專利名稱：一種用于制造鋼管的奧氏體不銹鋼及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合金領(lǐng)域，具體地涉及不銹鋼，更具體地涉及一種用于制造鋼管的奧氏體不銹鋼的制造方法及其制造方法。
背景技術(shù)：
不銹鋼以良好的耐蝕性，耐高溫性，高強韌性，外觀精美以及優(yōu)良的加工成型性等特點，被廣泛應(yīng)用于食品機械、衛(wèi)生設(shè)施、廚房、建筑裝演、汽車、化工和電器產(chǎn)品等方面。在不銹鋼市場中，不銹鋼板材的需求量占80%以上，這其中主要的產(chǎn)品是不銹鋼冷軋薄板。傳統(tǒng)的不銹鋼帶的生產(chǎn)工藝是由連鑄(或模注+鍛造)，熱軋和冷軋工序完成。 一般傳統(tǒng)的連鑄工藝中鑄坯的厚度是200mm。不銹鋼的熱軋生產(chǎn)工藝有連續(xù)式熱軋帶鋼軋機和現(xiàn)代爐卷軋機兩種。這兩種生產(chǎn)工藝在粗軋機以前是相同的。鋼坯的斷面尺寸多為 (180-200mm)* (1050-2550) 二。鋼坯在步進梁式加熱爐加熱。出爐鋼坯經(jīng)過高壓水除磷后在帶有立輥的四輥可逆式粗軋機進行5-7道次往復(fù)軋制，軋制到30-50mm，送入精軋機組或爐卷軋機，軋制到成品厚度，完成帶鋼的熱軋生產(chǎn)過程。不銹鋼冷軋帶鋼的生產(chǎn)工藝是主要是在熱軋帶鋼連續(xù)退火酸洗機組上進行軟化和去除氧化鐵皮處理。然后進行冷軋，冷軋后的帶鋼在冷軋帶鋼連續(xù)退火酸洗機組進行再結(jié)晶軟化退火和酸洗；成品冷軋帶鋼經(jīng)平整機組改善板形，經(jīng)縱切(鋼卷交貨)或橫切(單張板交貨)機組，完成冷軋帶鋼的生產(chǎn)。上述是傳統(tǒng)的不銹鋼帶鋼的生產(chǎn)工藝。在上個世紀80年代末90年代初，緊湊式帶鋼生產(chǎn)工藝(Compact Strip Production，簡稱CSP)在美國紐柯公司首先獲得商業(yè)化，其特征為薄板坯連鑄連軋，工藝流程為電爐或轉(zhuǎn)爐提供鋼水一連鑄-均熱爐均熱-熱連軋-卷取。隨著薄板坯連鑄連軋技術(shù)的發(fā)展，不銹鋼也可以用薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)。該工藝與傳統(tǒng)工藝相比最大的特點是連鑄的鑄坯厚度為50-90mm，由于原始鑄坯薄，熱軋機組不需要粗軋機(若坯厚50mm)，或只需要1臺粗軋機(坯厚70_90mm)。而傳統(tǒng)工藝中粗軋機要反復(fù)軋幾個道次才能將鑄坯減薄至精軋前需要的規(guī)格。另外傳統(tǒng)工藝中鑄坯要先經(jīng)過冷卻后再加熱，再進粗軋機，而薄板坯連鑄連軋工藝中鑄坯不經(jīng)冷卻直接軋制，因此熱軋機組前的均熱爐只需要補溫。因此該工藝比上述傳統(tǒng)工藝大大縮短了流程，降低了能耗，節(jié)省了能源。比薄板坯連鑄連軋更新的連鑄技術(shù)是薄帶連鑄技術(shù)(Strip Casting Process), 其生產(chǎn)工藝的主要特點就是鋼水通過一對內(nèi)部具有循環(huán)冷卻作用的鑄軋輥，經(jīng)過激冷、凝固后直接澆鑄出l_5mm厚的鑄帶，鑄帶經(jīng)過一道次在線熱軋(或無熱軋)后卷取成卷。薄帶連鑄連軋工藝可以更大程度地簡化生產(chǎn)工藝、縮短生產(chǎn)周期、明顯降低能耗和生產(chǎn)成本。同時，由于薄帶連鑄在冶金工藝流程、材料的凝固過程特征、相變歷史等方面同傳統(tǒng)流程以及薄板坯連鑄連軋流程均有所不同，生產(chǎn)出來的材料，其組織和性能與傳統(tǒng)工藝和CSP工藝相比有自身獨特的特點，其凝固速度快、成分均勻、偏析度小、晶粒細小的基本特點給材料研究工作者帶來樂觀的前景，用它來生產(chǎn)高合金含量、傳統(tǒng)工藝易產(chǎn)生偏析的一些鋼種具有獨特的優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種用于制造鋼管的奧氏體不銹鋼的制造方法及其制造方法，從而可以彌補現(xiàn)有技術(shù)的缺點，簡化生產(chǎn)工藝，縮短生產(chǎn)周期，降低產(chǎn)品中馬氏體的含量，提高鋼的耐腐蝕性，使延伸率可大于25%。