本發明屬于不銹鋼冶煉,具體涉及一種奧氏體不銹鋼及其低碳臨界固溶酸洗方法。
背景技術:
1、傳統工藝中奧氏體不銹鋼的固溶退火溫度區間通常為1080?℃~1150?℃,其目的在于使不銹鋼的晶粒生長地更為粗大,調整不銹鋼的性能,使材料更為柔軟,進而利于后續軋制,但其所需的耗能也更多。
2、不銹鋼,特別是304奧氏體不銹鋼熱軋卷取的溫度一般為750?℃,在冷卻過程中因在420℃~850℃敏化區間長時間停留,會導致碳化鉻析出晶面,增加不銹鋼的晶間腐蝕傾向,因此在熱軋后必須經過固溶退火與酸洗處理,以消除加工硬化、溶解析出的碳化鉻并去除表面氧化皮,從而恢復其耐腐蝕性與性能。
3、目前主要采用常規連續退火酸洗方法,受限于早期的冷軋工藝,固溶溫度通常需維持在1080?℃~1150?℃的高溫區間,以保障碳化鉻溶解并使不銹鋼的晶粒生長地更為粗大,以調整不銹鋼的強度和延展性,避免后續冷軋工序破壞晶粒結構,但維持高溫環境則務必會產生更高的能耗。隨著冷軋設備性能增強,對固溶退火后的奧氏體不銹鋼的性能不再有較大影響。因此,迫切需要開發一種的不銹鋼固溶退火酸洗處理工藝,能夠在顯著降低固溶溫度以實現節能降耗的同時,能兼顧所生產奧氏體不銹鋼材料的質量與穩定性,滿足現代工業生產對高效、節能、環保的迫切需求。
技術實現思路
1、為解決現有工藝中固溶酸洗工藝所需能耗高的技術問題,本發明旨在提供一種奧氏體不銹鋼的低碳臨界固溶酸洗方法,包括以下步驟:
2、s1、將不銹鋼進行固溶處理,所述固溶處理的固溶溫度為950?℃~1000?℃,固溶時間為1.5?min~3?min;
3、s2、采用機械延展和擊打方式去除所述不銹鋼的表面氧化層;
4、s3、將所述不銹鋼進行化學酸洗。
5、具體的,奧氏體不銹鋼熱軋卷取的溫度一般為750?℃,在冷卻過程中因在420℃~850℃敏化區間長時間停留,會導致碳化鉻析出晶面,增加不銹鋼的晶間腐蝕傾向,因此需退火將碳化鉻進行固溶,同時使熱軋軋制時破碎的晶粒得到生長,進而改善材料性能。本發明提供的奧氏體不銹鋼的臨界固溶酸洗方法,將固溶溫度的范圍設置在950?℃~1000?℃,經實施驗證,所設置的溫度下限確保了碳化鉻能夠完全固溶于奧氏體不銹鋼的基體中,從而消除晶間腐蝕傾向,并完成晶粒的回復與再結晶,保證材料基本的力學與耐腐蝕性能;所設置的溫度上限則是避免使晶粒生長地更為粗大,同時減少無意義的能量消耗,經實施驗證,以煤氣為例,相較原工藝能減少約20%的煤氣消耗。
6、相應的,更低的固溶溫度會使奧氏體不銹鋼表面的氧化皮層更薄且致密,氧化皮層與不銹鋼基體的表面結合地也更為牢固。基于不銹鋼基體與表面的氧化皮層的物理特性不一致的情況,不銹鋼基體具備延展性,塑性較優,而氧化皮層質地脆且硬,無延展性,因此步驟s2中通過機械延展對不銹鋼基體進行拉伸,能使大部分的氧化皮層脫落;不銹鋼基體上遺留的小塊氧化皮層,則通過擊打將其敲落。
7、經上述處理后的不銹鋼基體表面仍會殘留部分與基體結合的氧化皮層,無法通過常規的物理手段去除,需通過化學酸洗腐蝕以完全去除。
8、進一步地,所述不銹鋼為不銹鋼帶,所述不銹鋼帶的厚度為2.5?mm~5?mm。
9、具體的,該厚度涵蓋了常規不銹鋼帶的應用分級。
10、進一步地,當不銹鋼帶的厚度<3.8?mm時,步驟s1中的所述固溶溫度≥950℃;
11、當所述不銹鋼帶的厚度≥3.8?mm時,步驟s1中的所述固溶溫度≥960℃。
12、具體的,經實施驗證發現,當不銹鋼帶的厚度<3.8?mm時,其固溶溫度低于950℃時,或當不銹鋼帶的厚度≥3.8?mm時,其固溶溫度低于960℃時;不銹鋼帶表面的邊部位置容易出現灰黑色的色差缺陷,經分析發現,該缺陷為局部性碳化物富集,經酸洗,不銹鋼帶缺陷處的耐腐蝕性低于正常處,且會產生明顯的色差,在后續工藝中仍無法消除。
13、進一步地,步驟s2中所述采用機械延展和擊打去除所述不銹鋼的表面氧化層,包括:
