一种节镍型奥氏体不锈钢及其制造工艺
阅读说明：本技术 一种节镍型奥氏体不锈钢及其制造工艺 (Nickel-saving austenitic stainless steel and manufacturing process thereof ) 是由 赵伟 周嘉晟 冯旺 于 2021-06-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种节镍型奥氏体不锈钢及其制造工艺,按重量百分比其化学成分包括：C≤0.15％、Si≤0.5％、Mn≤8.5％、P≤0.05％、S≤0.003％、Cr≤13％、Ni≤0.8％、N≤0.15％、Cu≤0.25％、B≤0.0025％、Mo≤13％,余量为Fe和少量不可避免的杂质,一种节镍型奥氏体不锈钢及其制造工艺包括AOD炉熔炼、LF炉精炼、连铸、热轧加热、粗轧、精轧、卷取,本发明提高解决奥氏体不锈钢加工性能的同时进一步优化控制镍含量,在奥氏体不锈钢中增加钼元素,使各化学元素配比更加合理,使奥氏体不锈钢能够展示出较为优良的耐孔蚀性。(The invention discloses a nickel-saving austenitic stainless steel and a manufacturing process thereof, wherein the nickel-saving austenitic stainless steel comprises the following chemical components in percentage by weight: the invention relates to nickel-saving austenitic stainless steel and a manufacturing process thereof, wherein the nickel-saving austenitic stainless steel comprises the following steps of smelting in an AOD furnace, refining in an LF furnace, continuous casting, hot rolling and heating, rough rolling, finish rolling and coiling, the processing performance of the austenitic stainless steel is improved, the nickel content is further optimized and controlled, the molybdenum element is added into the austenitic stainless steel, the proportion of chemical elements is more reasonable, and the austenitic stainless steel can show excellent hole corrosion resistance.)
技术领域
本发明属于奥氏体不锈钢加工
技术领域
，特别涉及一种节镍型奥氏体不锈钢及其制造工艺。背景技术
在现有的节镍型奥氏体不锈钢中，不锈钢生产企业也在积极开发节镍型奥氏体不锈钢，但大部分节镍型不锈钢在节镍的同时添加了较高含量的铜元素，造成的热加工性能恶化，以出现边裂等缺陷，影响成材率，且由于钢水纯净度不够及夹杂物较多，在装饰等使用过程中表面缺陷较多，影响客户使用；还有为了强化耐腐蚀性，通过高铬含量和氮来提高奥氏体不锈钢的耐腐蚀性，但在特定环境中，例如在氯化物的环境当中，其耐孔蚀性会有明显的下降。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中不足，提供一种节镍型奥氏体不锈钢及其制造工艺，解决奥氏体不锈钢加工性能的同时进一步优化控制镍含量，在奥氏体不锈钢中增加钼元素，使各化学元素配比更加合理，使奥氏体不锈钢能够展示出较为优良的耐孔蚀性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种节镍型奥氏体不锈钢及其制造工艺，按重量百分比其化学成分包括：C≤0.15％、Si≤0.5％、Mn≤8.5％、P≤0.05％、S≤0.003％、Cr≤13％、Ni≤0.8％、N≤0.15％、Cu≤0.05％、B≤0.0025％、Mo≤13％，余量为Fe和少量不可避免的杂质；
节镍型奥氏体不锈钢的制造工艺，包括以下步骤：
步骤1、AOD炉熔炼：各化学元素按重量百分比依次加入C≤0.1％、0.3％≤Si≤0.5％、7.0％≤Mn≤9％、Cr≤13.5％、Ni≤0.8％、N≤0.15％、Mo≤13％，其余为低磷废钢铁水与高碳锰铁铁水，出钢温度1600～1650℃；
