不锈钢生产方法技术

本发明专利技术提供了一种在不锈钢生产工艺中抑制不锈钢脆化的方法，该方法包括以下步骤

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不锈钢生产方法


[0001]本专利技术涉及一种抑制钢的脆化的方法。具体地，该方法包括利用外部磁场来抑制双相钢种和铁素体钢种的脆化。

技术介绍

[0002]不锈钢的优异性能部分地归因于在最终加工步骤期间进行的热处理。为了使不锈钢产品具有针对长使用寿命所需的性能，诸如良好的耐腐蚀性、可成形性和强度，需要密切控制所进行的热处理。尽管热处理增强了这些期望的性能，但热处理进行不充分时，其也可能使部件“敏化”。不锈钢钢种的合金化程度越高，即Cr和M含量越高，敏化的风险通常也随之增加。必须避免例如在700℃至950℃范围内的停留时间，以防止形成δ相和碳化铬，这两者均可降低高合金化奥氏体钢种和双相不锈钢钢种的耐腐蚀性和机械性能。为了避免这种情况，根据产品形式，热处理之后的冷却优选通过水浴中的水淬或喷雾进行。对于双相不锈钢，应当尽可能避免的另一温度区间介于250℃至500℃之间。在该温度区间内，可能发生称为亚稳相分解的现象。
[0003]亚稳相分解通常也称为475℃脆化，是严重损害韧性的双相材料的降解。例如在475℃下，在双相钢种和铁素体钢种中，可能发生以下程度的铁素体相的分解和脆化：在该温度下保持3分钟后，冲击韧性可降低50％。在更低温度250℃至350℃下，仍会发生分解，但速率明显更低，在该温度下对这些性能产生相同程度的负面影响需要长达成千上万小时。
[0004]最近已经认识到，对于厚规格部件(例如单轧钢板)，在固溶退火后的部件冷却/淬火期间，可能发生一定程度的亚稳相分解。冷却/淬火最典型地在水浴(或在线大量喷雾)中分批进行。但即使在具有高速水搅拌的浴中，部件的冷却速率也可能太慢，从而形成不合期望的材料性能。比淬火部件冷却得更慢的气冷部件甚至更容易发生亚稳相分解，因为材料需在临界温度区间待更长时间才会冷却。已经很好地证明，在冷却期间，高度合金化的双相钢种和铁素体易于发生无用相诸如δ相的析出，但如前所述，亚稳相分解和这类无用相析出也可能在冷却/淬火步骤期间的性能降低方面扮演重要角色，这是一项新发现。水淬时，未发生δ相析出的合金化程度较低的双相钢种和铁素体钢种可能仍易于发生亚稳相分解，尽管程度较低。然而，一些合金化程度较低的产品诸如钢条可进行气冷以生产轧制产品。由于在空气中冷却时，冷却速率相对较慢，因此以这种方式生产的钢种将易于发生亚稳相分解。
[0005]JPH09217149A表明：在粒度大于50μm的厚规格铸件冷却期间，可能发生475℃脆化。他们指出，需要一种先进的冷却方案来抑制δ相、475℃脆化和诱导应力，包括从500℃至300℃，冷却速率需要高于10℃/min，以限制475℃脆化。然而，这种冷却方法在在线淬火工艺中是不可能的，或者在使用大型淬火槽的工业级分批退火中是不可行的。此外，为了避免亚稳相分解，10℃/min在一些材料中仍然太慢，例如在粒度比50μm大得多的厚规格材料中。在板材厚度很大时，由于材料性能，可能最高的冷却速率仍然不够快以充分抑制475℃脆化。
[0006]JP2006212674A描述了如果在卷取期间未充分冷却，铁素体钢种可能由于热轧卷
材中的475℃脆化而遭受脆断的程度。提出了一种解决方案，通过在特定温度下开始卷取，使得卷材末端刚好在脆化温度范围之上进入心轴，并且此后在卷取期间，通过具有内置冷却功能的心轴进行快速冷却。然而，例如对钢板材料或钢条而言，这种方法实际上是不可能的。在例如退火后直接进行酸洗的在线工艺中，这也是不可能的。
[0007]CN108315549A要求保护一种消除双相不锈钢的老化脆化的方法，该方法对老化的双相不锈钢进行电脉冲处理，其特征在于，脉冲处理的参数范围为：频率1Hz至200Hz，脉冲宽度20μs至1ms，电流10A至2000A，作用时间1h至6h。该方法据说，在长时间暴露于475℃状态之后，使老化的双相钢复原，但无法防止在钢加工期间发生老化。

