阅读说明：本技术 一种层压用不锈钢板及其制造方法 (Stainless steel plate for lamination and manufacturing method thereof ) 是由 贾楠 于 2020-03-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种层压用不锈钢板,其化学成分组成以质量％计含有：C：0.16～0.35％、Si：小于1.0％、Mn：小于0.8％、Cr：12.0～14.0％、Ni：小于0.30％、N：小于0.12％、Mo：0.5～1.0％、V：小于0.15％、P：小于等于0.030％、S：小于等于0.005％、其余为Fe和不可避免的杂质元素；其中,PREN＝Cr+3.3×Mo+20×N,PREN≥16；Ms＝539-430×(C+N)-30.4×Mn-12.1×Cr-17.7×Ni-7.5×Mo,180≤Ms≤300。本发明的层压用不锈钢板的硬度达到HRC46以上、抗拉强度达到1400MPa以上、PREN值达到16以上,而且比常规的马氏体不锈钢具有更好的韧性；有比较高的PREN值,使钢板具有良好的防锈性。(The invention discloses a stainless steel sheet for lamination, which comprises, by mass, 0.16-0.35% of C, less than 1.0% of Si, less than 0.8% of Mn, 12.0-14.0% of Cr, less than 0.30% of Ni, less than 0.12% of N, 0.5-1.0% of Mo, less than 0.15% of V, less than 0.030% of P, less than or equal to 0.005% of S, and the balance of Fe and inevitable impurity elements, wherein PREN is Cr +3.3 × Mo +20 × N, PREN is not less than 16, Ms 539 is 430, 430 × (C + N) -30.4 × Mn-12.1 × Cr-17.7 × Ni-7.5 × Mo, Ms is not less than 180 and not more than 300, the hardness of the stainless steel sheet for lamination reaches HRC46 or more, the tensile strength reaches 1400MPa or more, the PREN reaches 16 or more, and the toughness of the steel sheet is better than that of conventional martensite steel sheet, and has a high toughness.)

一种层压用不锈钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及不锈钢制品及其制备技术领域，具体涉及一种层压用不锈钢板 及其制造方法。

背景技术

很多工业产品的生产过程中需要使用层压钢板，比如印制电路板(PrintedCircuit Board简称PCB)生产是一个加热层压的过程，那么层与层之间的关键部 件即为层压钢板，这些层压钢板在生产过程中会反复使用，直至钢板损坏。钢 板损坏的形式包括磨损、刮伤、生锈、变形。因此，要求层压钢板有高硬度以 便保持耐磨性和减少表面刮伤受损；要求有高强度以便在承压使用过程中不发 生变形；同时还要求有良好的防锈性能以便在使用过程中减少因生锈而导致表 面受损的情况。

层压钢板最常用的材料是沉淀硬化不锈钢SUS630，它经过热处理后的的硬 度可以达到HRC46，抗拉强度达到1400MPa，点蚀当量值(PREN值)达到16， 是比较理想的层压钢板材料。但是，SUS630中含有15％Cr、4.5％Ni、3.5％Cu、 0.25％Nb，合金成本高、价格昂贵；而且SUS630板卷生产过程中和在制造层压 钢板的过程中板形控制难度大，稍有控制不当就会引起板形不良，最重要的是 一旦板形不良就无法再通过热处理或很难再通过矫平改善。价格昂贵、生产过 程控制难是SUS630用来制造层压钢板的最大的问题，已经成为层压钢板生产的 瓶颈。

基于上述情况，本发明提出了一种层压用不锈钢板及其制造方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种层压用不锈钢板及其制造方法。本发明的层压 用不锈钢板的硬度达到HRC46以上、抗拉强度达到1400MPa以上、PREN值达 到16以上，而且比常规的马氏体不锈钢具有更好的韧性；有比较高的PREN值， 使钢板具有良好的防锈性；生产和加工方便，板形控制容易；组织为马氏体+少 量奥氏体组织，钢板具有高的强度和良好的韧性。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种层压用不锈钢板，其化学成分组成以质量％计含有：

