[发明专利]一种含稀土硫化物形核剂的铁素体不锈钢的制备方法

说明书

本发明属于冶金或金属材料领域,具体涉及一种含稀土硫化物形核剂的铁素体不锈钢及其制备方法，该方法通过控制钢液中Ce、O、S和Al元素的质量分数为0.001％≤ω[Ce]≤0.03％、0.0005≤ω[O]≤0.003％、0.0005％≤ω[S]≤0.002％、0.005％≤ω[Al]≤0.015％，使得凝固过程中大量弥散析出Ce‑S形核剂，生成的Ce‑S形核剂作为铁素体的形核核心，提高了铁素体不锈钢等轴晶比例。Ce‑S形核剂是在凝固过程中析出，解决了形核剂的弥散分布和合适尺寸的问题，Ce‑S形核剂能够作为铁素体异质形核的有效核心，这为提铁素体不锈钢等轴晶比例提供了一种新的切实可行的工艺。

技术领域

本发明属于冶金或金属材料领域,具体涉及一种含稀土硫化物形核剂的铁素体不锈钢的制备方法。

背景技术

铁素体不锈钢是一种无镍或少镍的铬系不锈钢，与奥氏体不锈钢相比，铁素体不锈钢具有成本低、耐应力腐蚀强、强度高等优点，越来越受到不锈钢市场的青睐，被广泛应用于建筑和装饰材料、家用电器、汽车排气管等领域。铁素体不锈钢在深拉或深冲成形过程中，当应变量较大时会在制品表面形成一种皱折缺陷，进而影响制品的表面质量，这是目前高端铁素体不锈钢面临的共同技术难题。

铁素体不锈钢皱折产生的主要原因之一是凝固过程中由于柱状晶过于发达，导致成分偏析严重，而在后续的加工过程中，随着应变量的增加，成分偏析沿轧向呈现带状分布，使得材料的变形能力不均匀，最终导致了皱折的产生[文献1：张向军, 等. 铁素体不锈钢表面皱折及其评价方法[J]. 轧钢, 2017, 34(4):66-70]。所以提高等轴晶比例是一种有效改善皱折缺陷的有效措施。

目前提高凝固组织等轴晶比例的方法主要有低过热度浇注、连铸过程电磁搅拌以及异质形核的方法。日本学者研究表明，当浇钢过热度控制在40℃以下时，铸坯的等轴晶率能够达到50%以上；电磁搅拌的方法主要是通过打碎粗大的柱状晶，提高凝固前沿的形核粒子数量，来达到提高等轴晶比例的目的[文献4：徐迎铁, 等. 一种提高430铁素体不锈钢铸锭等轴晶率的熔炼方法. CN104294004A]。过低的浇注过热度不仅会导致连铸可浇性变差，还会影响到铁素体不锈钢的表面质量。电磁搅拌方法一方面会增加设备成本以及后期的维护成本，同时电磁搅拌效果也受到过热度的影响，仅采用电磁搅拌技术只能实现等轴晶率在50-60%左右，这对于皱折问题的解决仍达不到满意的效果。所以利用第二相粒子作为凝固过程异质形核核心来提高等轴晶比例的方法得到越来越广泛的关注和应用。