一种奥氏体不锈钢带及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种奥氏体不锈钢带及其制造方法，其主要特征为包括如 下重量百分配比的化学元素：C 0.04～0.12％，Si 0.4～1％，Mn 0.8～2％，P ≤0.04％，S≤0.03％，Cr 17～19％，Ni 7～10％，Cu 0.25～0.5％，余Fe和不 可避免杂质。其制造方法为：冶炼；薄带连铸；控制冷却、卷取；酸洗，直 接冷轧，退火；再酸洗、冷轧，达到成品厚度；达到成品厚度的带钢再退火， 酸洗、平整、纵切成成品卷。本发明专利技术通过对元素铜的利用，减少钢中镍的用 量，降低生产成本；同时减少钢中残余铁素体含量，提高钢的耐腐蚀性能； 采用直接冷轧配合高温退火工序，省去热轧和固溶处理工序，使生产过程简 单稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及不锈钢冶金技术，特别属于一种奥氏体不锈钢带及其制造方法。
技术介绍
不锈钢以良好的耐蚀性，耐高温性，高强韧性，外观精美以及优良的加工成型性等特点，被广泛应用于食品机械、卫生设施、厨房、建筑装潢、汽车、化工和电器产品等方面。在不锈钢市场中，不锈钢板材的需求量占80％以上，这其中主要的产品是不锈钢冷轧薄板。传统的不锈钢带的生产工艺是由连铸(或模注+锻造)，热轧和冷轧工序完成。一般传统的连铸工艺中铸坯的厚度是200mm。不锈钢的热轧生产工艺有连续式热轧带钢轧机和现代炉卷轧机两种。这两种生产工艺在粗轧机以前是相同的。钢坯的断面尺寸多为(180～200mm)*(1050～2550)mm。钢坯在步进梁式加热炉加热。出炉钢坯经过高压水除磷后在带有立辊的四辊可逆式粗轧机进行5～7道次往复轧制，轧制到30～50mm，送入精轧机组或炉卷轧机，轧制到成品厚度，完成带钢的热轧生产过程。不锈钢冷轧带钢的生产工艺是主要是在热轧带钢连续退火酸洗机组上进行软化和去除氧化铁皮处理。然后进行冷轧，冷轧后的带钢在冷轧带钢连续退火酸洗机组进行再结晶软化退火和酸洗；成品冷轧带钢经平整机组改善板形，经纵切(钢卷交货)或横切(单张板交货)机组，完成冷轧带钢的生产。上述是传统的不锈钢带钢的生产工艺。在上个世纪80年代末90年代初，紧凑式带钢生产工艺(Compact Strip Production，简称CSP)在美国纽柯公司首先获得商业化，其特征为薄板坯连铸连轧，工艺流程为：电炉或转炉提供钢水→连铸→均热炉均热→热连轧→卷取。随着薄板坯连铸连轧技术的发展，不锈钢也可以用薄板坯连铸连轧工艺生产。该工艺与传统工艺相比最大的特点是连铸的铸坯厚度为50～90mm，由于原始铸坯薄，热轧机组不需要-->粗轧机(若坯厚50mm)，或只需要1台粗轧机(坯厚70～90mm)。而传统工艺中粗轧机要反复轧几个道次才能将铸坯减薄至精轧前需要的规格。另外传统工艺中铸坯要先经过冷却后再加热，再进粗轧机，而薄板坯连铸连轧工艺中铸坯不经冷却直接轧制，因此热轧机组前的均热炉只需要补温。因此该工艺比上述传统工艺大大缩短了流程，降低了能耗，节省了能源。比薄板坯连铸连轧更新的连铸技术是薄带连铸技术(Strip CastingProcess)，其生产工艺的主要特点就是钢水通过一对内部具有循环冷却作用的铸轧辊，经过激冷、凝固后直接浇铸出1～5mm厚的铸带，铸带经过一道次在线热轧(或无热轧)后卷取成卷。更具体地，如图1所示，将符合成分要求的钢水从钢包1经过中间包2和浸入式水口3进入旋转的水冷结晶辊4和侧封板5形成的熔池内，经过水冷结晶辊4的冷却形成1～5mm铸带6，铸带经过夹送辊7和输送辊道8以及冷却控制装置9，然后经过卷取前夹送辊10，进入卷取机11成卷。可见，薄带连铸连轧工艺可以更大程度地简化生产工艺、缩短生产周期、明显降低能耗和生产成本。同时，由于薄带连铸在冶金工艺流程、材料的凝固过程特征、相变历史等方面同传统流程以及薄板坯连铸连轧流程均有所不同，生产出来的材料，其组织和性能与传统工艺和CSP工艺相比有自身独特的特点，其凝固速度快、成分均匀、偏析度小、晶粒细小的基本特点给材料研究工作者带来乐观的前景，用它来生产高合金含量、传统工艺易产生偏析的一些钢种具有独特的优势。在薄带连铸生产中，由于结晶辊的激冷作用，合金也在远离热力学平衡的条件下凝固，这种非平衡凝固使本来是单相的奥氏体不锈钢中出现了δ铁素体。这是薄带连铸奥氏体不锈钢的主要问题之一。奥氏体不锈钢中的铁素体达到一定含量，将使热加工时裂纹倾向加剧，同时还导致耐点蚀性下降，大大降低钢的使用性能。常用的减少铁素体量的方法是降低Cr/Ni当量比，这样就需要增加Ni的含量，Ni是昂贵的战略元素，将使生产成本大大增加。因此如何减少奥氏体不锈钢中的铁素体含量是奥氏体不锈钢薄带连铸工艺中需要解决的问题。