[发明专利]一种低Cr系软磁不锈钢及其组织的控制方法

说明书

本发明公开了一种低Cr系软磁不锈钢及其组织的控制方法，所述低铬系不锈钢的含铬量为10～15.5％，所述控制方法包括如下步骤：S1、将钢胚在900～1050℃下热轧，并冷却，获得包括铁素体和马氏体的细晶组织；S2、将步骤S1获得的钢坯于900～1000℃下保温处理2～5h，经至少15h缓冷至550～650℃后冷却；S3、将步骤S2获得的钢坯于700～800℃下保温处理2～5h后冷却，得到纯铁素体不锈钢。本发明通过特殊的热轧工艺，将钢坯热轧为以铁素体为基体，马氏体均匀分布于晶界处的细晶组织。然后通过高温缓冷退火，使得双相组织完全转变为单相铁素体组织，提升磁性；再进行去应力退火，去除组织应力，均匀组织，磁性再次提升。

技术领域

本发明涉及软磁铁素体，具体地，涉及一种低Cr系软磁不锈钢及其组织的控制方法。

背景技术

软磁材料具有低矫顽力、且易磁化和去磁的特点，因此被广泛用在无线电、计算机、家用电器、电机工程和通讯等领域。软磁铁素体不锈钢对于许多机电装置的使用很关键，必须为这些装置提供最佳的磁性，才能保证正确的输出信号和响应时间。

该种材料除了需要确保优异的软磁性能，通常还需要具备优异的耐蚀性能。过去常通过采用含铬量高的材料，以确保耐腐蚀性能，这类钢种成分设计上为纯铁素体组织，热轧后只需进行去应力缓冷退火，即可获得优异磁性。宋全明在《ChromeCore_系列耐蚀软磁合金的开发及应用》一文中指出，铬含量越高，饱和磁感应强度越低，可见，铬含量与软磁性能具有一定的负相关性。为了获得优异的软磁性能和耐蚀性能的软磁不锈钢，目前常用的方法是采用低铬系原料确保软磁性能，再额外添加额外成分例如钛、铌等，钛和铌与碳结合生成碳化钛、碳化铌，碳化钛、碳化铌提升了材料的耐蚀性，可碳化钛、碳化铌的生成减少了材料中的碳单质含量，进而提升材料的软磁性能。例如40920不锈钢，其组分含量为：C0.014％、Si 0.59％、Mn 0.5％、P0.023％、S 0.001％、Cr 10.82％、Ni 0.27％、Mo 0.04％、N 0.006％、Ti0.163％，该不锈钢通过钛来提高耐蚀性和软磁性能。再如申请公布号为CN114836684A的专利，该专利成分设计采用添加Ti元素来优先于Cr元素与C、N元素结合，避免局部贫铬，提高材料耐蚀性；申请公布号为CN114606440A的专利，公开了一种高性能软磁不锈钢及其制备方法，该专利通过添加Mo、Nb、Re元素，不锈钢的耐蚀性得到提升，盐雾试验48小时不生锈。以上材料在软磁不锈钢的制备工艺中，通常在热轧时即形成纯铁素体组织，这对前期料坯的炼制要求非常高，导致不良率高，而且轧制过程中容易产生马氏体组织，则无法获得优异的软磁性能。

发明内容

针对上述热轧后获得非纯铁素体组织的不锈钢软磁性能差的问题，本发明提供了一种低Cr系软磁不锈钢及其组织的控制方法，该控制方法通过热轧工艺和热处理的配合处理，促使双相组织转变为纯铁素体组织，以获得优异的软磁性能。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种低Cr系软磁不锈钢的组织控制方法，所述低铬系不锈钢的含铬量为10～15.5％，所述控制方法包括如下步骤：

S1、将钢胚在900～1050℃下热轧，并冷却，获得包括铁素体和马氏体的细晶组织；

一般轧制温度为1100～1250℃，该轧制温度下获得的组织晶粒通常混晶严重，除了在晶界处存在马氏体且在铁素体晶粒内部也有小块状马氏体，无法通过转相获得纯铁素体，本发明在900～1050℃下进行热轧，可以获得晶粒均匀的细晶组织，且马氏体组织均匀分布于晶界处，该种组织在后续退火处理中可以转变为纯铁素体，进而确保不锈钢的软磁性能；

S2、将步骤S1获得的钢坯于900～1000℃下保温处理2～5h，经至少15h缓冷至550～650℃后冷却；

常规的磁性退火温度在900℃以下，该温度无法实现双相组织到单相组织的转变，因此本发明采用900～1000℃退火温度，温度不可过高，否则会导致晶粒变大，不利于组织转变，冷却时间不得低于15小时，否则会导致转变不完全；