本發明涉及一種不銹鋼及其生產方法，尤其是一種低碳鐵素體軟磁易切削不銹鋼及其生產方法。

背景技術：

Fe-Cr合金作為耐蝕和抗氧化材料已在工業材料中廣泛應用，鉻的加入提高了合金的電極電位，同時在表面形成致密的鈍化膜，大大提高了耐蝕性。鐵和鉻形成體心立方晶格的連續置換固溶體，其軟磁性能大約在質量分數為16%～17%Cr處最好，由于磁晶各向異性常數K1較大，磁致伸縮系數也大，故其磁導率較低，矯頑力較高；但由于其價格便宜，Bs值較高，耐蝕性好，電阻率高，磁性的溫度穩定性好等，使之成為目前應用最廣的耐蝕性軟磁材料，要用在潮濕、鹽霧或其他腐蝕介質中工作的電磁閥材。電磁閥應用范圍極其廣泛，從民用設備到軍工設備，從工業生產道家庭生活，如汽車發動機內部的核心部件、ABS系統、汽車減震系統等其應用已日趨成熟。

目前國內外只有少數廠家在生產鐵鉻系軟磁易切削不銹鋼，且相關報道較少?，F有軟磁易切削不銹鋼的方法多存在成材率低、表面質量不好、成本較高等不足之處。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種表面質量好的低碳鐵素體軟磁易切削不銹鋼；本發明還提供了一種成材率高的低碳鐵素體軟磁易切削不銹鋼的生產方法。

為解決上述技術問題，本發明化學成分的質量百分含量為：C≤0.04%，Mn≤1.00%，Si 1.00～1.50%，P≤0.045%，S≥0.15%，Cr 15.00～20.00%，Mo 0.2～0.6%，Ni≤0.60%，余量為Fe和不可避免的雜質元素。

本發明所述S含量為0.20～0.30%且Mn/S≥3。

本發明方法包括加熱、軋制和冷卻工序；所采用鋼坯化學成分的質量百分比含量如上所述。

本發明方法所述加熱工序：均熱溫度1020～1050℃，在爐時間120～150min。

本發明方法所述加熱工序中，預熱段≤850℃，加熱段1000～1020℃。

本發明方法所述軋制工序：進精軋溫度800～900℃，卷取溫度850～900℃。所述軋制工序中，粗軋階段至少前六架軋機的頭部溫度≥950℃。

本發明方法所述冷卻工序：冷卻速度為1.0～2.0℃/s。

本發明及其方法采用的原理是合理控制加熱和保溫時間以及軋制過程中的溫降控制來確保其具有較高的成材率，此外硫含量范圍的控制以及冶煉過程中氣體含量的控制能夠保證其具有良好的表面質量。這是因為硫在一定的溫度下容易和鐵形成低熔點的共晶化合物，該共晶化合物一般沿晶界呈網狀分布，會造成鋼的熱脆以及后續道次軋制過程中形成劈裂和堆鋼。因此通過添加同硫具有更高親和力的錳，形成硫化錳，可有效降低低熔點共晶化合物的產生。此外控制其中的硫含量，可以在確保產品的切削性的前提下有效改善線材表面質量；通過冶煉過程中其他成分含量的控制，抑制鑄坯中皮下氣泡的形成，改善線材表面短裂紋的產生。

本發明鋼種在加熱時，對加熱溫度和保溫時間具有較高的敏感性，超過一定的溫度范圍或加熱時間極易造成鑄坯在加熱爐內的彎曲，形成生產事故；因此對均熱溫度和保溫時間進行了限定。

本發明方法中將加熱工藝設定為鋼坯預熱溫度≤850℃，加熱段溫度1000～1020℃，均熱段溫度1020～1050℃，在爐時間120～150min，即可抑制低熔點共晶產物的產生，還可避免其在加熱爐內鑄坯的彎曲，有效保障其在粗軋階段的順利軋制。本發明方法加熱工藝及冷卻工藝控制過程溫降，進而控制各階段溫度，可有效避免后續軋制過程中的劈裂堆鋼。本發明采用上述工藝進行軋制，可確保良好的表面質量。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：本發明不僅能滿足軟磁磁性能，而且具有較高的成材率；尤其是在硫含量控制范圍為0.20～0.3%，同時錳硫比要大于3時，具備良好的表面質量。

