[发明专利]一种高强度低铬铁素体不锈钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁素体不锈钢及其制造方法，特别是涉及一种低铬高强度的铁素体不锈钢及制造方法。

技术背景

含C和N成分较低的超低碳氮铁素体不锈钢因其较强耐腐蚀性能，同时，该不锈钢因为省去了高价的Ni而具有较高的经济性，使得该不锈钢被广泛应用到各个领域。如，汽车排气系统用不锈钢几乎全部使用耐腐蚀的铁素体不锈钢。随着环保要求的不断提高，电动汽车的环保优势越来越受到青睐。特别是对于城市公交巴士汽车，因其行驶路途相对较短，路线固定，越来越多选择电动汽车。该类电动巴士对车身的使用寿命一般要求达到12-15年，因此，使用耐蚀性好的不锈钢成为首选。

常规的SUS304不锈钢加工性能较好，但因为加入较高的Ni使得制造成本较高，没有优势。而高耐蚀性的铁素体不锈钢成为最佳选择。同时，考虑到交通运输车辆的碰撞要求，一般要求用于车架加工的材料要具备较高的屈服强度，规避使用过程出现的碰撞风险。常规中低铬铁素体不锈钢，例如0Cr11和0Cr17等，虽然在耐腐蚀性能上能够满足要求，但其屈服强度较低，一般在250-300MPa以下，且冲击功低，不能满足交通运输装置对其高强度(屈服强度一般要大于350MPa)、冲击功(-30℃全尺寸冲击功大于20J)的要求及高塑性(延伸率大于20％)，而Cr含量更高的铁素体不锈钢则又不可避免地增加材料成本。

CN1182458A涉及汽车排气系统装置中使用的铁素体不锈钢。其中C不大于0.005％，N不大于0.008％，C+N不大于0.009％，Si不大于0.45％，Mn不大于1％，Cr为10-12.5％，Nb为0.05-0.3％，Ti为8×(C+N)～0.3％，其余为铁和不可避免杂质。其常温成形性和高温强度都很好，适合用于汽车排气系统，但不适合作为车架用钢。

特开平7-145453A涉及汽车排气系统岐管用铁素体不锈钢。该铁素体不锈钢，用于汽车排气系统高温端，C：0.015％以下，Si：0.80-1.50％，Mn：0.20-0.60％，Cr：11.0-14.0％，Ni：0.50％以下，N：0.015％以下，Ti：0-0.20％，S：0-0.10％，Mo：0-1.5％，Al：0-0.20％，Ca，Y，La，Ce等一种及以上，合计0-0.10％，C+N≤0.025％，其余为铁和不可避免杂质。其900℃以上优异的耐氧化性、高温强度、热疲劳特性，还对外侧的耐高温盐害腐蚀性优异，适合用于汽车排气歧管，但不适合作为车架用钢。

EP1930461A1涉及汽车排气系统用不锈钢及焊管。其中C：0.03％以下，Si：1.0％以下，Mn：1.5％以下，Cr：10.0-20％，Nb：0.5％以下，Ni：0.6％以下，N：0.03％以下，Ti：0.05-0.30％，S：0-0.10％，Mo：0-1.5％，Al：0.03-0.12％，Cu：1-2％，V：0.2％以下，B：0.0005-0.02％，O：0.01％以下，其余为铁和不可避免杂质。Nb≥8X(C+N)，0.02≤Al-(54/48)O≤0.1。其高温强度和焊接韧性优异，适合用于汽车排气管，但不适合作为车架用钢。

目前仍需要提供一种用于汽车车架的低成本高强度的低铬铁素体不锈钢。

发明目的

本发明的目的在于提供一种低成本高强度的低铬铁素体不锈钢。该不锈钢具有较高的屈服强度、高的室温冲击功及延伸率，同时，该不锈钢还具有较高的耐腐蚀性，适用于对强度和抗冲击性能要求较高的车身车架的使用。此外，该不锈钢采用常规的工业化生产工艺路径就可以获得满足性能要求的热轧钢板，材料制造工艺简单，成本低。

为实现上述目的，本发明的高强度的低铬铁素体不锈钢，其按重量百分比计的化学成分为：C：0.006-0.02％，N≤0.015％，Mn：0.25-1.0％，Si：0.25-1.0％，Cr：11.0-14.0％，Ni≤0.3％，Cu≤0.3％，V≤0.1％，Ti：0.10-0.15％，Nb：0.05-0.20％，且0.15％≤Ti+Nb≤0.30％，0.10％≤Ti+V≤0.20％，0.20％≤Ti+V+Nb≤0.40％，P≤0.035％，S≤0.0030％，其余为Fe及不可避免的杂质。

本发明的另一目的在于提供上述高强度的低铬铁素体不锈钢的制造方法，该方法包括如下步骤：

经冶炼和连铸得到连铸坯，连铸坯中等轴晶比例不低于60％；

将连铸坯加热到1050-1150℃；

在1080-900℃的温度区间进行5-7道次粗轧，总的压下率均不低于85％；