技术实现思路

[0008]本专利技术人最近发现，甚至在冷却/淬火步骤期间，也可能发生475℃脆化。已经确定，在冷却期间经受475℃脆化的材料性能在冲击韧性方面稍微降低，尽管没有达到与如上所述在475℃下的等温老化相同的程度。然而，与δ相(也在相同冷却/淬火期间形成)的出现相结合，冲击韧性可能进一步降低至可接受水平以下，因此限制了所提供材料的钢板厚度或质量。因此，抑制这种脆化对于获得高标准产品是至关重要的。
[0009]本专利技术由独立权利要求中公开的内容限定。在从属权利要求中阐述了优选的实施方案。
[0010]本专利技术的一个目的是克服现有技术的至少一些缺点并提供一种抑制不锈钢脆化的方法。
[0011]根据本专利技术的第一方面，提供了一种在不锈钢生产工艺中抑制不锈钢脆化的方法，该方法包括以下步骤：按常规不锈钢生产工艺来制造不锈钢，对不锈钢进行退火，对钢进行冷却/淬火，以及对钢施加磁场。在冷却或淬火步骤中，对钢施加磁场。
[0012]通过本专利技术获得了相当大的益处。通过本专利技术，令人惊奇地发现，不锈钢的脆化受到抑制，因此可以提供高质量的不锈钢产品。
[0013]从下面的描述中，将明显看出其他特征和优点。
附图说明
[0014]参考附图更详细地说明了本专利技术，其中：
[0015]图1示出了通过使用GLEEBLE测试设备而获得的不同冷却曲线。GLEEBLE设备通常用于材料的热机械测试以及用于模拟物理过程，例如工业热处理及之后的冷却。因此，该设备适合于模拟与475℃现象相关的不同冷却条件。将样品加热至期望的退火温度，在该示例中为1100℃，然后控制式冷却以模拟通常用于工业生产单轧钢板、钢条等的冷却条件。在图1中，通过虚线示出了典型的工业冷却曲线，在从1100℃至100℃以下的整个冷却过程中，具有60℃/min的平均冷却速率，并且通过实线示出了快速冷却曲线，其中模拟了60℃/min的正常工业冷却，到临界脆化温度范围(550℃)的开始，随后在该范围内按>500℃/min进行快速冷却。
[0016]图2是SANS数据(强度I(Q)[cm
‑1]与波长倒数Q[nm
‑1])的曲线图，其示出了超双相钢种在450℃下发生相分离的证据(峰强度增加，并且暴露时间越长，越向更低波长偏移)。该图也示出了外部磁场(1.5T)对峰值(亚稳相分解)以及因此对脆化的抑制过程。
[0017]图3是SANS数据(强度I(Q)[cm
‑1]与波长倒数Q[nm
‑1])的曲线图，其示出了双相钢种在450℃下发生相分离的证据(峰强度增加，并且暴露时间越长，越向更低波长偏移)。图3也示出了外部磁场(1.5T)对峰值以及因此对脆化的抑制过程。
[0018]图4是SANS数据(强度I(Q)[cm
‑1]与波长倒数Q[nm
‑1])的曲线图，其示出了与更快速的冷却条件(>500℃/min至550℃至350℃，在该曲线图中标识为“快速”)相比，按60℃/min(在该曲线图中标识为“缓慢”)进行初始正常工业冷却的材料对已经在原样条本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在不锈钢生产工艺中抑制不锈钢脆化的方法，所述方法包括以下步骤：
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按常规不锈钢制造工艺来制造不锈钢；
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在退火步骤中，对所述不锈钢进行退火；
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在冷却步骤中，将所述钢冷却，或者在淬火步骤中，对所述钢进行淬火；以及
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对所述不锈钢施加磁场其特征在于，在所述冷却或淬火步骤期间，对所述不锈钢施加所述磁场。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述不锈钢生产工艺包括
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将用于不锈钢生产的原料/废料熔化；
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将不锈钢铸造成锭、板坯、大方坯或雾化金属粉末；
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通过轧制、压制或成形为坯、板、片、带、卷、条、棍、丝、型材和异型材、无缝和焊接管子和/或管道、成形异型材、近终形粉末冶金和型材，对所述不锈钢进行进一步加工。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述原料在进行或不进行真空吹氧脱碳的情况下在电弧炉中熔化。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述不锈钢放入模具中。5.根据前述权...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：奥托库姆普联合股份公司，
类型：发明
国别省市：