具有优异的可成型性和高温特性的低Cr铁素体不锈钢及其制造方法技术

公开了具有优异的可成型性和高温特性的低Cr铁素体不锈钢及其制造方法。本发明专利技术的实施方案可以通过优化Ci、Si、Sn的量以及利用固溶强化和析出强化在不增加Cr量或不添加Nb的情况下提供具有与高Cr铁素体不锈钢相对应的优异的高温强度和高温氧化抗力并确保可成型性的低Cr铁素体不锈钢及其制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有优异的可成型性和高温特性的低Cr铁素体不锈钢及其制造方法
本公开内容涉及低Cr铁素体不锈钢，并且更具体地，涉及在具有优异的高温强度和高温氧化抗力的同时能够确保可成型性的低Cr铁素体不锈钢及其制造方法。
技术介绍
铁素体不锈钢在添加更便宜的合金元素的同时具有优异的耐腐蚀性，并且具有与奥氏体不锈钢相比高的价格竞争力。特别地，9％至14％的低Cr铁素体不锈钢具有优越的成本竞争力，并且用于对应于室温至800℃的排气温度范围的排气系统部件(消声器、排气歧管、集流锥(collectorcone)等)。然而，高温强度和高温氧化抗力劣于高Cr并添加有Nb的钢的高温强度和高温氧化抗力，因此存在用途扩展的限制。增加Cr含量或添加Nb以改善高温强度和高温氧化抗力引起制造成本上升。因此，需要可以在不向低Cr铁素体不锈钢中添加Nb的情况下改善高温特性的开发。
技术实现思路
技术问题本公开内容的实施方案通过优化Ci、Si、Sn的含量以及利用固溶强化和析出强化在不增加Cr含量或不添加Nb的情况下提供了具有与高Cr铁素体不锈钢相对应的优异的可成型性以及优异的高温强度和高温氧化抗力的低Cr铁素体不锈钢及其制造方法。技术方案根据本公开内容的一个方面，具有优异的可成型性和高温特性的低Cr铁素体不锈钢以整个组成的重量百分比(％)计包含：C：0.005％至0.015％、N：0.005％至0.015％、Si：0.5％至1.5％、Mn：0.1％至0.5％、Cr：9％至14％、Ti：0.1％至0.3％、Cu：0.3％至0.8％、Al：0.01％至0.05％、Sn：0.005％至0.15％、剩余部分的Fe和其他不可避免的杂质，以及满足以下式(1)和(2)。(1)Cu+Si＝1.3(2)Si+Cu+10*Sn≤＝3.0在此，Si、Cu、Sn意指各元素的含量(重量％)。低Cr铁素体不锈钢还可以包含：Ni：0.3％或更小、P：0.04％或更小、以及S：0.002％或更小。铁素体不锈钢可以在基体中包含0.03％或更多的尺寸为1nm至500nm的Cu析出相。900℃高温强度可以为12MPa或更大。延伸率可以为30％或更大。低Cr铁素体不锈钢可以满足以下式(3)。(3)(Si+5*Sn)/Ti＝5.0根据本公开内容的一个方面，具有优异的可成型性和高温特性的低Cr铁素体不锈钢的制造方法包括：对铁素体不锈钢冷轧钢板进行冷轧退火热处理，以重量百分比(％)计，所述铁素体不锈钢冷轧钢板包含：C：0.005％至0.015％、N：0.005％至0.015％、Si：0.5％至1.5％、Mn：0.1％至0.5％、Cr：9％至14％、Ti：0.1％至0.3％、Cu：0.3％至0.8％、Al：0.01％至0.05％、Sn：0.005％至0.15％、剩余部分的Fe和其他不可避免的杂质，并且满足以下式(1)和(2)；以及快速冷却至450℃至550℃的温度范围并保持5分钟或更久。(1)Cu+Si＝1.3(2)Si+Cu+10*Sn≤＝3.0在此，Si、Cu、Sn意指各元素的含量(重量％)。经冷轧退火的钢板可以在基体中包含0.09％或更多的尺寸为1nm至500nm的Cu析出相。经冷轧退火的钢板的900℃高温强度可以为14.5MPa或更大。冷轧钢板可以满足以下式(3)。(3)(Si+5*Sn)/Ti＝5.0有益效果根据本公开内容的实施方案的低Cr铁素体不锈钢可以通过在Si和Cu的固溶强化效果的同时分布细的Cu析出相使高温强度与现有的高温强度相比提高30％或更大，并且还可以通过Si和Sn的表面集中来改善高温氧化抗力。此外，可以防止由于合金元素的含量的增加而导致的差的可成型性，并且当应用根据本公开内容的制造方法时，高温强度特性可以更加优异。附图说明图1是示出根据本公开内容的式(1)和式(3)的高温特性之间的相关性的图。具体实施方式根据本公开内容的一个实施方案的具有优异的可成型性和高温特性的低Cr铁素体不锈钢以重量百分比(％)计包含：C：0.005％至0.015％、N：0.005％至0.015％、Si：0.5％至1.5％、Mn：0.1％至0.5％、Cr：9％至14％、Ti：0.1％至0.3％、Cu：0.3％至0.8％、Al：0.01％至0.05％、Sn：0.005％至0.15％、剩余部分的Fe和其他不可避免的杂质，以及满足以下式(1)和(2)。(1)Cu+Si＝1.3(2)Si+Cu+10*Sn≤＝3.0在此，Si、Cu、Sn意指各元素的含量(重量％)。