專利名稱：一種高硼不銹鋼板短流程生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料制備領(lǐng)域，涉及了一種高硼不銹鋼板的短流程生產(chǎn)技術(shù)，主 要用于核電站燃料儲(chǔ)藏、熱種子吸收材料等方面。
背景技術(shù)：
目前在建的核反應(yīng)堆堆型主要是以高溫(280_350°C )和高壓(80-185大氣壓)水 為工作介質(zhì)的壓水堆，此類堆型通過核裂變來產(chǎn)生能量。核電站運(yùn)行期間從反應(yīng)堆卸出的 乏燃料組件幾乎全部都采用水下貯存方式貯存在乏燃料貯存格架中。乏燃料貯存格架結(jié)構(gòu) 中配有中子毒物材料，這些中子毒物材料一般具有較高的熱中子吸收截面，能夠有效吸收 熱中子，以確保乏燃料組件貯存時(shí)不會(huì)達(dá)到臨界狀態(tài)，確保核電站的安全運(yùn)營(yíng)。目前，含硼 不銹鋼是世界核電發(fā)達(dá)國(guó)家常用的中子毒物材料之一。目前含硼不銹鋼的發(fā)展趨勢(shì)是盡可 能的增加硼含量、使鋼板厚度變薄，目前常用的含硼不銹鋼304B7要求含硼量高達(dá)1. 75 2. 25%。但硼在鋼中的固溶度很低，當(dāng)硼含量超過在鋼中的溶解度時(shí)，會(huì)形成低熔點(diǎn)硼化物 共晶，導(dǎo)致材料的熱成形性大幅度下降。在鍛造開坯和熱軋成形過程中極易開裂，且鋼的硬 度、強(qiáng)度大幅度上升。因此，含硼不銹鋼制造難度極大。普遍認(rèn)為，少量的硼可以提高鋼的淬透性和高溫強(qiáng)度，并且起到強(qiáng)化晶界的作用。 加微量的硼(0. 0006 0. 0007% )可使奧氏體不銹鋼的熱態(tài)塑性改善。而實(shí)際上硼不能溶 于Y相，故過量添加硼會(huì)導(dǎo)致析出硼化物，從而使高溫延展性大大降低。已有熱拉伸試驗(yàn) 表明，當(dāng)304奧氏體不銹鋼中硼含量在0.5%以上時(shí)，其在1200°C的延展性幾乎為零。對(duì)于 含硼量大于1.0%的奧氏體不銹鋼，在iioo°c以下軋制，則容易出現(xiàn)邊部熱裂紋。這說明， 奧氏體不銹鋼中硼含量升高時(shí)，其熱強(qiáng)度升高的同時(shí)，塑性急劇降低。含硼奧氏體不銹鋼的 實(shí)際熱加工溫度范圍也就變得十分狹窄，一般認(rèn)為是iioo°c 1150°C之間。另一方面，在核燃料的再加工系統(tǒng)中，用含硼不銹鋼作為貯運(yùn)已消耗核燃料容器 材料的需求正在增長(zhǎng)，因?yàn)檫@些材料對(duì)熱能中子具有極好的吸收性能。研究表明，硼含量為 1. 的304奧氏體不銹鋼與厚度為其三倍的普通SUS304奧氏體不銹鋼板的相同。一般來 說，熱中子的衰減率隨著不銹鋼板層厚度和硼含量的增加而增長(zhǎng)。雖然含硼奧氏體不銹鋼的熱加工十分困難，但是由于其非常重要的用途，還是受 到了廣泛的關(guān)注。含硼不銹鋼的發(fā)展趨勢(shì)是盡可能的增加硼含量、使鋼板厚度變薄。未來 要求含硼量高達(dá)1. 75%以上。而采用現(xiàn)有的生產(chǎn)方法仍然是以精確控制含硼奧氏體不銹鋼 板的實(shí)際熱變形溫度為基礎(chǔ)的，故難度依然較大。日本鋼管公司通過較高水平的不銹鋼冶 煉技術(shù)，結(jié)合嚴(yán)格控制溫度區(qū)間的軋制變形，于1989年研制出了加硼不銹鋼中厚板，并且 批量生產(chǎn)了 5mm厚的含硼量為1.2%的SUS304奧氏體不銹鋼板。國(guó)內(nèi)用類似的生產(chǎn)方法也 成功地試制了此類不銹鋼板，并且認(rèn)為，用高延展性的碳鋼對(duì)含硼不銹鋼板進(jìn)行包覆軋制 是可行的，但是缺乏試驗(yàn)支持。日本住友公司住友金屬工業(yè)公司在這類奧氏體不銹鋼的基 礎(chǔ)上，又采用用添加B元素研制了 NAR304-Bm和NAR304-BN3兩種不銹鋼，其中前者添加硼 0.6%,后者添加Bi. 1 %，然后以此種帶鋼成功制備成了圓形和方形的焊管。
