【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高铬钼铁素体不锈钢，具体为一种高铬钼含铝铁素体不锈钢的制备方法。
技术介绍
1、超级铁素体不锈钢是一种节镍型高耐蚀不锈钢，同时具有良好的导热性能、较低的线膨胀系数以及较好的成形性能，已成功替代铜与钛用于制造滨海电站冷凝器，也可替代超级奥氏体不锈钢及镍基合金用制酸、海水淡化、石油化工等领域。超级铁素体不锈钢中高铬高钼含镍的成分特点，导致超级铁素体钢中极易形成多种脆性相，如σ相、χ相等，这些脆性相的形成不仅严重恶化材料的塑韧性，引起材料脆化(称为σ相脆性)，而且还会降低其耐腐蚀性能，严重制约了该类产品的规模化生产与广泛应用。
2、现有技术为了避免σ相、χ相等脆性相析出问题，一般采用多次退火以及合金化添加的方式来避免或阻碍脆性相析出，但多次退火也增加了脆性相析出控制风险（退火分为固溶退火、再结晶退火等，为避免或阻碍脆性相析出，退火冷却时需采用快冷的方式，而快冷的控制难度较高，需冷却速度、冷却液等多个方面的配合，控制风险较大），同时也导致其制备流程较长，生产成本较高。
3、如现有技术一即专利号为202211553095.0的一种特超级铁素体不锈钢及其制备方法的技术方案，采用al合金化抑制σ相析出，并促进纳米级laves相析出，但为了避免大尺寸的碳化物（nbti/cn）与laves相析出，仍需在热轧后进行固溶退火，其退火次数多（固溶退火和再结晶退火），脆性相析出控制风险较大、制备流程较长、制造成本较高。
4、又如专利号为201110363876.9的一种高cr铁素体不锈钢极其制造方法的技术
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有的避免高铬高钼铁素体不锈钢脆性相析出的方法中均存在多次退火，从而导致其控制风险较大、制备流程较长、制造成本较高且高温加热带来的晶粒粗化问题，故提供了一种新的一种高铬钼含铝铁素体不锈钢的制备方法，该制备方法中无需固溶退火且晶粒细小、无脆性相析出，塑韧性好。
2、本专利技术是采用如下技术方案实现的：
3、方案一：
4、一种高铬钼含铝铁素体不锈钢的制备方法，依次包括如下步骤：
5、1）熔炼：
6、熔炼原料的各元素重量百分比为：25%≤cr≤30.0%，0.5%≤mo≤4.0%，1.5%≤ni≤4.5%，c≤0.015%，n≤0.010%，0.10%≤nb≤0.50%，0.10%≤ti≤0.25%，0.50%≤al≤4.0%，mn≤0.4%，0.2%≤si≤0.7%，s≤0.005%，p≤0.005%，o≤0.004%，其余为fe和不可避免的杂质，按上述元素比例配置好原料后进行熔炼，获得钢液；
7、2）模铸及修磨：
8、将步骤1）中获得的钢液在炉罩内浇注成铸坯，铸坯在炉罩内冷却至≤1000℃，取出后缓冷至室温，然后进行修磨；
9、3）锻造开坯
10、将步骤2）中获得的修磨后的铸坯随炉加热至1180-1250℃，升温速率0.5~10℃/min，保温时间为1-4h，开锻温度为1100-1200℃，终锻温度≥950℃，锻造比为2.0~4.0，随后空冷至室温获得锻坯；（其中控制锻造的变形量，确保材料在锻造过程中充分变形，锻造过程从多个方向进行锻造，都可以促进元素的均匀分布；）
11、4）多机架热连轧或单机架热轧：
12、多机架热连轧：将步骤3）所获得的锻坯加热后进行热轧，加热温度1080-1220℃，保温时间10-240 min，开轧温度≥1050℃，终轧温度650~800℃，终轧压下率≥20%，热轧后快冷制室温，冷却速率≥50℃/min；进一步地，步骤4）中的多机架热连轧时，在锻坯通过第一个机架后停留2-30min，使得经过第一个机架热轧后的热轧板完成再结晶，通过再结晶细化组织，同时可以溶解热轧过程中析出的nb，cr，al等元素，并控制纳米级laves相少量析出。
13、单机架热轧：将步骤3）所得的锻坯进行多次加热后热轧，首次加热后热轧的加热温度1050-1180℃，保温时间10-240 min，开轧温度≥1050℃，终轧温度≥950℃，首次压下率≥15%，末次加热后热轧的加热温度1030-1180 ℃，保温时间2-60 min，开扎温度为≥1030℃ ，终轧温度650-800℃，终轧压下率≥20%，热轧后快冷至室温，冷却速率≥50℃/min，从而获得热轧板；
14、5）冷轧：
15、将步骤4）获得的热轧板进行多道次冷轧，从而获得冷轧板；（冷轧后获得大变形冷轧组织，提高变形储能，为后续再结晶退火提供形核驱动力，同时变形组织中形成大量剪切带、变形带等微结构为后续再结晶提供足量形核质点，纳米级laves相钉扎再结晶晶界，进一步细化再结晶晶粒）
16、6）再结晶退火：
17、将步骤5）所获得的冷轧板进行再结晶退火，退火温度为980-1100℃，保温时间0.5-60min，再结晶退火后快冷至室温，冷却速率≥30℃/s，形成细小的再结晶晶粒。