专利技术实施方式在下文中，将参照附图详细地描述本公开内容的实施方案。提供以下实施方案以向本领域普通技术人员传达本公开内容的技术构思。然而，本公开内容不限于这些实施方案，并且可以以其他的形式体现。在附图中，为了清楚地说明本公开内容，可能未示出与描述无关的部分，并且此外，为了易于理解，或多或少夸大地示出了组件的尺寸。此外，除非存在特别与其相反的描述，否则当一个部分“包括”或“包含”一个要素时，该部分还可以包括其他要素，不排除其他要素。除非在上下文中具有明显不同的含义，否则以单数使用的表达包括复数表达。作为进行各种研究以改善低成本的低Cr铁素体不锈钢的高温强度和高温氧化抗力的结果，本专利技术人能够获得以下知识。通常，为了高温强度将Nb添加至排气系统用铁素体不锈钢。由于Nb的原料成本相对昂贵并导致制造成本增加，因此添加铌不是期望的发展方向。众所周知，替代的固溶强化元素对提高高温强度是有效的。特别地，当添加替代的固溶强化元素时，重量和原子半径与Fe和Cr相比的差异越大，固溶强化效果越强。在元素周期表中，合金元素例如Si、Cu、Sn等与Fe、Cr相距很远，并且重量和原子半径存在差异。因此，确定它可以替代现有的Nb，并进行组分优化以提高高温强度。同时，为了提高高温氧化抗力通常增加Cr含量。然而，由于Cr还具有高的原料成本并引起制造成本增加，因此增加铬的含量不是期望的发展方向。对于高温氧化抗力，当长时间暴露在高温下时，某些元素会在表面上密集地集中从而抑制铁氧化物膜的形成。在本公开内容中，选择Si、Cu和Sn作为可以在表面上集中的候选元素，并进行组分优化，以提高高温氧化抗力。包括上述内容，本公开内容必须满足如下组分体系条件和式。根据本公开内容的一个实施方案的具有优异的可成型性和高温特性的低Cr铁素体不锈钢以重量百分比(％)计，包含：C：0.005％至0.015％、N：0.005％至0.015％、Si：0.5％至1.5％、Mn：0.1％至0.5％、Cr：9％至14％、Ti：0.1％至0.3％、Cu：0.3％至0.8％、Al：0.01％至0.05％、Sn：0.005％至0.15％、剩余部分的Fe和其他不可避免的杂质。在下文中，将描述本公开内容的实施方案中合金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有优异的可成型性和高温特性的低Cr铁素体不锈钢，以重量百分比(％)计，所述铁素体不锈钢包含：C：0.005％至0.015％、N：0.005％至0.015％、Si：0.5％至1.5％、Mn：0.1％至0.5％、Cr：9％至14％、Ti：0.1％至0.3％、Cu：0.3％至0.8％、Al：0.01％至0.05％、Sn：0.005％至0.15％、剩余部分的Fe和其他不可避免的杂质，以及/n满足以下式(1)和(2)/n(1) Cu+Si＝1.3/n(2) Si+Cu+10*Sn≤＝3.0/n在此，Si、Cu、Sn意指各元素的含量，以重量％计。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181210 KR 10-2018-01586511.一种具有优异的可成型性和高温特性的低Cr铁素体不锈钢，以重量百分比(％)计，所述铁素体不锈钢包含：C：0.005％至0.015％、N：0.005％至0.015％、Si：0.5％至1.5％、Mn：0.1％至0.5％、Cr：9％至14％、Ti：0.1％至0.3％、Cu：0.3％至0.8％、Al：0.01％至0.05％、Sn：0.005％至0.15％、剩余部分的Fe和其他不可避免的杂质，以及
满足以下式(1)和(2)
(1)Cu+Si＝1.3
(2)Si+Cu+10*Sn≤＝3.0
在此，Si、Cu、Sn意指各元素的含量，以重量％计。


2.根据权利要求1所述的具有优异的可成型性和高温特性的低Cr铁素体不锈钢，还包含：Ni：0.3％或更小、P：0.04％或更小、以及S：0.002％或更小。


3.根据权利要求1所述的具有优异的可成型性和高温特性的低Cr铁素体不锈钢，其中所述铁素体不锈钢在基体中包含0.03％或更多的尺寸为1nm至500nm的Cu析出相。


4.根据权利要求1所述的具有优异的可成型性和高温特性的低Cr铁素体不锈钢，其中900℃高温强度为12MPa或更大。


5.根据权利要求1所述的具有优异的可成型性和高温特性的低Cr铁素体不锈钢，其中延伸率为30％或更大。


6.根据权利要求1所述的具有优异的可成型性和高温特性的低Cr铁素体不锈钢，其中所述低Cr铁素体不锈钢满足以下式(3)
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑壹酂，林珍佑，柳汉振，
申请(专利权)人：株式会社POSCO，
类型：发明
国别省市：韩国;KR