一種汽車排氣系統用中鉻鐵素體不銹鋼的冷軋生產方法技術方案

一種汽車排氣系統用中鉻鐵素體不銹鋼的冷軋生產方法，其中冷軋步驟采用五連軋機組進行五個道次的連續冷軋，第1道次壓下率為19～21％，第2道次壓下率為34～36％，第3、4、5道次壓下率之比為6～7:4～5:3，總壓下率≥70％；冷軋后板厚度介于0.8～1.5mm之間。本發明專利技術鋼的r值為1.5～1.8，屈服強度≥240MPa，抗拉強度≥415MPa，延伸率≥36％，粗糙度≤0.7μm，提高了鋼的塑形應變比，提升了成形性能，粗糙度滿足汽車排氣系統使用條件，為排氣系統用中鉻鐵素體不銹鋼的工業化生產提供了一種新的工藝技術。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于中鉻鐵素體不銹鋼冷軋板制備領域，具體涉及一種汽車排氣系統用中鉻鐵素體不銹鋼的冷軋生產方法。
技術介紹
近幾年隨著我國汽車工業的快速發展，汽車排放等級化、為實現節能而提出的汽車減重等要求進一步提高。不銹鋼材料特別是高性能的中鉻鐵素體不銹鋼材料得到了廣泛應用，用量也在逐年增加，其主要用于排氣系統。汽車排氣系統用中鉻鐵素體不銹鋼通常為冷軋板，20世紀50年代發展起來的往復式冷軋是目前不銹鋼冷軋板帶的主要生產方式，其原料一般為退火酸洗態熱軋板坯。熱軋板坯經過一定程度的冷軋變形獲得了厚度很薄、尺寸精確、表面光潔和性能均一的冷硬態板帶鋼，再經過后續的熱處理和精整就能使板帶鋼具有良好的力學性能和加工性能。汽車排氣系統用中鉻鐵素體不銹鋼要求具有較好的成形性。排氣系統零部件在沖壓生產過程中因成形性不良容易產生各種起皺和開裂等缺陷，造成制件報廢，不僅提高了制造成本，而且造成了材料浪費。與成形性有關的材料性能參數主要有：塑形應變比r、極限深沖比LDR、應變硬化系數n、強度、延伸率。r值高，越不易減薄，可滿足零部件的沖壓加工要求；LDR越高，成形性越好；n值越大，拉延能力越強，沖壓性能越好；強度和延伸率越高，材料性能越好，越不易發生加工開裂等問題。通常認為，r值的主要影響因素是冷軋總壓下率，較高的冷軋總壓下率能使再結晶退火后的有利織構增強，有利于提高冷軋薄板的沖壓成形性能。現有往復軋制工藝生產的中鉻鐵素體不銹鋼，r值一般在1.1～1.4之間，在加工成形過程中因成形性比較薄弱而發生的問題普遍比較多。此外，汽車排氣管置于車輛底盤下，因此排氣系統用鐵素體不銹鋼的表面粗糙度要求比外觀用鐵素體不銹鋼的要求較低。外觀用中鉻鐵素體不銹鋼產品的粗糙度要
求一般在0.3μm以下，汽車排氣系統用中鉻鐵素體不銹鋼的粗糙度值一般高于這個范圍。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種汽車排氣系統用中鉻鐵素體不銹鋼的冷軋生產方法，該方法生產效率高，且可大大提高鋼的塑形應變比r值，提升合金的沖壓性能，粗糙度滿足用戶要求，同時保證汽車排氣系統業對強度、延伸率等力學性能要求，具體是：r值為1.5～1.8，屈服強度≥240MPa，抗拉強度≥415MPa，延伸率≥36％，粗糙度≤0.7μm，為排氣系統用中鉻鐵素體不銹鋼的工業化生產提供一種新的工藝技術。