一种低成本高耐蚀性含Sn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 0.020～0.70％，Mn 0.02～0.6％，Cr 13～18％，Ti 0.10～0.30％，0＜Nb≤0.20％，Mo 0～1.0％，P≤0.035％，S≤0.010％，N≤0.015％，(C+N)≤0.025％，0＜Al≤0.008％，Sn 0.03～0.20％，(Nb+Ti+Sn)≥10(C+N)，(Nb+Ti)≥8(C+N)，其余为Fe和不可避免杂质。本发明专利技术通过Sn微合金化改善耐还原性硫酸腐蚀，提高13‑15wt％Cr铁素体不锈钢在排气系统中的耐冷凝液腐蚀能力，以达到或者接近17wt％Cr铁素体不锈钢耐蚀性的能力；相对于17wt％Cr铁素体不锈钢，在满足现有排气系统中的耐冷凝液腐蚀能力的同时，降低成分中Ti含量，改善了不锈钢表面质量，也降低了合金成本和制造成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铁素体不锈钢及其制造方法，特别涉及一种低成本高耐蚀性含Sn铁素体不锈钢及其制造方法。
技术介绍
随着中国汽车工业的发展，中国已经连续5年成为全球最大汽车制造商。而汽车尾气的污染已经成为雾霾污染的主要来源，为此越来越严格的环保要求和不断降低车身重量和材料成本的需要，使得汽车排气系统用材料越来越受到汽车生产厂商的重视。铁素体不锈钢具有的省镍、抗腐蚀性优良及低的热膨胀系数、高的强度等物理和力学性能等综合成本和性能的优势，使铁素体不锈钢成为汽车排气系统的首选材料，得到了广泛的应用。近年来，一方面随着汽车工业竞争的日益激烈，汽车厂家不仅重视材料成本，同时材料使用寿命等也受到广泛重视，不断提高的零部件使用寿命承诺，使汽车排气系统用不锈钢的耐腐蚀性能要求得到进一步提升。另一方面含硫较高的汽车用油经过燃烧之后，很容易产生pH值相对比较低的冷凝液，该冷凝液对汽车排气系统的冷端耐腐蚀性能提出更高要求。目前市场上应用于汽车尾气排放系统的不锈钢包括了从低铬(10-13)、中铬(15-23)的合金设计，设计思路主要是通过添加不同合金元素如Mo、Cu中的一种或几种并采用稳定化元素Ti、Nb、Zr中的一种或者复合添加来固定铁素体基体中的有害元素，提高耐腐蚀性能及确保不锈钢具有设计要求的其他加工性能。中国专利CN101158007主要是Nb+Ti双稳定处理的中高铬合金设计(15～25％Cr)，以达到提高耐蚀性的目的。但文献常锷等在439铁素体不锈钢板坯的分析出指出，连铸坯表面分布着数量极大的氮化钛，严重影响着表面的质量。美国专利US4726853，日本专利JP2005146345A，JP7145453A，KR2006015078-A，JP2005200746，JP2005290513中均加入了Mo元素，提高材料的耐腐蚀性能，由于Mo是稀有昂贵金属元素，加入Mo会明显增加合金成本，无法满足低成本设计要求。而在不锈钢中进行锡合金化提高材料的耐蚀性，进而降低成本有相关的报道。以下专利为锡元素在不同系列不锈钢中提高耐蚀性的应用。中国专利CN103966528A是在304不锈钢的基础上，通过Sn微合金化和少量Cu改善耐还原性硫酸腐蚀，适用于耐蚀性更佳苛刻的含SOx的腐蚀环境。但此成分体系为奥氏体不锈钢体系，不符合本专利技术作为对象的铁素体不锈钢。中国专利CN103205655A是在316不锈钢的基础上，通过Sn微合金化和少量Cu改善耐还原性硫酸腐蚀，适用于耐蚀性更佳苛刻的含SOx的腐蚀环境。但此成分体系为奥氏体不锈钢体系，不符合本专利技术作为对象的铁素体不锈钢。中国专利CN101981217A在10-14wt％的Cr马氏体不锈钢中，通过添加0.005-1.0wt％的Sn，可提高在氯化物环境下的耐蚀性，不包括耐硫酸腐蚀，同时合金体系与本专利技术也不同。中国专利CN101838772A在11-15wt％Cr的马氏体不锈钢中，添加0.03-0.15％的Sn大大提高了马氏体不锈钢的耐蚀性，特别是在淬火维氏硬度300-600的范围内更加显著，与本专利技术的合金体系不同。中国专利CN103510013A在13-21Crwt％铁素体不锈钢中加入0.01-0.8％的Sn，主要提高了材料的抗起皱性能，而对于耐蚀性没有相关研究。中国专利CN101903553A在13-22wt％Cr高纯铁素体不锈钢中加入0.001-1wt％的Sn，对钝化膜进行改性，使耐蚀性提高。此专利技术主要研究了Sn含量对提高点蚀性能的影响，不包含耐还原性硫酸，同时钢种Al含量较高，不符合本专利技术作为对象的铁素体不锈钢。中国专利CN102277538A在11-30％Cr铁素体不锈钢中加入0.01-2wt％的Sn，提高材料的耐蚀性，同时要求添加RE或者Ga，增加了合金成本，不符合本专利技术低成本的设计要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低成本高耐蚀性含Sn铁素体不锈钢及其制造方法，可提高在汽车排气系统中的耐冷凝液腐蚀能力，同时，还改善不锈钢表面质量，降低了合金成本和制造成本，特别是适用于汽车排气系统等产品。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：本专利技术通过Sn微合金化改善耐还原性硫酸腐蚀，提高13-15wt％Cr铁素体不锈钢在汽车排气系统中的耐冷凝液腐蚀能力，以达到或者接近17wt％Cr铁素体不锈钢耐蚀性的能力；对于17wt％Cr铁素体不锈钢，在满足现有排气系统中的耐冷凝液腐蚀能力的同时，降低成分中的Ti含量，起到改善不锈钢表面质量的问题，也降低了合金成本和制造成本。