本申请公开了一种铁素体不锈钢及其制造方法。所述铁素体不锈钢按重量百分比计包含：０．０１％或更少的Ｃ、０．０１％或更少的Ｎ、１．０％或更少的Ｓｉ、１．０％或更少的Ｍｎ、１０．０％～２０．０％的Ｃｒ、０．１５％或更少的Ａｌ、０．０００５％～０．００２％的Ｃａ、０．００１８％～０．０１％的Ｚｒ、０．００４％～０．００８％的Ｏ、以及余量的Ｆｅ和其它不可避免的杂质。该铁素体不锈钢通过组合添加Ｃａ和Ｚｒ对焊接区中的凝固晶粒进行细微化，改进了焊接区的可成形性和钢的优良的耐蚀性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及焊接区可成形性优良并且钢耐蚀性优良的钢。更具体地讲， 本专利技术涉及这样一种铁素体不锈钢，其中，通过调节钢中的氧化物的組成和 大小改进了该铁素体不锈钢的耐蚀性，并且基于氧化物的凝固成核通过使焊 接区的凝固晶粒细微化改进了该铁素体不锈钢的焊接区的可成形性。
技术介绍
近年来，车辆制造商通常采用具有耐热性和耐蚀性的铁素体不锈钢来代 替传统的铸件或者涂铝钢板用于排气系统的组件，从而通过减小车辆重量来 满足强化的车辆排放标准和提高的燃料效率。排气系统的组件通常具有壳形和管形，并且通过焊接来生产和组装。因 此，考虑到排气系统组件的性能，确保焊接区的质量特性是非常重要的。例如，当生产排气系统的组件时，钢板或者焊接的管(通过高频焊接、TIG焊 接、激光焊接等制造)被加工成期望的形状，并且被再次焊接，从而生产所 述组件。由于排气系统组件具有非常复杂的形状，所以钢板或管的某些部分 在加工过程中不可避免地经受严重的应力。在铁素体不锈钢管的情况下，当 焊接区经历二次加工例如弯曲或者扩展时，不管基材的可成形性多么优良， 在被焊接的金属或者受热区域上都会产生焊接裂紋，从而劣化焊接区的可成 形性，这使得基材难以展现出它固有的可成形性。由于当在高加工速率下或 者在冬天的低加工温度下加工钢材时出现脆性裂紋，所以这种现象在管的焊 接区变得明显。根据本领域已知的技术，使焊接区的可成形性劣化的原因通常可以被总 结为四种，这四种原因包括管铣磨(milling)期间的残余应力、淬火、杂质 元素例如C和N、以及凝固晶粒的粗化。作为释放残余应力的方法，最有效 的是通过使整管退火来去除焊接区周围的变形。在第1997-125209号日本专 利特开公布公开的方法中，通过焊接生产的管在850。C 1000。C下进行退火，然后以rc/秒或更快的冷却速率冷却。该^^开纟艮道了这种方法在退火之后可以将管的可成形性和韧性改进到冷轧钢板的水平。然而，管的退火不可避免 地增加了制造成本，并且对于为了确保高耐热性和耐氧化性而进行了高度合 金化的管来说不能充分地确保质量特性。焊接区的淬火与合金元素例如Si、 Mn、 Ti、 Nb等以及杂质元素例如C、 N等的量密切相关。合金元素被添加到钢中作为改进制造工艺和产品特性的 基础元素，并且经常难以控制合金元素的含量。因此，已经积极研究和开发 了降低杂质元素例如C和N的量的方法。作为本领域的已知技术，与对炼钢 工艺的改进例如真空吹氧脱碳(VOD)精炼技术一起，通过添加稳定化元素 例如Ti、 Nb、 Zr等来形成氮化物或者石友化物，从而降#^杂质元素例如C和N 的量。然而，已经指出存在以下问题，即，VOD工艺会将C+N的量降低到 最多100ppm,并且导致生产率下降，以及由于增加工艺导致的成本增加。另 外，为了通过添加稳定化元素例如Ti、 Nb、 Zr等形成氮化物或碳化物来降低 钢中溶解的c和N的量，需要添加的稳定化元素的量应该为C+N的量的8 倍，在焊接金属的情况下，稳定化元素的量会被增加到C+N的量的20倍。然而，在炼钢过程中，大量添加Ti易于形成粗糙的氧化物夹杂物或者沉 淀，这导致连铸坯的表面裂紋或者轧制过程中的表面缺陷，Zr导致例如水口 堵塞等问题。另外，如在焊接区，当钢的一部分经历快速加热或者快速冷却 时，由于产生沉淀的时间段不充足，所以仅是增加Ti、 Nb、 Zr等的添加量导 致钢中的Ti、 Nb、 Zr、 C和N的固溶体的量增加，而不是充分形成沉淀。近来，本领域已经提出了对钢的凝固组织和焊接的金属区进行细微化来 改进可成形性的工艺。调节凝固组织的工艺通常可以分为与设备改进有关 的技术，例如，熔融金属的电磁感应搅拌(见Iron & Steel (钢铁)，第六版， 66巻，1980年，38页)；与添加合金元素来促进夹杂物的铁素体成核有关的 技术。