[發(fā)明專利]一種提高中鉻鐵素體不銹鋼中板韌性的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210123268.5
• 申請(qǐng)日: 2012-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN102643968A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉振宇;高飛;劉海濤;唐帥;賈濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): C21D8/02
• 分類號(hào): C21D8/02
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種提高中鉻鐵素體不銹鋼中板韌性的方法。

背景技術(shù)

鐵素體不銹鋼是指在使用狀態(tài)下是以鐵素體組織為主的不銹鋼。除具有不銹性和耐一般腐蝕性能外，其耐氯化物應(yīng)力腐蝕、耐點(diǎn)蝕、耐縫隙腐蝕等性能優(yōu)良，并且具有冷加工硬化傾向低，導(dǎo)熱系數(shù)高和線膨脹系數(shù)較低等特點(diǎn)。同時(shí)由于鐵素體不銹鋼不含鎳或者僅含少量的鎳，其生產(chǎn)成本低廉，己在廚房用具、家用電器、裝飾建筑、交通運(yùn)輸、石化、核能及艦船等民用和工業(yè)領(lǐng)域獲得廣泛的使用。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，對(duì)不銹鋼產(chǎn)品的需求正逐步增加。與鐵素體不銹鋼中厚板相比，奧氏體不銹鋼及雙相不銹鋼中厚板中含有大量的Ni。我國(guó)鎳資源嚴(yán)重缺乏，國(guó)際鎳價(jià)大幅波動(dòng)給不銹鋼產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來了巨大風(fēng)險(xiǎn)。在不銹鋼中厚板用量激增的形勢(shì)下，加大節(jié)鎳型不銹鋼中厚板的生產(chǎn)勢(shì)在必行。但是，節(jié)鎳型雙相不銹鋼在中厚板生產(chǎn)中存在較嚴(yán)重的邊裂和中裂等質(zhì)量問題，還不能完全實(shí)現(xiàn)采用高品質(zhì)雙相不銹鋼替代奧氏體不銹鋼中厚板。因此，采用開發(fā)生產(chǎn)性能優(yōu)良的無鎳的鐵素體不銹鋼中厚板，并在部分領(lǐng)域正逐步替代成本較高的奧氏體不銹鋼及雙相不銹鋼中厚板，成為滿足不銹鋼中厚板巨大需求，減少鎳資源消耗、實(shí)現(xiàn)不銹鋼產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

作為結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用的鐵素體不銹鋼中厚板，在滿足耐蝕性的前提下，還必須具有良好的力學(xué)性能，尤其是優(yōu)良的低溫韌性。但是與奧氏體不銹鋼相比，鐵素體不銹鋼在低溫狀態(tài)使用時(shí)，可動(dòng)滑移系較少，容易產(chǎn)生裂紋且尖銳的裂紋會(huì)迅速的擴(kuò)展而造成脆性開裂。具體表現(xiàn)為，常規(guī)工藝生產(chǎn)的鐵素體不銹鋼的低溫韌性差、韌脆轉(zhuǎn)變溫，甚至某些鐵素體不銹鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度在20℃以上，限制了鐵素體不銹鋼作為中厚板的應(yīng)用。

材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度與其顯微組織有著密切關(guān)系，鐵素體晶粒尺寸大小和韌脆轉(zhuǎn)變溫度之間呈線性關(guān)系，即細(xì)化組織可使材料的韌性增加，這主要是由于晶界是裂紋擴(kuò)展的阻力，晶界前塞積的位錯(cuò)數(shù)減少，有利于降低應(yīng)力集中；晶界總面積增加時(shí),晶界上雜質(zhì)濃度減少，避免產(chǎn)生沿晶脆性斷裂。

研究表明，溫軋工藝有利于鐵素體不銹鋼軋制組織細(xì)化、組織中晶內(nèi)剪切帶的形成及位錯(cuò)密度的增加，這將為退火過程中再結(jié)晶晶粒提供更多有效形核位置及長(zhǎng)大驅(qū)動(dòng)力從而最終細(xì)化了熱軋退火板組織。專利號(hào)為200910220459.1的中國(guó)專利公開了一種提高中高鉻鐵素體不銹鋼綜合性能的熱軋方法，即采用降低精軋溫度來提高鐵素體不銹鋼薄板的成形性能及表面質(zhì)量，但此專利并沒有針對(duì)鐵素體不銹鋼中厚板力學(xué)性能，尤其是低溫韌性進(jìn)行控制和改善。專利號(hào)為201110327451.2的中國(guó)專利公開了一種高強(qiáng)度不銹鋼的制備方法，即采用ECAP（等通道擠壓）及適當(dāng)?shù)耐嘶鸸に噥砀纳茒W氏體不銹鋼的力學(xué)性能，主要是強(qiáng)度及延伸率，但是此專利并沒有針對(duì)鐵素體不銹鋼韌-脆轉(zhuǎn)變溫度高的缺點(diǎn)進(jìn)行控制。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種提高中鉻鐵素體不銹鋼中板韌性的方法，目的是提高鐵素體不銹鋼中板的韌性，并降低韌脆轉(zhuǎn)變溫度。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案按照以下步驟進(jìn)行：

1）選取中鉻鐵素體不銹鋼，經(jīng)過冶煉和澆注制成板坯，加熱至1100~1250℃，保溫1~2h，然后在850~1100℃條件下進(jìn)行粗軋和精軋，并空冷至室溫得到軋制板材；[雨林木風(fēng)1]?

（2）將精軋后得到的軋制板材再加熱至260~600℃之間的某一目標(biāo)溫度，并在目標(biāo)溫度下進(jìn)行累積壓下量為40~80%的多道次軋制變形；

（3）對(duì)軋制變形后的板材進(jìn)行退火處理，得到具有細(xì)晶組織的成品板材。

上述的中鉻鐵素體不銹鋼中鉻的含量按重量百分比為16~22?%。

本發(fā)明的特點(diǎn)和有益效果是：

采用本發(fā)明的軋制方法能夠獲得高韌性的鐵素體不銹鋼中板，其組織明顯細(xì)化，相應(yīng)的韌脆轉(zhuǎn)變溫度降低20℃~41℃，韌性顯著改善。

本發(fā)明的原理是精軋后的鐵素體不銹鋼軋制板材進(jìn)行一定變形量的溫軋工藝，達(dá)到退火前軋制板材組織的細(xì)化、晶內(nèi)剪切帶的增加及內(nèi)部?jī)?chǔ)存能的增加，這將有利于溫軋軋后板坯在再結(jié)晶退火過程中組織的細(xì)化、晶界特征分布的優(yōu)化。與原有技術(shù)相比，韌脆轉(zhuǎn)變溫度降低20℃~41℃。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)例1中成品板材與常規(guī)技術(shù)制備的成品板材的沖擊吸收能量-溫度曲線；其中：DBTT為韌脆轉(zhuǎn)變溫度；

圖2為本發(fā)明實(shí)例1中新發(fā)明工藝制備的鐵素體不銹鋼成品板材的金相組織；

圖3為本發(fā)明實(shí)例1中常規(guī)技術(shù)制備的鐵素體不銹鋼成品板材的金相組織；