CN103866194A

CN103866194A - 一种反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢及其制备方法

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Publication number: CN103866194A
Application number: CN201410109123.9A
Authority: CN
Inventors: 韩纪鹏; 李阳; 方勇; 姜周华; 杨永超; 汪秀秀
Original assignee: Northeastern University China
Current assignee: Northeastern University China
Priority date: 2014-03-21
Filing date: 2014-03-21
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2034-03-21
Also published as: CN103866194B

Abstract

一种反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢及其制备方法，属于冶金技术领域，成分按重量百分比含C0.005~0.03%，Si0.2~0.4%，Mn0.2~0.5%，P≤0.03%，S≤0.02%，Cr14~16%，N≤0.01%，Sn0.1~0.4%，并且含有Nb、Ti和/或V，其余为铁和不可避免杂质；抗拉强度445~451MPa，点蚀电位为202~240mV。制备方法为：（1）按设定成分冶炼并浇铸铸坯；（2）加热至1150±10℃，保温1~3h，然后热轧制成热轧钢板；（3）在900±10℃退火，时间为2~3h，冷却至室温，酸洗后冷轧制成冷轧钢板；（4）加热至800±10℃进行正火处理，获得反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢。本发明的方法可显著降低不锈钢的生产成本，工艺流程简单，产品具有较高的强度、硬度和耐腐蚀性能。

Description

一种反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢及其制备方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢及其制备方法。

背景技术

不锈钢的主要合金成分是镍、铬等，其中镍为较昂贵的金属，LME-Ni基本都在十几万以上波动，高位达40余万每吨。我国是一个缺镍、少钼、贫铬且不锈钢废钢资源匮乏的国家，不锈钢产量的快速提升，原料供给已成为突出的问题；为了降低经营风险和减少原材料价格波动对不锈钢市场的影响，迫使不锈钢生产企业和下游用户转向不含或少含镍的铬系及铬钼系不锈钢。随着国内铁素体不锈钢产能和表观消费需求的进一步持续增长，铬资源的问题也已浮出水面并日趋突出。据不完全统计，2010年我国国内共计消耗高碳铬铁约320万吨，其中有180万吨左右来自进口，对外依存度高达56%。

中国专利公开号CN101573466A的专利申请（公告日是2009年11月4日，名称为具有耐腐蚀性优良的耐变色性的铁素体不锈钢）公开了一种高Cr铁素体不锈钢，用Cr、Cu、Ti、Nb等取代含有昂贵的Ni的奥氏体不锈钢的高耐腐蚀性铁素体不锈钢，该铁素体不锈钢的组成为C：≤0.01%、Si：0.2~1.0%、Mn：≤0.3%、Cr：20~22%、Ni：、N：≤0.01%、Al：0.03~0.1%、Cu：0.3~0.5%、Zr：0.02~0.04%、Ti：0.2~0.4%、Nb：0.06~0.45%、其余为Fe和不可避免的杂质，该发明减少不锈钢中Ni的加入，节约了成本，但是仍然需要加入0.2~0.4%的Ni，而且取代元素种类过多，在冶炼过程中的收得率也难以保证。

公开号为102274937A的中国专利申请（公告日是2011年12月14日，名称为一种逆偏析锡的含锡铁素体不锈钢薄带的制备方法）公开了一种逆偏析锡的含锡铁素体不锈钢薄带的制备方法，按如下步骤进行：以含锡重量百分比为0.1~0.8 的铁素体不锈钢为原料，首先在高真空环境下的中频感应炉中冶炼得到钢水，然后采用双辊薄带铸轧设备铸轧得到1.0~3.2mm 厚的逆偏析锡的含锡铁素体不锈钢带坯，其中，浇注温度为1550~1640℃，铸轧速度为2~80m/min，预设辊缝为0.0~2.2mm，经后续轧制及退火处理后，最终得到逆偏析锡的铁素体不锈钢薄带，该发明只给出铁素体不锈钢中锡的粗略范围，而并未对钢中其他元素加以说明，难以保证其冶炼钢种能满足需要的材料力学性能和耐腐蚀性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢及其制备方法，通过调整不锈钢的成分，经热轧、退火、酸洗、冷轧与热处理制成含锡铁素体不锈钢，在降低不锈钢的生产成本和大幅度节约铬、镍等资源的同时，提高不锈钢的耐腐蚀性和成形性。