C：0.16～0.35％、

Si：小于1.0％、

Mn：小于0.8％、

Cr：12.0～14.0％、

Ni：小于0.30％、

N：小于0.12％、

Mo：0.5～1.0％、

V：小于0.15％、

P：小于等于0.030％、

S：小于等于0.005％、

其余为Fe和不可避免的杂质元素；

其中，PREN＝Cr+3.3×Mo+20×N，PREN≥16；

Ms＝539-430×(C+N)-30.4×Mn-12.1×Cr-17.7×Ni-7.5×Mo，180≤Ms≤ 300。

本发明的层压用不锈钢板的硬度达到HRC46以上、抗拉强度达到1400MPa 以上、PREN值达到16以上，而且比常规的马氏体不锈钢具有更好的韧性；有 比较高的PREN值，使钢板具有良好的防锈性；生产和加工方便，板形控制容 易；组织为马氏体+少量奥氏体组织，钢板具有高的强度和良好的韧性。

本发明的层压用不锈钢板的化学成分中：

C是强奥氏体化元素，可以使材料在高温下为全奥氏体组织，冷却下来后转 变为马氏体组织。碳也一种固溶强化元素，可以有效提高钢板热处理后的强度。 但过高的碳含量会和Cr元素形成碳化物分布在晶界，降低不锈钢的耐蚀性。因 此，C含量被定义为0.16％～0.35质量％。

Si是一种强脱氧元素，也是强铁素体形成元素，过高的硅会使高温奥氏体 的区间减小。因此，Si含量被定义为小于1.0质量％。

Mn是弱奥氏体形成和强烈稳定奥氏体元素，能提高固溶态母材强度。但过 量的Mn会降低马氏体转变温度。因此，Mn含量被定义为小于0.8质量％。

Cr是强烈形成铁素体的元素，缩小奥氏体相区，通过与空气中的氧形成一 层致密的铬氧化物提高不锈钢的耐蚀性。但过量的Cr会造成凝固过程中铁素体 含量过多，降低焊缝强度。因此，Cr被定义为12.0～14.0质量％。

Ni是奥氏体形成元素，有效地提高韧性。但由于镍比较昂贵且强烈地形成 并稳定奥氏体，过量的Ni不利于组织由奥氏体向马氏体转变。因此，Ni被定义 为小于0.3质量％。

N是强奥氏体形成元素，可以提高固溶态奥氏体不锈钢的硬度和耐蚀性， 但过量的N含量会在液相凝固析出氮气而形气孔。氮也易与铬形成氧化物。因 此，N含量控制为小于0.12％。

Mo是铁素体形成元素，有利于提高耐腐蚀性能。同时Mo是一种贵重金属， Mo含量增加会导致成本增加。因此，Mo被定义为0.5～1.0质量％。

V作为可选择元素，一定的加入量可以细化母材晶粒，提高强度。但过多 的钒加入易在晶界聚集，降低耐蚀性。因此，分别被定义为小于0.15质量％。

P和S均为不可避免的杂质元素，但对性能有不利的影响。因此，分别小于 0.03质量％和0.005质量％。其余为Fe。

点蚀指数PREN＝Cr+3.3×Mo+20×N是用来表征材料防锈性能的重要指标， 数值越高代表防锈性越好。因此，这里设定它的值不小于16。

Ms是用来计算马氏体开始转变温度的，数值高代表马氏体转变开始早，这 样相变控制温度较高、难度较大；数值低代表马氏体转变开始晚，过低的温度 很难控制相变进行的程度、进而难以控制钢板的强度和韧性。

本发明还提供一种层压用不锈钢板的制造方法，包括下列步骤：

S1、选用满足权利要求1所述层压用不锈钢板化学成分组成的不锈钢板坯；

S2、采用带温修磨的方式对所述不锈钢板坯的表面进行修磨，修磨结束的 温度大于200℃；

发明人经过大量实验发现：采用带温修磨，修磨结束的温度大于200℃，很 好地确保了修磨后不锈钢板坯的表面质量。

S3、然后将修磨后的不锈钢板坯加热，升温的速率为2～4℃/min，加热至 1220～1250℃后，保温，保温时间与不锈钢板坯厚度的关系为0.2～0.4min/mm；

