一种低铬高纯铁素体不锈钢及其制造方法技术

一种低铬高纯铁素体不锈钢，其特征在于化学成分的重量百分配比为：Ｃ≤０．０２、Ｎ≤０．０２、Ｓｉ≤０．５０、Ｍｎ≤０．５０、Ｐ≤０．０３、Ｓ≤０．０２、Ｃｒ１０．５－１１．７５、Ｔｉ≤０．３０、Ｎｂ≤０．４０、Ｏ≤０．０１５、稀土０．０１～０．２０，余量Ｆｅ及不可避免的杂质，。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于不锈钢生产制造领域，尤其涉及一种低铬高纯铁素体不锈钢 及其制造方法。
技术介绍
铁素体不锈钢，特别是C、 N含量较低的低Cr系高纯或超纯铁素体不锈 钢越来越多地受到青睐，这是因为它与传统的C、 N含量较高的铁素体不锈钢 相比，耐腐蚀性能和加工成形性能都有很大程度的提高，在许多应用场合其 综合性能不亚于含镍的奥氏体不锈钢。在这一类铁素体不锈钢中，较为典型 的牌号是SUH409L铁素体不锈钢，可用于制作较高温度环境条件下(750'C以下)使用的汽车排气系统等部件，但其抗高温氧化性能则嫌不足，造成部件使 用寿命短。目前提高钢的抗高温氧化性，延长产品使用寿命的方法，通常采 用提高铬和添加贵重金属，使用高铬含铝、钼、钛、镍、铌、钒等合金的耐 热不锈钢。
技术实现思路
本专利技术的要解决的技术问题是提供一种含有稀土的低铬高纯铁素体不 锈钢及其制造方法，从而生产出的不锈钢产品具备良好的抗高温氧化性能。本专利技术的技术方案为， 一种低辂高纯铁素体不锈钢，其化学成分的重量 百分配比为C《0. 02、 N《0. 02、 Si《0. 50、 Mn《0. 50、 P《0. 03、 S《0. 02、 Cr 10.5-11.75、 Ti《0.30、 Nb《0. 40、 0《0. 015、稀土 0. 01 0. 20，余量 Fe及不可避免的杂质。碳和氮，铁素体中碳和氮，除了能使钢强化外，铁素体不锈钢的所有缺 点，例如，脆性转变温度高，缺口敏感性大，焊后耐蚀性下降等都与钢中的 碳、氮有关，碳和氮之所以没有办法完全避免是因为大气中含有很高的氮， 且炼钢用原材料铬、废钢等中也含有碳，在冶炼过程中虽然能够去除部分和 大部分去除碳和氮，但若要完全去除则是非常困难的，且钢中碳、氮越低， 铁素体不锈钢起铍现象越严重。综合考虑，控制(C+N)《0.04Q/。。硅、锰等是不锈钢中不可缺少的合金元素，可作为脱氧元素，为了提高不锈钢液的纯净度，提高冷轧板带的表面质量，本专利技术中，保持Si《0.50Q/。， Mn《0. 50%。铬是使铁素体不锈钢具有铁素体组织并具有良好耐腐蚀性的合金元素。 铁素体不锈钢在氧化性介质中，铬能使不锈钢的表面上迅速生成氧化铬 (Cr203)的钝化膜。铁素体不锈钢的不锈性和耐蚀性的获得是由于在介质作 用下，铬促进了钢的钝化并使钢保持稳定钝态的结果。铬对铁素体不锈钢性 能影响最大的是耐蚀性。主要表现在铬提高钢的耐氧化性介质和酸性氯化物 介质的性能；铬还提高钢耐局部腐蚀，比如晶间腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀以 及某些条件下应力腐蚀的性能。本专利技术属于低铬级别高纯铁素体不锈钢，铬 保持在10. 5-11.75%。钛和铌均为铁素体形成元素，适量的钛和铌可使不锈钢中铬的碳、氮化 物转而形成钛、铌的的碳、氮化物并细化铁素体不锈钢的晶粒，提高铁素体 不锈钢的耐晶间腐蚀性能。综合考虑钛、铌合金元素的影响，本保持 Ti《0. 30%， Nb《0. 40%。除了碳、氮外，含稀土铁素体不锈钢中氧含量，不仅对韧性有影响，且 使钢的脆性转变温度升高。更重要的是为了有效发挥稀土元素的作用，氧含 量严格要求控制在0《0. 015%。微量稀土元素不仅能净化钢液，而且能细化钢的凝固组织，改变夹杂物 的性质、形态和分布，从而提高钢的各项性能。稀土是表面活性元素，富集 于晶界，可提高晶界的洁净度；稀土又是局域弱化的强抑制剂，可改善钢的 延塑性、韧性和腐蚀性能等。本专利技术中将稀土元素控制在0. 01-0. 20%的范围， 以添加微量的稀土元素获得具有良好抗高温氧化性能的低碳氮高纯铁素体不 锈钢，可根据使用要求适量选择稀土含量。