本发明的反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢的成分按重量百分比含C 0.005~0.03%，Si 0.2~0.4%，Mn 0.2~0.5%，P≤0.03%，S≤0.02%，Cr 14~16%，N≤0.01%，Sn 0.1~0.4%，并且含有Nb 、Ti 和/或V，当含有Nb时，Nb的含量为0.05~0.15%，当含有Ti时，Ti的含量为0.05~0.15%，当含有V时，V的含量为0.05~0.15%，其余为铁和不可避免杂质；抗拉强度445~451 MPa，点蚀电位为202 ~240mV。

上述的反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢的上屈服点为310~337 MPa，下屈服点为306~325 MPa，断后延伸率为47~49%。

本发明的反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢的制备方法按以下步骤进行：

1、按设定成分冶炼并浇铸铸坯，其成分按重量百分比含C 0.005~0.03%，Si 0.2~0.4%，Mn 0.2~0.5%，P≤0.03%，S≤0.02%，Cr 14~16%，N≤0.01%，Sn 0.1~0.4%，并且含有Nb 、Ti 和/或V，当含有Nb时，Nb的含量为0.05~0.15%，当含有Ti时，Ti的含量为0.05~0.15%，当含有V时，V的含量为0.05~0.15%，其余为铁和不可避免杂质；

2、将铸坯冷却至室温后，加热至1150 ±10℃，保温1~3h，然后进行5~6道次热轧，开轧温度为1080~1100℃，终轧温度为800~850℃，轧制变形量为20~30%，制成热轧钢板；

3、将热轧钢板在900±10℃退火，时间为2~3 h，冷却至室温，再酸洗去除表面氧化层，然后进行冷轧，冷轧总压下率为75~88%，制成冷轧钢板；

4、将冷轧钢板加热至800±10℃，保温10~30min进行正火处理，获得反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢。

上述方法中，按设定成分冶炼时，其中的Sn来源于镀锡废钢板。

低间隙：C、N元素由于原子体积小，在钢中以间隙原子存在，由于本方法中C、N含量低，在加入一定量的Ti、Nb、V使钢中的C、N原子被固定成为碳化物和氮化物，从而大量减少了钢中间隙原子的数目，提高了耐晶间腐蚀能力、机械性能和高温性能。

反常偏析：在凝固过程中，铸件各区域存在一定的温度差，因此，在同一时刻铸件各处未凝固的液相数量也是不同的；一般来说，冷端凝固速度较快，未凝固液相较少，且未凝液相中的平均溶质浓度较热端高（K<1）；当枝晶间有液体流动时，如果液体从热端流向冷端，即从溶质含量较低的区域流向溶质含量较高的区域，使该区的溶质平均成分降低，则产生反常偏析；反常偏析的机理是：随着熔体凝固的进行，残余液体中溶质富集，由于凝固壳的收缩或残余液体中析出的气体压力，使溶质富集相穿过形成凝壳的树枝晶的枝干和分支间隙，向铸锭表面移动，使铸锭边部溶质高于铸锭中心。

因为铸坯表面较晶体内结构疏松，存在较大空隙，可使内能减少，促进晶体内溶质原子自发向钢锭表面迁移，所以钢锭表面激冷层出现锡偏析，随着偏析带的出现，形成了阻止热量发散的屏障，在结晶过程中柱状晶向中心发展，锡溶质原子向晶界迁移的同时受屏障影响，迁移量有所减少，表现为偏析程度逐渐下降，在轧制过程中产生锡的反常偏析，在表层附近产生锡的富集区，形成含锡、铬的致密钝化层。

