[發明專利]一種低成本高強度耐磨不銹鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 201811384700.X
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109182673B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 李華英;劉光明;姬亞鋒;胡嘯
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: C21D1/26
• 分類號: C21D1/26;C21D8/02;C22C38/02;C22C38/06;C22C38/58
• 代理公司: 廈門原創專利事務所(普通合伙) 35101
• 代理人: 徐東峰

本發明提供了一種低成本高強度的耐磨不銹鋼材料及其生產方法，該不銹鋼所含成分質量百分比為：C:0.02?0.10，Si:0.2?0.8，Mn:1.6?2.5，Cr:11?12，Ni:0.6?1.0，Al:0.8?1.2，其余為Fe和不可避免的雜質。該不銹鋼材料經煉鋼、連鑄、熱軋及退火、冷軋及退火、平整、卷取等工序制備得到，通過增加鋁含量，控制碳含量和錳含量，降低鉻、鎳等貴金屬的含量，降低了成本，提高了不銹鋼的強度和耐磨性。

技術領域

本發明屬于新材料技術領域，具體涉及一種低成本高強度的耐磨不銹鋼材料及其生產方法。

背景技術

鐵素體不銹鋼由于僅含少量鎳或不含鎳，在鎳資源越來越緊張的今天，正逐步替代奧氏體不銹鋼，在汽車、家電等領域獲得廣泛應用，成為一種資源節約型的綠色環保不銹鋼材料。12％Cr鐵素體不銹鋼是一種經濟型不銹鋼，與中高鉻鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼等鋼種相比成本較低。鐵素體不銹鋼具有熱膨脹系數小、導熱性較好、耐Cl^-腐蝕性強以及優良的機械性能等特點，被廣泛的應用在車輛、建筑和化工等領域。Cr含量為11～12％，在低鉻鐵素體不銹鋼中是最低的具有較高的強度和良好的耐腐蝕性能的合金鋼，此類鋼種可用于中等腐蝕條件同時伴有磨損存在的情況，已廣泛地用作鐵路運輸、化工以及采掘等領域。但在苛刻的使用環境中，低鉻鐵素體不銹鋼的強度和耐磨性還難以滿足需求，也就無法降低使用成本。

發明內容

針對現有技術的缺點和不足，本發明的首要目的在于提供一種低成本高強度的耐磨不銹鋼材料，通過增加鋁含量，以及對其他元素的調整，進一步提高了現有低鉻不銹鋼的強度和耐磨性。

本發明的具體技術方案如下：

一種低成本高強度耐磨不銹鋼材料，其特征在于：按重量百分比計，其化學成分包括：C:0.02-0.10，Si:0.2-0.8，Mn:1.6-2.5，Cr:11-12，Ni:0.6-1.0，Al:0.8-1.2，其余為Fe和不可避免雜質。

優選的，所述低成本高強度耐磨不銹鋼材料的成分為：按重量百分比計C:0.05，Si:0.4，Mn:1.8，Cr:11.2，Ni:0.8，Al:1.0，其余為Fe和不可避免雜質。

本發明還提供一種低成本高強度耐磨不銹鋼材料的生產方法，其特征在于：(1)煉鋼：按上述合金成分冶煉得到合格鋼水；(2)連鑄：通過控制拉速，加強電磁攪拌，使鋼水經結晶器連鑄獲得連鑄坯，使連鑄坯中等軸晶的比例不低于40％；(3)熱軋及退火：將連鑄坯加熱到1050-1200℃，然后在850-1100℃下進行軋制，冷卻、卷取得熱軋板卷，然后在800-900℃下進行第一次退火，退火時間為3-8min；(4)冷軋及退火：冷軋的總壓下率為60-80％，第二次退火溫度為800-900℃，退火時間為1-3min，最后經平整卷取得到冷軋不銹鋼板卷。

進一步，所述步驟(1)中的煉鋼過程將氧含量脫至50ppm以下。

本發明中，成分組成的平衡非常重要，通過這樣的成分組成的組合，能夠得到強度和耐磨性能優異的鐵素體系不銹鋼。上述成分組成之一有所偏離時，也難以達到所需的強度和耐磨性。接下來，對本發明的鐵素體系不銹鋼的成分組成進行說明。

C是提高鋼強度的有效元素，但如果含有C含量較高，C在鐵素體中的溶解度很低，容易和Cr反應，在晶界上析出Cr₂₃C₆，使合金變脆，而且晶界因貧Cr而引起嚴重的晶界腐蝕，則韌性和成型性降低顯著。如果鐵素體不銹鋼中的碳含量過高，還會造成脆性轉變溫度升高，裂紋缺口敏感性及晶間腐蝕敏感性大及焊后耐蝕性下降等。但一定的碳含量有利于保證鋼鐵材料的強度，同時有利于提高鑄坯的等軸晶比例。本發明綜合考慮了鐵素體不銹鋼的性能、工藝可行性和成本等方面因素，將碳含量控制在0.02-0.10％。