CN101294260A - 一种高强度不锈冷轧带钢及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度不锈冷轧带钢及其制造方法，其化学成分百分含量为：C≤0.01、Si 0.2～1.00、Mn 0.2～1.0、P≤0.040、S≤0.015、Cr 16.5～19.5、N≤0.01、Ti 0.2～0.6、其余为Fe和不可避免的杂质。其制造方法为：1)冶炼铸造成坯，连铸过程采用电磁搅拌；2)热轧，板坯经加热炉加热至950～1200℃，卷曲后空冷至室温；3)冷轧，先进行酸洗退火，退火温度920～1050℃，再进行多道次轧制，总压下量60～75％；最后对冷轧带钢酸洗退火，退火温度900～1050℃，钢卷冷却至550℃以下。本发明避免了使用Mo等价格昂贵的元素，且带钢成品具有良好的延塑性和较高的强度。

Description

一种高强度不锈冷轧带钢及其制造方法

技术领域

本发明涉及不锈冷轧带钢，特别涉及一种低成本高强度不锈冷轧带钢及其制造方法。

背景技术

目前国内外生产Cr17型铁素体不锈带钢的显微组织以铁素体为主，并添加少量微量合金元素钛、铌等改进钢的耐蚀性能和提高强度，有的钢种也添加Mo，但是由于近年来Mo价上涨，加入Mo会使钢的成本增加。表1为国际同类型铁素体不锈钢的标准成分。

表1钢的牌号及化学成分(wt％)

国别	牌号	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ti	N
										美国	ASTM439	≤0.03	≤1.00	≤1.00	≤0.040	≤0.030	17.0-19.0	0.2+4×(C+N)~1.10	-
韩国	POS439	≤0.01	≤0.40	≤0.40	≤0.040	≤0.030	17.0-19.0	0.2+4×(C+N)~1.10	≤0.01
										日本	SUS430	≤0.12	≤1.00	≤1.00	≤0.040	≤0.030	16.0-18.0	-	-
日本	SUS434	≤0.12	≤1.00	≤1.00	≤0.040	≤0.030	16.0-18.0	Mo：0.75-1.25	-
										日本	SUS444	≤0.025	≤1.00	≤1.00	≤0.040	≤0.030	17.0-20.0	Mo：1.75-2.50Nb：8(C+N)~0.80	0.025

在表1所列的钢种中，对不含Mo的钢种，有的C、N含量较高，有的Si、Mn含量偏低，强度和延伸率略低；对含Mo钢种，屈服强度或抗拉强度略有提高，延伸率没有变化，但是，添加Mo会导致生产成本提高。由表1同时可以看出，美国牌号为ASTM439，其碳含量上限为≤0.03wt％；日本牌号SUS430和SUS434碳含量上限为≤0.12wt％；韩国牌号为POS439，硅、锰含量上限为≤0.4wt％，日本牌号SUS434中加入了0.75-1.25wt％Mo，日本牌号SUS444加入了1.75-2.5％Mo和少量Nb。对以上各牌号的钢种具体机械性能对比数据见表2。

表2五个牌号钢种的机械性能

	ASTM439	SUS430	POS439	SUS434	SUS444
						抗拉强度(MPa)	415Min	420Min	420Min	450Min	410Min
0.2％屈服强度(MPa)	215Min	205Min	230Min	205Min	245Min
						延伸率(％)	22Min	22Min	21Min	22Min	20Min
硬度(HV)	180Max	200Max	170Max	200Max	230Max

由表2可知，SUS434钢中添加了0.75-1.25wt％Mo，其抗拉强度有较大提高；SUS444钢中加入1.75-2.5％Mo和少量稳定化元素Nb，其屈服强度显著增加。其他三个牌号的力学性能接近，强度和延伸率略显不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不含Mo的高强度不锈冷轧带钢及其制造方法，使所制造的冷轧带钢性能满足高强度的要求。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种高强度不锈冷轧带钢，其特征在于化学成分的重量百分配比为：

C≤0.01、Si 0.2～1.00、Mn 0.2～1.0、P≤0.040、S≤0.015、Cr16.5～19.5、N≤0.01、Ti 0.2～0.6、其余为Fe和不可避免的杂质。