總體來說，高硼不銹鋼雖然應(yīng)用前景廣闊，但由于其塑性變形能力極差，目前其生 產(chǎn)難度仍然較大，國(guó)內(nèi)對(duì)這方面的研究也比較少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種高硼硼奧氏體不銹鋼板的短流程生產(chǎn)方法，對(duì)于硼元素平均質(zhì) 量分?jǐn)?shù)在0. 5 3%的奧氏體不銹鋼，以離心鑄造或者金屬模鑄造的復(fù)合管坯、板坯為原 料，采用熱塑性變形與擴(kuò)散退火相結(jié)合的辦法，生產(chǎn)厚度1 10mm的高硼不銹鋼板。該方 法只需要在普通的熱軋、冷軋?jiān)O(shè)備上即可以實(shí)現(xiàn)，不需要進(jìn)行現(xiàn)有設(shè)備的大規(guī)模改造。其主要過程為通過離心澆鑄工藝得到由三層含硼量不同的不銹鋼組成的復(fù)合 管坯，其中中間一層的硼含量為2% 10%，內(nèi)外兩層奧氏體不銹鋼中的硼含量為0% 0. 1%，而其余合金元素成分均相同；沿長(zhǎng)軸方向?qū)⑵淦史殖? 10個(gè)截面為扇形的部分， 作為板坯；然后對(duì)切割后的復(fù)合板坯沿軸向進(jìn)行熱軋，總變形量為50% 90%，中間一層 由于硼含量高而塑性差，在軋制中碎化，并且由于變形量大和熱擴(kuò)散作用，使復(fù)合坯料中硼 元素初步發(fā)生擴(kuò)散；隨后進(jìn)行熱擴(kuò)散退火處理，使硼元素通過擴(kuò)散分布均勻；最后切邊，再 由冷軋工藝提高板材表面質(zhì)量和尺寸精度。所述技術(shù)的具體流程為1)原材料選擇。本方法選用的坯料為離心澆鑄方法生產(chǎn)的三層復(fù)合金屬管坯，坯料的三層組元金 屬均為不銹鋼，但中間一層的硼含量高于內(nèi)層和外層，其余合金元素的成分含量均相同。其 中內(nèi)外層硼含量相同，均為0. 以下，中間一層硼含量則為2% 10%。管坯各層的厚度以及各層中硼含量的關(guān)系按下式進(jìn)行估算 R1、R2、R3為復(fù)合管坯料各層界面處對(duì)應(yīng)的半徑(具體見附圖1)。C’為內(nèi)層和外 層中的硼含量，而Cm則是中間一層的硼含量，C則是整體的平均硼含量(均是質(zhì)量分?jǐn)?shù))。為提高成材率，一般選擇的復(fù)合管規(guī)格為①500mm 700mm，厚度為40mm 60mm。 確定規(guī)格后，可以根據(jù)式(1)通過各層的硼含量最終確定管坯尺寸(詳見實(shí)例)。2)復(fù)合坯料的澆鑄。采用臥式離心澆鑄工藝，先澆鑄外層奧氏體不銹鋼，硼含量為0% 0. 1%，澆鑄 溫度為1510°C 1560°C之間，不銹鋼厚度約為10mm 30mm，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為200 400轉(zhuǎn) /min。待外層不銹鋼初步凝固，表層溫度為1350°C 1450°C之間時(shí)，澆鑄中間層奧氏體不 銹鋼，其中硼含量可達(dá)2% 10%，但其余合金元素含量與內(nèi)外層相同，其厚度約為10mm 30mm，澆鑄溫度為1510°C 1540°C之間，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為200 400轉(zhuǎn)/min。