[发明专利]一种铁素体不锈钢板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁素体不锈钢板及其制备方法。

背景技术

不锈钢是一种特殊的材料，兼有功能材料和结构材料两者的特征，以其不锈、耐蚀、耐热、耐低温、易加工、可回收、外观精美、寿命周期成本低等独特的优良性能广泛应用在工业和民用众多领域。全世界不锈钢消费量也是逐年增加，到2006年，全世界不锈钢的产量达到2840万吨。304奥氏体不锈钢以其优良的耐蚀性、易加工性而成为不锈钢中应用最广、使用量最大的钢种。虽然304不锈钢具有优良的性质，但是，贵重金属镍含量高达9％，因而价格高。近年来随不锈钢产量的增加，镍消耗量也迅猛增长，使镍资源变得越来越紧张，镍价随之大幅上升，304不锈钢的成本进一步增加。受镍价上涨影响，为了降低生产成本，全球不锈钢生产企业都在大力开发和发展低成本的低镍或无镍的铁素体不锈钢。铁素体不锈钢以其低廉的价格、优秀的耐蚀性和耐热性受到普遍的欢迎。目前，铁素体不锈钢已经应用于多个工业领域。然而受铁素体晶粒本质特征的限制，与304奥氏体钢相比，其加工成形性和焊接性比较差，应用受到极大的限制。到目前为止，为了提高铁素体不锈钢的性能，研究人员已经做了许多尝试，开发出了多种铁素体不锈钢。但是，采用传统工艺方法改进铁素体不锈钢性能不显著，还未达到接近304奥氏体钢的效果。

发明内容

为了克服现有铁素体不锈钢板及其制备方法的上述不足，本发明提供一种成形性和耐蚀性及焊接性与304不锈钢接近的铁素体不锈钢板，同时提供该钢板的制备方法。

本发明主要是基于铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢相比其成形性和焊接性差，为改善铁素体不锈钢存在的这些缺陷，通过成分设计和生产工艺来改进这些性能，主要体现在提高钢中铬含量、降低碳和氮含量并添加适量微量合金元素。

本铁素体不锈钢板的成分(重量百分比)为：

C≤0.03    Si≤1.00    0.01≤Mn≤1.00   Cr：15～25    P≤0.035

S≤0.03    N≤0.03     0.20≤Cu≤1.5

Ti+Nb 0.2+4×(C+N)∽0.75    其余Fe及不可避免杂质

根据性能的要求，可再添加Ni、Mo中的一种元素或两种元素，添加的量(重量百分比)分别为：0.20％≤Ni≤3.0％    0.1％≤Mo≤2.0％。

本铁素体不锈钢板的制备方法包括下述依次的步骤：

(一)冶炼铸坯

采用铁水和废钢以及镍、铬合金或低镍铬生铁，通过AOD炉或K-OBM-S转炉初炼后，再经过VOD精炼处理，浇注成铸坯，铸坯的成分(重量百分比)为：

C≤0.03    Si≤1.00   0.01≤Mn≤1.00  Cr：15～25  P≤0.035

S≤0.03    N≤0.03    0.20≤Cu≤1.5

Ti+Nb 0.2+4×(C+N)∽0.75  其余Fe及不可避免杂质。

(二)铸坯加热

将铸坯在封闭加热炉中加热，铸坯加热温度为1180℃±30℃；加热时间≥200分钟。

(三)铸坯热轧

采用控制终轧温度工艺，热连轧精轧温度控制在850℃-900℃。热轧后层流冷却，卷取温度控制在700℃-750℃。

热卷采用连续退火工艺，退火温度控制在980±30℃，TV值60-100。

(四)冷轧、退火

对酸洗后的热卷进行冷轧；然后对冷轧板进行退火，退火炉温设定为900±30℃，TV值50-80。

上述的铁素体不锈钢板的制备方法，在步骤(一)冶炼铸坯时根据性能的要求，可再添加Ni、Mo中的一种元素或两种元素，添加的量(重量百分比)分别为：0.20％≤Ni≤3.0％    0.1％≤Mo≤2.0％。

本发明的超纯铁素体不锈钢，含有较高的铬，而铬是提高耐蚀性和耐热性的有用合金，铬含量越高效果越好；极低的碳、氮含量改善了钢耐蚀性和力学性能；铌和钛是钢中的微量元素，它们抑制铬的碳、氮化物的形成，从而提高钢的耐晶间腐蚀性能；镍、铜和钼都能提高钢的耐蚀性及加工性能。本铁素体不锈钢不含镍或镍含量比304奥氏体不锈钢低得多，成本比304奥氏体不锈钢低，而且成形性和耐蚀性及焊接性达到与304不锈钢相当的水平，参见表1与表2。本铁素体不锈钢的各项性能是通过调整钢中成分获得的，因此，不需要特殊的生产条件，用常规的制备方法即可实现。本发明的超纯铁素体不锈钢板，可在餐具、建筑装饰、家电制品、车辆部件等领域代替304不锈钢。

具体实施方式