S4、将不锈钢板坯热轧至3～10mm，得到热轧卷；

S5、将所述热轧卷经退火处理和酸洗变成白皮卷；其中，退火处理的温度 为800～900℃，酸洗工艺采用铁素体不锈钢的酸洗工艺；

S6、将所述白皮卷进行冷轧得到冷轧卷，冷轧压下率大于30％；

发明人经过大量实验发现：冷轧压下率大于30％，可很好地保证最终产品 的表面光洁度。

S7、将所述冷轧卷再次经连续退火处理和酸洗，得到带钢；

S8、将所述带钢进行平整，平整的延伸率小于1％；

步骤S7获得的所述带钢会有一些边浪或者中间浪，通过大辊径的平整辊改 善板型；平整的延伸率小于1％，可很好地保证最终产品的表面平整度。

S9、平整后，进行不完全淬火和回温热处理；淬火加热温度为950～1050℃， 空冷或模冷至120～160℃，保持3～10分钟；然后再次回温至220～260℃，保 温20～60分钟即可。

发明人经过大量实验发现：平整后，进行不完全淬火和回温热处理，淬火 加热温度为950～1050℃，空冷或模冷至120～160℃，保持3～10分钟，使奥 氏体部分转变为马氏体，保留少量奥氏体；然后再次回温至220～260℃，保温 20～60分钟即可，使残留的奥氏体组织稳定下来。

优选的，步骤S1中，所述不锈钢板坯先采用全废钢或者铁水加合金的方式 冶炼成钢水，然后在精炼工位微合金化后，浇铸成不锈钢板坯，即得到所述不 锈钢板坯。

优选的，步骤S3中，然后将修磨后的不锈钢板坯在步进梁式或者是室式加 热炉内加热。

优选的，步骤S4中，在热连轧机或炉卷轧机中将不锈钢板坯热轧至3～ 10mm，得到热轧卷。

优选的，步骤S5中，将所述热轧卷经罩式炉退火处理和酸洗变成白皮卷。

优选的，步骤S6中，将所述白皮卷在二十辊轧机或连轧机上进行冷轧得到 冷轧卷，冷轧压下率大于30％。

优选的，步骤S7中，退火处理的温度为750～800℃。

优选的，步骤S7中，酸洗采用铁素体不锈钢的酸洗工艺。

优选的，步骤S8中，将所述带钢通过大辊径的平整辊进行平整，平整的延 伸率小于1％。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明的层压用不锈钢板，通过合理的成分设计使热加工过程为全奥氏体 组织，通过热处理控制得到马氏体+残余奥氏体的双相组织，这种组织使钢板的 硬度达到HRC46以上、抗拉强度达到1400MPa以上、PREN值达到16以上， 而且比常规的马氏体不锈钢具有更好的韧性；

同与已公开的高强钢技术相比，本发明具有下列优点：

1、有比较高的PREN值，使钢板具有良好的防锈性。

2、生产和加工方便，板形控制容易。

3、组织为马氏体+少量奥氏体组织，钢板具有高的强度和良好的韧性。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实 施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。

下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法； 所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。

一种层压用不锈钢板，其化学成分组成以质量％计含有：

C：0.16～0.35％、

Si：小于1.0％、

Mn：小于0.8％、

Cr：12.0～14.0％、

Ni：小于0.30％、

N：小于0.12％、

Mo：0.5～1.0％、

V：小于0.15％、

P：小于等于0.030％、

S：小于等于0.005％、

其余为Fe和不可避免的杂质元素；

其中，PREN＝Cr+3.3×Mo+20×N，PREN≥16；

Ms＝539-430×(C+N)-30.4×Mn-12.1×Cr-17.7×Ni-7.5×Mo，180≤Ms≤ 300。

本发明还提供一种层压用不锈钢板的制造方法，包括下列步骤：

S1、选用满足权利要求1所述层压用不锈钢板化学成分组成的不锈钢板坯；

S2、采用带温修磨的方式对所述不锈钢板坯的表面进行修磨，修磨结束的 温度大于200℃；

S3、然后将修磨后的不锈钢板坯加热，升温的速率为2～4℃/min，加热至 1220～1250℃后，保温，保温时间与不锈钢板坯厚度的关系为0.2～0.4min/mm；

