本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種雙相不銹鋼，其按重量百分比計(jì)的化學(xué)成分為：C≤0.02％，N≤0.02％，P≤0.03％，S≤0.015％，Si≤0.35％，Mn：1.0-3.0％，Cr：10.5-13.5％，Ni：0.5-1.5％，Ti：8(C+N)-0.35％，Nb+Mo：0.10-0.30％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)，其中，鐵素體因子KFF在6.0-11.5。該雙相不銹鋼的制造包括：冶煉和連鑄成連鑄坯；在900-1050℃溫度區(qū)間進(jìn)行熱軋；熱軋后層流冷卻到500-680℃卷取；熱軋板，加熱到600-750℃保溫4-8h，空冷至室溫；對于厚度規(guī)格為10-20mm的所述雙相不銹鋼在600-750℃保溫4-8h。所述高強(qiáng)韌性(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼的顯微組織為形狀不規(guī)則的鐵素體和回火馬氏體的混合組織，且回火馬氏體含量為55-85％，具有優(yōu)良的塑性和韌性。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及雙相不銹鋼，特別是涉及一種高強(qiáng)韌性(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼及其制造方法。
技術(shù)介紹
隨著人類環(huán)保意識的不斷提高，近年來，人們提出了低碳經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念。為減少對大氣中CO2的排放量和對大氣的污染，人們對材料的使用壽命提出了更高的要求。在很多領(lǐng)域，傳統(tǒng)的碳鋼、耐候鋼或涂鍍板都已不能滿足人們的使用要求，而被經(jīng)濟(jì)型不銹鋼所替代。如在鐵路車輛領(lǐng)域，我國要求新一代鐵路貨車的使用壽命達(dá)到25年以上，此時，傳統(tǒng)的耐大氣腐蝕鋼和涂鍍板均難以滿足這種要求。新一代高速、重載和長使用壽命的系列鐵路貨車車廂均使用經(jīng)濟(jì)型鐵素體不銹鋼T4003、TCS345。各國在鐵路客車領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用301系列不銹鋼制造客車車廂。使用不銹鋼時，雖然初始制造成本較高，但由于其優(yōu)良·的耐腐蝕性能，使用壽命很長，且不用經(jīng)常維護(hù)，因此，從長遠(yuǎn)來看，使用不銹鋼相比碳鋼還要經(jīng)濟(jì)，符合低碳環(huán)保的需求，并可以循環(huán)利用。不銹鋼主要分為鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和鐵素體奧氏體雙相不銹鋼幾大類。鐵素體不銹鋼一般強(qiáng)度較低、沖擊韌性特別是低溫韌性較差，限制了其在對力學(xué)性能特別是韌性要求較高領(lǐng)域的應(yīng)用。馬氏體不銹鋼由于馬氏體的淬硬性，使得在焊接時易產(chǎn)生冷裂紋，也限制了其應(yīng)用的廣泛性。奧氏體不銹鋼和鐵素體奧氏體雙相不銹鋼一般含有很高的鉻和鎳，因此價(jià)格昂貴，也不易大量替代碳鋼應(yīng)用于工程機(jī)械、建筑結(jié)構(gòu)、車輛制造等領(lǐng)域。雙相鋼是在鐵素體基體上分布不同種類和體積分?jǐn)?shù)的硬相，從而使其具有良好的強(qiáng)度和塑性組合，從而極大地促進(jìn)了其應(yīng)用的廣泛性。在碳鋼領(lǐng)域，冶金科研工作者通過合理的成分設(shè)計(jì)、控制軋制及控制冷卻路徑，成功開發(fā)出各級別的熱軋(鐵素體馬氏體)雙相鋼和冷軋(鐵素體馬氏體)雙相鋼。這類雙相鋼具有優(yōu)良的強(qiáng)度和塑性組合，并廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)領(lǐng)域。而在不銹鋼領(lǐng)域中，雙相鋼主要指的是鐵素體奧氏體雙相不銹鋼，這類不銹鋼具有優(yōu)良的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，尤其是耐應(yīng)力腐蝕性能。但是這類不銹鋼含有很高的鉻和鎳，其價(jià)格極為昂貴，因此，僅應(yīng)用于服役條件極為苛刻的場合。另一方面鐵素體奧氏體雙相不銹鋼的熱加工在鐵素體奧氏體兩相區(qū)進(jìn)行，極易產(chǎn)生邊裂、表裂等缺陷，熱加工性能較差，因此，生產(chǎn)制造極為困難，進(jìn)一步限制了其應(yīng)用及推廣。當(dāng)不銹鋼中奧氏體穩(wěn)定化元素較少時，在鐵素體奧氏體兩相區(qū)退火后，奧氏體在隨后的冷卻中轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。科研工作者根據(jù)這一原理，開發(fā)了鐵素體馬氏體雙相不銹鋼。根據(jù)鐵素體馬氏體的比例不同，可以得到不同級別高強(qiáng)度的雙相不銹鋼。但由于這類不銹鋼中馬氏體為未退火的馬氏體，因此，其塑性較差，延伸率低于30%，一般在20%左右；其低溫沖擊韌性也不理想，僅能應(yīng)用于對塑性和韌性要求不高的場合。這種(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼在塑性和韌性上的不足，限制了其應(yīng)用和推廣
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種高強(qiáng)度且韌性優(yōu)良的(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼，以滿足人們對力學(xué)性能和耐蝕性能優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)型不銹鋼的需求。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼，其按重量百分比計(jì)的化學(xué)成分為C<0.02%，N<0.02%，P<0.03%，S<0.015%，Si<0.35%，Mn:l· 0-3. 0%,Cr 10. 5-13. 5%, Ni :0. 5-1. 5%, Ti 8(C+N)-O. 35%,Nb+Mo :0. 10-0. 30%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)，鐵素體因子KFF在6. 0-11. 5。優(yōu)選地，C彡 O. 015%，更優(yōu)選為 O. 001-0. 015%，最優(yōu)選為 O. 003-0. 015%。優(yōu)選地，N彡 O. 015%，更優(yōu)選為 O. 005-0. 015%，最優(yōu)選為 O. 006-0. 