[发明专利]一种性能优异的高N奥氏体不锈钢中厚板及其制造方法

说明书

本发明公开一种性能优异的高N奥氏体不锈钢中厚板及其制造方法。连铸坯中等轴晶比例≥80％；铸坯表面粗糙度≤100μm；铸坯预热段温度980～1100℃，加热段温度1160～1230℃，均热段温度1200～1230℃，在炉时间3～4h；粗轧开轧温度≥1150℃，前2道次压下率≥20％，粗轧后续道次压下量≤15％，中间坯厚度80～120mm；精轧开轧温度≥1050℃，终轧温度≥950℃，轧制压下率≤20％；固溶温度980～1050℃，在炉时间2～5min/mm。产品宽2200～4000mm，厚30～60mm。‑196℃屈服强度≥350MPa、抗拉强度≥1250MPa、延伸率≥40％。表面裂纹废品率由15％以上降至5％以下。

技术领域

本发明涉及奥氏体不锈钢板轧制技术领域，特别涉及一种具有高强度、高韧性的奥氏体不锈钢热轧中厚板及其制造方法，该奥氏体不锈钢中厚板主要适合用于高韧性、高强度受冲击负荷的结构部件，如为国家大型航空、航天设备提供风洞机械系统、电站汽水分离器、汽轮机片和核电安全设备等结构制造领域。

背景技术

随着近年来国内大飞机实验用风洞实验室建设、水蒸气压力容器、核电安全设备、船舶工业等行业的快速发展，对具有高的低温抗拉强度及高韧性的奥氏体不锈钢中厚板的需求日趋增加，高N奥氏体不锈钢由于在高温和极低温度下都具有良好的塑韧性、冷热加工性能和耐局部腐蚀性能而被广泛用于石油、化工、宇航和能源等领域，这些领域要求材料使用温度最低可达到-196。目前，对宽幅、大尺寸奥氏体不锈钢热轧中厚板需求越来越大，这主要由于厚度为30～60mm，宽度为2200～4000mm的宽幅、大尺寸含氮奥氏体不锈钢的使用可减少拼接焊缝，减小制造过程焊材探伤工作量，降低设备维护成本，增加设备的安全性。同时，大幅降低工厂化预制成本，缩短含N奥氏体不锈钢采购周期，提升工程建造速度，具有广阔的应用前景。此外，高N奥氏体不锈钢连铸坯含有0.1～0.35％的氮，在热加工过程中，非受控性温降，不可避免在脆性相析出温度范围内进行轧制，当脆性相比例较高时，容易导致热轧边裂及表面裂纹的产生，且热加工温度越低，展宽比越大，钢板表面出现裂纹现象越严重。由此可见，如何解决边裂及表面裂纹的产生，并提高其低温性能是高N奥氏体不锈钢中厚板开发的关键。

申请号为200910048117.6的专利公开了一种中低温强度优异的奥氏体不锈钢板及其制造方法，通过在普通低碳的基础上，添加稀土及其它合金元素；通过调整镍铬当量形成元素，奥氏体不锈钢铸态中高温铁素体δ含量小于2％，提高奥氏体不锈钢强度；但生产成本高。

申请号201410582327.4的专利公开了一种304LN核电用奥氏体不锈钢的制备方法，通过EAF电弧炉粗炼，AOD精炼、浇注，热加工锻造，最后进行热处理。该发明的制备方法工艺步骤简单，易操作，通过对不锈钢化学成分的严格控制以及对冶炼、锻造、热处理工艺的优化设计，以进一步提高304LN核电用奥氏体不锈钢的耐蚀性能和力学性能，然后该方法主用通过锻造方法制备304LN奥氏体不锈钢，与轧制相比，其成本要远高于轧制的成本，不适于大规模批量化生产。

申请号为201710875353.X的专利公开了一种超低温性能优良的奥氏体不锈钢及其制造方法，其特征在于：通过控制铁素体含量，提高韧性和超低温强度，避免脆性相析出，7K断裂韧性200MPa·m^1/2，在7K的屈服强度750MPa，可以用于超低温韧性、超低温强度有特殊要求的核电、超导等行业，然而该方法并没有考虑考虑优化连铸工艺及改善连铸坯中等轴晶比例，且没有考虑铸坯表面喷涂对奥氏体不锈钢表面质量的影响。