一种耐稀硫酸腐蚀性能优良的含Sn铁素体不锈钢，其化学成分重量百分比为：C≤0.015％，Si：0.020～0.70％，Mn：0.02～0.6％，Cr：13～18％，Ti：0.10～0.30％，0＜Nb≤0.20％，Mo：0～1.0％，P≤0.035％，S≤0.010％，N≤0.015％，(C+N)≤0.025％，0＜Al≤0.008％，Sn：0.03～0.20％，且满足(Nb+Ti+Sn)≥10(C+N)，(Nb+Ti)≥8(C+N)，其余为Fe和不可避免杂质。在本专利技术钢板的成分设计中：本专利技术的铁素体不锈钢化学成分设计的选择原因如下：C、N：当材料中C、N过高时，对腐蚀性能、成形性能等有不利的影响；并且C、N是强烈的奥氏体形成元素，当奥氏体相增多时，在热轧后空冷时，促进了马氏体相的生成，提高了强度和硬度，使得延伸率恶化，因此必须严格控制其含量，在目前冶炼设备保证生产能力的情况下，比较容易实现C的含量限制为0.015％以下，N的含量限制为0.01％以下的目标，降低C、N含量也是为了降低对Ti的使用，以保证良好的表面质量。Si：本专利技术中添加适当的金属硅，金属硅在冶炼中可以起到脱氧作用，有利于稳定化元素Ti的加入和提高收得率，一般硅含量控制大于0.02％，过高的金属硅又不利于材料常温成型性能，控制在0.70％以内不会影响使用。Mn：Mn可以抑制钢种硫的作用，提高热塑性，但是当Mn的含量变高时，MnS形成容易引起点蚀，降低了不锈钢的抗腐蚀性能，一般低于0.60％较好，因此Mn的含量控制在0.60％以下。P：P在不锈钢中被视为有害元素，应尽量控制得越低越好。S：S在不锈钢中也被视为有害元素，须严格控制硫的含量，越低越好，特别是S容易与Sn形成有害夹杂物，本专利技术的S控制在0.01％以下。Nb、Ti：Nb和Ti主要用于防止C与Cr形成碳铬化物引起的贫铬区，从而导致耐腐蚀性能降低，特别是晶间腐蚀。Nb和Ti还可以提高铁素体不锈钢的冷成型性能和焊接性能。但当加入高Ti时，使得炼钢时夹杂物变多，导致表面出现条纹状的缺陷等，添加稳定性元素Ti+Nb按照8(C+N)添加，降低Ti的含量可明显改善材料的表面质量以及减少生产过程中的修磨量。Sn：Sn元素在耐间隙腐蚀性、特别是间隙部的耐穿孔性方面，在降低间隙腐蚀发生后的发展速度方面是非常有效的元素，Sn以SnO2的形式存在，对氧化膜的耐蚀性有明显的改善。但Sn含量较高时，成型性、热加工性下降，本专利技术中Sn可以取代部分的Ti，减少表面条纹状的缺陷等，当C+N含量过高时，使晶间腐蚀下降，同时由于TiN含量过高，增加了表面缺陷的概率，因此Sn设定为0.03～0.15％，同时满足(Nb+Ti+Sn)≥10(C+N)。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低成本高耐蚀性含Sn铁素体不锈钢，其化学成分重量百分比为：C≤0.015％，Si：0.020～0.70％，Mn：0.02～0.6％，Cr：13～18％，Ti：0.10～0.30％，0＜Nb≤0.20％，Mo：0～1.0％，P≤0.035％，S≤0.010％，N≤0.015％，(C+N)≤0.025％，0＜Al≤0.008％，Sn：0.03～0.20％，且满足(Nb+Ti+Sn)≥10(C+N)，(Nb+Ti)≥8(C+N)，其余为Fe和不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
1.一种低成本高耐蚀性含Sn铁素体不锈钢，其化学成分重量百分比为：C≤0.015％，Si：0.020～0.70％，Mn：0.02～0.6％，Cr：13～18％，Ti：0.10～0.30％，0＜Nb≤0.20％，Mo：0～1.0％，P≤0.035％，S≤0.010％，N≤0.015％，(C+N)≤0.025％，0＜Al≤0.008％，Sn：0.03～0.20％，且满足(Nb+Ti+Sn)≥10(C+N)，(Nb+Ti)≥8(C+N)，其余为Fe和不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的低成本高耐蚀性含Sn铁素体不锈钢的制造方法，其特征是，包括如下步骤：1)冶炼按下述成分冶炼，其化学成分重量百分比为：C≤0.015％，Si：0.020～0.70％，Mn：0.02～0.6％，Cr：13～18％，Ti：0.10～0.30％，0＜Nb≤0.20％，Mo：0～1.0％，P≤0.035％，S≤0.010％，N≤0.015％，(C+N)≤0.025％，0＜Al≤0.008％，Sn：0.03～0.20％，且满足(Nb+Ti+Sn)≥10(C+N)，(Nb+Ti)≥8(C+N)，其余为Fe和不可避免的杂质，或采用铁水...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘春粟，毕洪运，张志霞，常锷，
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
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