一种碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板及其制造方法转让专利
申请号 : CN201911196554.2
文献号 : CN112877589B
文献日 : 2022-03-18
发明人 : 薛鹏 , 朱晓东 , 闫博 , 焦四海
申请人 : 宝山钢铁股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板的制造方法,其特征在于,其包括步骤:(1)制得碳钢层坯料和奥氏体不锈钢层坯料;
(2)组坯;
(3)复合轧制;
(4)冷轧;
(5)第一次退火:退火温度为1050‑1150℃,保温时间大于30s;然后冷却至室温,在该冷却过程中,在900‑500℃的温度范围内进行快速冷却,控制冷却速度为20‑200℃/s;
(6)第二次退火:以大于5℃/s的加热速度加热至均热温度800‑950℃,保温10‑100s,然后以v1=5‑20℃/s的速度冷却到快冷开始温度T,所述快冷开始温度T≥800‑10×v1,然后再以20‑1000℃/s的速度冷却到150‑450℃;然后进行过时效处理,过时效温度为150‑450℃,过时效处理时间为100‑400s。
2.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,在步骤(3)中,将坯料加热至1150‑1260℃,保温0.6小时以上,控制终轧温度大于850℃,轧后以30‑100℃/s的速度冷却,控制卷取温度为450‑600℃。
3.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,在步骤(4)中,控制冷轧压下率为40‑
70%。
4.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,还包括步骤(7)平整。
5.一种碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板,其采用如权利要求1‑4中任意一项所述的制造方法制得。
6.如权利要求5所述的碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板,其特征在于,其中奥氏体不锈钢层的化学元素质量百分含量为:C:0.02%~0.15%,Si:0.3%~1.0%,Mn:1.0%~10.5%,Cr:14.0~20.0%,Ni:0.2~14.0%,N≤0.25%,Cu≤0.6%,Mo≤3.0%,余量为Fe和其他不可避免的杂质。
7.如权利要求6所述的碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板,其特征在于,所述碳钢层的化学元素质量百分含量为:
C:0.05%~0.35%,Si:0.1%~2.0%,Mn:0.5%~3.0%,Al:0.01%~0.08%,余量为Fe和其他不可避免的杂质。
8.如权利要求7所述的碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板,其特征在于,所述碳钢层还含有下述各化学元素的至少其中之一:B≤0.005%,Nb≤0.1%,Ti≤0.15%,V≤0.15%,Cr≤
0.6%,Mo≤0.3%。
9.如权利要求5‑8中任意一项所述的碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板,其特征在于,所述碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板的抗拉强度为780‑1700MPa。
说明书 :
一种碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板及其制造方法
技术领域
背景技术
产工艺以获得不同的组织和性能,品种主要包括析出强化钢、马氏体钢、双相钢、TRIP钢(QP
钢)和复相钢等,强度涵盖780MPa‑1700MPa的不同强度级别,其中780MPa‑1180MPa级别的冷
轧高强结构钢已经有了相当可观的应用实绩,但在使用过程中仍然还有部分使用性能的不
足亟待解决。
强钢强度的提高,合金元素的添加量不断增加,制造过程中合金元素的表面富集会影响磷
化涂装性能和可镀性,不利于生产出具有耐蚀性能的高强度钢板。所以,本发明提供一种碳
