[发明专利]低铬铁素体不锈钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属不锈钢制造领域，涉及一种高强度低铬铁素体不锈钢及其制造方法。

背景技术

铁素体不锈钢不含镍或仅含少量镍，是一种节镍不锈钢。除具有不锈性和耐一般腐蚀性能外，其耐氯化物应力腐蚀、耐点蚀、耐缝隙腐蚀等局部腐蚀性能优良。此外，铁素体不锈钢的强度高，冷加工硬化倾向较低，导热系数为奥氏体不锈钢的130％-150％，线膨胀系数仅为Cr-Ni奥氏体不锈钢的60％-70％，具有良好的综合性能。因此，在家电工业、汽车工业、房屋建筑、石化和环保等领域有着广泛的应用和广阔的发展前景。

铁素体不锈钢根据铬含量不同大致分为低铬(Cr的质量百分含量为11％-15％)，中铬(Cr的质量百分含量为16％-20％)，高铬(Cr的质量百分含量为21％-30％)三类。低铬铁素体不锈钢节约铬资源，成本较低，生产加工难度相对中高系列又有所降低，因此在很多领域得到了广泛的应用(如液晶显示框产品等)。

目前，国内外已就铁素体不锈钢及其制造方法提出了多项专利申请。如CN1363710公开了一种具有良好加工性能的铁素体不锈钢板及其制造方法，其钢种含有较高含量的C和N，虽然提高了钢的强度，但同时也使钢的韧性和焊接性能下降。又如CN1507500公开了一种形状凝固性良好的铁素体不锈钢板及其制造方法，其中，为了改善钢板形状凝固性，该钢种中添加了Mo和Cu，并对C含量作出了严格的限制，从而使得制造成本过高。另外，JP2001003143公开的钢种对N含量进行限制，以改善加工性和表面，然而其Si含量控制较低，降低了钢的强度，另外，该钢种中还加入了B，也使其热加工性能下降。

由此可见，现有技术中的铁素体不锈钢还不能完全满足目前使用和制造的要求，需要开发一种强度高、焊接性能良好、成本经济的铁素体不锈钢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁素体不锈钢，具有较高的屈服强度、抗拉强度，而且具有一定的塑性、良好的耐腐蚀性能，可以用于电视、电脑、手机等电子产品的框架制造行业。

为实现上述目的，本发明所提供的铁素体不锈钢，其成分质量百分比含量为：C 0.005-0.015、N 0.005-0.015、Si 0.50-1.20、Mn≤1.00、P≤0.035、S≤0.010、Cr 10-15、V 0.05-0.20、Ti 0.04-0.10、Al≤0.005、O≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质。

此外，本发明还提供了上述铁素体不锈钢的一种制造方法，包括冶炼、连铸、热轧、第一次退火、表面处理、冷轧、第二次退火、平整、成卷，其中，冶炼依次包括电炉冶炼、AOD冶炼(即氩氧脱碳炉冶炼)和SS-VOD冶炼(即真空脱碳炉冶炼)；所述热轧包括加热、轧制、卷取；所述表面处理依次包括喷砂处理和酸洗。

优选地，所述热轧的加热温度为1050-1100℃，加热时间为170-220min。

优选地，所述轧制的温度为800-950℃。

进一步优选地，所述轧制的温度为850-900℃。

优选地，所述卷取的温度为550-750℃。

优选地，所述第一次退火的温度为750-900℃，保温时间为1-2min/mm。

优选地，所述第二次退火的温度为750-900℃，保温时间为0.5-1.5min/mm。

优选地，所述冷轧的总压下率为65-85％。

下面将进一步说明本发明。

本发明在低铬铁素体不锈钢基础上，通过控制C、N含量、调整适量的Si量、添加微量的V、Ti等合金元素、控制钢中的Al和总氧含量等措施，通过采取合理的生产工艺制造出具有较高强度和较好耐腐蚀性能的铁素体不锈钢。

以下将本发明合金成分的设计进行说明：

Cr：Cr是不锈钢中最重要的合金元素，随着Cr含量的增加，不锈钢在氧化性酸介质中耐蚀性、在Cl-溶液中耐应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀能力均显著提高。添加过多的Cr会增加材料成本，过低的Cr会影响材料的强度和腐蚀性能。综合考虑设计Cr的质量百分含量在10～15％。

V：V是一种重要的微合金化元素，在合金钢中得到了较多应用。通常添加合金元素V可以提高材料的强度，其主要强化机制有V的固溶强化与V(C，N)析出物的析出强化，从而使产品在具有高的强度的同时具有较好的韧性。本发明中，控制钢中V的质量百分含量为0.05-0.20％，有效地提高了铁素体不锈钢的强度。