优选地，所述Ti、 Nb、 C和N的含量满足如下关系％Ti+%Nb>10(%C+%N)。所述的一种高纯铁素体不锈钢的制造方法，包含如下步骤1、冶炼和浇铸可在真空感应炉、电弧炉+炉外精炼，转炉+炉外精炼中任一种冶炼工艺 进行冶炼。在冶炼中严格控制加入稀土合金前钢液的全氧含量，要求全氧含 量^150卯m，过高的全氧含量将会导致加入的稀土合金的严重氧化，对产品的纯净度和抗皱性产生不利影响；并在出钢浇铸前加入稀土合金，即稀土合金加入后立即浇铸，严格控制稀土合金加入后和浇钢之间的时间为S50秒， 即稀土合金加入钢液中的加入和搅拌时间，要求控制在^50秒，过长的间隔 时间将会导致稀土合金的氧化。浇铸温度控制在1540±20°C。浇铸温度过高，难以实现等轴晶比例的控 制，浇铸温度过低，容易导致钢液提前凝固而不能浇铸。本专利技术也同样适用于大生产转炉-炉外精炼-连铸、电炉-炉外精炼-连铸 工艺，采用连铸时，可用现有的SUH409L铁素体不锈钢的连铸工艺。2、 铸锭或铸坯开坯铸锭或铸坯可采用锻造开坯，锻造开坯时，铸锭或铸坯的加热温度为 1000-1100。C，优选温度为1050 —1080°C，终锻温度不低于900°C ，缓冷。过 高的加热温度将导致铸锭或铸坯的晶粒粗化，劣化最终产品的综合性能，过 低的加热温度将导致变形抗力的增大而不利于锻打过程的顺利完成。3、 热轧铸锭或铸坯开坯后根据用户要求的钢材规格，进行热轧，钢材坯料的加 热温度为1000-1100。C，优选1040 — 1080。C;终轧温度控制在800-900°C， 优选840-880°C，空冷。过高的加热温度将导致铸锭或铸坯的晶粒粗化，劣 化最终产品的综合性能，过低的加热温度将导致变形抗力的增大而不利于热 轧过程的顺利完成。过高的终轧温度容易消耗热轧带钢的形变储能，导致最 终产品抗皱性能的下降，过低的终轧温度将导致变形抗力的增大而不利于热 轧过程的顺利完成。4、 热轧后退火酸洗热轧后的板带采用连续退火酸洗，退火温度保持为850 950°C，优选 850 900°C，保温时间不低于l分钟。通过热轧板带的连续退火酸洗工艺即 可保证其良好的抗高温氧化性能及综合性能。退火温度过高，容易导致再结 晶晶粒的粗化，从而劣化最终产品的综合性能，退火温度过低或者保温时间 过短，不能实现热轧带钢的完全再结晶，也将劣化最终产品的综合性能。5、 冷轧累计冷轧压下率>65%，优选》70%。如果累计冷轧压下率过低，将导致 最终产品综合性能的下降。6、冷轧后退火酸洗冷轧后的退火酸洗处理中，退火温度保持为850 950°C，优选850 900 °C，处理时间为lt-20tmin， t为材料厚度(单位为mm)为退火时冷轧板带的 厚度。退火温度过高，容易导致再结晶晶粒的粗化，从而劣化最终产品的综 合性能，退火温度过低，不能实现冷轧带钢的完全再结晶，也将劣化最终产 品的综合性能。保温时间过长，容易导致再结晶晶粒的粗化，从而劣化最终 产品的抗皱性能，保温时间过短，同样不能实现冷轧带钢的完全再结晶。优选地，所述步骤2铸锭或铸坯开坯过程中还可以对铸锭或铸坯采用连 铸连轧工艺。优选地，所述步骤5冷轧过程中，在退火酸洗后至获得冷轧成品之间， 可采用二个轧程。本专利技术与现有SUH409L相比，抗高温氧化性能较好，可用于汽车排气系 统等抗高温氧化性能部件或其它耐热器具等。附图说明图1为实施例3与对比例SUH409L抗高温氧化性能对比示意图。具体实施例方式实施例1 — 5的不锈钢的化学成分重量百分配比如下表所列:<table>tabl本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低铬高纯铁素体不锈钢，其特征在于化学成分的重量百分配比为：Ｃ≤０．０２、Ｎ≤０．０２、Ｓｉ≤０．５０、Ｍｎ≤０．５０、Ｐ≤０．０３、Ｓ≤０．０２、Ｃｒ１０．５－１１．７５、Ｔｉ≤０．３０、Ｎｂ≤０．４０、Ｏ≤０．０１５、稀土０．０１～０．２０，余量Ｆｅ及不可避免的杂质，。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟明，余海峰，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31