待中間層不銹 鋼初步凝固，表層溫度為1330°C 1430°C之間時(shí)，澆鑄最內(nèi)層奧氏體不銹鋼，其厚度約為 10mm 30mm，澆鑄溫度為1510°C 1560°C之間，不銹鋼厚度約為10mm 30mm，離心機(jī)轉(zhuǎn)速 為200 400轉(zhuǎn)/min。待澆鑄完畢后，適當(dāng)提高離心機(jī)轉(zhuǎn)速至300 900轉(zhuǎn)/min，直至完 全凝固后脫模空冷至室溫。整個(gè)澆鑄和凝固過程中應(yīng)當(dāng)通入氬氣保護(hù)，防止氧化。澆鑄后的坯料，內(nèi)外層均應(yīng)進(jìn)行切削，切削量為3mm 5mm，以除去疏松層。
3)將離心復(fù)合管坯沿縱軸方向切割成3 10個(gè)部分，切割時(shí)的圓心角a與復(fù)合
板寬度B可以用下式進(jìn)行估計(jì)(參見附圖2)
其中，R3為最外層的管坯半徑，氏則是管坯內(nèi)壁的半徑?？紤]到最后要進(jìn)行切邊，可以對(duì)估算結(jié)果進(jìn)行圓整，以留出相應(yīng)的裕量。4)將切割后的坯料放入加熱爐進(jìn)行加熱，加熱溫度為1150°C 1200°C之間，保溫 時(shí)間為0. 5 2h，期間用氬氣進(jìn)行保護(hù)。5)在軋機(jī)上對(duì)截面為扇形的坯料進(jìn)行熱軋，使中間層與內(nèi)外層金屬結(jié)合更緊密， 同時(shí)板材厚度減薄，硼元素在樣品厚度方向上初步擴(kuò)散均勻。軋制溫度在1180°C 900°C 之間，其中①第1 2道次主要是將扇形的坯料橫向矯直，壓下量為10% 20%，開軋溫度 應(yīng)當(dāng)保持在1180°C 1100°C ；②第3 10個(gè)道次開始應(yīng)當(dāng)加大變形量，采用15% 30%的壓下量，溫度應(yīng)當(dāng)保 持在950°C以上，使鑄態(tài)組織充分破碎。同時(shí)，由于內(nèi)外兩層硼含量很低，而中間一層硼含量 較高，內(nèi)外層容易變形，而中間一層的塑性較差，在軋制過程中組織會(huì)碎化與內(nèi)外層混合。 同時(shí)，在高溫下，硼原子的擴(kuò)散擴(kuò)散能力較強(qiáng)，也加速了這一混合過程；③最后2 3個(gè)道次壓下量應(yīng)當(dāng)減小，維持在10% 15%，直至板厚達(dá)到要求的 尺寸。通過熱軋變形，可以生產(chǎn)厚度3mm 10mm左右的復(fù)合板；④切邊。按照寬度要求，將復(fù)合板兩側(cè)的不均勻部分切除。6)將熱軋后的不銹鋼板進(jìn)行擴(kuò)散退火處理，退火溫度為950°C 1150°C，保溫時(shí) 間6 20h，隨后應(yīng)爐冷至400°C 500°C，再空冷至室溫。退火過程中可以通入氬氣進(jìn)行保 護(hù)，防止氧化。7)為保證高硼不銹鋼復(fù)合板的綜合力學(xué)性能，對(duì)擴(kuò)散退火之后的高硼不銹鋼板要 進(jìn)行固溶處理，固溶溫度為1050°C -1150°C，保溫時(shí)間0. 5-1. 5h，隨后油淬或者水淬至室8)對(duì)于成品厚度小于3mm的情況，可以對(duì)退火之后鋼板進(jìn)行冷軋，以保證表面質(zhì) 量和尺寸精度。冷軋的第一個(gè)道次壓下量在10% 15%，隨后依次減小，直至最終尺寸。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明采用將硼含量不同的復(fù)合管坯軸向切分軋制以及熱擴(kuò)散的方法制備了硼 含量為0. 5 3%的奧氏體不銹鋼板。這種方法工藝過程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，大大縮短了高 硼不銹鋼板的加工變形流程。