C≤0.01，C为碳化物形成元素和奥氏体形成元素，可以提高钢的强度，但如果其含量高于标准要求，钢的延伸性能会下降，从而大大降低钢的成形性。

Si：0.2～1.00，Si为铁素体形成元素，可增加铁素体组织比例；对提高钢的屈服强度有利。

Mn：0.2～1.00，Mn为奥氏体形成元素，在Cr17型钢中，添加一定量的锰可以提高钢的强度。但Mn的含量如果高于标准要求，钢中存在奥氏体(高温)，冷却不当会形成残余奥氏体，造成钢的基体组织不均匀，使冷轧带钢不容易变形，降低钢的成形性。

P：≤0.040，P为钢中不可避免的杂质元素，高的磷含量对焊接不利。

S：≤0.015，S为钢中不可避免的杂质元素，高的硫含量对钢的耐蚀性不利。

Cr：16.5～19.5，Cr为抗氧化(腐蚀)元素，也是铁素体形成元素，可以提高钢的耐蚀性，增加、稳定钢的铁素体组织。

N：≤0.01，N为奥氏体形成元素，可以增加钢的高温奥氏体组织的比例。但其含量超过一定量时，会危害铁素体钢的延伸性能。

Ti：0.2～0.6，Ti为稳定化元素，能够与C、N等形成稳定的化合物Ti(C、N)，在钢中起到固定C、N的作用，提高钢的耐腐蚀性能。

高强度不锈冷轧带钢的制造方法，其步骤为：

1)冶炼铸造成坯，连铸过程采用电磁搅拌使板坯断面的等轴晶比例达到35％以上。将符合成分要求的钢水在连铸机浇注成板坯，连铸过程中在二冷区采用电磁搅拌使等轴晶比例达到35％以上，将板坯切割成所需长度后，板坯冷却至室温，用砂轮清除板坯表面缺陷，送到加热炉加热。

2)热轧，板坯经加热炉加热至950～1200℃，经高压水去除高温氧化铁皮，在轧机多道次轧制成带钢，并进行卷曲形成钢卷，终轧温度750～900℃，卷曲温度350～700℃，带钢轧后空冷至室温。

3)冷轧，热轧钢卷首先进行酸洗退火，退火温度920～1050℃，退火时间1～5min；再进行多道次冷轧轧制，总压下量60～75％；最后对冷轧带钢酸洗退火，退火温度900～1050℃，退火时间1～3min；钢卷冷却至550℃以下。

优选地，所述步骤2)中，板坯加热温度可为1000～1100℃，终轧温度850±30℃，卷曲温度650±30℃。

优选地，所述步骤3)中，热轧带钢的退火温度可为920～980℃，冷轧带钢的退火温度可为900～960℃。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1.本发明控制较低的C，N含量，即(C+N)≤0.02％，加入足够量的Si、Mn元素，添加稳定化元素Ti，形成少量Ti(C、N)，细化了晶粒，使生产出的带钢成品获得较好的延伸率和足够的屈服强度。成品带钢屈服强度达到280MPa以上，延伸率达到25％以上。

2.在使成品具备良好的延塑性和较高的强度的同时，避免了使用Mo等价格昂贵的元素，降低了生产成本。

具体实施方式

本发明钢带化学成分重量百分配比为：C≤0.01、Si  0.2～1.00、Mn0.2～1.0、P≤0.040、S≤0.015、Cr 16.5～19.5、N≤0.01、Ti 0.2～0.6、其余为Fe和不可避免的杂质。钢带采用冶炼铸造成坯、热轧、冷轧工艺方法制造，现举重量百分比不同的化学成分所作的实施例如下：

实施例1

化学重量百分比为：C≤0.005、Si 0.2、Mn 1.0、P≤0.040、S≤0.015、Cr  16.5、N≤0.01、Ti 0.2、其余为Fe和不可避免的杂质。其工艺参数为：板坯加热温度℃为950，带钢终轧温度℃为750，卷取温度℃为350，热卷退火温度℃为1050，冷卷退火温度℃为996，性能指标为：屈服强度MPa为295，抗拉强度MPa为450.29，延伸率％为25.5。

实施例2

化学重量百分比为：C≤0.006、Si 0.32、Mn 0.81、P≤0.021、S≤0.004、Cr 17.2、N≤0.009、Ti 0.25、其余为Fe和不可避免的杂质。其工艺参数为：板坯加热温度℃为1020，带钢终轧温度℃为795，卷取温度℃为415，热卷退火温度℃为995，冷卷退火温度℃为945，性能指标为：屈服强度MPa为290.5，抗拉强度MPa为461.3，延伸率％为28.0。