另外，为了提高不锈钢的综合使用性能，传统的工艺包括薄板坯连铸甚至薄带连铸一般都需要热轧或者固溶处理，热轧或者固溶处理后的组织和性能更加均匀，不仅材料的强度高而且塑性也好。如果能开发出-->一种生产工艺使薄带连铸不锈钢不经热轧或者固溶处理，也可以达到不低于传统工艺下不锈钢产品的性能，生产成本则大大降低。美国专利公开号US5281284公开了一种用薄带连铸工艺生产18-8型不锈钢带的方法，其合金的成分为18-8型不锈钢，其中合金元素Al、Ti、Nb、Zr、La、Ca、Nd中至少两种总和或一种成分达到0.01-1％；或成分中的合金元素Mg、Ca、B至少两种总和或一种成分达到0.001-1％。其生产工艺为：用薄带连铸工艺浇注小于10mm厚的铸带，铸带在100℃/s冷却速度下凝固，并在900-1250℃保持5sec-2min，然后以10℃/s速度冷却到600℃-900℃，并在≤600℃卷取。生产的铸带卷在高于850℃的温度下退火，退火保证奥氏体晶粒50um，然后进行酸洗冷轧。美国专利公开号US5284535公开了一种304奥氏体不锈钢带的生产方法。该专利技术是用双辊薄带连铸的方法浇注奥氏体不锈钢，然后将铸带冷却到奥氏体单相区；在奥氏体和铁素体的两相区或者铁素体的单相区进行退火然后冷却到奥氏体单相区进行冷轧。退火温度在1200—1400℃，上述过程至少进行2次，这种循环加热可以细化析出物，改善性能。美国专利公开号US6099665公开了一种薄带连铸Cr-Ni不锈钢的方法，薄带连铸小于10mm铸带，铸带在线在1000～1150℃进行热轧，热轧的压下率为10～50％，并且在1050～1150℃保持5sec，保证充分再结晶；然后在小于以20℃/s的速度从900℃将到600℃度并在600℃卷取。中国专利申请号200610116419.9公开了一种薄带连铸奥氏体不锈钢带及其制造方法，采用添加少量的Sn来达到降低钢中铁素体的目的，同时在冷轧前进行固溶处理。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过提供一种奥氏体不锈钢带及其制造方法，通过添加一定量的铜，减少镍的用量，并使钢中[Cr]/[Ni]降低，铸态中的δ铁素体含量大大降低，可以提高钢的耐腐蚀性能，工艺中不经过热轧和固溶处理工序，降低生产成本，使生产过程简单稳定，易于控制。本专利技术实现上述目的的技术方案为：一种奥氏体不锈钢带，包括如下重量百分配比的化学元素：C：0.04～0.12％，Si：0.4～1％，Mn：0.8～2％，P-->≤0.04％，S≤0.03％，Cr：17～19％，Ni：7～10％，Cu：0.25～0.5％，余量为Fe和不可避免杂质。Cu元素通常被认为是钢中的有害元素，钢中Cu作为残余元素存在时不超过0.25％。因为钢中加入过量的Cu，易发生偏析，在常规慢速的铸造过程中，Cu元素会由于偏析在晶界附近大量富集，容易导致热加工时裂纹等缺陷的发生。而运用薄带连铸工艺，由于其凝固速度较快，会显著抑制易偏析元素在枝晶间的偏析，因此在薄带连铸这样的工艺条件下，在奥氏体不锈钢常规成分中加入Cu，不会造成Cu在晶界附近的偏析现象。同时，Cu为典型的扩大奥氏体相区的元素，添加一定量的铜，能使Fe-C相图中，A4点升高，A1和A3点降低，这和昂贵的战略元素Ni在不锈钢中的作用是等同的，从这个意义上说，Cu和Ni都是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种奥氏体不锈钢带，其特征在于包括如下重量百分配比的化学元素：Ｃ：０．０４～０．１２％，Ｓｉ：０．４～１％，Ｍｎ：０．８～２％，Ｐ≤０．０４％，Ｓ≤０．０３％，Ｃｒ：１７～１９％，Ｎｉ：７～１０％，Ｃｕ：０．２５～０．５％，余量为Ｆｅ和不可避免杂质。

【技术特征摘要】
1.一种奥氏体不锈钢带，其特征在于包括如下重量百分配比的化学元素：C：0.04～0.12％，Si：0.4～1％，Mn：0.8～2％，P≤0.04％，S≤0.03％，Cr：17～19％，Ni：7～10％，Cu：0.25～0.5％，余量为Fe和不可避免杂质。2.一种奥氏体不锈钢带的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1)按照以下重量百分配比冶炼，C：0.04～0.12％，Si：0.4～1％，Mn：0.8～2％，P≤0.04％，S≤0.03％，Cr：17～19％，Ni：7～10％，Cu：0.25～0.5％，余量为Fe和不可避免杂质，将符合成分的钢水...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建春，于艳，方园，
申请(专利权)人：吴建春，于艳，方园，
类型：发明
国别省市：31