[发明专利]一种城轨车辆面板用奥氏体不锈钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及奥氏体不锈钢及其制造方法，具体地，涉及城轨车辆面板用奥氏体不锈钢及其制造方法，适用于制造城轨车辆或者火车客车面板。

背景技术

随着国内城市轨道交通的快速发展，已建或者在建城市轨道交通的城市已达40余座。不锈钢城轨车辆因具有寿命周期长、成本低、防火美观等优点受到越来越多的青睐。

目前国内外用于制造不锈钢城轨车的材料多为00Cr17Ni7型亚稳定奥氏体不锈钢，该种型号不锈钢的日本标准为SUS301L，欧洲标准为EN1.4318，化学成分如表1所示。

表1.三种奥氏体不锈钢成分对照(单位：wt％)

该00Cr17Ni7型亚稳定奥氏体不锈钢经过调质轧制可获得不同的强度等级以满足车体不同部位对强度的要求。其中城轨车辆面板部位所需的屈服强度为345MPa～485MPa、抗拉强度为690MPa～865MPa。

由于用作面板，对所述00Cr17Ni7型亚稳定奥氏体不锈钢表面质量要求特别高。该不锈钢钢种在实际生产过程中，存在两个难点：

①由于化学成份的波动导致调质轧制后的性能波动，即最终产品性能的不稳定；

②与碳钢相比，不锈钢具有较强的抗氧化性，加热及整个热轧过程中缺陷部位容易向深处发展，特别是板坯边部温度过高容易晶界氧化，造成产品表面质量的降级。

此外，现有制造方法中，冷轧退火酸洗后还需进行调质轧制加工处理，由此会导致成品板材的性能波动。

现有轨道车辆用不锈钢的相关专利如下：

中国专利公开号CN101311291A公开了一种高强度奥氏体不锈钢及其制造方法，镍含量为5.5％～7.5％，比表1标准中的镍含量稍低，冶炼时需要控制表示多元素综合作用的Md₃₀值。

Md₃₀值表示真应变量30％的冷变形后生成50％形变马氏体的温度。其计算式如下：

Md₃₀＝413－9.5(Ni％)－13.7(Cr％)－8.1(Mn％)－9.2(Si％)－18.5(M％)－462(C％+N％)

上式中Md₃₀值的温度单位是℃，等式右边括弧内是各元素含量的重量百分数。

中国专利公开号CN101984123A公开了高速列车用车厢板的制备方法，通过对冷轧后的00Cr17Ni7奥氏体不锈钢进行不同温度的退火处理得到不同强度等级的高速列车用车厢板。其中贵重金属Ni含量高达7.01％，生产成本高。

中国专利公开号CN201010133806.X公开了高强度客车用301L不锈钢及其制造方法，通过控制Creq和Nieq的范围分别为17.5～17.9％和10.5～12.35％，解决了高强度客车用301L钢在轧制中出现的边裂缺陷问题，保证了冷轧带钢的性能。但其中贵重金属Ni含量高达6.9～7.4％，导致生产成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种城轨车辆面板用奥氏体不锈钢及其制造方法，该奥氏体不锈钢优化了化学成分，保证连铸坯表面质量，避免连铸坯边部质量的晶界氧化，为城轨车辆面板用不锈钢材料的表面质量控制提供保障，节约工序成本，避免了成品性能波动。

为达到上述目的，本发明主要采用如下技术方案：

本发明通过降低奥氏体不锈钢中贵重金属Ni的使用量，提高锰氮奥氏体不锈钢的高温热塑性，在保证原有奥氏体不锈钢性能的同时，利用氮合金化稳定奥氏体组织来提高所述奥氏体不锈钢性能，使固溶处理、冷轧退火酸洗后的奥氏体不锈钢的性能即能满足面板用材对性能的要求，从而省去现有技术中冷轧退火酸洗后的调质轧制工艺，避免调质轧制工序导致成品性能波动；

另外，避免加热和热轧过程中缺陷部位的氧化向深度方向发展，特别是避免板坯边部温度过高导致边部晶界的氧化，使材料在加热过程中表面迅速形成一层致密的粘附性强的均匀氧化膜，作为热轧过程中基体和轧辊的保护膜，同时可以作为热轧过程中的润滑剂。

具体的，本发明的一种城轨车辆面板用奥氏体不锈钢，其化学成分重量百分比含量为：C：大于0且小于0.03％，Si：0.75～1.0％，Mn：6.5～8.0％，Cr：16.0～17.5％，Ni：3.0～4.5％，N：0.15～0.25％，Cu：0.5～1.0％，Ce：0.02～0.05％，P：≤0.040％，S：≤0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质。

在本发明城轨车辆面板用奥氏体不锈钢的成分设计中：