[发明专利]一种不锈钢板材的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及不锈钢生产领域，特别是涉及一种不锈钢板材制造方法，该方法适用于18-8系列奥氏体不锈钢板材的制造。

背景技术

奥氏体不锈钢由于具有良好的塑韧性、冷热加工性能和良好的耐腐蚀性能而被广泛用于石油、化工、压力容器、宇航和能源等领域。由于其强度偏低影响了一些行业设备的轻型化和大型化，因此提高不锈钢强度是一项很有意义的研究内容。

已有的研究表明，提高奥氏体不锈钢强度的途径主要有氮合金化和细化组织。通过氮合金化可以在一定程度上解决强度问题，但由于氮在18-8系列奥氏体不锈钢固溶度的限制，其强度提高有限。在此基础上如何继续提高该类钢种的强度，而不明显影响塑性和耐蚀性的途径只有通过细化奥氏体晶粒。但奥氏体不锈钢由于不存在相变，所以不能通过热处理工艺来改变该钢种的微观组织（如细化晶粒）从而达到提高强度的目的。

专利CA1587422A公开的工艺为在室温下通过等径角挤压工艺将奥氏体不锈钢变形后，并经过800～1000℃退火热处理，得到了超细晶粒钢材，明显地提高了奥氏体不锈钢的强度，但由于采用的是冷加工工艺，虽然可以细化奥氏体不锈钢的晶粒，提高其强度，但增加了奥氏体不锈钢的制造成本，限制了产品的规格尺寸，不适合大规模生产，尤其是板材的生产。。

由于18-8系列奥氏体不锈钢的再结晶温度一般在950℃以上，目前通用的奥氏体不锈钢中厚板热轧生产工艺为：在1250～980℃范围内进行热轧，轧后水冷至室温，然后进行退火酸洗，其退火温度为1050～1150℃。此温度的选择主要是考虑满足晶间腐蚀性能的要求，而对材料的力学性能没有过多关注。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过细化晶粒来获得优良强度、并具有良好塑韧性和耐腐蚀性能的奥氏体不锈钢中厚板。

本发明的目的是提供一种制造奥氏体不锈钢中厚板的方法，该方法包括如下步骤：

熔炼后浇铸得到的连铸坯，经过加热保温后，在再结晶区1250～1000℃进行5～10道次轧制，第一道次压下量不低于30％，其余压下量为15～30％。其中优选在1240~1290℃，更优选在1270℃加热保温。优选第一道次压下量为30~35%。

以20~40℃/s水冷至未再结晶区700～950℃，在此温度区间轧制3～5道次，累计道次压下量大于40％；优选累计道次压下量为40~50%。

轧后加热至900～1030℃进行低温退火热处理；

酸洗后得到强度优良的奥氏体不锈钢板材。

本发明通过采用两阶段轧制工艺和特定的热处理工艺，即首先在再结晶区1250～1000℃进行轧制，水冷到未再结晶区700～950℃后再进行第二阶段轧制，最后水冷至室温。经900～1030℃低温退火热处理，酸洗后获得了优良强度的奥氏体不锈钢板材。

对于奥氏体不锈钢的热加工过程中，在再结晶区进行大压下量变形，有利于破坏粗大的柱状晶，从而得到细化的等轴晶；在奥氏体未结晶区域进行变形，再结晶区轧制形成的等轴晶粒能被拉长并碎化成细小晶粒，且坯料内部组织中的位错密度显著提高，这些细小的晶粒和位错源为再结晶热处理提供了大量的形核位置。因此经过较低温度的退火热处理后，会发生完全再结晶，晶粒尺寸显著细化，从而得到细晶粒、优良强度的奥氏体不锈钢板材。

具体地，本发明通过采用特定的热轧和热处理工艺：在再结晶区1250～1030℃进行4～10道次轧制，其中第一道次压下量不低于30％，其余压下量为15～30％。

此温度区间的选择主要是由于轧制温度越高，越有利于获得动态再结晶组织。

在第一阶段轧制变形量的选择中，第一道次采用大于30％的压下量，主要是为了使热变形能够渗透入材料内部，从而沿材料厚度形成均匀的组织，此外大变形量有利于材料的动态再结晶。其他道次变形量若过大，会增加热加工过程中的变形抗力，且难以保证板形，若变形量过小，难以碎化粗大的原始态组织，因此将道次变形量限定为15～30％。

以20～40℃/s水冷至未再结晶区700～950℃，并在此温度区间轧制3～5道次，累计道次压下量大于40％。

此阶段轧制为低温轧制，主要是为了使第一阶段形成的等轴晶被拉长且碎化为更小的晶粒；

第二阶段轧制变形量的选择中，要求其累计变形量大于40％，这主要是为了使变形渗透到材料内部，从而获得均匀的热轧态组织，防止表层晶粒不同于厚板中心部位组织。