淺析化學成分對鉻錳鎳氮系奧氏體不銹鋼組織及冷壓延的影響

摘要：為驗證CJ5L鉻錳鎳氮系奧氏體不銹鋼的化學成分中碳元素含量的高低對熱軋卷的碳化物析出及冷軋卷壓下率的影響，通過Thermo-Calc熱力學計算軟件、熱軋和冷軋試生產試驗鋼及微觀測試方法分析試驗鋼。結果表明，在原有成分基礎上試驗鋼的碳含量下降0.03個百分點、錳含量上升0.2個百分點，對熱軋卷的碳化物析出改善不大，對冷軋卷壓下率有一定的改善效果。

關鍵詞：鉻錳鎳氮系奧氏體不銹鋼；碳化物析出；壓下率

中圖分類號：TG331" " 文獻標志碼：A" " 文章編號：1671-0797（2024）22-0039-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.22.010

0" " 引言

鉻錳鎳氮系奧氏體不銹鋼是以錳、氮代替稀缺和昂貴的鎳元素而發展起來的節鎳型奧氏體不銹鋼，其因良好的耐腐蝕性與高低溫性能，受到不銹鋼生產企業越來越多的關注，品種開發數量和產品產量均逐年快速增長[1]。各大不銹鋼生產企業會在經驗生產、市場使用、產品質量以及成本控制等多方面因素的綜合考慮下，調整和優化鉻錳鎳氮系奧氏體不銹鋼的成分和加工性能[2]。

近期，我司在生產CJ5L牌號的鉻錳鎳氮系奧氏體不銹鋼過程中冷爆次數較多，且冷軋壓下率達不到目標值，經過取樣分析發現，黑皮卷和白皮卷的碳化物析出比例較高。為驗證碳元素含量的高低對熱軋卷的碳化物析出及冷軋卷壓下率的影響，在原有成分的基礎上，對碳元素進行調整并試生產一個批次試驗卷做對比驗證。

1" " 試驗材料和方法

試驗材料為不同碳含量的CJ5L不銹鋼，生產工藝流程為：冶煉→連鑄→熱軋→退火酸洗→冷軋→退火酸洗；成品厚度為0.8 mm，其化學成分如表1所示。由熱軋軋到2.2 mm的厚度，經過1 150 ℃高溫固溶，由五連軋軋到0.8 mm厚度，再經1 040 ℃高溫固溶，得到成品2B板鋼卷。

2" " 試驗結果及討論

2.1" " 固溶生產結果

用2.2 mm規格的CJ5L-1降碳試驗卷和同規格的正常CJ5L卷進行精軋軋制力對比。2.2 mm規格的CJ5L-1降碳試驗卷軋1.5 mm或1.3 mm規格，各站軋制力均比正常卷的軋制力略高，如表2所示。

2.2" " 冷軋生產結果

用2.2 mm規格的CJ5L-1降碳試驗卷和同規格的正常CJ5L卷進行五連軋軋制力對比。試驗卷在連軋1～5個機架軋制力都比同規格的正常卷要小，但都在50 t范圍內，如表3所示。

2.3" " 固溶態微觀組織

隨機各取兩個不同碳含量不銹鋼卷固溶態的微觀組織做對比，如圖1、圖2所示。

由圖1、圖2可知，兩種不同碳含量不銹鋼卷的金相組織沒有明顯的區別，均為均勻的奧氏體組織，有碳化物析出的金相組織，析出也不是很明顯。

2.4" " 力學性能

2.4.1" " 屈服強度

正常CJ5L鋼卷的屈服強度主要在480～530 N/mm2之間，如圖3所示；降碳試驗卷的屈服強度主要在470～530 N/mm2之間，如圖4所示。降碳試驗卷與正常CJ5L差別不大，降碳試驗卷滿足正常成品CJ5L內控屈服強度300～600 N/mm2之間的要求。

2.4.2" " 拉伸強度

正常CJ5L鋼卷的拉伸強度主要在1 000～

1 200 N/mm2之間，如圖5所示；降碳試驗卷的拉伸強度主要在1 060～1 280 N/mm2之間，如圖6所示。降碳試驗卷部分拉伸強度超出內控1 200 N/mm2上限，未滿足正常成品CJ5L內控拉伸強度600～1 200 N/mm2之間的要求。

2.4.3" " 斷后延伸率

正常CJ5L鋼卷的斷后延伸率主要在40%～50%范圍內，如圖7所示；降碳試驗卷的斷后延伸率主要在38%～56%之間，如圖8所示。降碳試驗卷斷后延伸率波動較大。

2.4.4" " 硬度

正常CJ5L鋼卷的硬度主要在245HV～270HV之間，如圖9所示；降碳試驗卷的硬度主要在250HV～270HV之間，如圖10所示，與正常CJ5L鋼卷差別不大，降碳卷滿足正常成品CJ5L內控硬度220HV～270HV區間的要求。

3" " 結論

1）在連軋過程中，降碳試驗卷比正常成分卷軋制力略小，對提高冷軋壓下率有一定的提升作用。

2）該批次降碳試驗卷，一部分卷的金相組織存在碳化物析出的情況，與原成分CJ5L對比，沒有改善的效果。

3）該批次降碳試驗卷，總的力學性能情況不比原成分的力學性能好，還需進一步改善。

[參考文獻]

[1] 邢長軍，廖輝，寧小智，等.新型節鎳奧氏體不銹鋼的成分設計及生產試制[J].鋼鐵，2021，56（4）：93-97.

[2] 黃賢光.成分調整對節鎳型奧氏體不銹鋼組織和性能的影響[J].特鋼技術，2021，27（1）：21-23.

收稿日期：2024-06-25

作者簡介：姜美鐘（1991—），男，廣西欽州人，助理工程師，研究方向：冶金。