本發明方法通過成分優化，降低生產過程中的劈裂、堆鋼等生產事故，改善了線材表面質量；本發明方法可得到φ5.5～38mm的低碳馬氏體易切削不銹鋼，在滿足其軟磁磁性能的前提下，具有良好的切削性、較高的成材率和表面質量，其成材率大于97%，合格率大于97%；本發明方法有效地降低了生產成本，除滿足用戶需求外，還具有較高的經濟效益。

本發明方法所得產品熱軋產品晶粒度大于8級，熱軋強度為500～550MPa，延伸10～15%，面縮10～20%；磁性能中，其飽和磁感應強度Bs≥0.95T（H=3200A/m），剩余磁感應強度Br≤0.5T（H=3200A/s），矯頑力≤400A/m，剩磁≤7GS。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細的說明。

實施例1：本低碳鐵素體軟磁易切削不銹鋼采用下述工藝生產而成。

（1）冶煉及連鑄工序：冶煉鋼水并連鑄成鋼坯，其成分按重量百分比為：C 0.035%，Mn 0.93%，Si 1.09%，P 0.022%，S 0.28%，Cr 17.69%，Mo 0.2%，Ni 0.08%，其余為鐵和不可避免的雜質元素。

（2）加熱工序：將鋼坯在加熱爐中加熱，預熱段溫度820℃，加熱段溫度1000℃，均熱溫度1030℃，在爐時間150min。

（3）軋制工序：鋼坯進行6+8道次粗中軋，4道次預精軋，8道次精軋，其中粗軋階段前六架頭部溫度960～1000℃；進精軋溫度850℃，進減定徑溫度850℃，卷取溫度890℃。

（4）冷卻工序：線材進入斯太爾莫冷卻線，調節風冷線保溫罩開啟數量和風機開度，控制冷卻速度為1.0℃/s。

本實施例所得Φ12mm規格的易切削不銹鋼盤條，表面質量良好，晶粒度9級，熱軋材抗拉強度487MPa，伸長率4.0%，面縮7%，盤條成材率97.5%，合格率98.5%

實施例2：本低碳鐵素體軟磁易切削不銹鋼采用下述工藝生產而成。

（1）冶煉及連鑄工序：冶煉鋼水并連鑄成鋼坯，其成分按重量百分比為：C 0.030%，Mn 0.89%，Si 1.12%，P 0.022%，S 0.25%，Cr 17.35%，Mo 0.36%，Ni 0.09，其余為鐵和不可避免的雜質元素。

（2）加熱工序：將鋼坯在加熱爐中加熱，預熱段溫度850℃，加熱段溫度1020℃，均熱溫度1040℃，在爐時間145min。

（3）軋制工序：鋼坯進行6+8道次粗中軋，4道次預精軋，8道次精軋，其中粗軋階段前六架頭部溫度950～980℃；進精軋溫度870℃，進減定徑溫度860℃，卷取溫度890℃。

（4）冷卻工序：線材進入斯太爾莫冷卻線，調節風冷線保溫罩開啟數量和風機開度，控制冷卻速度為1.5℃/s。

本實施例所得Φ11mm規格的易切削不銹鋼盤條，表面質量良好，晶粒度9級，熱軋材抗拉強度540MPa，伸長率7.5%，面縮9%，盤條成材率98%。合格率98%。

實施例3：本低碳鐵素體軟磁易切削不銹鋼采用下述工藝生產而成。

（1）冶煉及連鑄工序：冶煉鋼水并連鑄成鋼坯，其成分按重量百分比為：C 0.035%，Mn 0.98%，Si 1.15%，P 0.021%，S 0.26%，Cr 17.85%，Mo 0.52%，Ni 0.09%，其余為鐵和不可避免的雜質元素。

（2）加熱工序：將鋼坯在加熱爐中加熱，預熱段溫度840℃，加熱段溫度1015℃，均熱溫度1035℃，在爐時間140min。

（3）軋制工序：鋼坯進行6+8道次粗中軋，4道次預精軋，8道次精軋，其中粗軋階段前六架頭部溫度970～1010℃；進精軋溫度900℃，進減定徑溫度900℃，卷取溫度870℃。

