一种高耐蚀性抗菌铁素体不锈钢及其制造方法技术

一种高耐蚀性抗菌铁素体不锈钢及其制造方法，其化学成分重量百分比为：C≤0.015％，Si：0.1～0.5％，Mn：0.1～0.5％，P≤0.035％，S≤0.010％，Cr：18～22％，Mo：0.5～1.0％，Cu：1.5～2.5％，N：0.015～0.020％，8(C+N)≤Ti≤0.5％，其余为Fe和不可避免的杂质。该铁素体不锈钢采用电弧炉+AOD+VOD三步法进行冶炼，连铸后得连铸坯，再经过热轧高温直接淬火，热轧带钢退火酸洗，冷轧及退火酸洗等获得具有良好耐蚀性和抗菌性能的冷轧不锈钢板带材，该钢的点蚀点位为0.25～0.35V。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，其化学成分重量百分比为：C≤0.015％，Si：0.1～0.5％，Mn：0.1～0.5％，P≤0.035％，S≤0.010％，Cr：18～22％，Mo：0.5～1.0％，Cu：1.5～2.5％，N：0.015～0.020％，8(C+N)≤Ti≤0.5％，其余为Fe和不可避免的杂质。该铁素体不锈钢采用电弧炉+AOD+VOD三步法进行冶炼，连铸后得连铸坯，再经过热轧高温直接淬火，热轧带钢退火酸洗，冷轧及退火酸洗等获得具有良好耐蚀性和抗菌性能的冷轧不锈钢板带材，该钢的点蚀点位为0.25～0.35V。【专利说明】
本专利技术涉及不锈钢及其制造方法，具体涉及一种高耐蚀性抗菌铁素体不锈钢及其 制造方法，该铁素体不锈钢不仅具有抗菌性，而且具有良好的耐蚀性。
技术介绍
抗菌铁素体不锈钢具有良好的可加工性和抗菌性能，一般是在钢的熔炼过程中添 加具有抗菌作用的金属元素，在钢中形成抗菌相而使不锈钢整体具有抗菌性。含铜抗菌不 锈钢，其基本原理是利用铜在钢中的固溶度随温度的变化，在固溶后进行时效处理，析出的 富铜相赋予材料抗菌功能。 现有的商用含铜铁素体抗菌不锈钢一般是在430铁素体不锈钢基础上添加2%Cu， 通过采用与430铁素体不锈钢相同的生产工艺即可实现在铁素体基体上析出富铜相的目 地。但是，这种430类抗菌钢含碳量较高(一般为C0.03~0.05 % )，铁素体基体上存在大量的 碳化物和富铜相，导致耐蚀性下降，难于满足厨卫、家电、医药等行业对不锈钢耐蚀性的要 求。 超纯铁素体不锈钢采用超低C，添加一定量的Cr和Mo及稳定化元素Nb和Ti，因此， 具有良好的耐蚀性。但是由于添加了 Nb和Ti合金元素，使铁素体不锈钢的再结晶退火温度 提高至900~1000°C。对添加铜的超纯铁素体不锈钢而言，通过时效处理而析出的富铜相在 如此高的退火温度下将发生溶解，导致抗菌性能消失。因此，如何解决稳定化超纯铁素体不 锈钢再结晶退火温度和富铜相溶解温度的匹配，是开发具有高耐蚀性的抗菌不锈钢的关 键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该铁素体 不锈钢具有良好抗菌性能的同时，兼具较高的耐腐蚀性能，其中，点蚀点位可达到〇. 25~ 0.35V。 为达到上述目的，本专利技术主要采用如下技术方案： -种高耐蚀性抗菌铁素体不锈钢，其化学成分重量百分比为:C < 0.015%，Si :0.1 ~0.5%，Mn:0.1~0.5%，P< 0.035%，S<0.010%，Cr:18~22%，Mo:0.5~1.0%，Cu:1.5 ~2.5%，N:0.015~0.020%，8(C+NHTi <0.5%，其余为Fe和不可避免的杂质。 进一步，所述高耐蚀性抗菌铁素体不锈钢的显微组织为铁素体基体+富铜相。 本专利技术所述高耐蚀性抗菌铁素体不锈钢的点蚀点位为0.25~0.35V。 在本专利技术钢的成分设计中： Cu(铜）：铜在铁素体中的溶解度很低，在时效处理后将以富铜相析出，随着时效温 度的提高和时效时间的延长，富铜相颗粒逐渐长大。富铜相与介质作用产生的Cu2+离子与细 菌作用，使细菌失去繁殖和存活能力，从而起到杀菌作用。铁素体不锈钢铜含量越高，抗菌 效果越明显，但过高的铜含量会导致热加工表面龟裂。因此，本专利技术控制Cu含量为1.5~ 2.5%〇 Cr(铬）：铬是使不锈钢具有铁素体组织并具有良好耐蚀性的元素。在氧化性介质 如空气中，铬与氧作用在不锈钢表面形成致密的氧化铬(Cr 2〇3)钝化膜。这层钝化膜在介质 作用下，仍保持稳定钝态，阻止有害物质对不锈钢基体的侵蚀从而使不锈钢具有良好的腐 蚀性能。