对一般钢种而言，锡在钢中是以有害的杂质元素存在的，对钢的加工性能有不利影响，同时由于锡的熔点很低，当锡含量较高时会引起热脆，使钢的热塑性下降，恶化钢的性能。

但本发明设计的反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢中的碳含量极少的高纯度铁素体类不锈钢则会形成缺陷少的体心立方晶格；原本加有铬的不锈钢与碳钢相比，即使掺入锡也不易破裂，再加上降低了碳和氮含量的高纯度铁素体类不锈钢内部缺陷少，体心立方晶格会使锡均匀地分散于材料之中，便完全克服了锡在材料内部均匀分散后容易破裂的问题；因而本发明在铁素体不锈钢中添加锡取代镍，能在保证其加工性能的同时，提高不锈钢的耐腐蚀性。锡的添加使铁素体不锈钢发生一定的点阵畸变，通过固溶强化增加钢的抗拉强度，略微降低不锈钢塑性，同时提高其塑性应变比（r值），而随着拉伸时温度的升高，含锡不锈钢的塑形凹槽温度降低，锡的添加反而增加了不锈钢的塑形，含锡不锈钢在400~800℃拉断后断口为大量韧窝，在此温度区间钢的塑形较好，拉伸时发生韧性断裂。

锡在铁素体中也会存在着一定的偏析现象，会以单质形式析出于晶界，同时锡还具有在夹杂物周围富集的趋势，例如硫化物夹杂，含硫化物夹杂比氧化物夹杂更容易诱发点蚀，点蚀扩展过程中，夹杂物优先溶解脱落形成腐蚀坑，对点蚀扩展有促进作用。不锈钢处于腐蚀介质时，点状夹杂物往往作为点蚀核心，从而对钢进行破坏，所以锡在夹杂物周围的富集和包裹可在夹杂物周围形成锡的保护层，遇氧化性介质形成致密氧化薄膜，从而提高不锈钢耐点蚀性能。

此外，锡在不锈钢中对钝化膜的改性作用，可引起表面耐腐蚀性膜层的特性发生变化，使得钝化膜更致密，降低了维钝电流密度，锡在大气中起着活性阴极的作用，一定条件下可以促使钢产生阳极钝化，从而降低钢的腐蚀速率；含锡的铁素体不锈钢在遇到腐蚀介质的情况下，钢表面的锡、铬优先溶解成锡和铬的金属氧化物，在其协同作用下，生成更加致密的钝化膜，锡在锈层的富集能提高钢的耐腐蚀性能。

在本发明成分设计中：

碳：碳在钢中作为间隙元素，在铁素体不锈钢中碳含量一般小于0.15%，在超纯铁素体不锈钢中，碳含量小于0.02%，如果碳含量过高，碳会在晶界与铬形成化合物，降低晶界处的耐腐蚀性，因此钢中碳的含量设定在0.03%以下；

氮：氮在铁素体不锈钢中的作用与碳相似，氮是奥氏体形成元素，也是一种间隙原子具有固溶强化作用，氮在晶界析出与铬形成化合物，降低晶界处的耐腐蚀性及加工性能，钢中氮含量主要来源于空气中的氮，钢中氮含量设定在0.01%以下；

硅：硅在铁素体不锈钢中可提高钢的硬度和强度，其作用仅次于磷，含硅的钢在氧化气氛中加热时，表面形成一层SiO₂薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。但是硅含量高，延展性和焊接性能变差，钢中的硅主要来自于硅铁合金的脱氧和炼钢原料的带入，钢中硅含量应该不大于0.4%；

锰：锰是良好的脱氧剂和脱硫剂。钢中一般都含有一定量的锰，它能消除或减弱由于硫引起的钢的热脆性，从而改善钢的热加工性能。锰和铁形成的固溶体，提高钢中铁素体的硬度和强度。锰与硫形成熔点较高的MnS，可防止因FeS而导致的热脆现象。但锰有增加钢晶粒粗化的倾向和回火脆性敏感性，因此钢中锰含量应该不大于0.5%；

磷：磷虽然能提高钢的强度和硬度，最大的害处是，偏析严重，增加回火脆性，致使钢在冷加工时容易脆裂也即所谓“冷脆”现象。磷对焊接性也有不利影响。磷是有害元素，钢中磷含量控制在0.03%以下；