為達到上述目的，本專利技術主要采用如下技術方案：一種汽車排氣系統用中鉻鐵素體不銹鋼的冷軋生產方法，包括如下步驟：1)冶煉、鑄造將煉鋼原料熔煉，澆注，采用模鑄或連鑄鑄造成鑄錠或鑄坯；2)鑄錠鍛造將鑄錠進行鍛造，加熱到1100～1200℃后保溫一段時間鍛造，保溫時間按1～3min/mm×鑄錠厚度控制，終鍛溫度＞900℃；鑄坯則不需要鍛造；3)鍛坯或鑄坯熱軋鍛坯或鑄坯進行熱軋，加熱溫度為1100～1200℃，保溫時間按1～3min/mm×坯厚控制，保溫后軋制，終軋溫度≥900℃，熱軋板最終厚度為3.5～5.0mm；4)熱軋板退火、酸洗退火溫度為930～1000℃，退火時間按1～3min/mm×板厚控制，用硝酸和氫氟酸混酸酸洗；5)冷軋通過五連軋機組進行五個道次的連續軋制，控制各軋制道次的壓下率，第1道次壓下率為19～21％，第2道次壓下率為34～36％，第3、4、5道次壓下率之比為6～7:4～5:3，總壓下率≥70％；冷軋后板厚度為0.8～1.5mm。6)退火、酸洗退火溫度為930～1000℃，退火時間按1～3min/mm×板厚控制，用硝酸和氫氟酸混酸酸洗。進一步，本專利技術步驟5)冷軋中第1道次到第5道次軋輥表面粗糙度依次為1.0～0.9μm、0.9～0.8μm、0.8～0.6μm、0.5～0.3μm、0.2～0.3μm。又，步驟5)冷軋中從第1道次到第5道次的軋制速度依次為90～120m/min、130～160m/min、170～200m/min、220～250m/min、270～300m/min。再，本專利技術所述中鉻鐵素體不銹鋼的r值為1.5～1.8，屈服強度≥240MPa，抗拉強度≥415MPa，延伸率≥36％，粗糙度≤0.7μm。本專利技術步驟5)采用五機架冷連軋的冷軋方式，與以往往復式軋制方式不同，本專利技術的五機架串聯是在軋制時帶鋼順序通過五個機架，一次性完成壓下變形。本專利技術步驟5)冷軋過程中通過控制各軋制道次的壓下率和總壓下率不低于70％，使成品板帶的縱向斷面(平行軋制方向)獲得最大剪切應變幅值，以獲得大的剪切應變能和大量的亞晶界，在冷軋后的退火過程中通過再結晶獲得具有γ織構的退火組織。實踐經驗表明，γ織構越強，成形性越好。因此，本專利技術通過控制冷軋工藝，增加剪切應變來提高成形性。本專利技術為了獲得帶鋼的表面粗糙度≤0.7μm，冷軋工藝中軋輥表面粗糙度選用0.2～1.0μm，第1道次-第5道次軋輥表面粗糙度依次減小，依次為1.0～0.9μm、0.9～0.8μm、0.8～0.6μm、0.5～0.3μm和0.2～0.3μm。第1、2道次軋輥粗糙度大，可保證大的壓下率，后面三道次帶鋼壓下率減小，同時要求帶鋼表面光潔度高、板形好，因此，后面三道次軋輥粗糙度依次減小。本專利技術鋼板厚度介于0.8～1.5mm之間：本專利技術鋼是應用到汽車排氣系統領域，若材料厚度＜0.8mm，滿足不了汽車使用要求；材料厚度＞1.5mm，材料太厚，導致成本增加和增加車身重量，對于汽車廠來說是不可接受的。本專利技術步驟5)從第1道次到第5道次的軋制速度次為90～120m/min，130～160m/min，170～200m/min，220～250m/min，270～300m/min：軋制板材厚度越薄，對應的軋制速度越大，本專利技術需保證每道次軋制速度與對應板帶厚度的乘積接近。本專利技術利用數值模擬和實驗相結合的手段，通過各道次壓下率的分配調整及總壓下率，最終獲得r值為1.5～1.8的中鉻鐵素體不銹鋼，成形性相對較高，粗糙度滿足汽車排氣管要求，并保證了n值、強度和延伸率等性能要求。本專利技術的有益效果：1)本專利技術采用五連軋冷軋工藝，控制各道次的冷軋壓下率分配，獲得鋼板內部幅值高的且在鋼板厚度方向上均勻的剪切應變，高的剪切應變可獲得大的剪切應變能和大量的亞晶界，有利于退火后形成成形的組織和晶粒取向，即織構越強。