[发明专利]一种控制含铜不锈钢裂纹的方法及不锈钢

说明书

本发明属于金属轧制技术领域，具体为一种控制含铜不锈钢裂纹的方法及不锈钢，通过铸坯热装加热、脉冲电流辅助轧制工艺，结合钢液中Mn、Ti、Cu、S等元素的控制，制备得到一种无裂纹、性能优良的含铜不锈钢，所述不锈钢的组织均匀细小，硬度≥150HV，抗拉强度≥710MPa，延伸率≥60%，便于含铜不锈钢的大规模工业化生产和应用。

技术领域

本发明涉及金属轧制技术领域，具体为一种通过轧制工艺的改进控制含铜不锈钢裂纹的方法及不锈钢。

背景技术

Cu作为一种与Al、Mg等相同的强化元素对于钢性能的改善有着一定的影响，在钢中加入一定量的铜元素可以显著提高钢的耐腐蚀性、力学性能、冲击韧性、可焊性等，并且近年来还有含铜抗菌不锈钢的大力发展。

含铜不锈钢相比一般不锈钢来说具有很好的综合性能，但是其在生产过程中由于铜的熔点比较低，为1083.4℃，并且在加热过程中，由于Fe优先于Cu氧化，所以当含铜不锈钢加热到1100~1200℃过程中，表层Fe的含量会降低，这时单质铜的含量相对于铁是增加的，当其超过了在铁中的溶解度时，在基体—氧化层面会形成液态富铜相聚集成富铜层，然后液态富铜相会沿着基体表面的奥氏体晶界渗透，这样会导致含铜不锈钢在表面形成裂纹缺陷。

在通过加入元素改善含铜不锈钢微观结构和力学性能方面，大多数技术需加入Ni、Mn、Si、P、S等元素。对于改善含铜不锈钢表面裂纹，当前加入镍是一种有效的方法，镍会与铜化合成高熔点的镍铜化合物，这样铜元素就不会游离聚集在一起形成富铜相，然而由于镍是一种贵重金属，镍的价格居高不下，出于生产成本考虑，需要一种其他方法代替适量镍。

除了往合金中添加镍、硅等元素来改善铜表面裂纹的方法外，大多数企业也可通过改善其加工工艺来抑制铜表面裂纹的产生，改善高温处理时间，在含铜钢表面沉积抗氧化涂层等等。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明的主要目的是提出一种通过轧制工艺的改进控制含铜不锈钢裂纹的方法及不锈钢。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种控制含铜不锈钢裂纹的方法，包括如下步骤：

S1.铸坯热装加热，控制铸坯装炉温度在奥氏体向珠光体转变开始温度Ar₁温度以下，在还原气氛下加热；

S2.脉冲电流补温辅助轧制，在轧制时控制初始和最终变形量。

作为本发明所述的一种控制含铜不锈钢裂纹的方法的优选方案，其中：所述步骤S1之前还包括：

S0.钢液成分调控，根据钢种要求控制钢液中的Mn、Ti含量，并控制S≤0.04wt%，Cu0.02~6.00wt%。

作为本发明所述的一种控制含铜不锈钢裂纹的方法的优选方案，其中：所述步骤S1中，分为两个阶段加热：

＜1100℃时，加热速度为3~5℃/min；

≥1100℃时，加热速度为8~10℃/min。

作为本发明所述的一种控制含铜不锈钢裂纹的方法的优选方案，其中：所述步骤S1中，控制整体加热时间≤200min，之后不进行保温立即进行轧制。

作为本发明所述的一种控制含铜不锈钢裂纹的方法的优选方案，其中：所述步骤S2中，控制初始变形量≤10％；最终变形量≤30％。

作为本发明所述的一种控制含铜不锈钢裂纹的方法的优选方案，其中：所述步骤S2中，脉冲电流的频率为600~800Hz，电压100~150V。

作为本发明所述的一种控制含铜不锈钢裂纹的方法的优选方案，其中：所述步骤S2中，开轧温度为1220~1250℃。