在進(jìn)行熱軋變形時(shí)，中間層由于硼含量高就極容易發(fā)生碎化、 破裂，但是內(nèi)外層塑性較好，整個(gè)板的外形能夠保持，使中間層逐漸地與內(nèi)外層混合。同時(shí)， 由于硼元素原子的尺寸較小，高溫下的擴(kuò)散系數(shù)高，通過硼的擴(kuò)散最終實(shí)現(xiàn)了板材內(nèi)硼含 量的均勻化。由于內(nèi)外層和中間層之間原本是通過澆鑄進(jìn)行結(jié)合的，在軋制過程中不容易 分層，也便于硼原子在層與層之間的擴(kuò)散。與其它方法不同的是，本發(fā)明熱軋時(shí)可以選擇較寬的溫度范圍，無需像以往的生 產(chǎn)方法一樣，對(duì)軋制變形時(shí)每一步的溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制。另外，本發(fā)明通過普通的塑性變形 工藝方法，實(shí)現(xiàn)了特殊材料的制備，避免了快速凝固和高溫化學(xué)反應(yīng)等工藝中復(fù)雜的過程控制。本發(fā)明在推廣時(shí)無需進(jìn)行較多的專業(yè)設(shè)備改造或購(gòu)置，應(yīng)用前景十分廣闊。


圖1為復(fù)合管坯料示意圖；圖2為高硼不銹鋼板坯示意圖；圖3為高硼不銹鋼板示意具體實(shí)施例方式對(duì)于硼含量0 2%，厚度l-10mm之間的高硼不銹鋼板，可以通過復(fù)合管坯剖分后 軋制的方法進(jìn)行制備，其具體的操作實(shí)例如下實(shí)施例1以硼含量(CB) 1. 4% 1. 8%，厚度為1mm的高硼不銹鋼板為例。1)選擇復(fù)合管坯?？梢赃x擇規(guī)格為外徑0 630mm，壁厚為50mm的管坯，考慮切削 量之后，其外徑R3 = 310mm，內(nèi)徑Ri = 270mm。內(nèi)層金屬中的硼含量為(Cm)4. 5士0. 5%， 外層金屬中的硼含量為(C’ )0. 1%，根據(jù)式⑴即可以估計(jì)出復(fù)合管坯的全部尺寸R1 = 283. 5mm, R2 = 297. 7mm。2)先澆鑄外層奧氏體不銹鋼，硼含量為0. 1%，澆鑄溫度為1535士25°C之間，不銹 鋼厚度為20 士 2mm，離心機(jī)轉(zhuǎn)速由200轉(zhuǎn)/min隨著工藝進(jìn)行逐步升高到300 士 100轉(zhuǎn)/min。 待外層不銹鋼初步凝固，表層溫度為1400 士 50°C之間時(shí)，澆鑄中間層奧氏體不銹鋼，其中硼 含量可達(dá)4. 5士0.5%，但其余合金元素含量與內(nèi)外層相同，其厚度約為25mm 30mm，澆鑄 溫度為1525士 15°C之間，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為200 400轉(zhuǎn)/min。待中間層不銹鋼初步凝固，表 層溫度為1380士50°C之間時(shí)，澆鑄最內(nèi)層奧氏體不銹鋼，其厚度約為10mm 30mm，澆鑄溫 度為1535士25°C之間，不銹鋼厚度為20士2mm，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為300士 100轉(zhuǎn)/min。待澆鑄完 畢后，適當(dāng)提高離心機(jī)轉(zhuǎn)速至700-900轉(zhuǎn)/min，直至完全凝固后脫?？绽渲潦覝亍⑴髁系?內(nèi)外層各切削5mm，去除疏松層組織。3)剖分管坯。按照式(2)進(jìn)行估計(jì)，如果將管坯平均剖分成3部分，即a = 120°， 則板材厚度B約為600mm(忽略寬展)。4)將剖分好的部分在加熱爐中進(jìn)行加熱，溫度為1150°C 1200°C之間，保溫時(shí)間 1. 5h。5)熱軋。