溫州不銹鋼管廠家提高304不銹鋼管屈服強度偏低狀況

  浙江至德鋼業(yè)有限公司分析了溫州不銹鋼管廠家生產(chǎn)304不銹鋼管屈服強度偏低的原因，通過控制化學(xué)成分中的氮含量，實施合理控軋控冷工藝，鋼管組織細(xì)化，屈服強度提高，綜合性能優(yōu)良，保證了薄壁不銹鋼管的性能穩(wěn)定性。304不銹鋼管為溫州不銹鋼管廠家自主研發(fā)的鐵素體珠光體型低合金高強鋼，年產(chǎn)量在20萬噸左右。在3500mm爐卷軋機和2800mm中板軋機上軋制生產(chǎn)，采取嚴(yán)格的控軋控冷工藝以及合理的化學(xué)成分設(shè)計，添加一定量Nb、V微合金元素，確保了304不銹鋼管的強度和沖擊韌性等各項性能，強度級別達(dá)到較高級。但在2013年，尤其是夏季，溫州不銹鋼管廠家生產(chǎn)的304不銹鋼管的屈服強度出現(xiàn)波動，部分批次鋼板的屈服強度富余量較低甚至不合格。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)化學(xué)成分和控軋控冷工藝在生產(chǎn)中發(fā)生波動，導(dǎo)致鋼板屈服強度性能不合格，因此迫切需要穩(wěn)定薄規(guī)格304不銹鋼管的生產(chǎn)工藝，保證屈服強度性能合格，增強安鋼保障該鋼種綜合性能的能力。

  304不銹鋼管屈服強度偏低原因分析經(jīng)調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)影響304不銹鋼管屈服強度的因素主要有化學(xué)成分、軋制工藝和冷卻工藝。304不銹鋼管采用Nb、V微合金化的成分設(shè)計以及控軋控冷工藝生產(chǎn)，其化學(xué)成分見表。微合金化對提高強度的作用非常大，添加適量的Nb元素可以抑制奧氏體再結(jié)晶，擴大鋼板在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制的溫度范圍；V元素起沉淀強化和細(xì)晶強化作用，可以大幅度提高鋼板的強度指標(biāo)，因此，更好地發(fā)揮Nb、V微合金化的強化作用是保證強度的關(guān)鍵。

  本次成分體系設(shè)計中對N含量沒有規(guī)定，而相關(guān)文獻(xiàn)表明，氮含量對含V鋼中V的強化效果有3個方面的重要影響：（1）VN在奧氏體和鐵素體中的溶解度比VC幾乎低2個數(shù)量級，使得VN較VC更容易析出，起到析出強化作用；（2）增加N含量能夠提高VN的析出溫度，并增強其析出驅(qū)動力，使得VN在軋制過程中更容易析出，起到抑制奧氏體再結(jié)晶、阻止晶粒長大以及細(xì)化鐵素體的作用；（3）提高N含量可以擴大V（C，N）析出比例，且能夠細(xì)化析出相粒子尺寸，而加大析出相粒子比例和細(xì)化其尺寸都能提高強度，取得更好的析出強化效果。通過對多批次AH60鋼板性能和化學(xué)成分進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，繪制出性能與N含量關(guān)系曲線，如圖1所示。由圖中可見，304不銹鋼管的屈服強度與N含量存在一定的線性關(guān)系，隨著氮含量增加，屈服強度逐漸提高，屈服強度的升幅接近20MPa。而在本次化學(xué)成分體系設(shè)計中沒有對N含量加以控制，當(dāng)N含量不足時就削弱了微合金化的強化效果，這是造成屈服強度偏低的原因之一。

  304不銹鋼管采用再結(jié)晶區(qū)和未再結(jié)晶區(qū)兩階段控制軋制工藝生產(chǎn)。板坯開軋溫度為1060℃左右，再結(jié)晶區(qū)軋制溫度控制在1000℃以上，通過軋制道次間的反復(fù)再結(jié)晶，充分細(xì)化奧氏體組織。再結(jié)晶區(qū)軋制完成后，中間坯空冷待溫。未再結(jié)晶區(qū)軋制溫度（即二次開軋溫度）在950℃以下，通過未再結(jié)晶區(qū)內(nèi)的變形，增加相變形核位置，未再結(jié)晶區(qū)累積變形量大于50%。終軋溫度設(shè)定在850℃以下。終軋溫度較高時，則奧氏體在高溫下容易回復(fù)，儲存能降低，相變驅(qū)動力減小，使得相變后鐵素體晶粒粗大化；終軋溫度較低時，要盡可能低到接近相變溫度，使軋制過程產(chǎn)生的變形帶、位錯和晶粒壓扁保持至相變以后，相變后的晶粒得以細(xì)化。因此304不銹鋼管的軋制工藝仍有進一步優(yōu)化的空間，可適當(dāng)降低未再結(jié)晶區(qū)開軋溫度和終軋溫度，以達(dá)到細(xì)晶強化的目的。