013%。優(yōu)選地，P彡 O. 02%和 S 彡 O. 013%，更優(yōu)選地 P ( O. 016%和 S 彡 O. 011%。優(yōu)選地，Si0. 15-0. 35%，更優(yōu)選為 O. 16-0. 35%。 優(yōu)選地，Mn:1.0-2. 0%，更優(yōu)選為 1.01-1.95%。優(yōu)選地，Cr:10. 7-13. 5%。優(yōu)選地，Ni0. 5-1. 45%。優(yōu)選地，Ti0. 1-0. 35%，更優(yōu)選為 O. 15-0. 35%。除非另有指明，本專利技術(shù)中含量均為重量百分比含量。本專利技術(shù)的另一個目的是提供上述高強(qiáng)韌性(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼的制造方法。該方法，包括冶煉和連鑄成連鑄坯；在900_1050°C溫度區(qū)間進(jìn)行熱軋；熱軋后層流冷卻到500_680°C卷取；熱軋板，加熱到600_750°C保溫4_8h，空冷至室溫；對于厚度規(guī)格為10-20mm的所述雙相不銹鋼在600_750°C保溫4_8h。有益效果本專利技術(shù)所提供的高強(qiáng)韌性(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼的顯微組織為形狀不規(guī)則的鐵素體和回火馬氏體的混合組織，且回火馬氏體含量為55-85%。這種雙相組織，具有優(yōu)良的塑性和韌性；同時，不規(guī)則的交錯的晶界大大提高了斷裂時的裂紋擴(kuò)展功，從而提高了所述不銹鋼的沖擊韌性。本專利技術(shù)鋼與傳統(tǒng)的(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼相比，在具有高強(qiáng)度的同時，塑性和韌性依然非常優(yōu)良。本專利技術(shù)所述高強(qiáng)韌性(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼的制造方法，避免了條帶狀鐵素體及未退火馬氏體的產(chǎn)生，保證了所制造(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼板具有優(yōu)良的塑性和沖擊韌性。附圖說明圖I為本專利技術(shù)實(shí)施例I的高強(qiáng)韌性(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼的金相照片(100X)。圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例I的高強(qiáng)韌性(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼的金相照片(500X)ο圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例I的高強(qiáng)韌性(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼室溫沖擊斷口宏觀照片。圖4為本專利技術(shù)實(shí)施例I的高強(qiáng)韌性(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼0°C沖擊斷口宏觀照片。圖5為本專利技術(shù)實(shí)施例I的高強(qiáng)韌性(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼_20°C沖擊斷口宏觀照片。圖6為本專利技術(shù)實(shí)施例I的高強(qiáng)韌性(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼_40°C沖擊斷口宏觀照片。具體實(shí)施例方式以下對本專利技術(shù)的特點(diǎn)和有益效果進(jìn)行較為詳細(xì)的說明。本專利技術(shù)為了提供高強(qiáng)度且韌性優(yōu)良的(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼，以滿足人們對力學(xué)性能和耐蝕性能優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)型不銹鋼的需求，按照如下所述控制化學(xué)成分·C :碳元素顯著降低鐵素體及馬氏體的沖擊韌性及(鐵素體馬氏體)不銹鋼的耐晶間腐蝕性能，因此，為保證所述高強(qiáng)韌性(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼的韌性及耐蝕性能，本專利技術(shù)將其含量控制在O. 02%以內(nèi)，優(yōu)選地，C^O. 015%，更優(yōu)選為O. 001-0. 015%，最優(yōu)選為 O. 003-0. 015%。N :氮元素顯著降低所述(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼的韌性及耐晶間腐蝕性能，因此，本專利技術(shù)將其含量控制在O. 02 %以內(nèi)，優(yōu)選地，N ^0.015%,更優(yōu)選為O. 005-0. 015%,最優(yōu)選為 O. 006-0. 013%。P、S :磷和硫?yàn)殇撝胁豢杀苊獾碾s質(zhì)元素，高的磷含量和硫含量均對鋼的韌性不利，因此，本專利技術(shù)分別控制P彡O. 03%和S^O. 015%,優(yōu)選地，P彡O. 02%和S^0.013%,更優(yōu)選地P彡O. 016%和S彡O. 011%。Si :硅為強(qiáng)鐵素體形成元素，是作為脫氧劑加入的，為使所述(鐵素體馬氏體)雙相不銹鋼的熱加工在奧氏體單相區(qū)進(jìn)行，因此，硅的含量不宜過高，本專利技術(shù)控制本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種雙相不銹鋼，其按重量百分比計(jì)的化學(xué)成分為：C≤0.02％，N≤0.02％，P≤0.03％，S≤0.015％，Si≤0.35％，Mn：1.0？3.0％，Cr：10.5？13.5％，Ni：0.5？1.5％，Ti：8(C+N)？0.35％，Nb+Mo：0.10？0.30％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)，其中，鐵素體因子KFF在6.0？11.5。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：葉曉寧，鄭準(zhǔn)北，江來珠，
申請(專利權(quán))人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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