一種雙相不銹鋼中厚板及其制造方法技術(shù)

一種雙相不銹鋼中厚板及其制造方法，其化學(xué)成分重量百分比為：C?0.01～0.05％，Si?0.1～1.0％，Mn?0.2～2.00％，Cr?21～25％，Ni?3.0～6.0％，Mo?2.0～4.0％，N?0.10～0.30％，Cu?0～1.0％，W?0～1.0％，S≤0.01％，P≤0.03％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；且需滿足：抗點蝕當量滿足PRE≥34；抗點蝕當量PRE＝wt％Cr+wt％3.3Mo+wt％30N。本發(fā)明專利技術(shù)采用在鋼板熱軋過程中在線進行控制軋制和控制冷卻的方法，實現(xiàn)了避免雙相不銹鋼中析出相的析出以及鋼中奧氏體相和鐵素體相比例的平衡，不僅簡化生產(chǎn)工藝、降低了生產(chǎn)成本，還提升了產(chǎn)品的強度。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種雙相不銹鋼中厚板及其制造方法
本專利技術(shù)涉及一種雙相不銹鋼中厚板及其制造方法。
技術(shù)介紹
雙相不銹鋼是一種組織中奧氏體和鐵素體幾乎各占一半的不銹鋼產(chǎn)品，具有高強度低Ni含量、良好的焊接性能和優(yōu)異的耐腐蝕性能的特點。主要應(yīng)用于石油化工、海洋工程、機械制造、工程建筑、核電工程以及新能源等行業(yè)，用途十分廣泛。雙相不銹鋼中厚板的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程為：EAF→AOD→LF→連鑄→加熱爐→厚板軋制(空冷)→固溶退火→酸洗→包裝。固溶退火是傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程中不可或缺的一部分，它的作用是固溶熱軋空冷過程中可能產(chǎn)生的析出相，包括σ相、χ相、二次奧氏體、碳化物、氮化物等，同時平衡兩相比例，使固溶元素均勻擴散等，最終使產(chǎn)品獲得良好的綜合性能。采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程需要將軋制冷卻后的鋼板再加熱進行固溶退火，這不僅消耗能源還需要專門的生產(chǎn)設(shè)備，同時還增加了鋼板表面造成新的缺陷機率。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種雙相不銹鋼中厚板及其制造方法，通過雙相不銹鋼在熱加工過程中的控制軋制和控制冷卻，避免雙相不銹鋼中有害相的析出并使鋼中奧氏體相和鐵素體相比例達到平衡，從而不僅簡化了雙相不銹鋼中厚板的生產(chǎn)工藝，避免了固溶退火過程造成表面缺陷的增加，而且還提升了雙相不銹鋼的產(chǎn)品強度；實現(xiàn)了低成本、高效率、高性能的產(chǎn)品生產(chǎn)；所述鋼板的屈服強度為500～650MPa，抗拉強度為700～850MPa，延伸率≥28％，硬度HBW為250～290，耐點腐蝕速率≤0.6g·m-2·h-1。為達到上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案是：一種雙相不銹鋼中厚板，其化學(xué)成分重量百分比為：C0.01％～0.05％，Si0.1％～1.0％，Mn0.2％～2.00％，Cr21％～25％，Ni3.0％～6.0％，Mo2.0％～4.0％，N0.10％～0.30％，Cu0～1.0％，W0～1.0％，S≤0.01％，P≤0.03％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；且，需滿足：抗點蝕當量滿足PRE≥34；抗點蝕當量PRE＝wt％Cr+wt％3.3Mo+wt％30N。本專利技術(shù)所述鋼中任一相的比例控制在40％～60％之間。