[发明专利]一种软质铁素体不锈钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种软质铁素体不锈钢及其制造方法。

背景技术

铁素体不锈钢材料因其不含镍或者含少量镍在成本上大大低于奥氏体不锈钢，同时又因为它具有优良的耐氯物应力腐蚀、耐点蚀以及耐缝隙腐蚀等局部腐蚀性能，被广泛用于家电、厨卫、集装箱、制造业以及汽车工业等。而铁素体不锈钢用于纪念币、游戏用币以及具有浮凸花纹工艺品等方面却鲜有报道，纪念币常因其特定意义和要求，所用材料的成本较高，常用金、银、Au-Ag合金，某些纪念币是用Cu-Ni合金镀上黄铜或黄金配上图案也很华丽美观，以上均因成本过高，发行量相对少，一般商业或者企事业单位为对其有纪念意义的活动而制作的纪念币或者礼品，如采用成本相对低廉的铁素体不锈钢做材料将无疑是一种优良选择，而对游戏用币而言，用不锈钢材料代替塑料或者碳钢材料，不仅材料表面会有亮丽的光泽，而且具有塑料或者碳钢材料无可比拟的耐腐蚀性。常用的铁素体不锈钢比如0Cr17或者5f1Cr17，因为其硬度偏高不利于纪念币的压花，太软的铁素体不锈钢材料则又因为其过软，压花变性后耐磨性不够，这就需要设计一种材料成本低、经过合适方法生产加工后硬度适中的铁素体不锈钢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种软质铁素体不锈钢及其制造方法，成本低，硬度适中，而且，具备一定的耐腐蚀性、耐磨性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种软质铁素体不锈钢，其成分质量百分比为：

C       0.01-0.03

Mn      0.2-0.4

Si      0.2-0.4

Cr    15-17

N≤0.025

P≤0.020

S≤0.0030

其余为Fe以及不可避免的杂质。

在本发明的成分中，

C、N：在不锈钢中，C、N均为强烈的奥氏体形成元素，当C+N＞0.03％。高温下有α+γ双相结构，在随后的冷却过程中，奥氏体转变成马氏体，将增加材料的硬度，此外，对铁素体不锈钢，C、N过高，还会使材料的抗晶间腐蚀能力更加恶化。

Si、Mn：该两种元素作为脱氧元素加入，为了得到软质并且热加工性优良，希望Mn、Si含量最好在满足脱氧要求下越低越好。

Cr：不锈钢要求具有良好的耐蚀性，最低Cr含量要求不小于12％，为了使本设计材料具有一定程度耐腐蚀性并保证该材料比较好的热加工性，将Cr含量的定在15～17％。

P：是韧性恶化元素，使材料加工困难，应尽可能低。

S：在钢中形成硫化物夹杂，是有害元素，应根据控制能力，控制在较低的范围内。

本发明软质铁素体不锈钢的制造方法，其包括如下步骤，

1)软质铁素体不锈钢，其成分质量百分比为：C0.01-0.03、Mn0.2-0.4、Si0.2-0.4、Cr15-17、N≤0.025、P≤0.020、S≤0.0030、其余为Fe以及不可避免的杂质；

2)冶炼、连铸成坯，冶炼铁水磷含量控制在0.007％；铁水和合金料在氩氧脱碳炉(AOD)混均，再经过真空吹氧脱碳炉(VOD)进一步脱碳、脱氮，同时进行合金微调，使各成分均控制在要求范围内；真空吹氧脱碳炉(VOD)出钢终点：C：0.030％以下，N：0.02％以下；然后连铸成坯；

3)板坯加热，加热温度范围1050～1100℃，总加热时间不小于180分钟，保证板坯温度均匀；

4)热轧，终轧温度：860～880℃，卷取温度：750℃±20℃；

5)轧后热处理：退火温度为860～900℃，酸洗；

6)冷轧，总压下率不小于70％；

7)轧后热处理，退火温度为880℃～920℃。

又，步骤2)中连铸过程使用电磁搅拌。

在本发明的制造方法中，

冶炼：

(1)要求低磷铁水，磷含量控制在0.007％以下，防止后续炼钢过程由于合金元素中磷的带入，而超过材料设计范围。

(2)真空吹氧脱碳炉出钢终点：C：0.030％以下，N：0.02％以下。为的是防止在后续连铸过程中钢水与空气、中间包覆盖剂以及结晶器保护渣接触后C、N含量增加，超过材料的设计范围。

(3)在连铸二冷段使用电磁搅拌，以使铸坯具有一定比例的等轴晶(一般大于30％)。这将有利于防止或者改善铁素体冷加工变形后板卷表面的起皱现象。

热轧：