步骤2、LF炉精炼：进站时间≥60min/炉，强吹时间≥12min，弱吹时间≥15min，镇静时间≥15min，出钢温度1550～1600℃；
步骤3、连铸，钢水不断地通过水冷结晶器，凝成硬壳后从结晶器下方出口连续拉出，经喷水冷却，全部凝固后切成坯料；
步骤4、热轧加热：板坯厚度180mm～220mm，入炉温度520～560℃，预热段温度750℃～900℃，加热时间20min～30min，预热段结束进入一加热段，一加热段温度1010℃～1050℃，时间控制在45min～55min，一加热段结束进入二加热段，二加热段温度1165℃～1185℃，时间控制在55min～65min，二加热段结束进入均热段，均热段温度1285℃～1295℃，时间控制在40min～50min，炉内加热总时间控制在160min～200min；
步骤5、粗轧：采用5道次轧制，首道次压下率控制在27.1％～29.5％，二道次压下率控制在32.1％～35.3％，三道次压下率控制在36.5％～38.4％，四道次压下率控制在32.3％～33.1％，五道次压下率控制在22.3％～23.7％，第一、三道次除鳞，除鳞速度0.8m/s-1.8m/s；
步骤6、精轧：精轧投用水同时使用蒸汽除鳞，精轧入口温度1020～1120℃，精轧出口温度＞980℃，采用8架精轧机道次压下率分别为F1：40.1％～42.1％、F2:38.1％～39.2％、F3:35.1％～37.1％、F4:30.1％～33.4％、F5:25.2％～28.5％、F6:21.4％～22.3％、F7:19.1％～20.8％、F8:15.2％～18.1％；
步骤7、卷取：投用层流冷却，卷取温度＞680℃，黑皮卷成卷后立即堆垛缓冷，温度＜100℃方可进行开卷测厚、取样。
优选的，步骤3、连铸：目标温度对应目标拉速：定尺为三尺，中包温度1468℃～1479℃，对应拉速1.20～1.25m/min，定尺为四尺，中包温度1468℃～1479℃，对应拉速1.20～1.25m/min，定尺为五尺，中包温度1468℃～1479℃，对应拉速为1.05～1.10m/min，结晶器保护渣使用量控制在0.4～0.5kg/吨钢，中包覆盖剂为碳化稻壳。
本发明与现有技术相比较有益效果表现在：
1)本发明将奥氏体不锈钢中镍含量进一步控制优化，降低不锈钢中的镍含量，使生产成本能够进一步降低，同时保证奥氏体不锈钢的生产稳定性，同时通过在精轧的过程中，提高入口温度，黑皮成卷后堆垛缓冷，提高后续奥氏体不锈钢的加工性能。
2)通过增加奥氏体不锈钢中的钼元素，形成含有铬、氮、钼的奥氏体不锈钢，扩大使用范围，耐腐蚀性进一步加强，即使在腐蚀性较强的环境中，也能够展示出较为优良的耐孔蚀性以及耐间隙腐蚀性。
具体实施方式
为方便本技术领域人员的理解，下面结合实施例1～3，对本发明的技术方案进一步具体说明。
实施例1：
按重量百分比其化学成分包括：C＝0.15％、Si＝0.5％、Mn＝8.5％、P＝0.05％、S＝0.003％、Cr＝13％、Ni＝0.8％、N＝0.15％、Cu＝0.05％、B＝0.0025％、Mo＝13％，余量为Fe和少量不可避免的杂质；
节镍型奥氏体不锈钢的制造工艺，包括以下步骤：
步骤1、AOD炉熔炼：各化学元素按重量百分比依次加入C＝0.1％、Si＝0.5％、Mn＝9％、Cr＝13.5％、Ni＝0.8％、N＝0.15％、Mo＝13％，其余为低磷废钢铁水与高碳锰铁铁水，出钢温度1600～1650℃；
步骤2、LF炉精炼：进站时间≥60min/炉，强吹时间≥12min，弱吹时间≥15min，镇静时间≥15min，出钢温度1550～1600℃；
步骤3、连铸，钢水不断地通过水冷结晶器，凝成硬壳后从结晶器下方出口连续拉出，经喷水冷却，全部凝固后切成坯料；
步骤4、热轧加热：板坯厚度180mm～220mm，入炉温度520～560℃，预热段温度750℃～900℃，加热时间20min，预热段结束进入一加热段，一加热段温度1010℃～1050℃，时间控制在45min，一加热段结束进入二加热段，二加热段温度1165℃～1185℃，时间控制在55min，二加热段结束进入均热段，均热段温度1285℃～1295℃，时间控制在40min，炉内加热总时间控制在160min；
步骤5、粗轧：采用5道次轧制，首道次压下率控制在27.1％，二道次压下率控制在32.1％，三道次压下率控制在36.5％，四道次压下率控制在32.3％，五道次压下率控制在22.3％，第一、三道次除鳞，除鳞速度1.5m/s；
步骤6、精轧：精轧投用水同时使用蒸汽除鳞，精轧入口温度1020～1120℃，精轧出口温度＞980℃，采用8架精轧机道次压下率分别为F1：40.1％、F2:38.1％、F3:35.1％、F4:30.1％、F5:25.2％、F6:21.4％、F7:19.1％、F8:15.2％；