本專利技術(shù)所述鋼板的屈服強度為500～650MPa，抗拉強度為700～850MPa，延伸率≥28％，硬度HBW為250～290，耐點腐蝕速率≤0.6g·m-2·h-1。在本專利技術(shù)鋼的成分設(shè)計中：碳：確切地說碳在本專利技術(shù)的鋼種中是一種雜質(zhì)元素，在奧氏體和鐵素體中均有限的溶解度，當碳含量超過一定的百分比時，碳化物在晶界形成并析出降低了鋼的耐腐蝕性能，另外碳化物的析出還降低鋼的沖擊韌性。從而碳的最大限度為0.05％，較佳的限制范圍為≤0.03％。最佳的限制范圍為≤0.02％。考慮到當鋼中的碳含量非常低時，進一步脫碳，可能造成鋼水被過度氧化，因而碳的下限為＞0.01％。硅：硅是鋼鐵熔煉中通常含有的元素。在雙相不銹鋼中，硅是鐵素體形成和穩(wěn)定元素。硅在熔煉過程中用于脫氧，同時硅可以提高鐵素體相的高溫強度，但是硅含量過高時將降低氮的溶解度，并加速金屬間相的析出。因此，本專利技術(shù)鋼中設(shè)計硅含量為0.1～1.0％。錳：錳是一種奧氏體形成和穩(wěn)定元素，可以利用錳一定程度上取代鎳，獲得奧氏體組織。錳含量過高時對耐腐蝕性能不利，且易促進金屬間相的生成，影響沖擊韌性和耐腐蝕性能。因此，本專利技術(shù)鋼中錳含量控制在0.2～2.0％。鉻：鉻是不銹鋼中最重要的耐腐蝕元素，其耐點腐蝕的能力可用PRE值來表征(見PRE公式)，同時，鉻還能夠提高材料在高溫下的抗氧化能力。鉻是鐵素體形成元素，鋼中加鉻能使具有體心立方晶格的鐵組織穩(wěn)定。但是，較高的鉻量也能促進形成雙相不銹鋼鋼的金屬間相，從而惡化鋼的熱加工性能和焊接性能。因而本專利技術(shù)鋼中設(shè)計鉻含量為21％～25％。鉬：鉬與鉻的協(xié)同作用能提高不銹鋼的抗氯化物腐蝕的能力。當不銹鋼中至少含18％Cr時，鉬在含氯化物的環(huán)境中抗孔蝕和縫隙腐蝕的能力是鉻的三倍(見PRE公式)。鉬是一個鐵素體形成元素，同樣能促進形成金屬間相。因此本專利技術(shù)鋼中設(shè)計鉬含量為2.0％～4.0％。鎳：鎳是穩(wěn)定奧氏體的元素。鐵基合金中添加鎳可促使不銹鋼從體心立方晶體結(jié)構(gòu)(鐵素體)轉(zhuǎn)化為面心立方晶體結(jié)構(gòu)(奧氏體)。雙相不銹鋼鋼中鎳的添加可以和鉻、鉬等鐵素體元素相平衡使其獲得理想的雙相比例，添加鎳可延緩有害金屬間相的形成，并增加了鋼的韌性。因此本專利技術(shù)鋼中設(shè)計鎳含量為3.0％～6.0％。氮：氮是強烈的奧氏體形成元素，在奧氏體不銹鋼中能部分代鎳。雙相不銹鋼中一般加入幾乎接近溶解度極限的氮量，用以調(diào)整達到相平衡的鎳量。鐵素體形成元素鉻和鉬與奧氏體形成元素鎳和氮需達到平衡，才能獲得期望的雙相組織。氮增加奧氏體和雙相不銹鋼的抗孔蝕和縫隙腐蝕的能力(見PRE公式)。它能顯著地提高鋼的強度，它是固溶強化最有效的一個元素。氮延緩金屬間相的形成，使得雙相不銹鋼有足夠的時間進行加工和制造。氮的另一有效作用是提高了奧氏體開始從鐵素體轉(zhuǎn)變的溫度，使雙相不銹鋼焊接后在快速冷卻條件下，奧氏體量也幾乎能達到平衡狀態(tài)時的水平。因此本專利技術(shù)鋼中設(shè)計N含量為0.10％～0.30％。本專利技術(shù)的一種雙相不銹鋼中厚板的制造方法，包括如下步驟：1)冶煉、鑄造按上述成分冶煉并連鑄成連鑄坯；2)熱軋將連鑄板坯加熱，溫度控制在1160～1260℃，保溫30～60分鐘。然后將連鑄坯軋制7～15道次，總壓下率大于80％，終軋溫度控制在1020～1100℃；3)保溫終軋后在溫度950～1100℃范圍內(nèi)鋼板保持60～600秒時間；保溫后的目標溫度控制在950℃以上；4)將熱軋板水冷至室溫，水冷速度大于等于10℃/s；5)矯直處理。