[發明專利]一種微合金化高強度高塑性的無磁鋼板及其制造方法

在審

• 申請號: 201710387855.8
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN108929993A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 張君;姚連登;趙小婷
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/02;C22C38/06;C22C38/14;C22C38/12;C21D8/12
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

本發明公開了一種微合金化高強度高塑性的無磁鋼板，其化學元素質量百分比為：C 0.10～0.20％，0＜Si≤0.4％，Mn 20～26％，Al 2.0～3.0％，Ti 0.01～0.02％，Nb 0.04～0.09％，余量為Fe及其他不可避免雜質；所述無磁鋼板的基體組織為細小的形變奧氏體晶粒。相應地，本發明還公開了一種上述的無磁鋼板的制造方法，包括步驟：(1)冶煉和鑄造；(2)加熱：加熱溫度為1120℃～1170℃；(3)軋制；(4)軋制后冷卻。本發明所述的無磁鋼板采用微合金化設計，使得其強度高、塑性好，其屈服強度為450～510MPa，抗拉強度為660～710MPa。

技術領域

本發明涉及一種鋼板及其制造方法，尤其涉及一種無磁鋼板及其制造方法。

背景技術

無磁鋼指的是在強磁場中不產生(或產生較少)磁感應的鋼，其基體組織為具有順磁性的奧氏體組織，相對磁導率一般小于1.32。無磁鋼在輸變電產業、自動控制系統、精密儀表、電機、軌道交通以及許多軍事領域中都有廣泛的應用。并且，隨著社會的進步和經濟的發展，對于高性能無磁鋼的需求正在日益增加。目前被廣泛使用的無磁鋼主要有奧氏體不銹鋼和20Mn23AlV高錳無磁鋼。

對于奧氏體不銹鋼來說，其強度可以在一定程度上提高，但是由于奧氏體不銹鋼的特征在于以Ni元素作為穩定鋼中奧氏體相的主要合金元素，從而達到無磁或者低磁的效果。因此，這種無磁鋼對于Ni元素的需求量很大。這就導致了奧氏體不銹鋼一類的無磁鋼價格昂貴并且可能不具有足夠的強度。而對于我國國產開發的20Mn23AlV系列高錳無磁鋼，其相對磁導率較低能夠滿足使用要求，但是由于20Mn23AlV的屈服強度很低，與Q235鋼強度級別相同，往往需要通過提高鋼板的厚度來滿足對于高強度的使用要求，這就給無磁鋼本身的產生和后續的使用增加了難度。

目前，無磁鋼主要成分有Mn-Ni-Nb-Mo-V-Ti和Mn-Ni-Cr-Nb-Mo-V-Ti不銹鋼體系以及C-Mn-Al的高錳鋼體系兩種。如公開號為CN104894471A，公開日為2015年9月9日，名稱為“一種高錳高鋁含釩無磁鋼板及其制造方法”的中國專利文獻公開了一種高錳高鋁含釩無磁鋼板，其化學元素的質量百分配比為：C：0.14～0.20％，Mn：21.50～25.00％，Al：1.50～2.50％，V：0.04～0.10％，N＜0.05％，余量為Fe和不可避免的雜質。其基體組織為奧氏體，綜合力學性能較優，但該鋼的屈服強度僅為280～300MPa，難以滿足如今對于結構用無磁鋼高強度的需求。公開號為CN102409227A，公開日為2012年4月11日，名稱為“一種低相對磁導率的熱軋帶鋼及其制備方法”的中國專利文獻公開了一種低相對磁導率的熱軋帶鋼及其制備方法，該鋼的成分百分比為：C：0.25～0.35％，Si：0.5～0.6％，Mn：25～26％，Al：3.8～4.2％，V：0.06～0.10％，P：0.02～0.03％，S：0.02～0.03％，其余為Fe和不可避免的雜質。該鋼的基體組織為奧氏體，屈服強度≥400MPa，抗拉強度≥750MPa，斷后伸長率≥66％，相對磁導率≤1.002，具有較優的綜合性能。但由于鋼中的Al元素含量過高，導致在加熱軋制過程中，表面極易發生氧化，形成熱軋裂紋，降低了鋼材的成材率，且后續需要進行水韌化處理，生產過程復雜且增加了成產成本。公開號為CN102747273A，公開日為2012年10月24日，名稱為“一種含鈮高錳無磁鋼及其制造方法”的中國專利文獻公開了一種含鈮高錳無磁鋼及其制備方法，該鋼的化學成分百分比為：C：0.8～1.2％，Mn：10～15％，Si：0.3～0.5％，P＜0.008％，S＜0.005％，Nb：0.01～0.02％，其余為Fe和不可避免的雜質。該鋼經過熱軋后，熱軋板在1000℃保溫15min后進行水淬，得到抗拉強度900～1000MPa，延伸率為50～60％，洛氏硬度15～22HRC，相對磁導率小于1.0002的高強度無磁鋼。但該鋼的不足之處在于鋼中的C含量過高，生產過程中易產生網狀碳化物，易脆，需要再次進行水韌化處理，生產過程同樣復雜，且生產成本也高。

因此，急需開發一種具有較高強度和高塑性，生產工藝簡單，成本低廉的無磁結構鋼，以滿足如今對于無磁鋼材料高強度的需求。