步骤7、卷取：投用层流冷却，卷取温度＞680℃，黑皮卷成卷后立即堆垛缓冷，温度＜100℃方可进行开卷测厚、取样。
其中，步骤3连铸：目标温度对应目标拉速如下表：
定尺
中包温度℃
对应拉速/m/min
三尺
1470
1.21
四尺
1470
1.21
五尺
1475
1.05
中包覆盖剂及结晶器保护渣，保护渣使用量控制在0.4kg/吨钢：
中包覆盖剂
结晶器保护渣
碳化稻壳
LY～200
实施例2：
与实施例1相比所不同的是：
步骤4、热轧加热：板坯厚度180mm～220mm，入炉温度520～560℃，预热段温度750℃～900℃，加热时间25min，预热段结束进入一加热段，一加热段温度1010℃～1050℃，时间控制在50min，一加热段结束进入二加热段，二加热段温度1165℃～1185℃，时间控制在60min，二加热段结束进入均热段，均热段温度1285℃～1295℃，时间控制在45min，炉内加热总时间控制在180min；
步骤5、粗轧：采用5道次轧制，首道次压下率控制在28.5％，二道次压下率控制在34.3％，三道次压下率控制在37.4％，四道次压下率控制在33.1％，五道次压下率控制在23.7％，第一、三道次除鳞，除鳞速度1.3m/s；
步骤6、精轧：精轧投用水同时使用蒸汽除鳞，精轧入口温度1020～1120℃，精轧出口温度＞980℃，采用8架精轧机道次压下率分别为F1：41.1％、F2:38.5％、F3:36.1％、F4:32.4％、F5:27.5％、F6:22.3％、F7:19.5％、F8:17.1％。
其中，步骤3连铸：标温度对应目标拉速如下表：
定尺
中包温度℃
对应拉速/m/min
三尺
1475
1.22
四尺
1476
1.22
五尺
1478
1.08
中包覆盖剂及结晶器保护渣：
保护渣使用量控制在0.45kg/吨钢
中包覆盖剂
结晶器保护渣
碳化稻壳
ST～SP200
实施例3：
与实施例1相比所不同的是：
步骤4、热轧加热：板坯厚度180mm～220mm，入炉温度520～560℃，预热段温度750℃～900℃，加热时间25min，预热段结束进入一加热段，一加热段温度1010℃～1050℃，时间控制在55min，一加热段结束进入二加热段，二加热段温度1165℃～1185℃，时间控制在60min，二加热段结束进入均热段，均热段温度1285℃～1295℃，时间控制在50min，炉内加热总时间控制在190min；
步骤5、粗轧：采用5道次轧制，首道次压下率控制在29.5％，二道次压下率控制在35.3％，三道次压下率控制在38.4％，四道次压下率控制在33.1％，五道次压下率控制在23.7％，第一、三道次除鳞，除鳞速度1.6m/s；
步骤6、精轧：精轧投用水同时使用蒸汽除鳞，精轧入口温度1020～1120℃，精轧出口温度＞980℃，采用8架精轧机道次压下率分别为F1：42.1％、F2:39.2％、F3:37.1％、F4:33.4％、F5:28.5％、F6:22.3％、F7:20.8％、F8:18.1％。
其中，步骤3连铸：目标温度对应目标拉速如下表：
定尺
中包温度℃
对应拉速/m/min
三尺
1478
1.25
四尺
1478
1.22
五尺
1468
1.05
中包覆盖剂及结晶器保护渣：
保护渣使用量控制在0.5kg/吨钢
中包覆盖剂
结晶器保护渣
碳化稻壳
ST～SP200
对比例1：
CN102943220B，一种节镍型奥氏体不锈钢及其制造方法，其成分按重量百分比为：C＜0.10％、Si≤1.00％、9.0％≤Mn≤12.0％、S≤0.045％、P≤0.060％、1.0％≤Ni≤3.0％、13.0％≤Cr≤16.0％、0.1％≤Cu≤1.0％、N≤0.2％、B≤30×10～4％、20×10～4％≤Ca≤60×10～4％，余量为Fe。
对比例2：
与实施例1不同的是：一种节镍型奥氏体不锈钢，其化学成分不包含钼元素，其化学元素按重量百分比为：C＝0.13％、Si＝0.45％、Mn＝8.7％、P＝0.05％、S＝0.003％、Cr＝9.7％、Ni＝0.6％、N＝0.14％、Cu＝0.25％、B＝0.0025％。
试验例：
板坯厚度200mm钢坯轧制成钢卷，分别将四种实施方式制得的不锈钢带钢进行取样，分别置于潮湿环境与含有氯化物的环境中，进行表面观察，以下是样品观察记录表：
综上所述，本发明通过增加奥氏体不锈钢中的钼元素，形成含有铬、氮、钼的奥氏体不锈钢，可使奥氏体不锈钢的耐腐蚀性进一步加强，即使在腐蚀性较强的环境中，也能够展示出较为优良的耐孔蚀性以及耐间隙腐蚀性。
以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
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