在本專利技術(shù)制造方法中：1、連鑄坯溫度控制在1160～1260℃，目的是為了保證連鑄坯在經(jīng)過7～15道次，壓下率大于80％的軋制后，終軋溫度能夠在1020～1100℃范圍中；2、終軋溫度要控制在1020～1100℃，其目的是確保在終軋后的60～600秒內(nèi)鋼板可以保持950℃以上的溫度，同時在較高的溫度條件下實現(xiàn)雙相不銹鋼中奧氏體相的回復(fù)再結(jié)晶以及鐵素體相的回復(fù)。3、終軋后在溫度950～1100℃范圍內(nèi)鋼板保持60～600秒時間，其目的是在此溫度內(nèi)促進鐵素體相向奧氏體相的相變，實現(xiàn)雙相不銹鋼鋼中奧氏體相和鐵素體相的相平衡，使其中任一相的比例控制在40％～60％之間。同時在此溫度范圍內(nèi)通過回復(fù)消除熱軋產(chǎn)生的部分位錯。4、保溫后的目標溫度控制在950℃以上，再將熱軋板水冷至室溫，水冷速度控制在10℃/s～30℃/s。目標溫度控制在950℃以上，是為了確保鋼板冷卻前有害相(σ相、χ相、二次奧氏體、碳化物、氮化物)不會析出。而水冷速度控制在10℃/s～30℃/s，是因為10℃/s的冷卻速度是阻止所有有害相析出的最小速度，而當冷卻速度大于30℃/s，雖然對阻止有害相析出更加有利，但會導(dǎo)致熱軋板的殘余應(yīng)力過大以及組織均勻性不佳；5、由于快速水冷會對熱軋板形有一定的影響，因此，需要在熱加工結(jié)束后進行矯直處理。本專利技術(shù)為確保產(chǎn)品的耐腐蝕性能及相比例的平衡對雙相不銹鋼中厚板的成份進行限定。本專利技術(shù)采用在鋼板熱軋過程中在線進行控制軋制和控制冷卻的方法，實現(xiàn)了避免雙相不銹鋼中析出相的析出以及鋼中奧氏體相和鐵素體相比例的平衡，鋼中任一相的比例控制在40％～60％之間。并且獲得了屈服強度為500本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種雙相不銹鋼中厚板，其化學(xué)成分重量百分比為：C?0.01％～0.05％，Si?0.1％～1.0％，Mn?0.2％～2.00％，Cr?21％～25％，Ni?3.0％～6.0％，Mo2.0％～4.0％，N?0.10％～0.30％，Cu?0～1.0％，W?0～1.0％，S≤0.01％，P≤0.03％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；且，需滿足：抗點蝕當量滿足PRE≥34；抗點蝕當量PRE＝wt％Cr+wt％3.3Mo+wt％30N。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種雙相不銹鋼中厚板，其化學(xué)成分重量百分比為：C0.01％～0.05％，Si0.1％～1.0％，Mn0.2％～2.00％，Cr21％～25％，Ni3.0％～6.0％，Mo2.0％～4.0％，N0.10％～0.30％，Cu0～1.0％，W0～1.0％，S≤0.01％，P≤0.03％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；且，需滿足：抗點蝕當量滿足PRE≥34；抗點蝕當量PRE＝wt％Cr+wt％3.3Mo+wt％30N。2.如權(quán)利要求1所述的雙相不銹鋼中厚板，其特征是，所述鋼中任一相的比例控制在40％～60％之間。3.如權(quán)利要求1或2所述的雙相不銹鋼中厚板，其特征是，所述鋼板的屈服強度為500～650MPa，抗拉強度為700～850MPa，延伸率≥28％，硬度HBW為250～290，耐點腐蝕速率≤0....

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宋紅梅，姜洪生，王治宇，胡錦程，苗雨川，
申請(專利權(quán))人：寶鋼不銹鋼有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海,31