S4、将不锈钢板坯热轧至3～10mm，得到热轧卷；

S5、将所述热轧卷经退火处理和酸洗变成白皮卷；其中，退火处理的温度 为800～900℃，酸洗工艺采用铁素体不锈钢的酸洗工艺；

S6、将所述白皮卷进行冷轧得到冷轧卷，冷轧压下率大于30％；

S7、将所述冷轧卷再次经连续退火处理和酸洗，得到带钢；

S8、将所述带钢进行平整，平整的延伸率小于1％；

S9、平整后，进行不完全淬火和回温热处理；淬火加热温度为950～1050℃， 空冷或模冷至120～160℃，保持3～10分钟；然后再次回温至220～260℃，保 温20～60分钟即可。

优选的，步骤S1中，所述不锈钢板坯先采用全废钢或者铁水加合金的方式 冶炼成钢水，然后在精炼工位微合金化后，浇铸成不锈钢板坯，即得到所述不 锈钢板坯。

优选的，步骤S3中，然后将修磨后的不锈钢板坯在步进梁式或者是室式加 热炉内加热。

优选的，步骤S4中，在热连轧机或炉卷轧机中将不锈钢板坯热轧至3～ 10mm，得到热轧卷。

优选的，步骤S5中，将所述热轧卷经罩式炉退火处理和酸洗变成白皮卷。

优选的，步骤S6中，将所述白皮卷在二十辊轧机或连轧机上进行冷轧得到 冷轧卷，冷轧压下率大于30％。

优选的，步骤S7中，退火处理的温度为750～800℃。

优选的，步骤S7中，酸洗采用铁素体不锈钢的酸洗工艺。

优选的，步骤S8中，将所述带钢通过大辊径的平整辊进行平整，平整的延 伸率小于1％。

实施例1-5：

将冶炼好的钢水浇铸成不锈钢板坯后，在一定的温度下全修磨，去除不锈 钢板坯表面缺陷，修磨结束后的温度大于200℃。不锈钢板坯的化学成分如表1 所示。

表1实施例1-5不锈钢板坯的化学成分

实施例	C	Si	Mn	S	P	Cr	Ni	Mo	N	V	PREN	Ms
													1	0.22	0.7	0.6	0.005	0.03	12	0.11	0.95	0.09	0.11	16.9	233.1
2	0.16	0.9	0.3	0.002	0.023	13.1	0.3	0.8	0.06	0.08	16.9	265.4
													3	0.31	0.3	0.8	0.001	0.028	13.6	0.13	0.5	0.05	0.04	16.2	189.2
4	0.35	0.4	0.35	0.003	0.025	13.9	0.15	0.55	0.05	0.12	16.7	181.3
													5	0.28	0.6	0.4	0.001	0.027	13.5	0.21	0.75	0.12	0.09	18.3	182.1

修磨后的不锈钢板坯经加热炉加热、热轧、黑皮卷罩式炉退火、酸洗、冷 轧、退火、酸洗、板型改善和热处理。实施例的工艺参数如表2、表3和表4所 示。

母材和焊缝的强度等测试结果如表5所示。

表2实施例的修磨温度、不锈钢板坯厚度、加热温度和保温时间

实施例	修磨温度(℃)	不锈钢板坯厚度(mm)	加热温度(℃)	保温时间(min)
					1	220	200	1220	60
2	200	220	1240	50
					3	240	180	1225	40
4	245	190	1250	45
					5	230	210	1225	55

表3实施例的黑皮卷厚度、罩式炉退火温度、冷轧压下率、连续退火温度 和平整延伸率

表4实施例的淬火加热温度、终冷温度、回温温度和保温时间

表5实施例硬度、屈服强度、PREN值

实施例	硬度HRC	抗拉强度(MPa)	PREN(MPa)
				1	47.8	1560	16.9
2	46.5	1480	16.9
				3	52.2	1785	16.2
4	51.6	1690	16.7
				5	50.6	1610	18.3

本发明的层压用不锈钢板，通过合理的成分设计使热加工过程为全奥氏体 组织，通过热处理控制得到马氏体+残余奥氏体的双相组织，这种组织使钢板的 硬度达到HRC46以上、抗拉强度达到1400MPa以上、PREN值达到16以上， 而且比常规的马氏体不锈钢具有更好的韧性；

同与已公开的高强钢技术相比，本发明具有下列优点：

1、有比较高的PREN值，使钢板具有良好的防锈性。

2、生产和加工方便，板形控制容易。

3、组织为马氏体+少量奥氏体组织，钢板具有高的强度和良好的韧性。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应 视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。 对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可 以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。