[发明专利]一种铁素体不锈钢冷轧钢带及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁素体不锈钢冷轧钢带及其制造方法。 

背景技术

与奥氏体不锈钢相比，铁素体不锈钢不含贵重金属镍，价格便宜。由于铁素体不锈钢热膨胀系数低、导热性好、耐应力腐蚀性能优异，在家电、厨房设备、电梯面板、电子工业、汽车排气系统等领域具有广阔的应用前景，可在诸多应用领域取代奥氏体不锈钢。 

但是铁素体不锈钢加工性能较差，一方面是其冷成形性能差，在冲压过程中容易开裂造成废品；同时在其加工表面经常会出现一种被称之为皱折的波纹状缺陷。皱折的存在不仅使制品的美观受到损害，而且增加研磨负担，严重时难以根除甚至出现破裂现象。 

因此，为了使铁素体不锈钢的用途更加扩大，要求提高其成型性能和抗皱折性能。 

目前已提出了很多方法以改善铁素体不锈钢的加工性能。CN00800983公布了在铁素体不锈钢添加适量V，同时使N/C达到1以上，控制钢中的碳化物和氮化物等析出，由此能够实现优良成形性的同时，还可拟制脊状凸凹，得到成形后的优良表面质量。CN01136913提供一种加工性能得到改善的铁素体不锈钢板，利用了含Nb的析出物对结晶取向的控制作用，在材料最终退火之前进行了中低温的析出处理。此两项专利对生产工艺要求偏高，难以在生产中推广。 

CN98801478公布了控制Ti/N≥1.2，添加Nb和V，使材料的深冲成型性的指标值提高到1.9左右，同时，各向异性的指标Δr减少到0.15左右，表明材料成形性显著提高。CN200410046247公布了添加Nb、Ti元素，通过在冷轧进行两次退火控制分散在钢基质中沉淀物的颗粒尺寸和分布而改善其尺寸精度和在压制成形状态的二次成形性能。此两项专利由于在材料中要添加Ti、Nb元素，不可避免要影响到冷板的表面质量。 

发明内容

为了克服现有铁素体不锈钢冷轧钢带的上述不足，本发明提供一种冷加工成形性能良好，抗皱折性优异的铁素体不锈钢冷轧钢带，同时提供一种铁素体不锈钢冷轧钢带的制造方法。 

本铁素体不锈钢冷轧钢带的化学成分的质量百分比为： 

C 0.02～0.04％  Si 0.10％～0.50％Mn  0.10％～1.00％Cr 14.0％～19.0％  P≤0.030％  S≤0.010％  0％＜N≤0.030％0％＜Ni≤0.60％其余为Fe与不可避免的杂质。 

本铁素体不锈钢冷轧钢带宽600毫米-2000毫米，厚度为0.3毫米-2.0毫米。它是经过铸坯热轧、热卷退火、保温、冷却、冷轧酸洗与冷卷退火，晶粒度为10级，产品值≥1.2，Δr≤0.4的钢带。 

下面说明本铁素体不锈钢冷轧钢带的成分机理。 

碳、氮通常作为改善材料高温强度的元素，由于碳、氮在铁素体不锈钢中的溶解度低，在高温加热后的随后冷却过程中会有碳、氮化物析出，导致铁素体不锈钢韧性降低、脆性转变温度增高并使铁素体不锈钢的晶间腐蚀敏感性增大，因此本不锈钢材料中碳成分控制为0.02～0.04％，氮成分0％＜N≤0.030％。 

对铁素体不锈钢而言，皱折的产生与其铸坯结晶组织的位向有很大关系。降低铸坯柱状晶比例、增加铸坯等轴晶比例可显著减轻冷板皱折倾向。 

当板坯加热温度控制在1000～1100℃之间时，可使热轧退火薄板的起皱特性得到改善。原因在于：降低加热温度且在该温度下保持一段时间，不但会发生γ→α相变而使γ相数量减少，而且会使两相间的成分差别变小，从而可减轻皱折程度；其次控制合适加热温度，有利于热轧退火后的α相再结晶，有效减少了材料沿轧向分布的带状组织，同时在温度相对较低的单相区加热，轧后无相变，从而使再结晶形核点增多，细化成为等轴晶；再者在较低的温度下轧制，使变形抗力增加，增大了再结晶驱动力。 

随终轧温度降低，所存储的变形潜能增加，在热轧后退火时越易发生再结晶，使材料的深冲性和抗皱性得到改善。 

在本方法中采取控制板坯加热温度在1050℃-1150℃，一般为1100℃，降低终轧温度至800℃，可有效提高材料的加工性能。 

材料的塑性应变比率r随冷轧变形率的增加而提高，凸耳参数Δr与冷轧变形率呈下抛物线关系，在某一点最大。为了得到加工性能良好的材料，可以设计安排一个冷轧轧程，轧制变形率≥80％；也可以设计安排两个轧程，两个轧程变形率分别控制为≥70％和50～60％。 

用于评定产品皱折行为的试样为12.5mm宽的钢带拉伸试样，沿轴向变形20％，用表面分析仪测量带材的皱折高度(波峰和波谷之和)，高度越小，越美观，以此作为评定材料抗皱折性能的判据。