硫：硫在钢中偏析严重，恶化钢的质量，降低高温下钢的塑性，是一种有害元素，通常对硫含量控制在0.02%以下；

铬：铬是不锈钢的主要合金元素，为了保证不锈钢的耐腐蚀性，本发明钢中铬含量控制在14~16%，铬含量过高会使成本增加；

铜：铜可作为锡的补充添加元素，有效提高锡在钢中的耐蚀性作用，提高冷加工成型性，但当铜含量过高对钢的热加工性能不利，因此钢中的铜控制在1.5%以下；

锡：锡在不锈钢、铸铁、铜合金中改善表层钝化膜结构以提高合金的耐点蚀作用已经得到证实，现将其加入到铁素体不锈钢中，加入0.1%即能提高不锈钢的耐腐蚀性作用，但当其含量大于0.4%以后，对热加工性能不利且成本增加，因此本发明钢中锡含量控制在0.1~0.4%；

钼：钼是铁素体形成元素，且能提高不锈钢的耐点蚀能力以及耐还原性腐蚀介质的能力，但是钼是贵金属，因此钼控制在2%以下；

钛：钛和氮、氧、碳都有极强的亲和力；它是一种良好的脱氧去气剂和固定氮和碳的有效元素。由于钛和碳之间的亲和力远大于铬和碳之间的亲和力，在不锈钢中常用钛来固定其中的碳以消除铬在晶界处的贫化，从而消除或减轻钢的晶间腐蚀。在高铬不锈钢中通常需加入约5倍碳含量的钛，不但能提高钢的抗蚀性（主要是抗晶间腐蚀）和韧性；还能组织钢在高温时的晶粒长大倾向和改善钢的焊接性能；钢中钛含量控制在0.05~0.15%；

铌：铌部分溶入固溶体，起固溶强化作用。微量铌可以在不影响钢的塑性或韧性的情况下提高钢的强度。当含量大于碳的8倍时，几乎可以固定钢中所有的碳，从而消除或减轻钢的晶间腐蚀；钢中铌含量控制在0.05~0.15%；

钒：与铌、钛相似，钒和碳、氧、氮有极强的亲和力，与之形成相应的稳定化合物。钒在钢中主要以碳化物的形式存在。其主要作用是细化钢的组织和晶粒，消除或减轻钢的晶间腐蚀；钢中铌含量控制在0.05~0.15%；

锡、铜和铬的协同作用：铬是铁素体不锈钢中的主要合金元素，不锈钢耐蚀性也随铬含量的变化而变化；在不添加镍、降低铬含量的前提下，通过添加微量锡，达到耐蚀性的要求。0.1%的锡、0.1%的铜和14%的铬一方面可保证抗拉强度达到450MPa，延伸率≥46%，另一方面锡和铬可在不锈钢表面形成一层致密的铜锡铬复合氧化物，在其协同作用下进一步提高耐腐蚀性，其点蚀电位达202mV以上；冶炼时通过添加镀锡废钢或锡铁二元合金来保证锡含量。

本发明与现有技术的耐腐蚀不锈钢相比，具有如下显著优点：

（1）本方法可显著降低不锈钢的生产成本，含锡不锈钢减少了贵重金属镍、钼的加入，在保证其良好的耐腐蚀性的前提下极大的降低了钢材的生产成本，提高了企业的竞争力，且节约了资源；

（2）产品有着良好的耐腐蚀性和成形性，钢材中的锡大于0.05%时，便具有很好的切削性；由于锡分布在晶界和晶内，提高不锈钢的耐点蚀和耐晶间腐蚀性能，因而使不锈钢在稀硫酸和有机含氯酸中有较好的耐腐蚀作用；

（3）产品的抗拉强度得到提升，含锡铁素体不锈钢的抗拉强度比不含锡的430铁素体不锈钢钢种增加约30MPa；

（4）工艺流程简单，冶炼过程中的Sn的收得率能达到80%，且易于控制，经热处理后具有较高的强度、硬度和耐腐蚀性能。

附图说明

图1为本发明实施例1中的反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢在Carl Zeiss金相显微镜下的微观组织金相图；

图2为本发明实施例1中的反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢在日本岛津公司SSX-550扫描电镜下的扫描电镜图，图示为锡在硫化物周围的偏析现象；

图3为本发明实施例1中的反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢在日本岛津公司SSX-550扫描电镜下的扫描电镜图，图示为视野中锡元素的面扫描结果；

