[发明专利]一种铁素体不锈钢晶粒细化剂、其制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种铁素体不锈钢晶粒细化剂、其制备方法及使用方法，铁素体不锈钢晶粒细化剂包括TiN和Fe粉，所述TiN和Fe粉的质量比为0.01～0.06：99.99～99.94。本发明提供的铁素体不锈钢晶粒细化剂通过诱导晶内铁素体形核从而达到细化铁素体不锈钢晶粒的效果，解决了铁素体不锈钢因晶粒粗大而产生的生产及使用过程中的一系列问题，可应用于模铸和连铸工艺。

技术领域

本发明涉及一种铁素体不锈钢晶粒细化剂，属于金属材料晶粒细化技术领域。

背景技术

相比于铬镍奥氏体不锈钢，铁素体不锈钢具有强度高、冷加工硬化倾向低、导热系数高(为其130％～150％)、线膨胀系数低(为其60％～70％)、耐蚀性好等优点。由于废钢和镍资源的波动，扩大铬系铁素体不锈钢已成为全球不锈钢品种结构调整的重点。

铁素体不锈钢在生产过程中主要存在热加工如锻造、轧制过程易开裂等问题，这是由于铁素体晶粒粗大，不发生α→γ的相变，晶粒的遗传性也会导致成品因晶粒粗大而无法满足使用要求。中国专利CN 105033181 A公布的《一种熔模铸造铁素体不锈钢晶粒细化剂及其使用方法》以Fe粉作为细化晶粒的孕育剂，其方法简单，但其加入方法是随流均匀加入铸型，无法实现精准加入细化剂；中国专利CN101407866 A公布的《钢的Fe-Ti-N晶粒细化剂及其制备方法》通过向Fe-Ti合金熔体通以氮气制备晶粒细化剂，其制备工艺较为复杂；中国专利CN 106312026公布的《用于铸钢晶粒和组织细化处理的变质剂》克服了制作过程简易，但细化剂中含8～10％的V，增加了成本；并且以上专利均针对于模铸，目前晶粒细化剂在连铸工艺上并未得到良好的应用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种铁素体不锈钢晶粒细化剂、其制备方法及使用方法，可使铁素体不锈钢的晶粒细化。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种铁素体不锈钢晶粒细化剂，该晶粒细化剂包括TiN和Fe粉，所述TiN和Fe粉的质量比为0.01～0.06：99.99～99.94。

一种铁素体不锈钢晶粒细化剂的制备方法，其包括如下步骤：

S1、配料：

以Fe粉和大颗粒的TiN粉为原料，按照Fe粉和TiN粉的质量比为 99.99-99.94：0.01～0.06成分配比进行配料；

S2、Fe-TiN块的制备：

将步骤S1配好的原料置于球磨机中研磨、混合；将球磨后的粉末在模具中热压成块，热压温度1350℃～1400℃，保温时间5～10min，冷却后取出，获得铁素体不锈钢晶粒细化剂。

如上所述的制备方法，优选地，在步骤S2中，所述混合的时间为 2～5h，所述球磨后的TiN粉末粒径小于2μm。

如上所述的制备方法，优选地，在步骤S2中，所述热压成块的压力为25～30MPa。

如上所述铁素体不锈钢晶粒细化剂的使用方法，可在工业生产铁素体不锈钢的连铸工艺前的中间包工位添加铁素体不锈钢晶粒细化剂，按每吨钢添加100～600g的TiN添加。

如上所述铁素体不锈钢晶粒细化剂的使用方法其包括如下步骤：

(1)配料

以Fe粉和TiN粉为原料，按照成分配比进行配料；(2)Fe-TiN块的制备

将配好的原料置于球磨机中研磨、混合；

将球磨后的粉末在模具中热压成块，热压温度1350℃～1400℃，保温时间5～10min，冷却后取出，获得Fe-TiN块；