可用于铁磁性部件的含硫铁素体不锈钢制造技术

可用于铁磁性部件的铁素体不锈钢，其特征在于其重量组成为： Ｃ≤０．０３０％ １．０％＜Ｓｉ≤３％ ０．１％＜Ｍｎ≤０．５％ １０％≤Ｃｒ≤１３％ ０％＜Ｎｉ＜１％ ０．０３％＜Ｓ＜０．５％ ０％＜Ｐ≤０．０３０％ ０．２％＜Ｍｏ≤２％ ０％＜Ｃｕ≤０．５％ ０％＜Ｎ≤０．０３０％ ０％＜Ｔｉ≤０．５％ ０％＜Ｎｂ≤１％ ０％＜Ａｌ≤１００ｘ１０↑［－４］％ ３０ｘ１０↑［－４］％＜Ｃａ≤１００ｘ１０↑［－４］％ ５０ｘ１０↑［－４］％＜Ｏ≤１５０ｘ１０↑［－４］％ 钙含量和氧含量的比Ｃａ／Ｏ为 ０．３≤Ｃａ／Ｏ≤１ 余量为铁以及来自于钢熔化的不可避免的杂质。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可用于铁磁性部件的含硫铁素体不锈钢。该铁素体不锈钢是由确定的组成表征的，其铁素体结构是当其组合物被轧制并冷却后，通过退火热处理使它们具有所述的结构而特别保证的。在铁素体不锈钢的庞大家族中，我们指的是特别按照其铬和碳的含量所定义的-可能含有高达0.17％碳的铁素体不锈钢。在其熔融冷却后，这些钢具有奥氏铁素体两相结构。但尽管碳含量高，在退火后它们也可以被转化为铁素体不锈钢。-铬含量约为11或12％的铁素体不锈钢。它们与含有12％铬的马氏体钢十分相似，区别在于它们相对低的碳含量。当钢被热轧时，可能含有两相，即铁素体和奥氏体结构。例如，如果冷却是强有力的，则最终结构为铁素体和马氏体结构。如果冷却较慢，则奥氏体部分分解为铁素体和碳化物，但由于碳含量比周围基体高，热的奥氏体比铁素体溶有更多的碳。在这两种情况下，必须对热轧和冷却后的钢进行回火或退火操作，从而产生完全的铁素体结构。回火可以在约为820℃的温度下进行，该温度低于α→γ的温度Acl，从而析出碳化物。在打算应用其磁性能的铁素体钢领域中，通过限制其碳化物的量来得到铁素体结构，并且因此而在这一领域中开发的铁素体不锈钢的碳含量低于0.03％。可应用其磁性能的钢是已知的，例如文献US 5 769 974中给出的那些钢，该文献公开了一种生产耐腐蚀的铁素体钢，并且能够减小所述钢的矫顽磁场值的方法。但所给出的组成范围很宽，并且没有定义一个范围来优化用于铁磁性部件时所需要的性能。用于这种方法的钢是一种再硫化类型的钢。但应用该方法得到的含硫钢对腐蚀很敏感。另外已知的是专利US 5 091 024，其中公开了一种由合金形成的耐腐蚀的磁性制品，其中的合金主要由低碳含量和低硅含量的组合物组成，即其碳含量和硅含量分别低于0.03％和0.5％。但在磁领域中，为了增加材料的电阻率并减少涡流，钢中硅含量高是很重要的。另外已知的是专利FR 94/06590，它涉及针对机加工领域应用的具有改善的机械加工性能的铁素体钢，但所给出的组成范围很宽，且没有定义一个范围来优化铁磁性部件所需要的性能。本专利技术的目的是给出一种铁素体结构的含硫不锈钢，其具有高的磁性能，可用于磁性部件，具有很好的机械加工性能和耐腐蚀性能。本专利技术的主题是一种可用于铁磁性部件的含硫铁素体不锈钢，其特征在于其重量组成如下C≤0.030％1.0％＜Si≤3％0.1％＜Mn≤0.5％10％≤Cr≤13％0％＜Ni＜1％0.03％＜S＜0.5％0％＜P≤0.030％0.2％＜Mo≤2％0％＜Cu≤0.5％0％＜N≤0.030％0％＜Ti≤0.5％0％＜Nb≤1％0％＜Al≤100×10-4％30×10-4％＜Ca≤100×10-4％50×10-4％＜O≤150×10-4％-钙含量与氧含量的比Ca/O为0.3≤Ca/O≤1余量为铁以及来自于钢熔化的不可避免的杂质。本专利技术的其它特征为-该钢含有钙长石和/或假硅灰石和/或钙铝黄长石类的石灰铝硅酸盐夹杂物，以及铬和锰硫化物类的夹杂物；-优选地，钢的重量组成中含有在1.5％和2％之间的硅含量；-优选地，钢的重量组成中含有在11.8％和13％之间的铬含量；-优选地，钢的重量组成中含有在0.10％和0.5％之间，更具体地优选为0.10％和0.30％之间的硫含量；-优选地，钢的重量组成中含有在0.4％和1％之间的钼含量；-优选地，钢的重量组成中含有小于或等于0.3％的锰含量。