CN113957322A - 一种提高301不锈钢变形过程中马氏体形核能力及含量的方法 - Google Patents

一种提高301不锈钢变形过程中马氏体形核能力及含量的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高301不锈钢变形过程中马氏体形核能力及含量的方法，属于不锈钢冶炼技术领域；包括：冶炼钢液连铸成钢坯，并对钢坯进行保温处理，之后进行粗轧、精轧及固溶处理，然后进行冷轧，最后进行再结晶退火处理；所述钢液按质量百分比计包括以下成分：C：0.1～0.15％、Si：1.0～2.2％、Mn：1.5～2.5％、P：0.04～0.05％、S：0.02～0.04％、Cr：16～18％，Ni：6～7％、其余为Fe；本发明通过增加Si含量，可在较小变形量下，获得数量较多且分布均匀的马氏体组织，使301不锈钢综合性能改善，所制备的301不锈钢适用于变形小且对力学性能要求高的领域。

Description

一种提高301不锈钢变形过程中马氏体形核能力及含量的 方法
技术领域
本发明属于不锈钢冶炼技术领域，具体涉及一种增加Si含量提高301不锈钢变形过程中马氏体形核能力及数量的制备方法。
背景技术
301不锈钢是一种亚稳奥氏体不锈钢，在充分固溶的条件下，具有完全奥氏体组织。在不锈钢中，301是最易冷变形强化的钢种，301不锈钢变形过程中，会由于形变诱发相变，形成马氏体，因此通过变形加工可使钢的强度、硬度有所提高。而马氏体的形成和变形量有关，变形量大形成的马氏体多，但是，由于变形不均匀性，301变形过程中形成的马氏体常聚集在变形量大的区域，进一步由于马氏体分布不均匀，因此导致形成的马氏体难以很好地发挥出其在不锈钢中的所起的提高钢的强度和硬度的作用。
发明内容
为克服现有技术的上述问题，本发明提供了一种提高301不锈钢变形过程中马氏体形核能力及含量的方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供了一种提高301不锈钢变形过程中马氏体形核能力及含量的方法，包括以下步骤：冶炼钢液连铸成钢坯，并对钢坯进行保温处理，之后进行粗轧、精轧及固溶处理，然后进行冷轧，最后进行再结晶退火处理；所述钢液按质量百分比计包括以下成分：C：0.1～0.15％、Si：1.0～2.2％、Mn：1.5～2.5％、P：0.04～0.05％、S：0.02～0.04％、Cr：16～18％、Ni：6～7％、其余为Fe。
进一步地，所述保温处理的温度为1050～1200℃，时间为3～5h。
进一步地，所述粗轧温度为1000～1100℃，冷速≤5℃/s。
进一步地，所述精轧温度为980～1050℃，冷速≥15℃/s。
进一步地，所述固溶处理的温度为1030～1040℃，时间为0.5～2h，之后水冷。
进一步地，所述冷轧的轧制压下率为20～50％。
进一步地，所述再结晶退火处理的温度为890～910℃，保温时间为20～40min。
Si的加入有利于在较低变形量下形成马氏体，同时Si还可以诱发马氏体在晶界的析出，使得小变形量区域也可以形成马氏体，有利于变形后整个区域马氏体分布的均匀性；同时冷变形后，通过退火处理发生再结晶，与马氏体转变为奥氏体共同作用使得晶粒细化，获得更为优异的力学性能。通过提高Si含量和增加变形量使301不锈钢中马氏体含量增加并分散均匀，制备高性能301不锈钢。
本发明还提供了一种上述方法制备得到的301不锈钢。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过增加Si含量，可在较小变形量下，获得数量较多且分布均匀的马氏体组织，使301不锈钢综合性能改善，所制备的301不锈钢适用于变形小且对力学性能要求高的领域用材。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1制备得到的301不锈钢的扫描电镜图；
图2为实施例2制备得到的301不锈钢的扫描电镜图；
图3为实施例3制备得到的301不锈钢的扫描电镜图；
图4为实施例4制备得到的301不锈钢的扫描电镜图；
图5为实施例5制备得到的301不锈钢的扫描电镜图；
图6为实施例6制备得到的301不锈钢的扫描电镜图；
图7为实施例4和实施例6制备得到的301不锈钢的硬度测试结果图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。
另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1
按以下质量百分比取含各元素的组分：C：0.11％、Si：1.00％、Mn：1.70％、P：0.043％、S：0.025％、Cr：16.5％、Ni：6.3％，其余为Fe；混合后进行LT精炼，并充氩搅拌，精炼时间40min，将精炼好的钢液连铸制成钢坯，通过常规加热炉工艺对制成的钢坯进行加热，加热温度为1060℃，保温3.5h，之后进行粗轧和精轧，钢坯粗轧温度为1010℃，冷速θ1＝4℃/s，精轧温度为990℃，精轧阶段冷速θ3＝15.5℃/s；然后进行固溶处理，温度为1030℃，保温0.5h，水冷后进行冷轧，冷轧压下率为20％，得到301不锈钢，其扫描电镜微观组织图如图1所示。
实施例2
按以下质量百分比取含各元素的组分：C：0.11％、Si：1.00％、Mn：1.70％、P：0.043％、S：0.025％、Cr：16.5％、Ni：6.3％，其余为Fe；混合后进行LT精炼，并充氩搅拌，精炼时间40min，将精炼好的钢液连铸制成钢坯，通过常规加热炉工艺对制成的钢坯进行加热，加热温度为1060℃，保温3.5h，之后进行粗轧和精轧，钢坯粗轧温度为1010℃，冷速θ1＝4℃/s，精轧温度为990℃，精轧阶段冷速θ3＝15.5℃/s；然后进行固溶处理，温度为1030℃，保温0.5h，水冷后进行冷轧，冷轧压下率为20％，在900℃下再结晶退火25min，得到301不锈钢，其扫描电镜微观组织图如图2所示。