本發(fā)明所制備的一種用于制造鋼管的奧氏體不銹鋼，其特征在于其組成按重量百分比為C 0. 05% -0. 08%, Si 0. 4% -0. 8%, Mn 0. 7% -1. 0%,P 彡 0. 04%, S 彡 0. 03%, Cr 18. 0% -19. 0%,Ni 7. 0% -8. 0%, V 0. 08% -0. 12%, N 0. 15% -0. 25%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。C是一種間隙元素，通過固溶強化可顯著提高鋼的強度，形成并穩(wěn)定奧氏體且擴大奧氏體區(qū)。但在一些條件下C與鋼中的鉻結(jié)合形成Cr23C6型碳化物，使鋼的耐蝕性特別是耐晶間腐蝕性能下降。因此要控制碳的含量。Si是一種脫氧元素，但可顯著提高鋼在固溶態(tài)的晶間腐蝕敏感性。因此，Si含量被定義為0. 4-0.8%。Mn是強烈穩(wěn)定奧氏體的元素，可以提高鋼的強度并改善鋼的熱塑性。但過量的Mn 降低可成形性和焊接性。因此，Mn含量被定義為0. 7% -1. 0%。Cr是鐵素體相的形成元素，提高鋼耐氧化性介質(zhì)和酸性氯化物介質(zhì)的性能，但過量的Cr造成不銹鋼的脆性。因此，Cr被定義為18. 0-19. 0%。Ni是強烈形成并穩(wěn)定奧氏體且擴大奧氏體相區(qū)的元素。隨著鎳含量的增加，鋼的強度降低而塑性提高，有利于冷加工成形性能。但鎳使鋼的抗高溫硫化性能降低。因此，Ni 定義為 7. 0% -8. 0%。N作為固溶強化元素提高用于制造鋼管的奧氏體不銹鋼的制造方法的強度，也可以提高鋼的耐腐蝕性能。但N含量超過0.25%以后降低鋼的熱、冷加工性及冷成形性。因此，N 定義為 0. 15% -0. 25%。P和S均為不可避免的雜質(zhì)元素，但對性能有不利的影響，應(yīng)分別小于0. 04 %和 0. 03%。如上所述的用于制造鋼管的奧氏體不銹鋼的制造方法，其特征在于包含如下步驟(1)將原料在真空感應(yīng)爐或電爐-AOD雙聯(lián)冶煉，(2)然后模鑄或連鑄成鋼坯；(3)對澆鑄好的鋼坯在加熱爐內(nèi)熱軋，溫度范圍為1100-1200°C，經(jīng)1000-1150°C 范圍內(nèi)的熱變形后軋制成帶鋼或平板；(4)退火酸洗，進行1000-1150°C溫度范圍內(nèi)的固溶熱處理，熱處理時間根據(jù)1_5 分鐘/mm確定；(5)冷軋，冷軋壓下量不低于50% ；(6)熱處理和酸洗，經(jīng)600_800°C X 1-5分鐘的熱處理后酸洗。
具體實施例方式實施例一
(1)將原料在真空感應(yīng)爐冶煉，(2)然后連鑄成鋼坯或鋼錠；(3)對澆鑄好的鋼坯在加熱爐內(nèi)熱軋，溫度范圍為1150°C，經(jīng)1000°C的熱變形后軋制成帶鋼或平板；(4)退火酸洗，進行1000°C溫度范圍內(nèi)的固溶熱處理，熱處理時間根據(jù)3分鐘/mm
確定；(5)冷軋，冷軋壓下量不低于50% ；(6)熱處理和酸洗，經(jīng)600°C X 2分鐘的熱處理后酸洗。經(jīng)檢查，其抗拉伸強度為1120MPa，延伸率為沈％。所制得的鋼的成分為C0. 05%，Si 0.4%,Mn 0. 7%, P ^ 0. 02%, S ^ 0. 013%, Crl8. 0%, Ni 7. 0%, V 0. 08%, N 0. 15%，余量為！^和不可避免的雜質(zhì)。采用上述成分的步驟2的鋼坯，鋼坯為四角鋼坯，經(jīng)冷定心，加熱爐加熱，穿孔機穿孔，切頭切尾，矯直而成四角鋼管。實施例二(1)將原料在電爐-AOD雙聯(lián)冶煉，(2)然后連鑄成鋼坯；(3)對澆鑄好的鋼坯在加熱爐內(nèi)熱軋，溫度范圍為1100°C，經(jīng)1150°C范圍內(nèi)的熱變形后軋制成帶鋼或平板；(4)退火酸洗，進行1150°C溫度范圍內(nèi)的固溶熱處理，熱處理時間根據(jù)5分鐘/mm
確定；(5)冷軋，冷軋壓下量不低于50% ；(6)熱處理和酸洗，經(jīng)700°C X 5分鐘的熱處理后酸洗。經(jīng)檢查，其抗拉伸強度為lOOOMPa，延伸率為30%。采用上述不銹鋼帶鋼或平板，經(jīng)卷曲，焊接，磨平，切管，矯直而成不銹鋼鋼管。實施例三(1)將原料在電爐-AOD雙聯(lián)冶煉，(2)然后模鑄成鋼坯；(3)對澆鑄好的鋼坯在加熱爐內(nèi)熱軋，溫度范圍為1200°C，經(jīng)1100°C范圍內(nèi)的熱變形后軋制成帶鋼或平板；(4)退火酸洗，進行1120°C溫度范圍內(nèi)的固溶熱處理，熱處理時間根據(jù)1分鐘/mm
