[发明专利]一种冲压性能优良的奥氏体不锈钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种奥氏体不锈钢，特别涉及一种冲压性能优良、避免冲压开裂、避免中间退火的奥氏体不锈钢及其制造方法。

背景技术

奥氏体不锈钢具有较好的综合力学性能，便于进行机械加工、冲压和焊接，而且在氧化性环境中具有优良的耐腐蚀性能和良好的耐热性能，因而广泛用于各种加工领域，特别是在深冲领域更是具有其它不锈钢难以比拟的优势。

但是不锈钢冷轧产品在厨房设备及用具、保温杯(壶)、太阳能、精密电子等行业的一些制品，由于对深加工性能、表面质量、机械性能和中间退火等要求较高，普通304一般不能满足加工要求。为此国内外成熟的不锈钢企业，都对其用于冲压产品的材料进行了针对性的成分设计和工艺改进，确保其产品可以满足用户的使用。比如CN1113661A通过向304不锈钢中添加3％以下的Cu含量提高其深冲性能；US5571343通过向304不锈钢中添加Cu，控制材料的Md30和铁素体含量，改善材料的冲压开裂问题；JP2001081535A在304基础上添加Si和Al含量，达到降低Md30改善成形性能的目的；JP07204791A通过控制C、N、Ni等元素间的关系改善材料的深冲性能；CN1502716A也是通过成分调整材料的铁素体含量达到改善成形性能的目的；CN1364944A则是通过控制材料的夹杂物组成提高其材料的深加工性能，它更关注的是材料加工方法对性能的影响。

由上述专利材料的控制手段看，绝大多数都是在304不锈钢的基础上，添加Ni、Cu、Al或Mn等元素，降低材料的Md30达到改善成形性的目的。但仍不能满足冲压性能的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冲压性能优良、避免冲压开裂、避免冲压中间退火的奥氏体不锈钢。

为实现上述目的，本发明的奥氏体不锈钢，其化学成分的重量百分配比为：C≤0.03％，Si≤0.75％，Mn：2.0-3.0％，Cr：16-19％，Ni：8.0-9.50％，Cu：2.0-3.0％，Nb：0.1-0.25％，N≤0.03％，Al≤0.005％，同时Nb、C、N的含量须满足：Nb-8(C+N)≥0，(C+Nb)≤0.30％，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明是在304不锈钢基础上，除添加Cu、Mn元素降低Md30外，还降低304不锈钢的C、N含量，添加Nb元素，最大限度地降低材料中间隙原子对材料成形性能的负面影响，从而实现提高材料成形性能的目的。

本发明的另一个目的在于提供上述奥氏体不锈钢的制造方法。该方法包括：

在冶炼过程中，炉渣碱度控制在1.5-2.5，在真空或非真空条件下，采用铝含量低于1.0％的硅铁或硅锰合金脱氧，经过充分镇静的钢水在无氧化保护条件下浇注成钢锭或钢坯；

本发明适合的热轧加热温度控制在1200-1240℃；本发明与SUS304相比冷轧硬化程度小，道次最大变形率可接近或等于35％，从而在同样的变形率条件下，可减少冷轧轧制道次；

冷轧后的材料热处理工艺1010-1070℃快冷，如水冷或风冷，以保证获得比6.0级更细小的金相组织。

上述工艺可在冶金工厂生产SUS304的装备上生产。

附图说明

图1是本发明实施例1钢与18Cr-8Ni-0.009Al钢的夹杂物控制效果比较。其中，1a是18Cr-8Ni-0.009Al钢的夹杂物形貌；1b是本发明钢的夹杂物形貌。

图2是本发明实施例1钢与SUS304钢的冷加工硬化比较。

具体实施方式

以下对本发明进行较为详细的说明。

本发明中除非另有指明，含量均指重量百分比含量。

SUS304属于亚稳定的奥氏体不锈钢，在冷变形过程中，这种亚稳定的奥氏体会转变为形变马氏体，由于形变马氏体的生成使得材料具有很高的强度和硬度，从而造成材料再变形的困难，影响材料的深冲压性能，严重时可造成材料在变形过程开裂，或者变形后时效开裂。Md30(℃)是表征这种马氏体转变程度的重要指标之一(公式1)，Md30(℃)越低材料冷变形时形成的形变马氏体量越少，材料的冲压性能越好、材料冲压后时效开裂的倾向越低。

Md30(℃)＝551-462(C％+N％)-9.2Si％-8.1Mn％-13.7Cr％

-18.5Mo％-29(Ni％+Cu％)-68Nb％-1.42(γ-8.0)(1)

公式中γ：材料晶粒度