[发明专利]铁素体不锈钢

说明书

本发明涉及一种具有良好耐腐蚀性和良好片材成形性能的稳定化的铁素体不锈钢。

开发铁素体不锈钢中的最关键点在于如何管理碳及氮元素。必须将这些元素结合成碳化物、氮化物或碳氮化物。用于该类型结合的元素称为稳定化元素。常用的稳定化元素为铌和钛。对于例如碳含量极低(低于0.01重量％)的铁素体不锈钢，使碳和氮稳定化的需求可减少。然而，该低碳含量导致对制造工艺的要求。用于不锈钢的常用的AOD(氩-氧-脱碳)生产技术不再实用，因此，应使用较昂贵的生产方法，例如VOD(真空-氧-脱碳)生产技术。

EP专利936280涉及一种钛和铌稳定化的铁素体不锈钢，该铁素体不锈钢以重量％计具有如下组成：低于0.025％的碳、0.2-0.7％的硅、0.1-1.0％的锰、17-21％的铬、0.07-0.4％的镍、1.0-1.25％的钼、低于0.025％的氮、0.1-0.2％的钛、0.2-0.35％的铌、0.045-0.060％的硼、0.02-0.04％的(REM+铪)，余量为铁及不可避免的杂质。根据此EP专利936280，铜和钼对耐整体腐蚀性及耐局部腐蚀性具有有益效果，且稀土金属(REM)使硫化物球化(globulise)，因此改进延展性及可成形性。然而，钼和REM是使得钢的制造昂贵的昂贵元素。

EP专利1818422描述一种铌稳定化的铁素体不锈钢，其尤其具有低于0.03重量％的碳、18-22重量％的铬、低于0.03重量％的氮及0.2-1.0重量％的铌。根据此EP专利，仅使用铌进行碳和氮的稳定化。

US专利7056398描述一种超低碳基铁素体不锈钢，该超低碳基铁素体不锈钢以重量％计包括低于0.01％的碳、低于1.0％的硅、低于1.5％的锰、11-23％的铬、低于1.0％的铝、低于0.04％的氮、0.0005-0.01％的硼、低于0.3％的钒、低于0.8％的铌、低于1.0％的钛，其中18≤Nb/(C+N)+2(Ti/(C+N)≤60。在钢制造过程期间，将碳尽可能多地去除且通过钛和铌将固溶体碳固定为碳化物。在US专利7056398的钢中，用钒替代一部分钛且将钒与硼组合添加以改进韧性。此外，硼形成氮化硼(BN)，该氮化硼防止使钢的韧性进一步劣化的氮化钛的析出。此US专利7056398的钢主要是牺性耐腐蚀性来改进耐脆性，且建议使用保护性外涂层。

EP专利申请2163658描述一种具有耐硫酸盐腐蚀性的铁素体不锈钢，其含有低于0.02％的碳、0.05-0.8％的硅、低于0.5％的锰、20-24％的铬、低于0.5％的镍、0.3-0.8％的铜、低于0.02％的氮、0.20-0.55％的铌、低于0.1％的铝及余量为铁及不可避免的杂质。在该铁素体不锈钢中，仅使用铌稳定碳和氮。

EP专利申请2182085涉及一种具有优异可冲孔加工性而不产生毛边的铁素体不锈钢。该钢以重量％计包含0.003-0.012％的碳、低于0.13％的硅、低于0.25％的锰、20.5-23.5％的铬、低于0.5％的镍、0.3-0.6％的铜、0.003-0.012％的氮、0.3-0.5％的铌、0.05-0.15％的钛、低于0.06％的铝，余量为铁及不可避免的杂质。此外，存于铁素体晶界中的NbTi复合碳氮化物中所含的Nb/Ti比率在1至10的范围内。此外，该EP专利申请2182085的铁素体不锈钢包含低于0.001％的硼、低于0.1％的钼、低于0.05％的钒及低于0.01％的钙。其还声称当碳含量超过0.012％时，不能抑制碳化铬的产生并且劣化了耐腐蚀性，以及当添加超过0.05％钒时，使钢硬化并且因此劣化了可加工性。

US专利申请2009056838中也描述一种具有良好耐腐蚀性的铁素体不锈钢，其组成包含低于0.03％的碳、低于1.0％的硅、低于0.5％的锰、20.5-22.5％的铬、低于1.0％的镍、0.3-0.8％的铜、低于0.03％的氮、低于0.1％的铝、低于0.01％的铌，(4×(C+N)％＜钛＜0.35％)，(C+N)低于0.05％，余量为铁及不可避免的杂质。根据该US专利申请2009056838，未使用铌，因为铌提高再结晶温度，导致在冷轧片材的高速退火生产线中的退火不足。相反地，钛是要添加的重要元素，用于提高点蚀电势并因此改进耐腐蚀性。钒具有防止在焊接区域中发生晶间腐蚀的效果。因此，任选地以0.01-0.5％的范围添加钒。