熱軋溫度在900°C 1180°C之間，第1道次壓下量為20士5%，目的是將 剖分的復(fù)合管坯部分進(jìn)行橫向平整，隨后的2 7個(gè)道次采取20% 30%的壓下量，最后 逐漸減小壓下量，直至將坯料厚度軋制2mm。6)氬氣保護(hù)下進(jìn)行擴(kuò)散退火，將熱軋板在電阻爐中退火。退火溫度為1200°C，保 溫時(shí)間6h，然后隨爐冷卻至400°C，空冷至室溫。7)對(duì)擴(kuò)散退火之后的高硼不銹鋼板要進(jìn)行固溶處理，固溶溫度為1100士25°C，保 溫時(shí)間lh，隨后油淬或者水淬至室溫。8)將板坯進(jìn)行冷軋，冷軋的第1 2個(gè)道次壓下量為10% 15%，然后減小壓下 量，直至厚度變?yōu)?mm。實(shí)施例2
6
以硼含量(CB)2. 5% 3%，厚度為10mm的高硼不銹鋼板為例。1)選擇復(fù)合管坯?？梢赃x擇規(guī)格為外徑①710mm，壁厚為60mm的管坯，考慮切 削量后，其外徑R3 = 350mm，內(nèi)徑Ri = 300mm。內(nèi)層金屬中的硼含量為(Cm)4. 5士0. 5%， 外層金屬中的硼含量為(C’ )0. 1%，根據(jù)式⑴即可以估計(jì)出復(fù)合管坯的全部尺寸R1 = 316. 5mm，R2 = 335. 1mm。2)按照上步中選取的管坯尺寸，參照實(shí)施例(1)中的澆鑄工藝，直接澆鑄出三層 奧氏體不銹鋼復(fù)合管坯，并將內(nèi)外層各切削5mm。3)剖分管坯。按照式(2)進(jìn)行估計(jì)，如果將管坯平均剖分成部分，S卩a = 60°， 則板材厚度B約為500mm(忽略寬展)。4)將剖分好的部分在加熱路中進(jìn)行加熱，溫度為1100°C 1200°C之間，保溫時(shí)間 2h。5)對(duì)截面為扇形的坯料進(jìn)行熱軋，軋制溫度在1180°C 900°C之間，其中①第1 2道次主要是將扇形的坯料橫向矯直，壓下量為10% 20%，開軋溫度 應(yīng)當(dāng)保持在1180°C 1100°C ；②第3 5個(gè)道次開始應(yīng)當(dāng)加大變形量，采用15% 30%的壓下量，溫度應(yīng)當(dāng)保 持在950°C以上，使鑄態(tài)組織充分破碎。③最后2 3個(gè)道次壓下量應(yīng)當(dāng)減小，維持在10% 15%，直至板厚達(dá)到10mm。6)氬氣保護(hù)下進(jìn)行擴(kuò)散退火，將熱軋板在電阻爐中退火。退火溫度為1200°C，保 溫時(shí)間20h，然后隨爐冷卻至400°C，空冷至室溫。7)對(duì)擴(kuò)散退火之后的高硼不銹鋼板要進(jìn)行固溶處理，固溶溫度為1100士25°C，保 溫時(shí)間1. 5h，隨后油淬或者水淬至室溫。實(shí)施例3以硼含量(CB) 2. 5 % 3 %，厚度為3mm的高硼不銹鋼板為例。步驟1) 步驟4)均可參照實(shí)施例2，5)對(duì)截面為扇形的坯料進(jìn)行熱軋，軋制溫度在1180°C 850°C之間，其中①第1 2道次主要是將扇形的坯料橫向矯直，壓下量為10% 20%，開軋溫度 應(yīng)當(dāng)保持在1180°C 1100°C ；②第3 10個(gè)道次開始應(yīng)當(dāng)加大變形量，采用15% 30%的壓下量，溫度應(yīng)當(dāng)保 持在950°C以上，使鑄態(tài)組織充分破碎。③最后2 3個(gè)道次壓下量應(yīng)當(dāng)減小，維持在10% 15%，直至板厚達(dá)到3mm。6)氬氣保護(hù)下進(jìn)行擴(kuò)散退火，將熱軋板在電阻爐中退火。退火溫度為1200°C，保 溫時(shí)間12h，然后隨爐冷卻至400°C，空冷至室溫。7)對(duì)擴(kuò)散退火之后的高硼不銹鋼板要進(jìn)行固溶處理，固溶溫度為1050°C 1150°C，保溫時(shí)間lh，隨后油淬或者水淬至室溫。