一种具有良好折弯外观的铁素体不锈钢及其制造方法技术

一种具有良好折弯外观的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％，N≤0.020％，Si≤1.0％，Mn≤1.0％，P≤0.030％，S≤0.010％，Cr：18～22％，Cu：0.30～0.50％，Ni≤0.30％，Nb：0.3～0.6％，Al：0.005～0.06％，Ca：0.0010～0.005％，Nb≥10(C+N)，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明专利技术铁素体不锈钢通过用Nb稳定化和合理的热处理工艺，最大限度地控制铁素体晶粒度来获得满意的折弯外观；同时，该不锈钢具有良好的耐蚀性和加工性能，且不含贵重合金元素，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有良好折弯外观的铁素体不锈钢及其制造方法，适用于制作对折边外观要求甚高的电梯、家电等。
技术介绍
铁素体不锈钢，特别含碳、氮很低的铁素体不锈钢具有优良的耐蚀性、成形性和可焊性，且具有高的产品性价比和漂亮的外观，是世界重点发展并替代奥氏体不锈钢的资源节约型产品，可广泛应用于电梯、家电等领域。但对要求折弯成形的用途时，现有的铁素体不锈钢在大多数情况下的折弯外观并不令人满意，影响折弯外观的主要因素为折弯后的表面橘皮现象。现有技术中，对改善折弯外观的铁素体不锈钢的相关专利如下：日本专利JP2008274330(A)公开的一种铁素体不锈钢，其成分重量百分比为：C≤0.01％，Si：0.03～0.6％，Mn：0.1～0.5％，P≤0.05％，S≤0.01％，Cr:20～25％，Ti：0.5～1.0％，B：0.0005～0.003％，N：0.015～0.03％。中国专利CN98801478.5公开的一种铁素体不锈钢，其成分重量百分比为：C：0.001～0.015％，Si≤1.0％、Mn≤1.0％，P≤0.05％，S≤0.010％，Cr：8～30％，Al≤0.08％，N：0.005～0.015％，O≤0.0080％，Ti≤0.25％，Ti/N≥12，Nb和V含量满足(Nb+V)：0.05～0.10％，并且V/Nb：2～5。日本专利JP10017999公开的一种铁素体不锈钢，其成分重量百分比为：C≤0.02％，N≤0.02％，Si≤2.0％，Mn≤0.8％，Cr：10～25.0％，Ni≤1.0％，(Ti/48+Nb/93)/(C/12+N/14)>1.5(Ti+Nb)<0.5％。日本专利JP1986051012公开的一种铁素体不锈钢，其成分重量百分比为：C≤0.02％，Si≤1.0％，Mn≤1.0％，Cr：12～25.0％，Cu：0.10～2.0％，Nb：0.2～2.0％。上述专利集中于深冲过程中深冲和表面抗起皱性能的研究。为改善铁素体不锈钢的成形性和抗起皱性能，通常采用Nb、Ti双稳定或Ti单稳定化设计，通过提高铸坯的等轴晶率、提高单道次粗轧和精轧压下率、降低终轧温度和卷取温度、增加热轧卷再结晶退火次数、增大冷轧压下率、冷轧退火等措施，来获得有利的织构以提高成形性。中国专利CN98801478.5公开了“深冲性和耐皱纹状变形性良好的铁素体不锈钢及其制造方法”，该专利主要是通过在铁素体不锈钢中添加Nb、Ti稳定化元素，来促进TiN的析出，且按Ti和N一定的乘积配比来控制，而TiN作为液相中的形核质点促进等轴晶的形成，进而改善最终的织构，提高成形性。然而，上述专利所涉及的钢种，主要涉及改善冲压后铁素体不锈钢的成形起皱处理，并不是针对具有良好折弯外观的铁素体不锈钢的处理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有良好折弯外观的铁素体不锈钢及其制造方法，该铁素体不锈钢通过用Nb稳定化和最佳热处理工艺最大限度地控制铁素体晶粒度来获得满意的折弯外观，所得成品铁素体不锈钢内晶粒尺寸≤20μm。同时，由于这种不锈钢具有良好的耐蚀性，且不含贵重合金元素，成本低。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：通过添加Nb稳定化元素和采用合理的热轧退火温度和冷轧退火温度，显著细化了铁素体不锈钢的晶粒尺寸；改善了铁素体的耐点腐蚀性能。耐点腐蚀性能和耐大气腐蚀达到了304的水平。通过Ca处理，脆性夹杂物改变为低熔点塑形夹杂物。折边开裂得以避免。具体地，本专利技术的一种具有良好折弯外观的铁素体不锈钢，其化学成分重量百分比为：C≤0.015％，N≤0.020％，Si：0.1～1.0％，Mn：0.1～1.0％，P≤0.030％，S≤0.010％，Cr：18～22％，Cu：0.30～0.50％，Ni≤0.30％，Nb：0.3～0.6％，Al：0.005～0.06％，Ca：0.0010～0.005％，Nb≥10(C+N)，其余为Fe和不可避免的杂质。