[发明专利]铁素体系不锈钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁素体系不锈钢及其制造方法，更详细地，涉及通过控制合金成分和制造方法来调节不锈钢中的析出物的分布及成分，从而改善高温强度及热疲劳特性等高温特性的铁素体系不锈钢及其制造方法。

背景技术

不锈钢中，尤其铁素体系不锈钢广泛使用于汽车排气系统零件、建筑材料、厨房容器、家用电器等中。尤其，汽车排气系统零件中的排气歧管(exhaust manifold)处于直接暴露在700℃以上的高温排气中的环境，在长时间的运行环境中需要非常高的安全性。因此，一直以来进行了很多关于改善高温特性的合金成分及制造方法的研究。

虽然过去进行了很多针对提高高温特性的元素Mo、Nb、W等合金的影响的研究，但实质上对于在高温下铁素体系不锈钢内部产生的晶粒和析出物对高温物理性质所产生的影响的认识还很不足。

为了用作逐渐高性能化的排气歧管用材料，需要优化所述铁素体系不锈钢内部所产生的晶粒和析出物的合金成分及制造条件。

(专利文献0001)韩国公开专利文献第10-2006-0007441号

发明内容

要解决的技术问题

本发明的实施例的目的在于提供通过铁素体系不锈钢的合金成分的控制以及铁素体系不锈钢中的析出物的分布及成分的调节，改善高温强度及热疲劳特性等高温特性的铁素体系不锈钢。

此外，本发明的实施例的目的在于提供控制不锈钢的再加热、粗轧及精轧工序的铁素体系不锈钢的制造方法。

技术方案

本发明的一个实施例的铁素体系不锈钢，以重量％计，包含：碳(C)：0.02％以下、氮(N)：0.02％以下、硅(Si)：1.0％以下、锰(Mn)：1.20％以下、磷(P)：0.05％以下、铬(Cr)：10.0～25.0％、钼(Mo)：0.5～2.0％、钛(Ti)：0.01～0.30％、铌(Nb)：0.30～0.70％及余量的铁(Fe)和其他不可避免的杂质。所述铁素体系不锈钢包含铌(Nb)莱夫斯相(laves phase)析出物、含有铌(Nb)和碳(C)或氮(N)的析出物，30～70％的所述析出物分布在距晶界1μm以内的区域中，所述析出物的平均粒子大小为0.5μm以下。

此外，根据本发明的一个实施例，其中，所述铌(Nb)/钛(Ti)的重量比可以为2～10。

此外，根据本发明的一个实施例，其中，所述铌(Nb)莱夫斯相析出物可以包含选自Fe₂Nb、FeCrNb、Cr₂Nb中的一种以上。

此外，根据本发明的一个实施例，其中，所述铌(Nb)莱夫斯相析出物可以包含选自Fe₂Nb、FeCrNb、Cr₂Nb中的一种以上。

此外，根据本发明的一个实施例，其中，所述析出物的平均粒子大小可以为0.35μm以下。

此外，根据本发明的一个实施例，其中，相对于所述含有铌(Nb)和碳(C)或氮(N)的析出物的总质量，所述含有铌(Nb)和碳(C)或氮(N)的析出物中的铌(Nb)的质量可以小于30％。

此外，根据本发明的一个实施例，其中，所述铁素体系不锈钢在900℃下的拉伸强度可以为30MPa以上。

此外，根据本发明的一个实施例，其中，所述铁素体系不锈钢在50％的约束率(constraint ratio)、200～900℃温度区间的热疲劳循环次数可以为500次以上。

本发明的一个实施例的铁素体系不锈钢的制造方法包括以下步骤：将不锈钢以1100～1300℃进行再加热，以重量％计，所述不锈钢包含：碳(C)：0.02％以下、氮(N)：0.02％以下、硅(Si)：1.0％以下、锰(Mn)：1.20％以下、磷(P)：0.05％以下、铬(Cr)：10.0～25.0％、钼(Mo)：0.5～2.0％、钛(Ti)：0.01～0.30％、铌(Nb)：0.30～0.70％及余量的铁(Fe)和其他不可避免的杂质；对所述不锈钢进行多次粗轧；以及对所述不锈钢进行精轧。

所述粗轧的步骤中，最终两次粗轧是以50％以上的总压下率进行，所述粗轧后且在所述精轧之前，维持以下述式1表示的时间。

式1：

8000/(再加热温度-1000)＜时间(秒)＜120

此外，根据本发明的一个实施例，其中，所述铌(Nb)/钛(Ti)的重量比可以为2～10。

此外，根据本发明的一个实施例，其中，所述精轧的步骤之后，还可以包括收卷的步骤，收卷温度可以为500～700℃。