实施例3
按以下质量百分比取含各元素的组分：C：0.11％、Si：1.00％、Mn：1.70％、P：0.043％、S：0.025％、Cr：16.5％、Ni：6.3％，其余为Fe；混合后进行LT精炼，并充氩搅拌，精炼时间40min，将精炼好的钢液连铸制成钢坯，通过常规加热炉工艺对制成的钢坯进行加热，加热温度为1060℃，保温3.5h，之后进行粗轧和精轧，钢坯粗轧温度为1010℃，冷速θ1＝4℃/s，精轧温度为990℃，精轧阶段冷速θ3＝15.5℃/s；然后进行固溶处理，温度1030℃，保温0.5h，水冷后进行冷轧，冷轧压下率为50％，在900℃下再结晶退火25min，得到的301不锈钢，其扫描电镜微观组织图如图3所示。
实施例4
按以下质量百分比取含各元素的组分：C：0.15％、Si：1.3％、Mn：2.0％、P：0.047％、S：0.05％、Cr：17.2％、Ni：6.7％，其余为Fe；混合后进行LT精炼，并充氩搅拌，精炼时间40min，将精炼好的钢液连铸制成钢坯，通过常规加热炉工艺对制成的钢坯进行加热，加热温度为1200℃，保温4.5h，之后进行粗轧和精轧，钢坯粗轧温度为1100℃，冷速θ1＝3.5℃/s，精轧温度为1050℃，精轧阶段冷速θ3＝16.5℃/s；然后进行固溶处理，温度1036℃，保温0.9h，水冷后进行冷轧，冷轧压下率为30％，在910℃下再结晶退火20min，得到301不锈钢，其扫描电镜微观组织图如图4所示。
实施例5
按以下质量百分比取含各元素的组分：C：0.15％、Si：1.55％、Mn：2.0％、P：0.047％、S：0.05％、Cr：17.2％、Ni：6.7％，其余为Fe；混合后进行LT精炼，并充氩搅拌，精炼时间40min，将精炼好的钢液连铸制成钢坯，通过常规加热炉工艺对制成的钢坯进行加热，加热温度为1200℃，保温4.5h，之后进行粗轧和精轧，钢坯粗轧温度为1100℃，冷速θ1＝3.5℃/s，精轧温度为1050℃，精轧阶段冷速θ3＝16.5℃/s；然后进行固溶处理，温度为1036℃，保温0.9h，水冷后进行冷轧，冷轧压下率为30％，在910℃下再结晶退火20min，得到301不锈钢，其扫描电镜微观组织图如图5所示。
实施例6
按以下质量百分比取含各元素的组分：C：0.15％、Si：2.2％、Mn：2.0％、P：0.047％、S：0.05％、Cr：17.2％、Ni：6.7％，其余为Fe；混合后进行LT精炼，并充氩搅拌，精炼时间40min，将精炼好的钢液连铸制成钢坯，通过常规加热炉工艺对制成的钢坯进行加热，加热温度为1200℃，保温4.5h，之后进行粗轧和精轧，钢坯粗轧温度为1100℃，冷速θ1＝3.5℃/s，精轧温度为1050℃，精轧阶段冷速θ3＝16.5℃/s；然后进行固溶处理，温度为1036℃，保温0.9h，水冷后进行冷轧，冷轧压下率为30％，在910℃下再结晶退火20min，得到301不锈钢，其扫描电镜微观组织图如图6所示。
由图1、2对比可知，再结晶处理可以使晶粒细化；由图2和图3对比可知，Si含量都为1％时，随着轧制压下率的增加，马氏体的量增多，说明变形量增加使得马氏体形核能力提高。由图4～图6对比可知，Si含量的增加会增加马氏体形核能力，提高马氏体的含量。
对实施例4及实施例6制备得到的301不锈钢的硬度进行测试，结果如图7所示，由图7可得，Si含量的增加使得301不锈钢的硬度得到提升。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种提高301不锈钢变形过程中马氏体形核能力及含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：冶炼钢液连铸成钢坯，并对钢坯进行保温处理，之后进行粗轧、精轧及固溶处理，然后进行冷轧，最后进行再结晶退火处理；所述钢液按质量百分比计包括以下成分：C：0.1～0.15％、Si：1.0～2.2％、Mn：1.5～2.5％、P：0.04～0.05％、S：0.02～0.04％、Cr：16～18％，Ni：6～7％、其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保温处理的温度为1050～1200℃，时间为3～5h。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粗轧温度为1000～1100℃，冷速≤5℃/s。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述精轧温度为980～1050℃，冷速≥15℃/s。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固溶处理的温度为1030～1040℃，时间为0.5～2h，之后水冷。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷轧的轧制压下率为20～50％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述再结晶退火处理的温度为890～910℃，保温时间为20～40min。
8.一种根据权利要求1～7任一项所述的方法制备得到的301不锈钢。
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