實(shí)施例4以硼含量(CB) 0.5%,厚度為1mm的高硼不銹鋼板為例。1)選擇復(fù)合管坯?？梢赃x擇規(guī)格為外徑①710mm，壁厚為60mm的管坯，考慮切削 量后，其外徑R3 = 350mm，內(nèi)徑Ri = 300mm。內(nèi)層金屬中的硼含量為(Cm) 2%，外層金屬中 的硼含量為(C’ )0. 1%，根據(jù)式(1)即可以估計(jì)出復(fù)合管坯的全部尺寸R1 = 320. 7mm, R2=331. lmrn。2)按照上步中選取的管坯尺寸，參照實(shí)施例(1)中的澆鑄工藝，直接澆鑄出三層 奧氏體不銹鋼復(fù)合管坯，并將內(nèi)外層各切削5mm。3)剖分管坯。按照式(2)進(jìn)行估計(jì)，如果將管坯平均剖分成部分，S卩a = 60°， 則板材厚度B約為500mm(忽略寬展)。4)將剖分好的部分在加熱路中進(jìn)行加熱，溫度為1100°C 1200°C之間，保溫時(shí)間 lh。5)對(duì)截面為扇形的坯料進(jìn)行熱軋，軋制溫度在1180°C 900°C之間，其中①第1 2道次主要是將扇形的坯料橫向矯直，壓下量為10% 20%，開軋溫度 應(yīng)當(dāng)保持在1180°C 1100°C ；②第3 5個(gè)道次開始應(yīng)當(dāng)加大變形量，采用15% 30%的壓下量，溫度應(yīng)當(dāng)保 持在950°C以上，使鑄態(tài)組織充分破碎。③最后2 3個(gè)道次壓下量應(yīng)當(dāng)減小，維持在10% 15%，直至板厚達(dá)到1. 5mm。6)氬氣保護(hù)下進(jìn)行擴(kuò)散退火，將熱軋板在電阻爐中退火。退火溫度為1200°C，保 溫時(shí)間20h，然后隨爐冷卻至400°C，空冷至室溫。7)對(duì)擴(kuò)散退火之后的高硼不銹鋼板要進(jìn)行固溶處理，固溶溫度為1100士25°C，保 溫時(shí)間0. 5h，隨后油淬或者水淬至室溫。8)將熱軋板酸洗打磨后，進(jìn)行冷軋。冷軋第一道次的變形量為10%，隨后依次減 小，直至其厚度減小為1mm。
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權(quán)利要求
一種高硼不銹鋼板的短流程生產(chǎn)方法，其特征在于，具體步驟為1)坯料為離心澆鑄方法生產(chǎn)的三層復(fù)合金屬管坯，坯料的三層組元金屬均為不銹鋼，中間一層的硼含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％～10％，內(nèi)外層的硼含量均為0.1％以下，其余合金元素的成分含量均相同；2)復(fù)合坯料澆鑄采用臥式離心澆鑄，先澆鑄外層奧氏體不銹鋼，澆鑄溫度為1510℃～1560℃之間；待外層不銹鋼初步凝固，表層溫度為1350℃～1450℃之間時(shí)，澆鑄中間層奧氏體不銹鋼，澆鑄溫度為1510℃～1540℃之間；待中間層不銹鋼初步凝固，表層溫度為1330℃～1430℃之間時(shí)，澆鑄最內(nèi)層奧氏體不銹鋼，澆鑄溫度為1510℃～1560℃之間，復(fù)合坯料三層離心澆鑄機(jī)轉(zhuǎn)速均為200～400轉(zhuǎn)/min；待澆鑄完畢后，提高離心機(jī)轉(zhuǎn)速至300～900轉(zhuǎn)/min，直至完全凝固后脫?？绽渲潦覝?