本专利技术还涉及一种生产由铁素体钢形成的部件的方法，其中铁素体钢的重量组成符合本专利技术，并且可以在热轧和冷却后，在任选的退火热处理后或不经退火热处理，进行调整其断面的拉伸或拉丝类操作。随后，拉伸或拉丝后的钢可以进行补充的重结晶步骤，从而完善部件的磁性能。下面的描述以及唯一的附图即附图说明图1，只是以非限定性实例的方式给出的，以使本专利技术清楚易懂。图1是一个三元相图，给出了石灰铝硅酸盐夹杂物的基本组成。本专利技术涉及一种具有如下一般组成的钢C≤0.030％1.0％＜Si≤3％0.1％＜Mn≤0.5％10％≤Cr≤13％0％＜Ni＜1％0.03％＜S＜0.5％0％＜P≤0.030％0.2％＜Mo≤2％0％＜N≤0.030％0％＜Ti≤0.5％0％＜Nb≤1％0％＜Al≤100×10-4％30×10-4％＜Ca≤100×10-4％50×10-4％＜O≤150×10-4％余量为铁以及钢熔化过程中不可避免的杂质。这样由窄范围定义的组成可以获得用于铁磁性部件时所必须的性能。从治金角度来看，在钢组成中所含有的一些元素有利于出现体心立方结构的铁素体相。这些元素被称为α-诱导元素。具体包括铬和钼。其它元素，称为γ-诱导元素，有利于出现面心立方结构的γ-奥氏体相。这些元素有镍、碳和氮。因此必须减少这些元素的含量，也正是由于这些原因，本专利技术的钢的组成中碳少于0.03％，镍少于1％，氮少于0.030％。碳对腐蚀性能和机械加工性能是有害的。通常，其析出必须少，因为从磁性能的角度来看，它们形成Bloch壁移动的障碍物。关于其它组成元素，镍和锰，由于工业规模的钢熔融，它们仅是一些残余元素，需要减少甚至消除这些元素。钛和/或铌形成化合物，包括碳化钛和/或碳化铌，从而防止形成碳化铬和氮化铬。因此它们对耐腐蚀有利，特别是当需要焊接来生产磁性部件时，有利于耐焊接腐蚀。以硫化物形式存在的硫有利于切屑碎裂，能提高机加工工具的寿命。但以硫化锰形式存在时，它会降低耐腐蚀性能。当以铬锰硫化物形式引入并且其中铬占主导地位时，则保留了其对机械加工性能的益处，并大大降低了其对耐腐蚀性能的不利影响。需要硅来增加钢的电阻率，从而减少涡流，并有利于耐腐蚀，含量大于1.5％是优选的。本专利技术的钢也可以含有0.2％-2％的钼，该元素可提高耐腐蚀性能，并有利于铁素体的形成。在其应用领域中，铁素体不锈钢存在机械加工性能的问题。这是因为铁素体钢的一个主要缺点是其切屑的形状很差。它们产生长的缠绕在一起的切屑，这些切屑很难断裂。这一缺点在切屑受限制的机加工模式中会变得极为不利，例如在深钻或切割(parting off)时。按照本专利技术，减轻铁素体钢机加工问题的一种解决方案是向其组成中引入硫。按照本专利技术，含硫的铁素体不锈钢在其重量组成中还含有至少30×10-4％的钙和至少50×10-4％的氧。以受控的和故意的方式引入钙和氧，使其满足关系式0.3≤Ca/O≤1，有利于在铁素体钢中形成石灰铝硅酸盐类的塑性氧化物，如图1所示，该图是Al2O3/SiO2/CaO的三元相图，塑性氧化物选自钙长石-钙铝黄长石-假硅灰石三相点的区域内。钙和氧的存在限制了亚铬酸盐、氧化铝或硅酸盐类的硬磨料夹杂物的形成。另一方面，本专利技术的钢中存在石灰铝硅酸盐夹杂物有利于切屑碎裂，并提高了切割工具的寿命。已经发现向铁素体结构的钢中引入钙基氧化物替代现存的硬氧化物，只能轻微改变铁素体钢的磁性特性。低锰含量有利于形成其中铬为主要或主导组分的锰-铬硫化物夹杂物，因而可大大提高在氯化物介质中的耐点蚀性能。在铁素体钢中所谓的塑性氧化物和硫化物的存在，还在拉伸和拉丝领域有优势。这是因为塑性夹杂物能够在轧制方向上变形，而硬氧化物却保持为颗粒形状。在拉丝领域，对小直径的铁素体钢丝来说，按照本专利技术选择的夹杂物主要降低了拉丝的断裂程度。在另一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：C·博金，D·塞尔达，MC·奥兰迪，B·波勒特，B·特图，C·特罗姆伯特，C·维古特卡林，
申请(专利权)人：于西纳公司，
类型：发明
国别省市：