铬含量越高，耐腐蚀性能越好。过高的铬含量会增大脆性相析出倾向，降低钢的可 制造性和加工型。为保证所开发抗菌铁素体不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和加工性能，本 专利技术控制Cr含量为18~22%。 Mo(钼）：钼为铁素体形成元素，可显著提高不锈钢的耐点腐蚀和耐缝隙腐蚀性能， 还可提高不锈钢的强度。但过高的钼含量会促进脆性相析出，导致加工性能恶化，同时还会 提高铁素体不锈钢的应力腐蚀敏感性。因此，本专利技术控制Mo含量为0.5~1.0%。 Ti(钛）：钛是铁素体不锈钢最有效的稳定化元素，氮是钢中的有害元素，通过添加 钛固定钢中的游离碳、氮原子，形成稳定的TiN和TiC，防止氮化铬和碳化铬的析出，从而改 善耐晶间腐蚀性能。根据TiN在铁素体不锈钢中的溶度积公式，通过调整Ti、N含量来控制 TiN的析出温度，来调整TiN的尺寸和分布，进而控制铁素体不锈钢再结晶温度。较大尺寸的 TiN不阻碍铁素体不锈钢的再结晶，因而不提高铁素体再结晶温度;细小的TiN阻碍再结晶， 提高铁素体再结晶温度，当再结晶温度足够高时，会导致富铜相溶解，抗菌效果消失。通过 控制Ti、C、N的含量，使1~2wii的TiN在凝固前沿析出，以保证后期不析出细小TiN，可以使再 结晶退火温度控制在不发生富铜相溶解的温度范围以内。因此，本专利技术中控制N:0.015~ 0.020%，0.5% 2 Ti 2 8(C+N)。 C(碳）：碳作为间隙元素，可显著提高铁素体不锈钢的强度，提高韧脆转变温度，增 加缺口裂纹敏感性，降低焊缝耐腐蚀性能;碳含量越低，铁素体不锈钢性能越好，但在不锈 钢冶炼过程中碳又难于完全去除。考虑生产实际，本专利技术要求C含量控制在0.015%以下。 Si (硅）、Mn(锰）：硅、锰为钢中的必要元素，为提高钢质纯净度，需添加硅、锰元素 进行脱氧，以提高不锈钢的韧性和表面质量。但过高的硅、锰含量会降低不锈钢的塑性及韧 性，恶化冷加工性能。本专利技术控制Si < 0.5%，Mn < 0.5%。 P(磷）、S(硫）：磷、硫在不锈钢中为杂质元素，降低钢的耐蚀性和塑性。磷、硫还降 低不锈钢的高温塑性，进而导致不锈钢连铸和热乳生产质量问题，如内裂纹和边裂，应尽量 降低其含量。考虑生产实际能力，本专利技术控制PS 0.035%，S< 0.010%。 本专利技术所述的一种高耐蚀性抗菌铁素体不锈钢的制造方法，其包括如下步骤： 1)冶炼 按下述化学成分经电弧炉冶炼，其化学成分重量百分比为:C< 0.015%，0.1% < Si <0.5%，0.1% <Mn<0.5%，P< 0.035%，S<0.010%，Cr:18~22%，Mo:0.5~1.0%， &1:1.5~2.5%^ :0.015~0.020%，8(0+~)<11<0.5%，其余为卩6和不可避免的杂质； 2)连铸经V0D炉处理后的钢液送至连铸机连铸得连铸坯，对连铸板坯进行热修磨处理； 3)热乳+卷取+冷却 连铸坯加热至1150~1200°C，保温190~230min后进行热乳，终乳温度850~900 °C ;再经水幕冷却后卷取，卷取温度为600~650°C，然后水冷； 4)热乳退火+酸洗 热乳退火温度为850~900 °C，热乳退火时间为2~4h; 5)冷乳+冷乳退火+酸洗+平整 冷乳压下量为60~80%，冷乳退火温度为850~900°C，单位厚度退火时间为1~ 1.5min/mm，平整后获得成品铁素体不锈钢。 进一步，步骤1)冶炼中先将高炉铁水送至电弧炉，加入高碳Cr-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高耐蚀性抗菌铁素体不锈钢，其化学成分重量百分比为：C≤0.015％，Si：0.1～0.5％，Mn：0.1～0.5％，P≤0.035％，S≤0.010％，Cr：18～22％，Mo：0.5～1.0％，Cu：1.5～2.5％，N：0.015～0.020％，8(C+N)≤Ti≤0.5％，其余为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董文卜，顾玉明，马立，
申请(专利权)人：宝钢不锈钢有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31