（4）冷卻工序：線材進入斯太爾莫冷卻線，調節風冷線保溫罩開啟數量和風機開度，控制冷卻速度為1.2℃/s。

本實施例所得Φ12mm規格的易切削不銹鋼盤條，表面質量良好，晶粒度9級，熱軋材抗拉強度519MPa，伸長率8.5%，面縮8%，盤條成材率98.8%，合格率達到97.5%。

實施例4：本低碳鐵素體軟磁易切削不銹鋼采用下述工藝生產而成。

（1）冶煉及連鑄工序：冶煉鋼水并連鑄成鋼坯，其成分按重量百分比為：C 0.040%，Mn 0.97%，Si 1.0%，P 0.015%，S 0.20%，Cr 20.0%，Mo 0.46%，Ni 0.60%，其余為鐵和不可避免的雜質元素。

（2）加熱工序：將鋼坯在加熱爐中加熱，預熱段溫度850℃，加熱段溫度1010℃，均熱溫度為1020℃，在爐時間130min。

（3）軋制工序：鋼坯進行6+8道次粗中軋，4道次預精軋，8道次精軋，其中粗軋階段前六架頭部溫度965～1020℃；進精軋溫度820℃，進減定徑溫度800℃，卷取溫度850℃。

（4）冷卻工序：線材進入斯太爾莫冷卻線，調節風冷線保溫罩開啟數量和風機開度，控制冷卻速度為2.0℃/s。

本實施例所得Φ12mm規格的易切削不銹鋼盤條，表面質量良好，晶粒度9級，熱軋材抗拉強度504MPa，伸長率10.5%，面縮10.0%，盤條成材率98.5%，合格率98%。

實施例5：本低碳鐵素體軟磁易切削不銹鋼采用下述工藝生產而成。

（1）冶煉及連鑄工序：冶煉鋼水并連鑄成鋼坯，其成分按重量百分比為：C 0.030%，Mn 1.0%，Si 1.32%，P 0.045%，S 0.15%，Cr 17.09%，Mo 0.60%，Ni 0.49%，其余為鐵和不可避免的雜質元素。

（2）加熱工序：將鋼坯在加熱爐中加熱，預熱段溫度800℃，加熱段溫度1015℃，均熱段溫度1040℃，在爐時間120min。

（3）軋制工序：鋼坯進行6+8道次粗中軋，4道次預精軋，8道次精軋，其中粗軋階段前六架頭部溫度960～980℃；進精軋溫度880℃，進減定徑溫度870℃，卷取溫度900℃。

（4）冷卻工序：線材進入斯太爾莫冷卻線，調節風冷線保溫罩開啟數量和風機開度，控制冷卻速度為1.6℃/s。

本實施例所得Φ20mm規格的易切削不銹鋼盤條，表面質量良好，晶粒度9級，熱軋材抗拉強度514MPa，伸長率9.5%，面縮9%，盤條成材率98.6%，合格率98.2%。

實施例6：本低碳鐵素體軟磁易切削不銹鋼采用下述工藝生產而成。

（1）冶煉及連鑄工序：冶煉鋼水并連鑄成鋼坯，其成分按重量百分比為：C 0.037%，Mn 0.9%，Si 1.50%，P 0.032%，S 0.30%，Cr 15.0%，Mo 0.29%，Ni 0.18%，其余為鐵和不可避免的雜質元素。

（2）加熱工序：將鋼坯在加熱爐中加熱，預熱段溫度850℃，加熱段溫度1005℃，均熱段溫度1050℃，在爐時間135min。

（3）軋制工序：鋼坯進行6+8道次粗中軋，4道次預精軋，8道次精軋，其中粗軋階段前六架頭部溫度950～980℃；進精軋溫度800℃，進減定徑溫度820℃，卷取溫度860℃。

（4）冷卻工序：線材進入斯太爾莫冷卻線，調節風冷線保溫罩開啟數量和風機開度，控制冷卻速度為1.8℃/s。

本實施例所得Φ5.5mm規格的易切削不銹鋼盤條，表面質量良好，晶粒度9級，熱軋材抗拉強度554MPa，伸長率10.5%，面縮8%，盤條成材率96.6%，合格率98.2%。