[发明专利]下屈服强度≥810MPa的奥氏体低磁导率钢及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强低磁钢及生产方法，具体地属于一种适用于变压器、发电机、核电等制造工程的下屈服强度≥810MPa的奥氏体低磁导率钢及生产方法。

背景技术

气轮发电机护环、变压器拉板、核电护环均由低磁钢制造，低磁钢也是超导储能设备、磁流体发电设备、超导发电机、超导输电和电磁推进船等必不可少的结构材料。随着社会的进步和经济的不断发展，低磁钢材的需求量越来越大。目前广泛使用的低磁高锰钢系列如20Mn23AlV等，虽然磁导率相对较低，但因强度较低，屈服强度仅为237MPa，故钢板厚度就会增加，导致制造难度加大，电机体积很大，运输难度加大。还由于高锰低磁钢中添加了较多的Al，不仅生产难度增加，而且还提高了制造成本，还容易造成钢板缺陷，使钢板成材率底。

在本申请之前，中国专利申请号为201110329175.3的专利文献，公布了“一种低相对磁导率的热轧带钢及其制备方法”，其室温屈服强度大于或等于400MPa，抗拉强度大于或等于750MPa，断后伸长率大于或等于66％，相对磁导率小于或等于1.002。制备方法为：按设定成分冶炼钢水并铸成铸坯，加热后进行粗轧获得中间坯，精轧后带钢厚度为2～14mm，冷却后的钢卷经过固溶处理和时效处理后获得成品热轧带钢。该热轧带钢的成分按重量百分比为：C：0.25～0.35％、Si：0.5～0.6％、Mn：25～26％、Al：3.8～4.2％、V：0.06～0.1％、P：0.02～0.03％、S：0.02～0.03％。该热轧带钢的金相组织为晶粒尺寸为20～25μm的奥氏体。其存在的不足在于化学成分中添加了含量高达3.8～4.2％AL，生产过程中易产生氧化，表面质量差，易形成裂纹，降低钢材成材率，增加生产成本；另一方面，生产方法中需要固溶处理，消耗了能源，增加了生产成本。

另一项中国专利申请号为201210222982.X的专利文献，公开了“一种含铌高锰无磁钢及其制备方法”，其成分按质量百分比计为：Mn：10%～15%、C：0.8%～1.2%、Si：0.3%～0.5%、P：<0.008%、S：<0.005%、Nb：0.01～0.02，其余为Fe。含铌高锰无磁钢制备步骤为：冶炼、锻造、热轧和水韧处理，热轧板在加热炉中1000℃保温15min后水淬。可得到900～1100MPa的抗拉强度以及50～60%的延伸率，洛氏硬度15-22HRC，磁导率小于1.0002。其不足在于钢中C含量过高，生产过程中易产生网状碳化物，易脆。另外，制造过程中需要锻造，增加了生产工序，降低了生产效率，增加制造成本，不是一种廉价的无磁钢。

中国专利申请号为201110054633.7的专利文献，公开了“一种钻具用无磁钢及其制备方法”， 其化学成分按重量百分比含有C：0.30～0.40％，Si≤0.8％，Mn：7.0～9.0％，P≤0.06％，S≤0.01％，Cr：3.0～4.0％，Ni：8.0～10.0％，V：1.0～1.5％，其余量为铁，及其采用固溶时效热处理强化工艺的制备方法。其存在的不足在于化学成分中添加了较高含量的Ni、Cr、V等，而廉价的Mn含量则较少，成本十分昂贵，大幅度增加了生产难度和成本。

发明内容

本发明针对现有技术存在的合金元素多，成本高、力学性能较低、工艺相对复杂的不足，提供一种合金元素少，工艺较简单，成本低廉，钢板下屈服强度ReL≥810MPa，相对磁导率不大于1.005的奥氏体低磁导率钢及生产方法。

实现上述目的的措施：

下屈服强度≥810MPa的奥氏体低磁导率钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.11%～0.13%, Si: 0.35%～0.49%, Mn: 18.50%～21.50%, P<0.020%, S≤0.015%, Ti: 1.15%～2.55%, 余量Fe和不可避免的杂质；金相组织为全奥氏体，钢板下屈服强度ReL≥810MPa，相对磁导率不大于1.005。

生产下屈服强度≥800MPa的奥氏体低磁导率钢的方法，其步骤：

1）电炉冶炼，并经钢包精炼及真空处理；

2）进行底浇模铸成坯；

3）对模铸坯加热，加热温度为1250～1350℃，并在此温度下保温4～6个小时；

4）进行轧制：控制开轧温度在1180～1220℃，控制终轧温度在1050～1130℃；

5）在冷却速度为30～100℃/min下快速冷却至室温；

6)进行回火处理，回火温度为600～680℃，回火时间为2～5个小时。