[发明专利]高强度马氏体不锈钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不锈钢及其生产方法，尤其是一种高强度马氏体不锈钢板及其生产方法。

背景技术

随着我国对海洋战略的越来越重视，十八大报告指出，要提高海洋资源开发能力，坚决维护国家海洋权益，向海洋强国的梦想推进。这些要求需要我们建造更多的各种舰艇和大型船舶，因此急需能应用在舰艇船舶方面的高性能钢板。舰艇船舶的工作环境对钢板性能的要求比较严格，要求其具有良好的低温冲击韧性和有较高的屈服强度，以及高强度、高韧性、耐腐蚀性。

0Cr16Ni5Mo1不锈钢是在0Cr13Ni5Mo基础上发展起来的新型不锈钢种，具有良好的综合性能，其强度高、韧性好，优良的抗腐蚀性能，以及焊接性能；因此，可以作为舰艇以及大型船舶上重要的部件。

0Cr16Ni5Mo1钢板虽然具有良好的综合性能，但是其技术含量高，生产过程中特别容易出现炸裂、板型无法保证、性能不稳定等问题，生产难度极大；且在应用中容易出现韧性偏低，开裂，组织异常等现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高性能的高强度马氏体不锈钢板；本发明还提供了一种高强度马氏体不锈钢板的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明所述钢板化学成分的质量百分含量为：C≤0.06%、Si≤1.00%、Mn≤1.00%、P≤0.030%、S≤0.015%、Cr15.00%～17.00%、Ni4.50%～5.50%、Mo0.80%～1.20%、H≤0.00025%、N≥0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。

优选的，所述钢板化学成分的质量百分比为：C0.02%～0.06%、Si0.50%～1.00%、Mn0.50%～1.00%、P≤0.030%、S≤0.015%、Cr15.00%～17.00%、Ni4.50%～5.50%、Mo0.80%～1.20%、H≤0.00025%、N≥0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明钢板各化学成分及含量的作用是：

碳（C）：碳对钢的强度、冲击韧性、焊接性能都有显著影响。钢中含碳量增加，屈服强度和抗拉强度会升高，但塑性和冲击韧性会降低；碳含量低会影响控轧效果，也会增大冶炼控制难度，碳含量高，又会影响钢的焊接性能以及耐大气腐蚀能力，所以不锈钢钢的碳含量范围控制在≤0.06%，最好为0.02%～0.06%。

硅（Si）：在炼钢过程中硅是重要的还原剂和脱氧剂。如果钢中含硅量超过0.50%，硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服强度和抗拉强度，当硅含量过高时会降低钢的塑性、韧性和焊接性，所以硅含量范围≤1.00%，最好为0.50%～1.00%。

锰（Mn）：锰成本低廉，能增加钢的强度、韧性和硬度，提高钢的淬透性，改善钢的热加工性能。在炼钢过程中，锰还是良好的脱氧剂和脱硫剂，钢中加入0.50%以上时较一般钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度。锰含量过高时会降低钢材的焊接性能，因此锰含量≤1.00%，最好为0.50%～1.00%。

磷（P）：在一般情况下，磷在钢都是有害元素，会增加钢的冷脆性，使钢材的焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些，因此尽量减少钢中的磷含量，但是在冶炼不锈钢时，钢中磷更难去除，在能满足使用性能的情况下，将磷含量限定为P≤0.030%，以利于降低生产成本。

硫（S）：硫在钢中也是有害元素，在钢中与铁生成化合物硫化亚铁，硫化亚铁与铁形成共晶体，它的熔点低，当钢材加热到1000℃左右进行轧制或锻造时，沿晶界分布的Fe-FeS共晶已经熔化，各晶粒间的连接被破坏，导致钢材开裂，即产生热脆性。因此硫能降低钢的延展性和韧性，降低钢的耐腐蚀性。因此应尽量减少硫在钢中的含量，硫含量要求越低，炼钢成本要高，在能保证性能的前提下降低生产成本，本申请钢中硫含量限定在S≤0.015%。

铬（Cr）：其含量对钢板的强度、塑性和冲击韧性均有较大影响，因为铬既能固溶于铁素体和奥氏体中，又能与钢中的碳形成多种碳化物；铬固溶于奥氏体时，可提高钢的淬透性，当铬与碳形成复杂碳化物，并在钢中弥散析出时，可起到弥散强化作用，由于铬提高淬透性和固溶强化，所以能提高钢在热处理状态下的强度和硬度。铬能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的主要合金元素，本发明的铬含量为Cr15.00%～17.00%。