进一步，所述铁素体不锈钢的晶粒尺寸≤20μm。在本专利技术具有良好折弯外观的铁素体不锈钢的成分设计中：改善铁素体不锈钢折弯表面橘皮现象的关键是细化晶粒。当晶粒足够细小时，折弯导致的局部变形将被均匀分配到更多的晶粒之中，每个晶粒的变形相对减少，晶粒间的相对滑移量减少，折弯处的表面更为平滑。一般而言，当铁素体不锈钢晶粒尺寸超过50μm时，就会在后期加工过程中产生橘皮现象，一般可以接受的晶粒尺寸为30μm左右，但这对电梯或家电等对外观要求极为苛刻的应用而言，仍然令人不够满意。因此有必要进一步细化晶粒尺寸。但是，一般铁素体不锈钢在冷轧退火处理时，晶粒长大倾向较大，铁素体晶粒再结晶后很快长大。对Ti稳定化铁素体不锈钢而言，TiN析出相尺寸为3-5um，对晶粒长大无贡献，而细小的析出相TiC在较高的退火温度下发生溶解，也不能阻止晶粒长大。相反地，Nb可用于有效地细化铁素体晶粒，这可归因于Nb(CN)和固溶Nb原子对晶界的钉扎作用。除细化晶粒作用之外，Nb在铁素体不锈钢中还具有多方面的有益作用，可以与钢中的碳、氮间隙原子结合形成稳定的碳氮化合物，抑制了Cr23C6在晶界的析出，从而提高耐蚀性；Nb在高温下固溶于铁素体基体中，通过固溶强化，可有效地提高铁素体不锈钢高温强度。本专利技术充分利用Nb元素的这些有益作用，专利技术了具有良好折弯性能的铁素体不锈钢。此外，铝的夹杂物对折边外观也具有重要影响。较大的夹杂物不仅导致钢表面缺陷，而且将导致折边处微小裂纹。因此，在VOD真空冶炼时，应采用长时间氩气搅拌处理，使夹杂物上浮到渣中，以减少夹杂物含量；在连铸时，应创造夹杂物上浮的必要条件，严防二次氧化；采用夹杂物变性处理，使夹杂物由脆性夹杂变为低熔点的塑形夹杂。Cr：Cr是不锈钢中最主要的合金元素，随着Cr含量的增加，不锈钢在氧化性酸介质中耐蚀性、在Cl-溶液中耐应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀能力均显著提高。为保证所开发铁素体不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，本专利技术中铁素体不锈钢的Cr含量限制在18～22wt％。Cu：Cu可以提高不锈钢耐腐蚀性，显著提高铁素体不锈钢的冷成型性能，然而过多的Cu容易在退火时以ε-Cu析出，导致冷加工性能和耐腐蚀性能的下降。因此，Cu含量限制在0.3～0.5wt％。Nb：Nb与C、N具有很强的化合作用，一方面，通过形成稳定的Nb(CN)化合物，防止由于形成Cr的C化合物而引起的Cr浓度降低而导致的耐蚀性的下降，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有良好折弯外观的铁素体不锈钢，其化学成分重量百分比为：C≤0.015％，N≤0.020％，Si：0.1～1.0％，Mn：0.1～1.0％，P≤0.030％，S≤0.010％，Cr：18～22％，Cu：0.30～0.50％，Ni≤0.30％，Nb：0.3～0.6％，Al：0.005～0.06％，Ca：0.0010～0.005％，Nb≥10(C+N)，其余为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种具有良好折弯外观的铁素体不锈钢，其化学成分重量百分比为：
C≤0.015％，N≤0.020％，Si：0.1～1.0％，Mn：0.1～1.0％，P≤0.030％，
S≤0.010％，Cr：18～22％，Cu：0.30～0.50％，Ni≤0.30％，Nb：0.3～0.6％，
Al：0.005～0.06％，Ca：0.0010～0.005％，Nb≥10(C+N)，其余为Fe和不
可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的具有良好折弯外观的铁素体不锈钢，其特征在
于，所述铁素体不锈钢的晶粒尺寸≤20μm。
3.一种具有良好折弯外观的铁素体不锈钢的制造方法，包括如下步骤：
1)冶炼、铸造
铁素体不锈钢，其化学成分重量百分比为：C≤0.015％，N≤0.020％，
Si：0.1～1.0％，Mn：0.1～1.0％，P≤0.030％，S≤0.010％，Cr：18～22％，
Cu：0.30～0.50％，Ni≤0.30％，Nb：0.3～0.6％，Al：0.005～0.06％，
Ca：0.0010～0.005％...

【专利技术属性】
技术研发人员：董文卜，马立，杨智辉，杨宴宾，袁龙，
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