钢+奥氏体不锈钢轧制复合板,该复合板具有奥氏体不锈钢层,同时具有为整体钢板提供不
同特定力学性能基础的高强碳钢层。
加工过程中容易产生加工硬化和析出相变,导致材料强度升高,塑性降低,成形性能降低、
耐蚀性降低。要得到具有较好的耐蚀性、较强的塑性恢复能力的奥氏体不锈钢,并且消除因
压力加工引起的硬化应力,目前现有技术主要通过在冷卷后进行退火处理来实现软化。常
用的退火方式为:退火温度为1050‑1150℃,保温时间大于30s;然后冷却至室温。
体不锈钢使用相同的退火均热温度会导致晶粒粗大。同时,结构用碳钢的退火曲线包含多
种控制冷却要求,与奥氏体不锈钢均热后快速冷却的生产过程不同。这导致了含碳钢层和
奥氏体不锈钢层的轧制复合钢板很难通过一次退火实现机械性能和耐蚀性能的同时获得。
不锈钢轧制复合板的性能。
发明内容
性能基础的碳钢层,该碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板可以具有不同的强度级别,并且兼具
优秀的抗腐蚀能力。
第二次退火:以大于5℃/s的加热速度加热至均热温度800‑950℃,保温10‑100s,然后以v1
=5‑20℃/s的速度冷却到快冷开始温度T,快冷开始温度T≥800‑10×v1,然后再以20‑1000
℃/s的速度冷却到150‑450℃;然后进行过时效处理,过时效温度为150‑450℃,过时效处理
时间为100‑400s。
快速冷却到室温,由于快速冷却过程中的冷却速度较快,固溶的碳来不及与其它合金元素
结合析出,从而以此提高其耐晶间腐蚀性能。此外,若奥氏体不锈钢的退火温度高于1150℃
时,晶粒会变得粗大,晶粒度等级降低,这样会降低带钢的耐腐蚀性能。因此,基于上述考
虑,设置步骤(5)的工艺参数为:将退火温度为1050‑1150℃,保温时间大于30s;然后冷却至
室温,在该冷却过程中,在900‑500℃的温度范围内进行快速冷却,控制冷却速度为20‑200
℃/s;而在步骤(6)中,第二次退火时的均热温度小于奥氏体化温度,且大于不锈钢层析出
敏感温度的上限,因此,将其设置在800‑950℃。且,设置缓冷速度v1为5‑20℃/s,是为了防
止碳化物、σ相析出,而随后设置以20‑1000℃/s的速度冷却到150‑450℃;然后进行过时效
处理,过时效处理时间为100‑400s,是为了避免已经固溶的碳化物、σ相重新析出。
温度为450‑600℃。
碳化物、σ相析出,从而更容易导致晶间腐蚀的发生。因此,需要控制终轧温度较高,卷取温
度较低,但是考虑到太高的终轧温度和太低的卷取温度无法稳定控制,因此,在本发明所述
的制造方法中可以控制终轧温度大于850℃,轧后以30‑100℃/s的速度快速冷却,控制卷取
温度为450~600℃。
过高,会影响钢的塑性和耐腐蚀性能,因此,在本发明所述的碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板
的奥氏体不锈钢层中控制C的质量百分比在0.02~0.15%。
能,需要控制钢中的Si含量;但是在奥氏体不锈钢冶炼过程中,Si作为脱氧剂使用,钢中又
必须含有一定含量的Si,因此,本发明所述的碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板的奥氏体不锈
钢层中控制Si的质量百分比控制在0.3~1.0%。
合作用代替部分Ni,稳定奥氏体组织;但是Mn对不锈钢的耐腐蚀性能有负面影响,Mn含量太
高会降低钢的耐点蚀、耐缝隙腐蚀性能,因此,本发明所述的碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板
的奥氏体不锈钢层控制Mn的质量百分比在1.0~10.5%。
时过高的Cr将需要相应高的Ni当量与之配合,以保证获得室温奥氏体组织。因此,综合考
虑,本发明所述的碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板的奥氏体不锈钢层控制Cr的质量百分比在
14.0~20.0%。
影响,因此,本发明所述的碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板的奥氏体不锈钢层控制Ni的质量
百分比在0.2~14.0%。
同时N能提高奥氏体不锈钢的耐酸腐蚀性和耐局部腐蚀性能;由于N在不锈钢中的溶解度有
