冷轧超纯铁素体不锈钢SUS436L钢种的研制开发

王鲁宁

摘 要：本文简述了本钢不锈钢冷轧丹东有限责任公司采用SUS436L（No.1）→准备机组→20辊森吉米尔轧机→冷带退火酸洗机组→重卷拉矫机组”的工艺流程生产1.2mm和1.5mm厚度规格的SUS436L（2D）超纯铁素体不锈钢冷轧产品。通过马弗炉退火试验和力学性能的检测结果，确定了关键工艺控制参数，并编制了生产试制方案。试制检验结果表明，各项技术指标完全满足面板及汽车排气管部件等用途要求，工艺性能良好。

关键词：冷轧；退火；酸洗；SUS436L

SUS436L为超纯铁素体不锈钢，在降低碳、氮等含量的同时添加了钼、钛等元素，使该钢种具有优异的耐蚀性和成型性[1]。在沿海大气外装饰、水池等腐蚀性较苛刻环境下比SUS304更耐应力腐蚀；其耐点蚀性能优于SUS430，与SUS304钢种相当。本钢不锈钢冷轧丹东有限责任公司采用“SUS436L（No.1）→准备机组→20辊森吉米尔轧机→冷带退火酸洗机组→重卷拉矫机组”的生产工艺先后成功研制开发出厚度为1.2mm和1.5mm的SUS436L（2D）冷轧不锈钢产品，经力学性能检验，各项指标均符合汽车排气管部件的使用要求，工艺性能良好，而且表面质量优良，色泽均匀，得到用户的认可。

1 生产工艺和研究方法

1.1 轧制工艺

本钢采用20辊森吉米尔轧机对SUS436L钢种进行轧制，并在各道次内保持带钢对轧辊压力趋于一致，第一道次规定大的压下量，一般超过25%，在随后各道次内压下量逐步减少，但最后一道次的压下量一般高于8%。采用2套工作辊（1套粗轧辊，1套精轧辊）进行轧制，粗轧辊粗糙度（Ra）为0.8?m，精轧辊粗糙度（Ra）为0.30?m，最后一道次必须全程垫纸。轧制工艺见表1和表2.

1.2 退火、酸洗工艺

冷轧后的SUS436L钢种通过加热再结晶原理消除加工硬化，从而达到软化目的。由于本钢之前没有SUS436L钢种的生产经验，故针对1.2mm，1.5mm厚度规格的SUS436L带钢通过马弗炉做退火试验，最终确定根据马弗炉退火试验的力学性能及晶粒度检验结果，SUS436L钢种在CAPL线的退火温度确定为（940±10）℃，氧含量目标值为4%。

为保证带钢表面的氧化铁皮完全消除以及在带钢表面形成致密的Gr2O3钝化膜，SUS436L钢种采用“Na2SO4电解酸洗+电解HNO3+HNO3/HF混酸酸洗”的酸洗工艺。其中Na2SO4电解液的温度设定为80℃，pH值为4～7，电流为7500A。电解HNO3的浓度为100g/L，温度为40℃。混酸酸洗HNO3/HF中，HNO3的浓度为100g/L，HF的浓度为4g/L，温度为25℃。

1.3 重卷拉矫工艺

重卷拉矫机组采用两弯两矫湿式拉矫，对带钢板型加以改善，并对带钢按客户要求进行切边、分卷，最后检验→包装缴库→发货。拉矫工艺参数如表3所示。

2 试验结果及分析

2.1 轧制带钢“打滑”控制

由于SUS436L钢种属于超纯铁素体不锈钢，且材质比SUS304钢种软，所以在第1，2道次开始轧制时经常出现“打滑”现象，为此特对轧辊的粗糙度及压下率的调整进行试验。

2.1.1 轧辊控制

为避免带钢“打滑”现象的发生，也同时为保证带钢的酸洗效果，对工作的粗糙度进行调整，并采用了大粗糙度工作辊进行轧制，工作辊粗糙度（Ra）由0.6?m增加至0.8?m，而后进行轧制，带钢“打滑”现象得以缓解。轧制完成后带钢表面的粗糙度分别为0.42?m（1.2mm）和0.318?m（1.5mm），满足后续酸洗对带钢表面粗糙度的要求。

2.1.2 降低压下率

带钢“打滑”现象经常出现在第1，2道次开始轧制时，主要原因是前2道次的压下率较大，为此对压下率进行适当降低，第1道次由原来的28%降至26%，第2道次由20%降至18%。

通过增加工作辊的粗糙度和降低第1，2道次的压下率，使得轧制过程中带钢“打滑”现象得以解决。

2.2 马弗炉试验

根据SUS436L钢种的特性[2]，马弗炉退火试验温度确定为840℃（1.2mm，1.5mm），890℃（1.2mm，1.5mm），940℃（1.2mm，1.5mm），1055℃（1.2mm，1.5mm），马弗炉退火试验曲线如图1所示。

试验后，对试样进行拉伸和硬度检测，检测结果如表4所示。

3-1.2试样的金相照片如图2所示。

晶粒度按GB/T6394方法检验，延轧制方向的晶粒度为5.70，满足要求。

由于超纯铁素体不锈钢的再结晶一般从600～650℃开始，大约在1000℃完成；随着退火温度的升高，晶粒粗化，硬度降低，如果晶粒过于粗大，不仅使带钢表面粗糙，而且会影响加工性能，对耐晶间腐蚀也有影响。故由试验结果可知，试样经（940±10）℃的退火温度后，其力学性能较为良好，故最终确定该钢种的退火温度为（940±10）℃。

2.3 成品力学性能

SUS436L成品力学性能要求按JIS G4305-2005标准执行。力学性能检验结果如表5所示。

2.4 成品检查

在重卷拉矫机组对成品表面及厚度进行检查，带钢厚度测量结果分别为1.180mm和1.482mm，与轧制目标厚度相一致；带钢表面质量较好，且色泽均匀，满足合格品判定标准。

3 结论

（1）按照SUS436L（No.1）→准备机组→20辊森吉米尔轧机→冷带退火酸洗机组→（平整机组）→重卷拉矫机组→检验→包装缴库→发货的工艺流程生产1.0mm和1.2mm的SUS436L（2D）冷轧不锈钢卷的各项技术指标完全满足标准要求，而且工艺性能良好。

（2）本钢不锈钢冷轧生产的SUS436L（2D）不锈钢冷轧产品表面质量较好，力学性能优良，完全满足汽车排气管部件、装饰面板等用途的使用要求，并得到用户好评，从而为本钢开拓不锈钢市场，提高本钢不锈钢市场竞争力奠定坚实的基础。

参考文献

[1]李登超.不锈钢板带材生产技术[M].北京：化学工业出版社，2008.

[2]刘海涛，刘振宇，王国栋，等.超纯铁素体不锈钢组织、织构及深拉伸性能[J].东北大学学报，2009，30（5）：661-664.

（作者单位：本钢不锈钢冷轧丹东有限责任公司）