浅析化学成分对铬锰镍氮系奥氏体不锈钢组织及冷压延的影响
2024-12-31姜美钟劳燕青黄培
摘要：为验证CJ5L铬锰镍氮系奥氏体不锈钢的化学成分中碳元素含量的高低对热轧卷的碳化物析出及冷轧卷压下率的影响，通过Thermo-Calc热力学计算软件、热轧和冷轧试生产试验钢及微观测试方法分析试验钢。结果表明，在原有成分基础上试验钢的碳含量下降0.03个百分点、锰含量上升0.2个百分点，对热轧卷的碳化物析出改善不大，对冷轧卷压下率有一定的改善效果。
关键词：铬锰镍氮系奥氏体不锈钢；碳化物析出；压下率
中图分类号：TG331" " 文献标志码：A" " 文章编号：1671-0797（2024）22-0039-03
DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.22.010
0" " 引言
铬锰镍氮系奥氏体不锈钢是以锰、氮代替稀缺和昂贵的镍元素而发展起来的节镍型奥氏体不锈钢，其因良好的耐腐蚀性与高低温性能，受到不锈钢生产企业越来越多的关注，品种开发数量和产品产量均逐年快速增长[1]。各大不锈钢生产企业会在经验生产、市场使用、产品质量以及成本控制等多方面因素的综合考虑下，调整和优化铬锰镍氮系奥氏体不锈钢的成分和加工性能[2]。
近期，我司在生产CJ5L牌号的铬锰镍氮系奥氏体不锈钢过程中冷爆次数较多，且冷轧压下率达不到目标值，经过取样分析发现，黑皮卷和白皮卷的碳化物析出比例较高。为验证碳元素含量的高低对热轧卷的碳化物析出及冷轧卷压下率的影响，在原有成分的基础上，对碳元素进行调整并试生产一个批次试验卷做对比验证。
1" " 试验材料和方法
试验材料为不同碳含量的CJ5L不锈钢，生产工艺流程为：冶炼→连铸→热轧→退火酸洗→冷轧→退火酸洗；成品厚度为0.8 mm，其化学成分如表1所示。由热轧轧到2.2 mm的厚度，经过1 150 ℃高温固溶，由五连轧轧到0.8 mm厚度，再经1 040 ℃高温固溶，得到成品2B板钢卷。
2" " 试验结果及讨论
2.1" " 固溶生产结果
用2.2 mm规格的CJ5L-1降碳试验卷和同规格的正常CJ5L卷进行精轧轧制力对比。2.2 mm规格的CJ5L-1降碳试验卷轧1.5 mm或1.3 mm规格，各站轧制力均比正常卷的轧制力略高，如表2所示。
2.2" " 冷轧生产结果
用2.2 mm规格的CJ5L-1降碳试验卷和同规格的正常CJ5L卷进行五连轧轧制力对比。试验卷在连轧1～5个机架轧制力都比同规格的正常卷要小，但都在50 t范围内，如表3所示。
2.3" " 固溶态微观组织
随机各取两个不同碳含量不锈钢卷固溶态的微观组织做对比，如图1、图2所示。
由图1、图2可知，两种不同碳含量不锈钢卷的金相组织没有明显的区别，均为均匀的奥氏体组织，有碳化物析出的金相组织，析出也不是很明显。
2.4" " 力学性能
2.4.1" " 屈服强度
正常CJ5L钢卷的屈服强度主要在480～530 N/mm2之间，如图3所示；降碳试验卷的屈服强度主要在470～530 N/mm2之间，如图4所示。降碳试验卷与正常CJ5L差别不大，降碳试验卷满足正常成品CJ5L内控屈服强度300～600 N/mm2之间的要求。
2.4.2" " 拉伸强度
正常CJ5L钢卷的拉伸强度主要在1 000～
1 200 N/mm2之间，如图5所示；降碳试验卷的拉伸强度主要在1 060～1 280 N/mm2之间，如图6所示。降碳试验卷部分拉伸强度超出内控1 200 N/mm2上限，未满足正常成品CJ5L内控拉伸强度600～1 200 N/mm2之间的要求。
2.4.3" " 断后延伸率
正常CJ5L钢卷的断后延伸率主要在40%～50%范围内，如图7所示；降碳试验卷的断后延伸率主要在38%～56%之间，如图8所示。降碳试验卷断后延伸率波动较大。
2.4.4" " 硬度
正常CJ5L钢卷的硬度主要在245HV～270HV之间，如图9所示；降碳试验卷的硬度主要在250HV～270HV之间，如图10所示，与正常CJ5L钢卷差别不大，降碳卷满足正常成品CJ5L内控硬度220HV～270HV区间的要求。
3" " 结论
1）在连轧过程中，降碳试验卷比正常成分卷轧制力略小，对提高冷轧压下率有一定的提升作用。
2）该批次降碳试验卷，一部分卷的金相组织存在碳化物析出的情况，与原成分CJ5L对比，没有改善的效果。
3）该批次降碳试验卷，总的力学性能情况不比原成分的力学性能好，还需进一步改善。
[参考文献]
[1] 邢长军，廖辉，宁小智，等.新型节镍奥氏体不锈钢的成分设计及生产试制[J].钢铁，2021，56（4）：93-97.
[2] 黄贤光.成分调整对节镍型奥氏体不锈钢组织和性能的影响[J].特钢技术，2021，27（1）：21-23.
收稿日期：2024-06-25
作者简介：姜美钟（1991—），男，广西钦州人，助理工程师，研究方向：冶金。
