[发明专利]低镍低铬不锈钢以及其制造方法

说明书

本发明公开一种低镍低铬铁素体不锈钢，其中，低镍低铬铁素体不锈钢包括下述化学成分，以质量百分数计：Ni：0.6～1.0％，C：0.0005～0.0150％，N：0.0005～0.0150％，Si：≤0.60％，Mn：≤1.20％，Cr：11.0～12.0％，Ti：0.10～0.30％，其余为Fe和不可避免的杂质，且满足Ti/(C+N)＝8～18。本发明还公开一种制造上述低镍低铬铁素体不锈钢的方法。本发明的低镍低铬铁素体不锈钢具有如下优良力学性能：室温下(25℃)的冲击功(Ak)≥100J，零下40℃下的冲击功(Ak)≥50J，屈服强度(Rp0.2)≥300MPa，抗拉强度(Rm)≥420MPa。本发明的低镍低铬铁素体不锈钢具有优良的冲击韧性以及较高的强度。

技术领域

本发明涉及铁素体不锈钢技术领域，特别地涉及一种低镍低铬不锈钢以及其制造方法。

背景技术

低铬铁素体不锈钢由于不含或少含贵金属镍，故相对于镍含量较高的奥氏体不锈钢、双相钢等而言，制造原料成本低，再加上其本身具有的优良耐腐蚀性和易加工性，因此低铬铁素体不锈钢广泛应用汽车工业、摩托车、设备壳体、家电等工业零部件制造中。例如，在选择汽车用法兰用钢时，低铬铁素体不锈钢板可作为备选材料之一。然而，低铬铁素体不锈钢板为了适用为汽车用法兰用钢，在满足耐蚀性的前提下，还必须有良好的力学性能，尤其是优良的冲击韧性。虽然目前现有的低铬铁素体不锈钢生产技术，已经能够确保将典型的杂质元素C、N、0等保持在较低范围内，另外，还可根据不同需求加入Ti、Nb、V等稳定化元素，来提高低铬铁素体不锈钢本身的性能以及加工性；但是，低铬铁素体不锈钢也存在一些缺点或不足，如室温、低温下韧性不足，例如传统的低铬型铁素体不锈钢00Cr12室温下冲击功仅有10～20J，在0℃时仅为2～8J，极大限制了其在低温环境的应用范围，此外，铁素体不锈钢强度较低，由此限制了铁素体不锈钢作为结构件的应用。

因此，本领域需要一种新的低镍低铬不锈钢以及其制造方法，其可具备优良的冲击韧性。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种低镍低铬铁素体不锈钢，其中，本发明通过将不锈钢成分设计优化，使得本发明的低镍低铬铁素体不锈钢可具备优良的冲击韧性以及较高的强度。本发明还提供一种制造上述低镍低铬铁素体不锈钢的方法。

在此强调，除非另有说明，本文所用术语与本领域中各种科技术语的通常含义、各种技术词典、教科书等中定义的专业术语的含义一致。

术语“冲击韧性”是指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力，反映材料内部的细微缺陷和抗冲击性能。工程上常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的能力，即测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功Ak，单位为焦耳(J)。

术语“单稳定型”是指不锈钢仅包括一种或单一的稳定元素，例如钛Ti。钛与碳的亲和力很大，比不锈钢中的主要合金元素铬大。在钛加入钢中后，碳优先与钛结合并生成碳化钛(TiC)，这样就避免了析出碳化铬而造成晶界贫铬，从而有效防止晶间腐蚀，使不锈钢稳定。另外，钛与氮可结合生成氮化钛(TiN)。

术语“连铸成坯”，即连续铸钢，简称连铸，是指把液态钢水用连铸机浇铸、冷凝、切割而直接得到铸坯的工艺。

本发明将低镍低铬铁素体不锈钢的化学成分设计优化，通过添加适量的Ni保证良好的低温冲击韧性并提高强度，确保较低C、N含量，利用Ti单稳定固定钢中的C、N，并控制钢中O、S、P等杂质元素以确保不锈钢的腐蚀性和良好的加工性。

测试证明，由本发明的低镍低铬铁素体不锈钢制成的钢板可具有如下优良力学性能：室温下(25℃)的冲击功(Ak)≥100J，零下40℃(-40℃)下的冲击功(Ak)≥50J，屈服强度(Rp0.2)≥300MPa，抗拉强度(Rm)≥420MPa。

具体地，在本发明的低镍低铬铁素体不锈钢中，各成分的含量范围设计如下：