18、原理说明：本专利技术的制备方法中，步骤1）通过采用低含量的c与低含量的n设计减少脆性，添加适量的nb、ti元素可以稳定c、n，进一步减少基体中溶解的c、n含量，添加al元素可以抑制σ相析出的同时促进纳米级laves相析出，而纳米级laves相细化晶粒。低氧含量可以避免形成氧化铝颗粒；步骤2）中控制冷速5℃/h-10℃/h，缓慢冷却有助于提高连铸坯塑性及韧性，避免铸件开裂。步骤3）锻坯缓慢加热，升温速率不高于10℃/min，可以充分溶解铸坯中形成的偏析元素cr、mo、nb、al等，并使其均匀化分布。锻造过程回炉加热，使合金元素均匀分布，减少偏析现象，而且回炉加热的材料更容易锻造，可以提高锻造的效率，减少锻造过程中的材料损耗。同时过高或过低的温度都可能导致元素偏析，因此控制终锻温度不低于950℃，避免形成粗大的nbti（cn）、tin颗粒，同时形成适量的纳米级laves相析出，降低锻造抗力，降低锻造抗力，避免锻造裂纹。步骤4）多机架热连轧：将锻坯加热至1080-12200℃，超过大尺寸laves相析出温度区间，保证大尺寸laves相溶解，同时完成再结晶，获得不含大尺寸laves相析出的等轴晶粒。由于采用热连轧，热轧板在通过前面几个机架后温度不会明显下降，因此热轧板可以在通过第一个机架后停留2-30分钟，使热轧板完成再结晶，通过再结晶细化组织，并控制纳米级laves相少量析出。随后控制终轧温度600-800℃，实施大压下率低温热轧，获得大变形组织，同时控制形成均匀分布的纳米级laves相。步骤4）单机架热轧：将锻坯加热至1050-1180℃，超过大尺寸laves相析出温度区间，保证大尺寸laves相溶解，同时完成再结晶，获得不含大尺寸laves相析出的等轴晶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高铬钼含铝铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高铬钼含铝铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤5）冷轧之前先进行表面处理。
3.根据权利要求2所述的一种高铬钼含铝铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤3）中，锻造开坯时进行两次锻造，初次锻造时，将步骤2）中获得的修磨后的铸坯随炉加热到1180-1250℃，升温速率0.5-10℃/min，保温时间为1-4h，开锻温度为1100-1200℃，终锻温度≥950℃，锻造比为2.0-4.0，二次锻造时，再次加热至1120-1250℃，保温时间为0.2-1h，开锻温度为1100-1200℃，终锻温度≥960℃，随后空冷至室温获得锻件。
4.根据权利要求3所述的一种高铬钼含铝铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤4）中的单机架连轧中，中间次加热后热轧的加热温度1050-1180℃，保温时间10-240 min，开轧温度≥1050℃，终轧温度≥950℃，压下率≥15%，且中间次加热后热轧的次数根据目标热轧厚度而定。
5.根据权利要求4所述
6.根据权利要求5所述的一种高铬钼含铝铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤1）中缓冷的冷却速率≤20℃/h。
7.一种高铬钼含铝铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种高铬钼含铝铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤4）冷轧之前先进行表面处理。
9.根据权利要求8所述的一种高铬钼含铝铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤3）中的单机架连轧中，中间次加热后热轧的加热温度1050-1180℃，保温时间10-240 min，开轧温度≥1050℃，终轧温度≥950℃，压下率≥15%，且中间次加热后热轧的次数根据目标热轧厚度而定。
10.根据权利要求9所述的一种高铬钼含铝铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤4）中冷轧时的总压下率≥20%。
...【技术特征摘要】
1.一种高铬钼含铝铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高铬钼含铝铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤5）冷轧之前先进行表面处理。
3.根据权利要求2所述的一种高铬钼含铝铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤3）中，锻造开坯时进行两次锻造，初次锻造时，将步骤2）中获得的修磨后的铸坯随炉加热到1180-1250℃，升温速率0.5-10℃/min，保温时间为1-4h，开锻温度为1100-1200℃，终锻温度≥950℃，锻造比为2.0-4.0，二次锻造时，再次加热至1120-1250℃，保温时间为0.2-1h，开锻温度为1100-1200℃，终锻温度≥960℃，随后空冷至室温获得锻件。
4.根据权利要求3所述的一种高铬钼含铝铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤4）中的单机架连轧中，中间次加热后热轧的加热温度1050-1180℃，保温时间10-240 min，开轧温度≥1050℃，终轧温度≥950℃，压下率≥15%，且中间...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁辉虎，李泽阳，乔卫东，王骁杰，李光，张翊东，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：
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