[發明專利]一種鐵素體不銹鋼中厚板及其制造方法

有效

• 申請號: 201010112429.1
• 申請日: 2010-02-23
• 公開（公告）號: CN102162063A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 羅明;淮凱文
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/26
• 分類號: C22C38/26;B22D11/115;B21B1/22;B21B37/74
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 樓仙英

技術領域

本發明涉及鐵素體不銹鋼，特別是涉及具有良好抗層狀撕裂性能的鐵素體不銹鋼中厚板及其制造方法，該鐵素體不銹鋼中厚板主要適合用于高韌性及受沖擊負荷的結構件，如汽輪機片、螺帽、船舶推進器、電站汽水分離器設備等領域。

背景技術

相比于410馬氏體型不銹鋼，410S鐵素體型不銹鋼具有更好的耐腐蝕性能和成形性能，比410L又具有更高的強度。因為410S具有良好的耐大氣、水蒸氣和氧化性的酸介質腐蝕，又由于其較低的合金元素含量屬于經濟型的鐵素體不銹鋼，所以410S冷軋板大多用于冷凍集裝箱結構及外側材料、汽車排氣管、耐熱設備部件。

隨著近年來國內建筑結構的高層化、核電安全設備、水蒸氣壓力容器、船舶工業等行業的發展，對具有強韌性、可焊性和良好的冷彎性能的不銹鋼中厚板的需求不斷增長。鐵素體不銹鋼由于導熱系數大，膨脹系數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優良等特點在工業領域越來越得到人們的重視，410S又因為其經濟性、良好的抗應力腐蝕性、良好的力學強度、良好的成形性代替部分碳鋼越來越廣泛地應用在機械機構用部件、壓力容器等工業領域。而在這些領域，設備往往要承受像壓力、風力、地震等橫向載荷，因而要求鋼板不但具備高強度、高韌性、高塑性，而且具備抗層狀撕裂性能、抗震性能。鐵素體不銹鋼由于其相對較差的室溫塑性，如果在對成型性或室溫塑性要求較高的領域，一般都通過比較苛刻的試驗來驗證其是否能夠使用，即通過破壞性拉伸試驗，觀察其拉伸斷口是否有層狀撕裂來判斷材料是否合格。對于常規的410S鐵素體不銹鋼中厚板在進行力學拉伸實驗時，在斷口常會出現一種內部沿軋向的應力開裂，這就表明材料的抗層狀撕裂性能不良。

對于汽車排氣系統用鐵素體不銹鋼409L和410L，往往采用超低碳氮冶煉的設計路線，并通過添加Nb和Ti雙穩定來提高耐腐蝕性能。中國專利申請CN101397638A通過往409L中添加0.15～0.35％的Nb和6×(C+N)～0.6％的Ti來改善其晶間腐蝕性能，但這類鋼的強度明顯偏低，同時也僅限于冷軋薄板，其焊管用于汽車排氣系統等晶間腐蝕要求較高的領域。中國專利申請CN101435054A通過對于400系鐵素體不銹鋼中控制1.2Nb+5Mo+6Cu≥11.5和15Nb+2Mo+5Cu≥10.5兩個指標來獲得耐熱性良好和低溫韌性良好的鐵素體不銹鋼，用于900℃以上的汽車排氣通路。日本專利申請JP2008-189974同樣通過往400系鐵素體不銹鋼中添加0.5～0.7％的Nb、0.05～0.3％的Ti和1～2％的Cu來獲得具有優良熱疲勞性能和低溫韌性的汽車排氣系統用鐵素體不銹鋼。中國專利申請CN1363710A通過往400系鐵素體不銹鋼中添加0.15～0.8％的Nb獲得優良加工性能的鐵素體不銹鋼板。日本專利申請JP2006-330252通過往400系鐵素體不銹鋼中添加不高于0.5％的Nb、0.05～0.3％的Ti、0.03～0.12％的Al和1～2％的Cu來獲得具有優異的高溫強度和焊接處韌性的汽車廢氣通道部件用不銹鋼?？v觀眾多國內外專利申請發現，幾乎所有400系鐵素體不銹鋼均是通過超低碳氮設計、添加Nb和Ti雙穩定微合金元素和其他一些合金元素來提高耐晶間腐蝕性能、高溫強度和韌性、或者獲得具有優良加工性能和焊接性能的鐵素體不銹鋼，其冷軋薄板多用于家電領域和制造焊管用于汽車排氣系統。

中國專利申請CN101451214A公開了一種大厚度新型抗硫化氫用碳鋼的生產方法，通過超純凈的冶煉方法獲得≤0.008％的P和≤0.005％的S，添加0.025～0.35％的Nb獲得的鋼經過特殊的軋制和退火工藝獲得大厚度的抗硫化氫用鋼，這種鋼具有良好的抗層狀撕裂性能。中國專利申請CN101323929A公開了大厚度高層建筑結構用高強度鋼板的生產方法中，材料的合金成分有≥0.015％的Nb和≤0.20％的Ti和0.02～0.06％的Al，經過特殊的軋制和退火工藝獲得具有良好抗層狀撕裂性能的高強度碳鋼。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有良好抗層狀撕裂性能的鐵素體不銹鋼中厚板，本發明通過控制夾雜物含量、均勻熱軋組織細化晶粒和降低晶界碳化物析出等措施來實現。所制造的鐵素體不銹鋼中厚板內部和表面質量高、在保證鋼板強度的情況下具有良好的抗層狀撕裂性能?？捎糜诔惺軝M向載荷的汽水分離器支撐板、發電塔架等。

本發明中所述“中厚板”一般是指厚度在約8～40mm的板。