实施例3

化学重量百分比为：C≤0.007、Si 0.56、Mn 0.53、P≤0.018、S≤0.004、Cr 18.03、N≤0.008、Ti 0.35、其余为Fe和不可避免的杂质。其工艺参数为：板坯加热温度℃为1100，带钢终轧温度℃为850，卷取温度℃为545，热卷退火温度℃为965，冷卷退火温度℃为1050，性能指标为：屈服强度MPa为280.6，抗拉强度MPa为457.6，延伸率％为26.53。

实施例4

化学重量百分比为：C≤0.009、Si 0.85、Mn 0.41、P≤0.015、S≤0.003、Cr 18.91、N≤0.007、Ti 0.50、其余为Fe和不可避免的杂质。其工艺参数为：板坯加热温度℃为1150，带钢终轧温度℃为885，卷取温度℃为680，热卷退火温度℃为935，冷卷退火温度℃为900，性能指标为：屈服强度MPa为302，抗拉强度MPa为435.3，延伸率％为29.7。

实施例5

化学重量百分比为：C≤0.01、Si 1.00、Mn 0.20、P≤0.010、S≤0.001、Cr 19.50、N≤0.006、Ti 0.60、其余为Fe和不可避免的杂质。其工艺参数为：板坯加热温度℃为1200，带钢终轧温度℃为900，卷取温度℃为700，热卷退火温度℃为920，冷卷退火温度℃为920，性能指标为：屈服强度MPa为286.3，抗拉强度MPa为442.52，延伸率％为31.8。

表3实施例的化学成分(wt％)

实施例	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ti	N
									1	0.005	0.20	1.00	0.040	0.015	16.50	0.20	0.01
2	0.006	0.32	0.81	0.021	0.004	17.20	0.25	0.009
									3	0.007	0.56	0.53	0.018	0.004	18.03	0.35	0.008
4	0.009	0.85	0.41	0.015	0.003	18.91	0.50	0.007
									5	0.01	1.00	0.20	0.010	0.001	19.50	0.60	0.006

表4实施例的有关工艺参数和性能指标

实施例	板坯加热温度(℃)	带钢终轧温度(℃)	卷取温度(℃)	热卷退火温度(℃)	冷卷退火温度(℃)	屈服强度(MPa)	抗拉强度(MPa)	延伸率(％)
									1	950	750	350	1050	996	295	450.29	25.5
2	1020	795	415	995	945	290.5	461.3	28.0
									3	1100	850	545	965	1050	280.6	457.6	26.53
4	1150	885	680	935	900	302	435.3	29.7

5

1200

900

700

920

920

286.3

442.52

31.8

综上所述，本发明通过调整钢种成分配比，降低钢中C、N含量，增加硅、锰含量，改变热加工和冷加工的有关工艺参数，提高铁素体不锈冷轧带钢的强度指标，并保证带钢延伸率达到25％以上。改善和稳定了钢的强度和塑性指标，生产成本相对降低。冷轧加工后所得到的强度性能和延伸率指标均符合要求，适用于需要高强度、成形性好和不锈性的使用场合。如：电梯面板、加热水箱、汽车排气管等。

Claims (4)

1.一种高强度不锈冷轧带钢，其特征在于重量百分配比为：

C≤0.01、Si  0.2～1.00、Mn  0.2～1.0、P≤0.040、S≤0.015、Cr16.5～19.5、N≤0.01、Ti 0.2～0.6、其余为Fe和不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的高强度不锈冷轧带钢的制造方法，其特征在于：

1)冶炼铸造成坯，连铸过程采用电磁搅拌使板坯断面的等轴晶比例达到35％以上；

2)热轧，板坯经加热炉加热至950～1200℃，多道次轧制成带钢，并进行卷曲形成钢卷，终轧温度为750～900℃，卷曲温度为350～700℃，卷曲后空冷至室温；

3)冷轧，热轧钢卷首先进行酸洗退火，退火温度为920～1050℃，退火时间为1～5min；再进行多道次冷轧轧制，总压下量为60～75％；最后对冷轧带钢酸洗退火，退火温度为900～1050℃，退火时间1～3min；钢卷冷却至550℃以下。

3.如权利要求2所述的高强度不锈冷轧带钢的制造方法，其特征在于，在步骤2)中，板坯加热温度为1000～1100℃，终轧温度为850±30℃，卷曲温度为650±30℃。

4.如权利要求2所述的高强度不锈冷轧带钢的制造方法，其特征在于，在步骤3)中，热轧带钢的退火温度为920～980℃，冷轧带钢的退火温度为900～960℃。