[發明專利]一種馬氏體不銹鋼盤條及其制造方法

有效

• 申請號: 201410513953.8
• 申請日: 2014-09-29
• 公開（公告）號: CN105525226B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 王凱;徐惠松;徐維國;賽浩
• 申請（專利權）人: 寶鋼特鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/22
• 分類號: C22C38/22;C22C38/44;C21D8/06
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司31114
• 代理人: 竺明

技術領域

本發明涉及一種馬氏體不銹鋼盤條及其制造方法。

背景技術

馬氏體不銹鋼是一類可以通過熱處理(淬火、回火)對其性能進行調整的不銹鋼。這類鋼必須具備兩個基本條件：一是在平衡相圖中必須有奧氏體相區存在，在該區域溫度范圍內進行長時間加熱，使碳化物固溶到鋼中之后，進行淬火形成馬氏體，也就是化學成分必須控制在γ或γ+α相區，二是要使合金形成耐腐蝕和氧化的鈍化膜，鉻含量必須在10.5％以上。按合金元素的差別，可分為馬氏體鉻不銹鋼和馬氏體鉻鎳不銹鋼。

盤條也叫線材，通常指成盤的小直徑圓鋼。盤條的直徑在5.5～30毫米范圍內(GB/T 4356-2002)。不銹鋼盤條用于制造不銹鋼絲、不銹鋼彈簧鋼絲、不銹頂鍛鋼絲和不銹鋼絲繩用鋼絲。按鋼的組織分類，不銹鋼盤條的材料主要有：奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼。低成本耐腐蝕的馬氏體不銹鋼盤條是目前用途較為廣泛的不銹鋼盤條。

目前，馬氏體不銹鋼盤條主要分為兩類：1)鉻不銹鋼盤條(不含鎳)：典型鋼種為12Cr12、06Cr13、12Cr13、Y12Cr13、20Cr13、30Cr13、40Cr13、68Cr17、85Cr17、95Cr18，該類材料制造成本較低(不含Ni)，淬回火后強度為490～735MPa，斷面收縮率為8～25％(GB/T 1220)；但是，隨著強度的增加，這類不銹鋼盤條的塑性明顯降低(如GB/T 1220中30Cr13的強度為≥735MPa，但斷面收縮率只有≥12％)，這就造成高強度(中高碳)的馬氏體盤條在生產過程中由于塑性低而極易開裂，降低了這類不銹鋼盤條的成材率，因此需要對其進行軟化退火或球化退火，增加了能耗，也增加了該類盤條的制造成本；2)鉻鎳不銹鋼盤條(含鎳)：典型鋼種為2Cr17Ni3、X3CrNiMo13-4、X4CrNiMo16-5-1，淬回火后的強度較高，為760～1100MPa，能滿足不銹鋼零部件產品的強度要求，同時塑性也較好(2Cr17Ni3的斷面收縮率為17～25％；X3CrNiMo13-4的斷面收縮率為15～20％；X4CrNiMo16-5-1的斷面收縮率為20～25％)，生產過程中也不易出現開裂。但是，鋼中Ni含量高達3.0～6.0％，因為Ni是貴金屬元素，這就極大的增加了鋼材的成本，抑制了該類材料的普及應用。

對于馬氏體不銹鋼盤條，目前的退火工藝主要為：1)完全退火：緩慢加熱到Ac3(亞共析鋼)或Ac1(共析鋼或過共析鋼)以上30～50℃(一般為750～860℃)，保持適當時間(一般為4～8小時)，然后緩慢冷卻下來。通過加熱過程中發生的珠光體(或者還有先共析的鐵素體或滲碳體)轉變為奧氏體(一次相變重結晶)以及冷卻過程中發生的與此相反的二次相變重結晶，形成晶粒較細、片層較厚、組織均勻的珠光體(或者還有先共析鐵素體或滲碳體)，主要用于亞共析鋼的鑄件、鍛軋件、焊件，以消除組織缺陷(如魏氏組織、帶狀組織等)，使組織變細和變均勻，以提高鋼件的塑性和韌性；2)不完全退火：緩慢加熱到Ac1與Ac3之間(亞共析鋼)或Ac1與Acm之間(過共析鋼)，一般為Ac1+(40～60)℃(680～780℃)，保溫一段時間(根據規格不同一般為6～12小時)后緩慢冷卻，使鋼發生部分的重結晶者，稱為不完全退火，主要適用于中、高碳鋼和低合金鋼，其目的是細化組織和降低硬度。

因此，設計一種經濟型(低成本)的中高碳([C]≥0.30％)的馬氏體不銹鋼盤條，滿足標準件及軸類件的強度要求且不易開裂，同時可以降低能耗，是鋼鐵制造商的技術追求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種馬氏體不銹鋼盤條及其制造方法，通過優化和嚴格控制鋼的化學成分，同時采用特有的在線退火熱處理工藝，最終制造表面優良、性能穩定、組織均勻的馬氏體不銹鋼盤條，以提高鋼的綜合使用性能；在不增加冶煉和軋制成本的基礎上解決現有中高碳馬氏體不銹鋼退火時易發生表面應力開裂的問題。

本發明通過合金成分的優化配比，特別是減少貴金屬元素的添加以及合理的熱處理工藝，以達到成本和材料性能的最優化。本發明生產的馬氏體不銹鋼盤條，制造成本低、表面質量優良，綜合使用性能達到國家標準，符合用戶使用要求；同時，能降低現有馬氏體不銹鋼盤條的退火能耗，減少二氧化碳排放，在保護環境的同時降低制造成本。本發明對于中高碳馬氏體盤條(尤其是3Cr13、4Cr13、60Cr13Mo等)上尤為有效，大大提高了成材率，降低了表面缺陷發生率和制造成本。

為達到上述目的，本發明主要采用如下技術方案：