[發明專利]一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼的冶煉及連鑄工藝

在審

• 申請號: 202111457230.7
• 申請日: 2021-12-02
• 公開（公告）號: CN114395727A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 劉會斌
• 申請（專利權）人: 浦項（張家港）不銹鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/34;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/50;B22D11/111;B22D11/16;B22D11/18;B22D11/22;C21C7/10;C22C33/06
• 代理公司: 無錫中瑞知識產權代理有限公司 32259
• 代理人: 劉亞波

本發明公開了一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼的冶煉及連鑄工藝，將原料進行冶煉及連鑄的工藝步驟包括：S1)EAF熔化原料；S2)AOD冶煉；S3)VOD冶煉；S4)鈣處理，弱攪拌；S5)連鑄在直弧形板坯連鑄機中進行，鋼包開澆采用鋼包水口和氬氣保護澆鑄；S6)中間包到結晶器采用整體式2孔浸入式水口；S7)使用保護渣，結晶器一次冷卻；S8)結晶器二次冷卻；S9)電磁攪拌；S10)凝固末端采用動態輕壓下；S11)板坯水冷。有益效果是解決澆鑄穩定性和凝固偏析問題，減少表面大型夾雜物的析出，并通過連鑄結晶器保護渣的選擇，減少卷渣、縱裂的發生，提高了鑄坯的表面質量和內部質量。

技術領域

本發明屬于合金鋼制造技術領域，尤其涉及一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼的冶煉及連鑄工藝。

背景技術

高強度不銹鋼被廣泛應用于航空、航天、海洋、核工業等領域，其中馬氏體高強度不銹鋼應用最為廣泛。馬氏體高強度不銹鋼是一種可以通過熱處理對其性能進行調整的不銹鋼。按照元素成分區分，馬氏體高強度不銹鋼分為時效不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼。其中馬氏體沉淀硬化不銹鋼在熱處理后，具有高強度，并有良好的韌性和優良的耐蝕性等優點。目前市場上普遍使用的馬氏體沉淀硬化不銹鋼是0Cr17Ni4Cu4Nb，其常見的化學成分按質量百分比如下：碳(C)≤0.07％，錳(Mn)≤1.00％，硅(Si)≤1.00％，磷(P)≤0.023％，硫(S)≤0.03％，鉻(Cr)15.50～17.50％，鎳(Ni)3.00～5.00％，銅(Cu)3.00～5.00％，鈮(Nb)0.15～0.45％，其余為鐵及其他不可避免的雜質。0Cr17Ni4Cu4Nb采用的是低碳(C)、高鉻(Cr)且含銅(Cu)，其強度、韌性、耐蝕性比一般馬氏體不銹鋼好，多用于構件，它是依靠Al、Nb等多種元素通過時效處理后獲得較高的使用強度。按照上述化學成分生產卷材，經過時效處理后，可以獲得約1000～1400Mpa的強度，屬于低強度等級，在某些環境下不能滿足對不銹鋼強度的使用需求。中國專利申請，申請號CN202010511297.3，2020.06.08，申請公布號CN111575588A，申請公布日2020.08.25，公開了一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼及其制備方法與應用，化學成分包括：C0.04～0.06％；Si1.4～1.8％；Mn0.5～0.9％；P≤0.035％；S≤0.008％；Cr14～14.5％；Ni7～7.8％；Al0～0.15％；Mo0.55～0.7％；Cu0.7～1.0％；N0～0.03％；Ti0.28～0.35％；余量為鐵及其他不可避免的雜質；制備步驟包括：將各原料經冶煉及連鑄、熱軋、熱退火酸洗、冷軋、冷軋退火酸洗、平整及時效。優點是對不銹鋼的化學成分的配比，將冶煉工藝、熱軋壓延工藝、冷軋壓延工藝及退火工藝進行改進，最終獲得屈服強度為1480～1600Mpa的馬氏體沉淀硬化不銹鋼卷板。缺點是該技術方案提供的馬氏體沉淀硬化不銹鋼沒有披露冶煉及連鑄工藝；該馬氏體沉淀硬化不銹鋼由于Ti含量較高，因此要求鋼水N、O含量盡可能低防止澆鑄過程中大量生成TiO₂、TiN、TiCaCO₃等高熔點夾雜物，影響連鑄過程鋼水可澆性和鑄坯表面質量。同時由于該馬氏體沉淀硬化不銹鋼高的合金含量，在凝固過程中極易產生合金元素宏觀和微觀偏析，導致馬氏體相變不充分，導致最終產品硬度不均勻。

發明內容

1.要解決的技術問題

針對現有技術中提供的一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼及其制備方法與應用沒有披露冶煉及連鑄工藝；該馬氏體沉淀硬化不銹鋼由于Ti含量較高，因此要求鋼水N、O含量盡可能低防止澆鑄過程中大量生成TiO₂、TiN、TiCaCO₃等高熔點夾雜物，影響連鑄過程鋼水可澆性和鑄坯表面質量；同時由于該馬氏體沉淀硬化不銹鋼高的合金含量，在凝固過程中極易產生合金元素宏觀和微觀偏析，導致馬氏體相變不充分，導致最終產品硬度不均勻，本發明的目的在于提供一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼的冶煉及連鑄工藝，通過對冶煉和連鑄工藝的調整，解決澆鑄穩定性和凝固偏析問題，減少表面大型夾雜物的析出，并通過連鑄結晶器保護渣的選擇，減少卷渣、縱裂的發生。

2.技術方案