机械设备等厨房设备用钢。
以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。
表1实施例1-15制得的不锈钢和对比例1-3钢号化学成分对比(wt％)
表2实施例1-15制得的不锈钢和对比例1-3的钢号在30℃3.5％(wt.％)nacl溶液中的点蚀性能
表3实施例1-15制得的不锈钢和对比例1-3钢号的室温力学性能