一种含钛不锈钢防开裂的加工方法

技术领域

本发明属于新型钢材加工制备技术领域，具体涉及一种含钛不锈钢防开裂的加工方法。

背景技术

不锈钢是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢；而将耐化学腐蚀介质（酸、碱、盐等化学浸蚀）腐蚀的钢种称为耐酸钢。就一般而言，不锈钢的硬度要高于铝合金，成本不锈钢比铝合金要高。为了提高不锈钢的性能，往往在合金中添加一些能够提高钢材性能的金属元素。其中，钛作为合金元素在普通低合金钢、合金结构钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、永磁合金以及铸钢中有广泛应用，钛对钢的韧性，特别是低温冲击韧性有改善作用。钛咋不锈钢中发挥作用的同时，也存在着不良因素，由于钛元素与氮、氧元素都具有很强的亲和作用，不锈钢冶炼中很容易反应形成氧化钛和氮化钛等熔点较高的物质，这些物质在钢液界面上形成富集，进一步在钢坯表面或皮下产生重皮、钛条痕等，在应力作用下，很容易产生裂纹，进而损害了不锈钢产品的品质。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种含钛不锈钢防开裂的加工方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种含钛不锈钢防开裂的加工方法，具体的，所述不锈钢制备工艺为：

将熔炼得到的钢水进行扒渣，灌注，制备钢坯；

对钢坯进行打磨、抛光处理，然后置于高温炉中，通入氩气，氩气流量为150-160毫升/分钟，通气10-15分钟后，以12-14℃/分钟的速度升温至760-800℃，保温30-50分钟，然后以7.5-7.8℃/分钟的速度升温至1100-1200℃，保温6-10分钟，在氩气保护下，自然冷却至室温，对得到的钢坯进行分阶段热轧，第一阶段：加热至1150-1180℃，轧制速度为0.10-0.12米/秒，轧制时间为7-8分钟，冷却速度控制为17-19℃/分钟；第二阶段：轧制速度为0.09-0.10米/秒，轧制时间为7.0-8.0分钟，冷却速度控制为13-14℃/分钟；第三阶段：轧制速度为0.07-0.08米/秒，轧制时间为6.0-6.5分钟，冷却速度控制为11-13℃/分钟。

对热轧后的钢坯进行退火处理，退火工艺为：退火温度为660-700℃，保温10-13分钟，然后进行分阶段降温，前2.5-3.0分钟以均匀速度降温至530-550℃，保温18-25分钟，然后以35-45℃/分钟的速度降温至330-350℃，保温20-25分钟，最后水冷至室温即可。

对退火后的钢坯进行酸洗，酸洗时间为6.0-8.0分钟，酸洗液温度为20-24℃，酸洗液按照重量份计由以下成分制成：季戊四醇油酸17-22份、浓硫酸8-10份、乙酸5.2-5.5份、丁二酸1.0-1.3份、羟基亚乙基二膦酸0.3-0.4份、碳酸钠溶液16-20份、水133-138份。

所述浓硫酸质量浓度为72-77%，碳酸钠溶液质量浓度为2.8-3.0%。

所述含钛不锈钢中：Ti含量在0.04%-0.08%之间，C含量在0.03%-0.06%之间。

本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决含钛不锈钢存在的裂纹风险高的问题，本发明提供了一种含钛不锈钢防开裂的加工方法，本发明在不锈钢加工过程中，通过对产生裂纹机理的研究以及影响不锈钢综合性能的因素分析，优化生产过程的条件控制，增强了钢坯在凝固过程中受力时抵抗外界应力的能力，在氩气保护下进行热处理，并进一步进行分阶段热轧，然后对热轧处理后的钢坯进行退火以及酸洗处理，提高了裂纹产生的难度，进而对于钢坯的质量以及成产率有了显著的提升，对防止含钛不锈钢钢坯的裂纹缺陷、提高钢坯质量有着重要意义，能够适应温度较宽范围内应用，具有极好的耐侵蚀和抗晶间腐蚀性能，克服了现有含钛不锈钢存在的易开裂问题。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。

实施例1

一种含钛不锈钢防开裂的加工方法，具体的，所述不锈钢制备工艺为：

将熔炼得到的钢水进行扒渣，灌注，制备钢坯；

对钢坯进行打磨、抛光处理，然后置于高温炉中，通入氩气，氩气流量为150毫升/分钟，通气10分钟后，以12℃/分钟的速度升温至760℃，保温30分钟，然后以7.5℃/分钟的速度升温至1100℃，保温6分钟，在氩气保护下，自然冷却至室温，对得到的钢坯进行分阶段热轧，第一阶段：加热至1150℃，轧制速度为0.10米/秒，轧制时间为7分钟，冷却速度控制为17℃/分钟；第二阶段：轧制速度为0.09米/秒，轧制时间为7.0分钟，冷却速度控制为13℃/分钟；第三阶段：轧制速度为0.07米/秒，轧制时间为6.0分钟，冷却速度控制为11℃/分钟。

对热轧后的钢坯进行退火处理，退火工艺为：退火温度为660℃，保温10分钟，然后进行分阶段降温，前2.5分钟以均匀速度降温至530℃，保温18分钟，然后以35℃/分钟的速度降温至330℃，保温20分钟，最后水冷至室温即可。