图4为对本发明实施例1中的反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢在日本岛津公司SSX-550扫描电镜和X射线能谱仪下对其夹杂物周围成分的打点分析结果；图中Cr 的重量含量为14.28%，原子百分比为15.21%； Fe的重量含量为85.21%，原子百分比为84.55%；Sn的重量含量为0.51%，原子百分比为0.24%；

图5为对本发明实施例1中的反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢在日本岛津公司SSX-550扫描电镜下的取样位置分布图；图中A为表层取样，B为1组取样位置，2、3、4分别为2、3、4组取样位置；

图6为本发明实施例1中的反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢的表层取样和1、2、3、4组取样在日本岛津公司SSX-550扫描电镜和X射线能谱仪分析下锡元素、碳元素的定量分析曲线图；图中■为碳元素，▼为锡元素；

图7为本发明实施例1中的反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢在日本岛津公司SSX-550扫描电镜下中夹杂物缺陷扫描图。

具体实施方式

本发明实施例中的按设定成分冶炼并浇铸铸坯，冶炼是采用电炉或转炉冶炼、VOD精炼、LF炉精炼，浇铸是采用板坯连铸；或是直接通过真空感应炉冶炼，浇铸是模铸或板坯连铸。

本发明实施例中酸洗采用的酸洗液是由100 mL HF、50 mL HNO₃和1 L H₂O配制。

本发明实施例中测试抗拉强度是采用的标准为GB/T228-2002，将热处理后的轧制样品用数控线切割机线切割成标距50mm，宽为12.5mm的室温拉伸试样，在INSTRON-4206电子万能实验机上进行室温拉伸实验。

本发明实施例中测试点蚀电位是将制备的不锈钢钢板线切割为10.1mm×10.1mm 钢样，用100号砂纸打磨掉表面氧化皮，预留出试样的工作面积1cm²的一个表面，其余表面用环氧树脂涂封；试样依次用200号、400号、600号、800号砂纸研磨，研磨时要注意避免试样发热（湿磨到800号砂纸）；为了防止缝隙腐蚀，研磨后进行钝化处理（在50℃、20~30％的硝酸中浸泡1h），选择电化学方法，根据GB/T17899-19999不锈钢点蚀电位测量方法，通过动电位法测量待测试样的阴、阳极极化曲线，得到不锈钢的点蚀电位。

本发明实施例中测试上、下屈服点是采用的标准为GB/T228-2002，将制备的不锈钢用数控线切割机线切割成标距50mm，宽为12.5mm的室温拉伸试样，在INSTRON-4206电子万能实验机上进行室温拉伸实验。

本发明实施例中测试断后延伸率是采用的标准为GB/T228-2002，将制备的不锈钢用数控线切割机线切割成标距50mm，宽为12.5mm的室温拉伸试样，在INSTRON-4206电子万能实验机上进行室温拉伸实验。

本发明实施例中测试塑性应变是采用的标准为GB/T228-2002，将制备的不锈钢用数控线切割机线切割成标距50mm，宽为12.5mm的室温拉伸试样，在INSTRON-4206电子万能实验机上进行室温拉伸实验。

实施例1

按设定成分冶炼并浇铸铸坯，其成分按重量百分比含C 0.005%，Si 0.4%，Mn 0.2%，P 0.016%，S 0.018%，Cr 14%，N 0.005%，Sn 0.24%， Nb 0.05%，其余为铁和不可避免杂质；冶炼时采用的Sn来源于镀锡废钢板；

将铸坯冷却至室温后，加热至1150 ±10℃，保温1h，然后进行5道次热轧，开轧温度为1080℃，终轧温度为800℃，轧制变形量为30%，，制成热轧钢板；

将热轧钢板在900±10℃退火，时间为2 h，冷却至室温，再酸洗去除表面氧化层，然后进行冷轧，冷轧总压下率为75%，制成冷轧钢板；

将冷轧钢板加热至800±10℃，保温10min进行正火处理，获得反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢；其抗拉强度451 MPa，点蚀电位为202mV，上屈服点为310MPa，下屈服点为306MPa，断后延伸率为47%；进行塑形应变测试，r值为1.46，n值为0.24，△r值为0.77，杯突值为9.84；综合材料的成形性能，可满足深冲加工性能方面的要求；