14、s21、采用破鱗機對所述不銹鋼進行彎曲和拉伸;
15、s22、采用拋丸機對所述不銹鋼的表面進行擊打;
16、步驟s21中所述破鱗機的延伸率為0.8%~1%;
17、步驟s22中所述拋丸機的拋頭電流為115?a~125?a,拋頭轉動頻率為45?hz~50?hz。
18、具體的,破鱗機是通過輥系配合,將不銹鋼帶進行“s”形彎曲;并通過對不銹鋼帶進行拉伸,使不銹鋼帶在長度方向有一定的塑性變化,從而使不銹鋼帶的表面氧化皮層與基體通過彎曲及拉伸進行脫離,達到去除帶鋼表面氧化層的目的。相應的,調整延伸率會影響對不銹鋼帶的拉力和彎折力,常規工藝中延伸率設為0.7%,步驟s21中調增延伸率以適應本發明中更低的固溶溫度區間,保障氧化皮層的去除效果。拋丸機是通過將細小的鋼丸高速擊打在不銹鋼帶的表面,進而通過鋼丸的直接擊打及擊打產生的振動使氧化皮層脫落;其中,拋丸機的電流決定了該過程中的下沙量,拋頭轉動頻率是控制鋼丸的擊打速度和強度,步驟s22中調增拋頭電流和拋頭轉動頻率以適應本發明中更低的固溶溫度區間,保障氧化皮層的去除效果。
19、進一步地,步驟s3中所述將所述不銹鋼進行化學酸洗,所述化學酸洗的溶液為硫酸和混酸;
20、所述硫酸的濃度為340?g/l~360?g/l;
21、所述混酸包括硝酸和氫氟酸,所述硝酸的濃度為130?g/l~140?g/l,所述氫氟酸的濃度為30?g/l~40?g/l。
22、具體的,本發明的臨界固溶酸洗方法會產生厚度更薄且更致密的氧化皮層,經實時驗證,常規工藝的酸洗液濃度難以完全去除不銹鋼帶的氧化皮層,會影響最終不銹鋼的一級品率,本發明經驗證調整酸洗溶液各成分的濃度,能夠解決上述問題。
23、進一步地,步驟s3中的所述化學酸洗的時間為15?min~30?min。
24、本發明的另一個目的在于提供一種奧氏體不銹鋼,應用上述的奧氏體不銹鋼的臨界固溶酸洗方法制備,經實施驗證,所述奧氏體不銹鋼經冷軋后制得的最終成品的機械性能與原有工藝相當,甚至在屈服強度和硬度等方面優于原有工藝。
25、相較現有技術,本發明的有益效果在于:
26、本發明通過精確控制固溶溫度在950?℃至1000?℃這一優化區間內,結合機械延展與擊打處理,以及經過系統優化的化學酸洗工藝配比,成功解決低溫固溶導致的氧化皮層難以去除的問題,不僅確保了碳化鉻的完全固溶,有效消除了晶間腐蝕的風險,經多輪驗證,一級品率可穩定在98%左右,同時成功將固溶溫度較傳統工藝降低約100?℃;以煤氣為例,在相同產量條件下,整體能耗降低了約25%,由于本發明中采用低溫固溶,晶粒度達到7.5~8.5級,所制得奧氏體不銹鋼材在保持良好塑性的同時,屈服強度和硬度相較現有技術還有所提升。
1.一種奧氏體不銹鋼的低碳臨界固溶酸洗方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.?根據權利要求1所述的奧氏體不銹鋼的低碳臨界固溶酸洗方法,其特征在于,所述不銹鋼為不銹鋼帶,所述不銹鋼帶的厚度為2.5?mm~5?mm。
3.?根據權利要求2所述的奧氏體不銹鋼的低碳臨界固溶酸洗方法,其特征在于,當不銹鋼帶的厚度<3.8?mm時,步驟s1中的所述固溶溫度≥950℃;
4.根據權利要求1所述的奧氏體不銹鋼的低碳臨界固溶酸洗方法,其特征在于,步驟s2中所述采用機械延展和擊打去除所述不銹鋼的表面氧化層,包括:
5.根據權利要求1所述的奧氏體不銹鋼的低碳臨界固溶酸洗方法,其特征在于,步驟s3中所述對所述不銹鋼進行化學酸洗,所述化學酸洗的溶液為硫酸和混酸;
6.?根據權利要求1所述的奧氏體不銹鋼的低碳臨界固溶酸洗方法,其特征在于,步驟s3中的所述化學酸洗的時間為15?min~30?min。
7.一種奧氏體不銹鋼,其特征在于,其由權利要求1~6任一項所述的奧氏體不銹鋼的低碳臨界固溶酸洗方法制備得到。