对退火后的钢坯进行酸洗，酸洗时间为6.0分钟，酸洗液温度为20℃，酸洗液按照重量份计由以下成分制成：季戊四醇油酸17份、浓硫酸8份、乙酸5.2份、丁二酸1.0份、羟基亚乙基二膦酸0.3份、碳酸钠溶液16份、水133份。

所述浓硫酸质量浓度为72%，碳酸钠溶液质量浓度为2.8%。

所述含钛不锈钢中：Ti含量在0.04%-0.08%之间，C含量在0.03%-0.06%之间。

按照实施例1的方法生产不锈钢，加工得到规格为40毫米×1500毫米×600毫米的钢坯试样（每组5个），进行力学性能测试，以反应试样裂纹产生的敏感度，测试得到试样平均抗拉强度达到610MPa，屈服强度达到514MPa。

实施例2

一种含钛不锈钢防开裂的加工方法，具体的，所述不锈钢制备工艺为：

将熔炼得到的钢水进行扒渣，灌注，制备钢坯；

对钢坯进行打磨、抛光处理，然后置于高温炉中，通入氩气，氩气流量为155毫升/分钟，通气12分钟后，以13℃/分钟的速度升温至780℃，保温40分钟，然后以7.6℃/分钟的速度升温至1150℃，保温8分钟，在氩气保护下，自然冷却至室温，对得到的钢坯进行分阶段热轧，第一阶段：加热至1165℃，轧制速度为0.11米/秒，轧制时间为7.5分钟，冷却速度控制为18℃/分钟；第二阶段：轧制速度为0.095米/秒，轧制时间为7.5分钟，冷却速度控制为13.5℃/分钟；第三阶段：轧制速度为0.075米/秒，轧制时间为6.3分钟，冷却速度控制为12℃/分钟。

对热轧后的钢坯进行退火处理，退火工艺为：退火温度为665℃，保温11分钟，然后进行分阶段降温，前2.8分钟以均匀速度降温至540℃，保温21分钟，然后以40℃/分钟的速度降温至340℃，保温22分钟，最后水冷至室温即可。

对退火后的钢坯进行酸洗，酸洗时间为7.0分钟，酸洗液温度为22℃，酸洗液按照重量份计由以下成分制成：季戊四醇油酸20份、浓硫酸9份、乙酸5.3份、丁二酸1.1份、羟基亚乙基二膦酸0.35份、碳酸钠溶液18份、水135份。

所述浓硫酸质量浓度为75%，碳酸钠溶液质量浓度为2.9%。

所述含钛不锈钢中：Ti含量在0.04%-0.08%之间，C含量在0.03%-0.06%之间。

按照实施例2的方法生产不锈钢，加工得到规格为40毫米×1500毫米×600毫米的钢坯试样（每组5个），进行力学性能测试，以反应试样裂纹产生的敏感度，测试得到试样平均抗拉强度达到613MPa，屈服强度达到515MPa。

实施例3

一种含钛不锈钢防开裂的加工方法，具体的，所述不锈钢制备工艺为：

将熔炼得到的钢水进行扒渣，灌注，制备钢坯；

对钢坯进行打磨、抛光处理，然后置于高温炉中，通入氩气，氩气流量为160毫升/分钟，通气15分钟后，以14℃/分钟的速度升温至800℃，保温50分钟，然后以7.8℃/分钟的速度升温至1200℃，保温10分钟，在氩气保护下，自然冷却至室温，对得到的钢坯进行分阶段热轧，第一阶段：加热至1180℃，轧制速度为0.12米/秒，轧制时间为8分钟，冷却速度控制为19℃/分钟；第二阶段：轧制速度为0.10米/秒，轧制时间为8.0分钟，冷却速度控制为14℃/分钟；第三阶段：轧制速度为0.08米/秒，轧制时间为6.5分钟，冷却速度控制为13℃/分钟。

对热轧后的钢坯进行退火处理，退火工艺为：退火温度为700℃，保温13分钟，然后进行分阶段降温，前3.0分钟以均匀速度降温至550℃，保温25分钟，然后以45℃/分钟的速度降温至350℃，保温25分钟，最后水冷至室温即可。

对退火后的钢坯进行酸洗，酸洗时间为8.0分钟，酸洗液温度为24℃，酸洗液按照重量份计由以下成分制成：季戊四醇油酸22份、浓硫酸10份、乙酸5.5份、丁二酸1.3份、羟基亚乙基二膦酸0.4份、碳酸钠溶液20份、水138份。

所述浓硫酸质量浓度为77%，碳酸钠溶液质量浓度为3.0%。

所述含钛不锈钢中：Ti含量在0.04%-0.08%之间，C含量在0.03%-0.06%之间。。

以上，实施例1-3所采用的不锈钢以质量百分比计含有，C：0.038%、Mn：1.20%、S：0.003%、P：0.04%、Si：0.46%、Al：0.14%、Cr：17.23%、Ni：7.4%、Ti：0.056%；余量的铁和不可避免的杂质。

按照实施例3的方法生产不锈钢，加工得到规格为40毫米×1500毫米×600毫米的钢坯试样（每组5个），进行力学性能测试，以反应试样裂纹产生的敏感度，测试得到试样平均抗拉强度达到611MPa，屈服强度达到514MPa。