確定；(5)冷軋，冷軋壓下量不低于50% ；(6)熱處理和酸洗，經(jīng)800°C X 1分鐘的熱處理后酸洗。經(jīng)檢查，其抗拉伸強度為1070MPa，延伸率為觀％。鋼的成分為C0. 08%, Si 0. 8%, Mn 1. 0%, P 0. 04%, S 0. 03%, Cr 19. 0%, Ni
8.0%, V 0. 12%,N 0. 25%，余量為!^e和不可避免的雜質(zhì)。申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細工藝設(shè)備和工藝流程， 但本發(fā)明并不局限于上述詳細工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細工藝設(shè)備和工藝流程才能實施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于制造鋼管的奧氏體不銹鋼，其特征在于其組成按重量百分比為 CO. 05 % -0. 08 %, SiO. 4 % -0. 8 %, MnO. 7 % -1. 0 %, P ^ 0. 04 %, S ^ 0. 03 %, Crl8. 0% -19. 0%,Ni7. 0% -8. 0%, V 0. 08% _0· 12%, N 0. 15% _0· 25%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于制造鋼管的奧氏體不銹鋼的制造方法，其特征在于包含如下步驟(1)將原料在真空感應(yīng)爐或電爐-AOD雙聯(lián)冶煉，(2)然后模鑄或連鑄成鋼坯；(3)對澆鑄好的鋼坯在加熱爐內(nèi)熱軋，溫度范圍為1100-1200°C，經(jīng)1000-1150°C范圍內(nèi)的熱變形后軋制成帶鋼或平板；(4)退火酸洗，進行1000-1150°C溫度范圍內(nèi)的固溶熱處理，熱處理時間根據(jù)1-5分鐘 /mm確定；(5)冷軋，冷軋壓下量不低于50%；(6)熱處理和酸洗，經(jīng)600-800°CX 1-5分鐘的熱處理后酸洗。
3.如權(quán)利要求2所述的用于制造鋼管的奧氏體不銹鋼的制造方法，其特征在于，所述熱軋步驟中，加熱爐出鋼溫度為1110-1120°C。
4.如權(quán)利要求2所述的用于制造鋼管的奧氏體不銹鋼的制造方法，其特征在于，所述連鑄步驟中要控制溫度1468-1483°C，拉速為1. 5-2米/分。
5.一種不銹鋼管的制造方法，其采用的是權(quán)利要求2的制造的不銹鋼帶鋼或平板，經(jīng)卷曲，焊接，磨平，切管，矯直而成。
6.一種不銹鋼管的制造方法，其采用的是權(quán)利要求1的不銹鋼的四角鋼坯，經(jīng)冷定心， 加熱爐加熱，穿孔機穿孔，切頭切尾，矯直而成四角鋼管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于制造鋼管的奧氏體不銹鋼及其制造方法，其化學(xué)成分重量百分比為C 0.05％-0.08％，Si 0.4％-0.8％，Mn0.7％-1.0％，P≤0.04％，S≤0.03％，Cr 18.0％-19.0％，Ni 7.0％-8.0％，V 0.08％-0.12％，N 0.15％-0.25％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。所述奧氏體系不銹鋼可以作為在鍋爐的過熱器、再熱器以及化學(xué)工業(yè)用反應(yīng)爐管等中使用的鋼管、以及作為耐熱耐壓部件使用的鋼板、條鋼以及鍛鋼等原材料使用，對于促進發(fā)電用鍋爐等的高溫高壓化具有極大的效果。
文檔編號C22C38/46GK102363870SQ201110306280
公開日2012年2月29日 申請日期2011年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月10日
發(fā)明者劉群聯(lián) 申請人:劉群聯(lián)