在Carl Zeiss金相显微镜下的微观组织金相图如图1所示，锡在硫化物周围的偏析现象的扫描电镜图如图2所示，锡元素的面扫描结果如图3所示，夹杂物周围成分的打点分析结果如图4所示（日本岛津公司SSX-550扫描电镜和X射线能谱仪），热处理之后的不锈钢取样位置分布如图5所示；按照图5所示从不锈钢表层到中心层的取样位置处的锡元素、碳元素的定量分析曲线如图6所示；夹杂物缺陷扫描结果如图7所示；

进行对比试验，冶炼并浇铸的铸锭的成分按重量百分比含C 0.020%，Si 0.229%，Mn 0.381%，Cr 15.0%，P 0.021%，S 0.017%，余量为铁和不可避免杂质；按上述同种方式制成铁素体不锈钢，其抗拉强度432MPa，点蚀电位为105mV，上屈服点为310MPa，下屈服点为302MPa，断后延伸率为49%，进行塑形应变测试，r值为1.49，n值为0.23，△r值为0.85，杯突值为9.28。

实施例2

按设定成分冶炼并浇铸铸坯，其成分按重量百分比含C 0.01%，Si 0.35%，Mn 0.25%，P 0.017%，S 0.014%，Cr 14.5%，N 0.007%，Sn 0.31%，Ti 0.05%，其余为铁和不可避免杂质；冶炼时采用的Sn来源于镀锡废钢板；

将铸坯冷却至室温后，加热至1150 ±10℃，保温2h，然后进行6道次热轧，开轧温度为1100℃，终轧温度为850℃，轧制变形量为20%，，制成热轧钢板；

将热轧钢板在900±10℃退火，时间为2.5h，冷却至室温，再酸洗去除表面氧化层，然后进行冷轧，冷轧总压下率为88%，制成冷轧钢板；

将冷轧钢板加热至800±10℃，保温20min进行正火处理，获得反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢；抗拉强度451 MPa，点蚀电位为220mV，上屈服点为311MPa，下屈服点为308 MPa，断后延伸率为48%；进行塑形应变测试，r值为1.44，n值为0.22，△r值为1.15，杯突值为9.63；综合材料的成形性能，可满足深冲加工性能方面的要求。

实施例3

按设定成分冶炼并浇铸铸坯，其成分按重量百分比含C 0.015%，Si 0.33%，Mn 0.28%，P 0.019%，S 0.015%，Cr 14.8%，N 0.009%，Sn 0.19%，V 0.05%，其余为铁和不可避免杂质；冶炼时采用的Sn来源于镀锡废钢板；

将铸坯冷却至室温后，加热至1150 ±10℃，保温3h，然后进行5道次热轧，开轧温度为1090℃，终轧温度为830℃，轧制变形量为25%，，制成热轧钢板；

将热轧钢板在900±10℃退火，时间为3 h，冷却至室温，再酸洗去除表面氧化层，然后进行冷轧，冷轧总压下率为85%，制成冷轧钢板；

将冷轧钢板加热至800±10℃，保温30min进行正火处理，获得反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢；抗拉强度445MPa，点蚀电位为240mV，上屈服点为337 MPa，下屈服点为325 MPa，断后延伸率为49%；进行塑形应变测试，r值为1.53，n值为0.23，△r值为1.21，杯突值为9.78；综合材料的成形性能，可满足深冲加工性能方面的要求。

实施例4

按设定成分冶炼并浇铸铸坯，其成分按重量百分比含C 0.02%，Si 0.31%，Mn 0.3%，P 0.022%，S 0.014%，Cr 15.1%，N 0.003%，Sn 0.36%，Nb 0.15%，Ti 0.15%，其余为铁和不可避免杂质；冶炼时采用的Sn来源于镀锡废钢板；

