[发明专利]具有高力学性能的奥氏体不锈钢板材的制备方法及如此获得的板材

说明书

本发明涉及由奥氏体不锈钢制成的热轧片材的制备，该奥氏体不锈钢具有高力学性能，并且特别是力学强度和均匀延伸率的非常有利的结合。

对于汽车工业中的结构部件的制备，通用实践是采用不同级别的涂覆的碳钢片材，所述涂覆的碳钢片材具有或多或少的复杂显微组织。由具有1-3mm厚的片材生产零件。然而，对于某些零件，人们希望具有更高抗腐蚀性与高可变形性的组合，以便使用复杂的压延操作生产零件。而且，众所周知，奥氏体不锈钢得到广泛应用，归因于其优异的抗腐蚀性和其力学性能，尤其是其高延展性。例如，根据EN 10088-1标准表示的称为1.4318的奥氏体不锈钢是众所周知的，其组成含有(含量以重量表示)：C≤0.030％，Si≤1.00％，Mn≤2.00％，P≤0.045％，S≤0.015％，Cr：16.50-18.50％，Ni：6.00-8.00％，N 0.10-0.20％。由于在室温变形期间形成马氏体，因此这类钢具有高力学性能。这类钢在退火态的典型力学性能如下：屈服强度R_p0.2(对应于0.2％应变的常规屈服强度)：300-400MPa；均匀延伸率：A≥45％，R_m(最大强度)≥700MPa；乘积P＝R_p0.2(MPa)×均匀延伸率＝约15750MPa.％。能够以通过冷轧而处于加工硬化状态应用这些钢种：C850，C1000-EN-10088-2标准，这些牌号分别对应于最小强度850和1000MPa。该操作所赋予的屈服强度的提高(R_p0.2≥600MPa)也由同时降低的延伸率(A＝30％)证实。因而乘积P达到了约18000MPa.％。对某些应用，这些性能是令人满意的。然而，如果在使用时要求高强度，例如为了减重的增加以及为了由于现有成形操作的高能力，那么这些性能还是不够的。

通过冷轧而加工硬化的替代性方法是通过在足够低的温度下进行热轧而加工硬化。该方法赋予了更好的延伸率-强度的折衷，但主要缺点是成形过程中引起局部变形，导致蠕虫状(vermiculures)缺陷。为了在热轧后没有再结晶的标准1.4318钢中避免这类蠕虫状缺陷，必须在该热轧后进行退火操作。

因此，本发明的目的是提供奥氏体不锈钢热轧片材，该奥氏体不锈钢具有超过或等于上述1.4318类型钢种的力学性能，该钢制造廉价并对蠕虫状缺陷的出现不敏感。

本发明的目的还是提供由奥氏体不锈钢制成的热轧片材，该奥氏体不锈钢具有大于21000MPa.％的乘积P，其可以与大于650MPa的屈服强度R_p0.2组合或还可以与大于45％的均匀延伸率组合。

为此目的，本发明的主题是由奥氏体不锈钢制成的热轧片材，其乘积P(R_p0.2(MPa)×均匀延伸率(％))大于21000MPa.％并且其化学组成包含，含量以重量表示：0.015％≤C≤0.030％，0.5％≤Mn≤2％，Si≤2％，16.5％≤Cr≤18％，6％≤Ni≤7％，S≤0.015％，P≤0.045％，Al≤0.050％，0.15％≤Nb≤0.31％，0.12％≤N≤0.16％，Nb和N含量使得：

Nb/8+0.1％≤N≤Nb/8+0.12％，任选：0.0005％≤B≤0.0025％，Mo≤0.6％，组成的余量由铁和源自熔炼的不可避免的杂质组成。

根据优选的实施方案，该钢的铌和氮含量，以重量表示，使得：0.20％≤Nb≤0.31％，0.12％≤N≤0.16％。

本发明的主题还是由根据任一上述组成的奥氏体不锈钢制成的热轧片材，其屈服强度R_p0.2大于650MPa，其特征在于该钢的平均奥氏体晶粒尺寸小于6微米，还在于未再结晶表面分数为30-70％以及还在于铌完全为析出物的形式。

本发明的主题还是由根据任一上述特征的奥氏体不锈钢制成的热轧片材，其均匀延伸率大于45％，其特征在于铌没有完全析出。

本发明的主题还是制备由奥氏体不锈钢制成的热轧片材的方法，该奥氏体不锈钢的屈服强度R_p0.2大于650MPa，其中：提供由钢制成的半成品，该钢具有根据任一上述组成的组成；然后，将所述半成品再加热至1250℃-1320℃的温度；然后将所述半成品在低于990℃的轧制终了温度下轧制并且最后两个精轧机架(cages finisseuses)的累计压下率ε大于30％。

根据一个特别的实施方案，提供由具有上述组成的钢制成的半成品，其含有0.20％≤Nb≤0.31％，0.12％≤N≤0.16％，然后将所述的半成品在低于970℃的轧制终了温度下轧制。