[发明专利]具有优异的可加工性和高温强度的基于铁素体的不锈钢及其制造方法

说明书

公开了通过组分组成和析出物分布的控制而具有改善的可加工性和高温强度的基于铁素体的不锈钢以及用于制造其的方法。根据本发明的一个实施方案，具有优异的可加工性和高温强度的基于铁素体的不锈钢包含：0.0005重量％至0.02重量％的C、0.005重量％至0.02重量％的N、0.01重量％至1.0重量％的Si、0.01重量％至1.2重量％的Mn、0.001重量％至0.05重量％的P、10.0重量％至25.0重量％的Cr、1.5重量％至3.0重量％的Mo、0.3重量％至0.7重量％的Nb、0.5重量％至2.0重量％的W、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，其中平均直径为0.5μm或更小的析出物的数量为10⁵/mm²或更少。

技术领域

本公开内容涉及具有优异的可加工性和高温强度的铁素体不锈钢，并且更特别地，涉及能够通过对组分组成和析出物分布的控制来改善可加工性和高温强度的铁素体不锈钢及其制造方法。

背景技术

铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢相比是具有高的价格竞争力的钢，原因是即使添加小量的贵合金元素，铁素体不锈钢也具有优异的耐腐蚀性。铁素体不锈钢被用于具有800℃或更高的排气温度的排气系统零部件(排气歧管(exhaust-manifold)、集流锥(collectorcone))。汽车排气系统的排气歧管直接暴露于800℃或更高的高温排出气体中，并且在长时间的运行环境中要求非常高的安全性。为此，已经对改善高温特性的合金组分和制造方法进行了许多研究。

虽然已经对作为改善高温特性的元素的合金例如Mo、Nb等的影响进行了许多研究，但是实际上，对高温下出现在材料内部的晶粒和析出物对高温特性的影响的理解不充分。仅当用于这些晶粒和析出物的合金组成和制造条件被优化时，其才可以用作性能逐渐提高的汽车排气系统中的排气歧管用材料。

发明内容

技术问题

本公开内容的实施方案旨在通过对钢组成和制造过程进行优化以控制最终材料中析出物的组成和分布来改善可加工性和高温强度。

技术方案

根据本公开内容的一个方面，以全部组成的重量百分比(％)计，可加工性和高温强度优异的铁素体不锈钢包含，C：0.0005％至0.02％、N：0.005％至0.02％、Si：0.01％至1.0％、Mn：0.01％至1.2％、P：0.001％至0.05％、Cr：10.0％至25.0％、Mo：1.5％至3.0％、Nb：0.3％至0.7％、W：0.5％至2.0％、剩余部分的铁(Fe)和其他不可避免的杂质，以及平均直径为0.5μm或更小的析出物的数量为10⁵个/mm²或更少。

析出物可以包含拉弗斯相(Laves phase)，并且拉弗斯相析出物可以包含Mo拉弗斯相析出物、Nb拉弗斯相析出物、和W拉弗斯相析出物。

W相对于析出物的总重量的重量比可以小于20％。

不锈钢可以具有27％或更大的25℃伸长率，以及45MPa或更大的900℃拉伸强度。

根据本公开内容的一个方面，可加工性和高温强度优异的铁素体不锈钢的制造方法包括：再加热板坯以进行粗轧，以全部组成的重量百分比(％)计，所述板坯包含，C：0.0005％至0.02％、N：0.005％至0.02％、Si：0.01％至1.0％、Mn：0.01％至1.2％、P：0.001％至0.05％、Cr：10.0％至25.0％、Mo：1.5％至3.0％、Nb：0.3％至0.7％、W：0.5％至2.0％、剩余部分的铁(Fe)和其他不可避免的杂质；对经粗轧的棒材(bar)进行精轧；以及对经精轧的热轧钢板进行卷取，并且在开始对经粗轧的棒材进行精轧之前的保持时间(秒)满足下式(1)。

(1)8,000/(RHT-1,000)≤保持时间≤120

在此，RHT意指再加热温度(℃)。