限,为避免凝固过程中产生皮下气孔,N必须与其他元素协调作用保证以固溶态存在,综合
考虑本发明中的Mn、C等合金元素的质量百分比,在本发明所述的碳钢奥氏体不锈钢轧制复
合板的奥氏体不锈钢层控制N≤0.25%。
锰奥氏体不锈钢中加入Cu,其延迟断裂敏感性要远低于铬镍奥氏体不锈钢,并且随着钢中
Cu含量的增加,奥氏体不锈钢的热塑性降低,因此,本发明所述的碳钢奥氏体不锈钢轧制复
合板的奥氏体不锈钢层控制Cu的质量百分比控制在≤0.6%。
轧制复合板的奥氏体不锈钢层控制Mo的质量百分比控制在≤3.0%。
的质量百分比范围在P≤0.035%,S≤0.015%。P是钢中的杂质元素,对不锈钢的塑、韧性及
耐蚀性都有不利影响,生产中要尽可能降低其含量,因此,本发明所述的碳钢奥氏体不锈钢
轧制复合板的奥氏体不锈钢层中控制P≤0.035%,而S是钢中的杂质元素,对钢的高温塑、
韧性及耐蚀性均有有害作用,生产中要尽可能降低其含量,因此,本发明所述的碳钢奥氏体
不锈钢轧制复合板的奥氏体不锈钢层中控制S≤0.015%。
虑到本案的碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板的可焊接性,因此,在本发明所述的碳钢奥氏体
不锈钢轧制复合板中控制碳钢层的C的质量百分比在0.05%~0.35%。
提高奥氏体的稳定性,使其能够在室温下保留下来产生TRIP效应。基于此,在本发明所述的
碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板中将Si的质量百分比控制在0.1%~2.0%。
氏体的含量,同时Mn对钢板的韧性影响不大,当钢中包括质量百分比为1.5%~2.5%的Mn
时,可以有效地提高残余奥氏体分解的抗力。但由于Mn对Ms点的降低较多,对焊接性有不利
影响,故用量要适当,因此,在本发明所述的碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板中控制碳钢层的
Mn的质量百分比在0.5%~3.0%。
是在本发明所述的技术方案中,可以添加Al元素以降低硅的副作用,因此,在本发明所述的
碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板中控制碳钢层的Al的质量百分比在0.01%~0.08%。
Mo≤0.3%。
明所述的碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板中控制碳钢层的B的质量百分比在B≤0.005%。
发明所述的碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板中控制碳钢层的Nb的质量百分比在Nb≤0.1%。
轧制复合板中控制碳钢层的Ti的质量百分比在Ti≤0.15%。
质量百分比在V≤0.15%。
但在低碳钢中Nb、Ti、V等碳氮化物生成元素太多会影响后续的相变,所以合金元素含量需
要控制上限。Cr、Mo等提高淬透性的元素达到一定的量后会导致可焊接性能下降,因此也需
要控制上限。因此,在本发明所述的碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板中控制碳钢层的Cr的质
量百分比在Cr≤0.6%。
也大于Cr。另外,Mo是影响纳米析出物产生的最重要化合元素。Mo能提高Ti(C,N)在奥氏体
中的固溶度,使大量的Ti保持在固溶体中,以便在低温转变中弥散析出,从而产生较高的强
化效果。
此也需要控制上限。因此,在本发明所述的碳钢奥氏体不锈钢轧制复合板中控制碳钢层的
Mo的质量百分比在Mo≤0.3%。
不同强度级别,并且具有优秀的抗腐蚀能力。
具体实施方式
定。
后再以20‑1000℃/s的速度冷却到150‑450℃;然后进行过时效处理,过时效温度为150‑450
℃,过时效处理时间为100‑400s。
17899‑1999不锈钢点蚀电位测量方法进行,晶间腐蚀性能测试按照ASTM G108‑94进行,由
表3可以看出,本案各实施例的点腐蚀电位在0.29~0.42V,晶间腐蚀在0.26~0.4Ra,由此
说明本案各实施例的耐蚀性能优异。
层,从而使得最终钢板具有从780MPa‑1700MPa的不同强度级别,并且具有优秀的抗腐蚀能
力。
公开出版物,在先公开使用等等,都可纳入本发明的保护范围。
或结合,除非相互之间产生矛盾。
直接得出或者很容易便联想到的,均应属于本发明的保护范围。