由于鋼中沿厚度方向應變的高低最終決定冷軋產品的成形性。因此，本專利技術在不改變成分體系的前提下，通過冷軋工藝控制獲得高的成形性，同時降低了生產成本。2)與傳統往復式軋制生產工藝相比，五連軋生產的產能是其2～3倍，工藝成本僅是其50～70％，每噸鋼可節省成本至少幾百元。本專利技術在滿足用戶對汽車排氣系統用鋼加工和使用要求的同時，降低了生產成本，提高了鋼廠的生產效率和成材率。附圖說明圖1為本專利技術實施例1的退火板帶晶粒組織。圖2為對比例1的退火板帶晶粒組織。圖3為本專利技術實施例1鋼板在冷軋后縱向斷面剪切應變。圖4為對比例1鋼板在冷軋后縱向斷面剪切應變。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術做進一步說明。本專利技術以4.0～5.0mm板坯連續冷軋1.0～1.2mm厚板帶為例。表1為本專利技術實施例1-5和對比例1的化學成分，具體制造方法如下：首先將煉鋼原料采用電爐熔煉，連鑄成200mm鑄坯；鑄坯于1100～1130℃保溫，保溫時間按1min/mm×坯厚計本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種汽車排氣系統用中鉻鐵素體不銹鋼的冷軋生產方法，其特征在于，包括如下步驟：1)冶煉、鑄造將煉鋼原料熔煉，澆注，采用模鑄鑄造成鑄錠或連鑄鑄造成鑄坯；2)鑄錠鍛造將鑄錠進行鍛造，鍛造溫度為1100～1200℃，保溫時間按1～3min/mm×鑄錠厚度控制，終鍛溫度＞900℃；3)鍛坯或鑄坯熱軋鍛坯或鑄坯進行熱軋，加熱溫度為1100～1200℃，保溫時間按1～3min/mm×坯厚控制，保溫后軋制，終軋溫度≥900℃，熱軋板最終厚度介于3.5～5.0mm之間；4)熱軋板退火、酸洗退火溫度為930～1000℃，退火時間按1～3min/mm×板厚控制，用硝酸和氫氟酸混酸酸洗；5)冷軋采用五連軋機組進行五個道次的連續軋制，第1道次壓下率為19～21％，第2道次壓下率為34～36％，第3、4、5道次壓下率之比為6～7:4～5:3，總壓下率≥70％；冷軋后板厚度介于0.8～1.5mm之間；6)退火、酸洗退火溫度為930～1000℃，退火時間按1～3min/mm×板厚控制，用硝酸和氫氟酸混酸酸洗。

【技術特征摘要】
1.一種汽車排氣系統用中鉻鐵素體不銹鋼的冷軋生產方法，其特征在于，包括如下步驟：1)冶煉、鑄造將煉鋼原料熔煉，澆注，采用模鑄鑄造成鑄錠或連鑄鑄造成鑄坯；2)鑄錠鍛造將鑄錠進行鍛造，鍛造溫度為1100～1200℃，保溫時間按1～3min/mm×鑄錠厚度控制，終鍛溫度＞900℃；3)鍛坯或鑄坯熱軋鍛坯或鑄坯進行熱軋，加熱溫度為1100～1200℃，保溫時間按1～3min/mm×坯厚控制，保溫后軋制，終軋溫度≥900℃，熱軋板最終厚度介于3.5～5.0mm之間；4)熱軋板退火、酸洗退火溫度為930～1000℃，退火時間按1～3min/mm×板厚控制，用硝酸和氫氟酸混酸酸洗；5)冷軋采用五連軋機組進行五個道次的連續軋制，第1道次壓下率為19～21％，第2道次壓下率為34～36％，第3、4、5道次壓下率之比為6～7:4～5:3，總壓下率≥70％；冷軋后板厚度介于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張志霞，畢洪運，李鑫，劉春粟，沈繼程，
申請(專利權)人：寶鋼不銹鋼有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31