奥氏体不锈钢302和304的轧制

发布时间：2013-08-15 浏览次数：867

孙玉铁　秋立鹏　孙国元　马俊杰　张久强
（抚顺特殊钢有限公司，抚顺　113001）

　　由于奥氏体不锈钢加Ti后污染钢液，在钢中形成TiN和Ti（CN）夹杂，国外含Ti奥氏体不锈钢的生产量很小（只占0.5%），所以不含Ti的302和304奥氏体不锈钢得到了广泛应用。302钢号相当于1Cr18Ni9，304钢号相当于0Cr18Ni9。
　　1　302和304不锈钢的轧制特点
　　（1）钢的导热性差，导热系数相当于低碳钢的27%，加热速度较慢，一般为130℃/h。
　　（2）在900～1250℃时有良好的塑性，但热变形抗力很大，随着加工过程中温度的下降，变形抗力急剧增高，因而要控制终轧温度和变形程度，通常轧制时为使终轧温度不低于950℃，轧辊表面不浇冷却水，并控制Z大相对压下量不应大于20%，Z大的平均延伸系数不超过1.18。α相在4级以上加热温度应为1200℃，以免降低高温的塑性。
　　（3）在轧制过程中宽展系数几乎是碳钢的1.35～1.5倍。开坯过程中都采用箱-方孔型系统，轧制圆钢时要采用万能孔型系统，各孔型的开口宽度要宽于轧制一般合金钢种，并且必须做一个单独的成品孔型，以便得到尺寸精确、良好的表面质量的钢材。
　　（4）轧后水冷或在1050～1100℃固溶处理后水冷。
　　2　奥氏体不锈钢锭、坯的加热制度
　　在原苏联的一个工厂，钢锭重量为800kg的1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti钢的加热时间是11.6min/cm，另一个工厂400kg的钢锭要用15.3min/cm，切良滨斯基钢厂加热1200kg钢锭的1C18Ni9、1Cr18Ni9Ti钢，炉尾温度低于800℃，加热Z短时间10h，Z高温度1260℃，出4～5支钢锭的Z少时间控制在44～57min。
　　在国内加热重量600～700kg，大头断面尺寸为270～305mm的小钢锭，都是在连续式加热炉中加热，同样执行上述的加热曲线，炉尾温度低于800℃，加热钢锭的Z高温度1200～1240℃，Z短的加热时间不少于4.5～5.5h，并且要在高温区保温30～50min。重量3000～3500kg的0-2Cr18Ni9钢锭在均热炉中加热，冷钢锭加热Z短时间不少于9.5h，Z高加热温度1280℃，高温区保温时间需3～4h；红钢锭装炉总加热时间可缩短至8h，相应的保温时间降到1～1.5h。
　　轧制出的钢坯再加热，在步进梁型的连续式加热炉中进行，可消除钢坯的表面温差，提高钢坯加热速度。加热150mm×150mm～200mm×200mm的方坯时，入炉温度可不加限制，加热的Z高温度1240℃，加热时间Z短不少于1.5～2.5h，总加热时间在3.5～4.5h，要保持20～30min出炉之前的均温。
　　3　302和304不锈钢的轧制
　　3.1 开坯
　　在二辊可逆式初轧机或三辊开坯机上，钢锭被轧制成方坯、圆管坯或板坯。用钢锭Z大断面尺寸570mm×570mmZ终轧成120mm×120mm方坯要通过六排孔型共23道次，第1个孔型要轧制10道次，同样，在第二、三排都要轧制4道次，在第四、五排要轧制2道次，在该孔型中可轧出适应成材轧机需要的不同尺寸坯型。只在第六排Z终方坯孔轧制一个道次，在入奇数道次前都要翻钢。各道次的相对压下量曲线如图1所示。该套轧制程序的平均延伸系数是1.145。在设计轧制程序时，为保持在无槽轧制时的稳定，控制高宽比不大于1.5。

 

图1　850开坯机轧制不锈钢时各道次的压下率曲线

　　特殊钢生产厂的Φ650三辊开坯机，650kg的小钢锭轧方坯或轧制圆材前面的延伸孔型系统，为了节省轧辊的数量全部采用箱形共轭孔型的布置。通过这套孔型，能够轧制珠光体组织的所有合金结构钢，滚珠轴承钢及奥氏体类不锈钢等品种，但要轧制莱氏体组织的高工钢M2或W18Cr4V就显得不适应了。
　　该孔型系统的平均延伸系数为1.17，各道次的相对压下量波动较大，第1、3道次，钢锭小头先送入，不受咬入角限制，相对压下量较大，第2、4道次受升降台摆角所限，咬入条件不好，相对压下量变小（图2）。

 

图2　650mm轧机轧制不锈钢时各道次压下率曲线

　　该孔型系统中下轧制线前3个孔型出坯尺寸既要适应供小轧机的方坯需要，又要适应该轧机组轧制更小尺寸方坯及成品圆材供精轧孔用坯料的需要，相对压下量有波动，这样可减少轧辊配用数量，节省换辊时间，提高生产效率。
　　国内有的特殊钢厂，特殊钢连铸坯质量没有完全过关情况下，用240方或相应断面的矩形初轧坯，精轧孔型系统前都是箱形延伸孔型系统，可保持各道次的压下率波动不大，变形比较均匀。
　　箱形孔型的构成，是保证各类钢种的轧制稳定、得到光洁钢坯表面质量的关键。在箱形共轭孔型中下轧辊轧槽斜壁坡度等于切入深度的6%～18%工作Z为适当。Z初几道斜壁坡度为6%～9%，其余几道次轧槽则为切入深度10%～18%。下辊孔型底部宽度必须等于或小于前孔型高度1～2mm，上轧辊孔型底部宽度大于中轧辊的，中辊的大于下辊的，同时使各排孔型三个轧辊的轧槽斜壁坡度的值要一样。
　　3.2 成品轧制
　　奥氏体不锈钢圆钢材的轧制，多半采用变形比较均匀的万能孔型系统，在平-立布置的连轧机组采用的是过渡椭圆-圆的孔型系统。
　　采用万能孔型系统轧制奥氏体不锈钢，要特别注意平孔的轧件进立椭圆孔时由于该孔型弧底的轻微压下量清除不了进该孔坯料表面双凹带来的折皱，将此皱纹带到成品表面去。成品孔设计成专用的，不同于其它钢种的孔型，要用30°的开口角，槽口宽度的计算要取Z大正公差值，并用1.015的热膨胀系数较为适宜。合理的成品孔型设计，轧出的圆钢按ab、cd方位测量尺寸，必须在标准公差精度范围内。
　　3.3 酸洗和精整
　　镍铬奥氏体不锈钢轧制之后，都要酸洗，得到所需的表面。有的要将圆、坯材的尺寸轧制时比所需尺寸加大3～5mm，轧后进行车削，去除表面的所有缺陷，达到较高尺寸精度即1组尺寸公差精度，呈银亮材交货。

 

来源：《特殊钢》2001年01