采用基于电磁感应搅拌的技术，已知的是，通过在凝固过程中获得熔 融金属的合适的搅拌位置，可以确保钢具有大约40% 60%的等轴晶率。尽管 这种技术可以改进钢的可成形性，但是当钢在如焊接的情况下被再次熔化时， 不能确保这种效果。为了利用夹杂物来使凝固组织细微化，现有技术中已知的是利用TiN沉 淀的方法(文献1和2)和利用氧化物的方法(文献3到10)。在下面的描述 中，％表示wt% (重量百分比)。1. Iron & Steel (钢铁)(66巻，1980年,110页):A process of generatingTiN by regulation of a super heating degree DT of molten metal containing 0.4% Ti and 0.016% N to be 40°C or less (通过将包含0.4%的Ti和0.016%的N的熔 融金属的过热度DT调节为40。C或更低来产生TiN的工艺)。2. JP2000-160299: A technique for ensuring an equiaxed crystal ratio of 60% at an operation of preparing a slab containing 0.01% or more of separate TiN inclusions (在制备包含0.01%或更多的分离的TiN夹杂物的坯的操作中，确 保60%的等轴晶率的技术)。3. JP1997-217151、 JP1997-271900: A process of refining solidification structure of a welded zone through formation of Mg-Al based composite oxides by adding 0.001~0.02% Mg and 0.001~0.2% Al to steel (通过向钢中添加 0.001 0.02%的Mg和0.001~0.2%的Al来形成Mg-Al基复合氧化物，从而使 焊接区的凝固组织细樣史化的工艺)。4. JP1998-324956: A process of distributing 0.01-5 mm Mg-based oxides at a density of 3/mm2 in steel by initiating solidification of molten metal within 180 seconds after adding 0.0005-0.01% Mg to the molten metal deoxidized to have 0.01% or less oxygen (通过向脱氧为具有0.01%或更少的氧的熔融金属中添加 0.0005%-0.01%的Mg之后，在180秒内启动熔融金属的凝固，以3/mm2的密 度在钢中分布0.01-5mm的Mg基氧化物的工艺)。5. JP2001-020046: A process of forming composite inclusions of Mg-Al based oxides and Ti-based nitrides in steel with a content rati本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铁素体不锈钢，所述铁素体不锈钢按重量百分比计包含：０．０１％或更少的Ｃ、０．０１％或更少的Ｎ、１．０％或更少的Ｓｉ、１．０％或更少的Ｍｎ、１０．０％～２０．０％的Ｃｒ、０．１５％或更少的Ａｌ、０．０００５％～０．００２％的Ｃａ、０．００１８％～０．０１％的Ｚｒ、０．００４％～０．００８％的Ｏ、以及余量的Ｆｅ和其它不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：禹仁秀，李元培，金正吉，朴浚植，李钟凤，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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