碳化物细化的高碳马氏体不锈钢及其制备方法与流程

本发明属于不锈钢生产，具体涉及一种碳化物细化的高碳马氏体不锈钢及其制备方法。

背景技术：

1、由于传统50cr15等高碳马氏体不锈钢碳含量高，在生产过程形成的碳化物较粗大，如连铸过程由于选分结晶导致在坯料断面上存在严重的碳元素的分布不均匀，特别是在铸坯中心更是存在更高的碳含量，而且高的碳含量也进一步导致坯料中心存在更多且粗大的碳化物，这些碳化物使得材料在后续加工使用中存在易开裂、抛光后色泽不均等问题。即使采用模铸生产，这一问题也无法消除，而且模铸生产时铸锭心部的碳化物更加粗大。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种碳化物细化的高碳马氏体不锈钢及其制备方法。

2、在本发明的第一个方面，提供了一种碳化物细化的高碳马氏体不锈钢，其化学成分按质量百分比控制为：0.45%≤c≤0.55%、si≤1.00%、mn≤1.00%、p≤0.040%、s≤0.015%、14.00%≤cr≤15.00%、mo≤0.70%，cu+n+ni+co≤1.00%，余量为fe和不可避免的杂质，其中，奥氏体稳定性系数s 由下式计算：s=ni+0.68×cr+0.55×mn+0.45×si+27×(c+n)+mo+0.2×co，所述s=23~28。

3、进一步地，上述碳化物细化的高碳马氏体不锈钢的化学成分按质量百分比控制为：0.46%≤c≤0.48%、0.25%≤si≤0.32%、0.67%≤mn≤0.71%、0.036%≤p≤0.038%、0.005%≤s≤0.006%、14.69%≤cr≤14.78%、mo≤0.61%，cu+n+ni+co≤1.00%，余量为fe和不可避免的杂质，其中，奥氏体稳定性系数s 由下式计算：s=ni+0.68×cr+0.55×mn+0.45×si+27×(c+n)+mo+0.2×co，所述s=23.49~23.55。

4、在本发明的第二个方面，所提供的碳化物细化的高碳马氏体不锈钢的制备方法包括下述步骤：

5、（1）精炼处理：将转炉冶炼后的钢水送入vd炉进行二次精炼，再转入lf炉，加入石灰与萤石造渣，吹氩弱搅拌后送出；

6、（2）连铸成型：将精炼后的钢水送至板坯连铸机进行浇注，控制中间包过热度为≤25℃，二冷冷却采用强冷，控制二冷比水量为0.80～0.85l/kg，浇铸得到铸坯；

7、（3）铸坯热处理：将切割后的铸坯送入热处理炉，从室温开始升温，待炉温达到1000℃以上时开始计时保温，保温时间按铸坯厚度计为≥1.2 min/mm，保温结束后随炉冷却至室温；

8、（4）热轧加工：将热处理后的坯料进行热轧，粗轧阶段采用5道次轧制，其中第一道次压下率≥40%，后续每个道次的单道次变形率均≥30%，粗轧后经精轧轧制成厚度为3～4mm的带材；

9、（5）成品处理：将热轧后的带材经退火、酸洗处理，得到成品带材。

10、进一步地，在上述碳化物细化的高碳马氏体不锈钢的制备方法中，步骤（2）中，控制中间包过热度为22～25℃。

11、进一步地，在上述碳化物细化的高碳马氏体不锈钢的制备方法中，步骤（2）中，二冷比水量为0.82～0.83l/kg。

12、进一步地，在上述碳化物细化的高碳马氏体不锈钢的制备方法中，步骤（3）中，保温时间按铸坯厚度计为1.25～1.35min/mm。

13、进一步地，在上述碳化物细化的高碳马氏体不锈钢的制备方法中，步骤（4）中，第一道次压下率为40%～43%，后续每个道次的单道次变形率为30%～34%。

14、进一步地，在上述碳化物细化的高碳马氏体不锈钢的制备方法中，所述高碳马氏体不锈钢的制备方法制备得到的成品带材，其碳化物尺寸小于5μm。

15、本发明的碳化物细化的高碳马氏体不锈钢及其制备方法具有如下优点和有益效果：

16、（1）本发明通过控制钢的成分提高材料的组织稳定性，进而降低碳化物的析出，再通过连铸低过热度高冷却水强度降低了碳化物的析出时间，最后经过热处理和大变形热轧工艺，实现了低碳化物、小尺寸的控制目标，使材料抛光后表面缺陷程度大幅降低；

17、（2）本发明提供了一种低碳化物析出的不锈钢钢带的生产制度，可以进一步保证上述材料获得较低的碳化物数量和较小的碳化物尺寸，满足市场加工对抛光性能的要求。

1.一种碳化物细化的高碳马氏体不锈钢，其特征在于，所述碳化物细化的高碳马氏体不锈钢的化学成分按质量百分比控制为：0.45%≤c≤0.55%、si≤1.00%、mn≤1.00%、p≤0.040%、s≤0.015%、14.00%≤cr≤15.00%、mo≤0.70%，cu+n+ni+co≤1.00%，余量为fe和不可避免的杂质，其中，奥氏体稳定性系数s由下式计算：s=ni+0.68×cr+0.55×mn+0.45×si+27×(c+n)+mo+0.2×co，所述s=23~28。

2.根据权利要求1所述的碳化物细化的高碳马氏体不锈钢，其特征在于，所述碳化物细化的高碳马氏体不锈钢的化学成分按质量百分比控制为：0.46%≤c≤0.48%、0.25%≤si≤0.32%、0.67%≤mn≤0.71%、0.036%≤p≤0.038%、0.005%≤s≤0.006%、14.69%≤cr≤14.78%、mo≤0.61%，cu+n+ni+co≤1.00%，余量为fe和不可避免的杂质，其中，奥氏体稳定性系数s由下式计算：s=ni+0.68×cr+0.55×mn+0.45×si+27×(c+n)+mo+0.2×co，所述s=23.49~23.55。

3.一种碳化物细化的高碳马氏体不锈钢的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

4.根据权利要求3所述的碳化物细化的高碳马氏体不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，控制中间包过热度为22～25℃。

5.根据权利要求3所述的碳化物细化的高碳马氏体不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，二冷比水量为0.82～0.83l/kg。

6.根据权利要求3所述的碳化物细化的高碳马氏体不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，保温时间按铸坯厚度计为1.25～1.35min/mm。

7.根据权利要求3所述的碳化物细化的高碳马氏体不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，第一道次压下率为40%～43%，后续每个道次的单道次变形率为30%～34%。

8.根据权利要求3所述的碳化物细化的高碳马氏体不锈钢的制备方法，其特征在于，所述高碳马氏体不锈钢的制备方法制备得到的成品带材，其碳化物尺寸小于5μm。