将铸坯冷却至室温后，加热至1150 ±10℃，保温1h，然后进行6道次热轧，开轧温度为1080℃，终轧温度为800℃，轧制变形量为25%，，制成热轧钢板；

将热轧钢板在900±10℃退火，时间为2h，冷却至室温，再酸洗去除表面氧化层，然后进行冷轧，冷轧总压下率为82%，制成冷轧钢板；

将冷轧钢板加热至800±10℃，保温15min进行正火处理，获得反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢；抗拉强度451 MPa，点蚀电位为240mV，上屈服点为331MPa，下屈服点为321 MPa，断后延伸率为49%；进行塑形应变测试，r值为1.44，n值为0.23，△r值为1.12，杯突值为10.25；综合材料的成形性能，可满足深冲加工性能方面的要求。

实施例5

按设定成分冶炼并浇铸铸坯，其成分按重量百分比含C 0.025%，Si 0.27%，Mn 0.33%，P 0.021%，S 0.017%，Cr 15.5%，N 0.002%，Sn 0.22%，Ti 0.15%，V 0.15%，其余为铁和不可避免杂质；冶炼时采用的Sn来源于镀锡废钢板；

将铸坯冷却至室温后，加热至1150 ±10℃，保温2h，然后进行5道次热轧，开轧温度为1100℃，终轧温度为850℃，轧制变形量为30%，，制成热轧钢板；

将热轧钢板在900±10℃退火，时间为2.5h，冷却至室温，再酸洗去除表面氧化层，然后进行冷轧，冷轧总压下率为78%，制成冷轧钢板；

将冷轧钢板加热至800±10℃，保温25min进行正火处理，获得反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢；抗拉强度448MPa，点蚀电位为216mV，上屈服点为329MPa，下屈服点为314MPa，断后延伸率为48%；进行塑形应变测试，r值为1.50，n值为0.24，△r值为1.10，杯突值为9.93；综合材料的成形性能，可满足深冲加工性能方面的要求。

实施例6

按设定成分冶炼并浇铸铸坯，其成分按重量百分比含C 0.03%，Si 0.24%，Mn 0.38%，P 0.021%，S 0.016%，Cr 16%，N 0.004%，Sn 0.4%， Nb 0.15%，V 0.15%，其余为铁和不可避免杂质；冶炼时采用的Sn来源于镀锡废钢板；

将铸坯冷却至室温后，加热至1150 ±10℃，保温3h，然后进行6道次热轧，开轧温度为1090℃，终轧温度为830℃，轧制变形量为20%，，制成热轧钢板；

将热轧钢板在900±10℃退火，时间为3 h，冷却至室温，再酸洗去除表面氧化层，然后进行冷轧，冷轧总压下率为84%，制成冷轧钢板；

将冷轧钢板加热至800±10℃，保温10min进行正火处理，获得反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢；抗拉强度450 MPa，点蚀电位为228mV，上屈服点为332MPa，下屈服点为320 MPa，断后延伸率为47%；进行塑形应变测试，r值为1.48，n值为0.23，△r值为1.01，杯突值为9.,92；综合材料的成形性能，可满足深冲加工性能方面的要求。

实施例7

按设定成分冶炼并浇铸铸坯，其成分按重量百分比含C 0.008%，Si 0.22%，Mn 0.41%，P 0.026%，S 0.015%，Cr 15.7%，N 0.06%，Sn 0.3%，Nb 0.08%，Ti 0.11%， V 0.09%，其余为铁和不可避免杂质；冶炼时采用的Sn来源于镀锡废钢板；

将铸坯冷却至室温后，加热至1150 ±10℃，保温1h，然后进行5道次热轧，开轧温度为1080℃，终轧温度为800℃，轧制变形量为20，，制成热轧钢板；

将热轧钢板在900±10℃退火，时间为2.5h，冷却至室温，再酸洗去除表面氧化层，然后进行冷轧，冷轧总压下率为80%，制成冷轧钢板；

将冷轧钢板加热至800±10℃，保温20min进行正火处理，获得反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢；抗拉强度446 MPa，点蚀电位为233mV，上屈服点为319MPa，下屈服点为315 MPa，断后延伸率为47%；进行塑形应变测试，r值为1.49，n值为0.22，△r值为1.14，杯突值为9.96；综合材料的成形性能，可满足深冲加工性能方面的要求。