，制得離心復(fù)合管；3)將離心復(fù)合管坯沿縱軸方向切割成3～10個(gè)部分，作為板坯；4)將切割后的板坯坯料放入加熱爐進(jìn)行加熱，加熱溫度為1150℃～1200℃之間，保溫時(shí)間為0.5～2h；5)在軋機(jī)上對(duì)截面為扇形的坯料進(jìn)行熱軋，軋制溫度在1180℃～850℃之間，其中①第1～2道次壓下量為10％～20％，開軋溫度保持在1180℃～1100℃；②第3～10個(gè)道次壓下量為15％～30％，溫度保持在950℃以上；③最后2～3個(gè)道次壓下量為10％～15％，直至板厚達(dá)到要求的尺寸；6)將熱軋后的不銹鋼板進(jìn)行擴(kuò)散退火處理，退火溫度為950℃～1150℃，保溫時(shí)間6～20h，隨后應(yīng)爐冷至400℃～500℃，再空冷至室溫；7)擴(kuò)散退火之后的高硼不銹鋼板要進(jìn)行固溶處理，固溶溫度為1050℃-1150℃，保溫時(shí)間0.5-1.5h，隨后油淬或者水淬至室溫。8)對(duì)于成品厚度小于3mm的情況，對(duì)退火之后鋼板進(jìn)行冷軋，冷軋的第一個(gè)道次壓下量在10％～15％，隨后依次減小，直至最終尺寸。
2.如權(quán)利要求1所述的高硼不銹鋼板的短流程生產(chǎn)方法，其特征在于，所述的復(fù)合管 規(guī)格為①500mm 700mm，厚度為40mm 60mm，管坯各層的厚度以及各層中硼含量的關(guān)系 可以根據(jù)下式進(jìn)行估算 (1)R1、R2、R3為復(fù)合管坯料各層界面處對(duì)應(yīng)的半徑；C’為內(nèi)層和外層中的硼含量，而Cm則 是中間一層的硼含量，C則是整體的平均硼含量，均是質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的高硼不銹鋼板的短流程生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟2)澆鑄和 凝固、步驟4)坯料加熱、步驟6)退火處理過程均通入氬氣保護(hù)。
4.如權(quán)利要求1所述的高硼不銹鋼板的短流程生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟3)中離心 復(fù)合管坯切割時(shí)的圓心角a與復(fù)合板寬度B用下式進(jìn)行估計(jì) (2)其中，R3為最外層的管坯半徑，氏則是管坯內(nèi)壁的半徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高硼不銹鋼板的短流程生產(chǎn)方法，屬于金屬材料制備領(lǐng)域，用于制造硼含量在0.5～3％，厚度1～10mm的高硼奧氏體不銹鋼板，其主要過程為以三層不同硼含量的奧氏體不銹鋼復(fù)合管坯為原材料，其中中間一層的硼含量為2％～10％，內(nèi)外兩層奧氏體不銹鋼中的硼含量為0％～0.1％；沿軸向?qū)⑵淦史殖?～10個(gè)截面為扇形的部分；然后對(duì)切割后的復(fù)合板坯沿軸向進(jìn)行熱軋，總變形量為50％～90％，中間一層在軋制中碎化，硼元素初步發(fā)生擴(kuò)散；隨后進(jìn)行熱擴(kuò)散退火處理，使硼元素通過擴(kuò)散分布均勻；再由冷軋工藝提高板材表面質(zhì)量和尺寸精度。本方法利用硼含量很高時(shí)奧氏體不銹鋼在高溫下的塑性差的特點(diǎn)，通過常規(guī)的熱軋工藝生產(chǎn)高硼不銹鋼板，其工藝流程短，設(shè)備操作簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)B21C37/02GK101875069SQ200910237700
公開日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2009年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者解國(guó)良, 韓靜濤 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)