实施例8

按设定成分冶炼并浇铸铸坯，其成分按重量百分比含C 0.019%，Si 0.2%，Mn 0.45%，P 0.019%，S 0.018%，Cr 14.3%，N 0.008%，Sn 0.2%，Nb 0.06%，Ti 0.12%，V 0.12%，其余为铁和不可避免杂质；冶炼时采用的Sn来源于镀锡废钢板；

将铸坯冷却至室温后，加热至1150 ±10℃，保温2h，然后进行6道次热轧，开轧温度为1100℃，终轧温度为850℃，轧制变形量为25%，，制成热轧钢板；

将热轧钢板在900±10℃退火，时间为3 h，冷却至室温，再酸洗去除表面氧化层，然后进行冷轧，冷轧总压下率为88%，制成冷轧钢板；

将冷轧钢板加热至800±10℃，保温30min进行正火处理，获得反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢；抗拉强度446MPa，点蚀电位为219mV，上屈服点为322MPa，下屈服点为311 MPa，断后延伸率为49%；进行塑形应变测试，r值为1.45，n值为0.24，△r值为0.94，杯突值为9.57；综合材料的成形性能，可满足深冲加工性能方面的要求。

实施例9

按设定成分冶炼并浇铸铸坯，其成分按重量百分比含C 0.024%，Si 0.21%，Mn 0.5%，P 0.029%，S 0.011%，Cr 14.6%，N 0.08%，Sn 0.1%， Nb 0.13%，Ti 0.09%，V的含量为0.06%，其余为铁和不可避免杂质；冶炼时采用的Sn来源于镀锡废钢板；

将铸坯冷却至室温后，加热至1150 ±10℃，保温3h，然后进行5道次热轧，开轧温度为1090℃，终轧温度为830℃，轧制变形量为30%，，制成热轧钢板；

将热轧钢板在900±10℃退火，时间为2h，冷却至室温，再酸洗去除表面氧化层，然后进行冷轧，冷轧总压下率为75%，制成冷轧钢板；

将冷轧钢板加热至800±10℃，保温15min进行正火处理，获得反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢；抗拉强度448MPa，点蚀电位为236mV，上屈服点为321 MPa，下屈服点为310 MPa，断后延伸率为47%；进行塑形应变测试，r值为1.48，n值为0.22，△r值为0.88，杯突值为9.73；综合材料的成形性能，可满足深冲加工性能方面的要求。

Claims

1.一种反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢，其特征在于成分按重量百分比含C 0.005~0.03%，Si 0.2~0.4%，Mn 0.2~0.5%，P≤0.03%，S≤0.02%，Cr 14~16%，N≤0.01%，Sn 0.1~0.4%，并且含有Nb 、Ti 和/或V，当含有Nb时，Nb的含量为0.05~0.15%，当含有Ti时，Ti的含量为0.05~0.15%，当含有V时，V的含量为0.05~0.15%，其余为铁和不可避免杂质；抗拉强度445~451 MPa，点蚀电位为202 ~240mV。

2.根据权利要求1所述的一种反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢，其特征在于该铁素体不锈钢的上屈服点为310~337 MPa，下屈服点为306~325 MPa，断后延伸率为47~49%。

3.一种权利要求1所述的反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：

（1）按设定成分冶炼并浇铸铸坯，其成分按重量百分比含C 0.005~0.03%，Si 0.2~0.4%，Mn 0.2~0.5%，P≤0.03%，S≤0.02%，Cr 14~16%，N≤0.01%，Sn 0.1~0.4%，并且含有Nb 、Ti 和/或V，当含有Nb时，Nb的含量为0.05~0.15%，当含有Ti时，Ti的含量为0.05~0.15%，当含有V时，V的含量为0.05~0.15%，其余为铁和不可避免杂质；

（2）将铸坯冷却至室温后，加热至1150 ±10℃，保温1~3h，然后进行5~6道次热轧，开轧温度为1080~1100℃，终轧温度为800~850℃，轧制变形量为20~30%，制成热轧钢板；

（3）将热轧钢板在900±10℃退火，时间为2~3 h，冷却至室温，再酸洗去除表面氧化层，然后进行冷轧，冷轧总压下率为75~88%，制成冷轧钢板；

（4）将冷轧钢板加热至800±10℃，保温10~30min进行正火处理，获得反常偏析的含锡低间隙铁素体不锈钢。