本公開涉及一種用于炊具的不銹鋼板及其制造方法，并且更特別地，涉及一種具有優(yōu)異感應加熱特性和耐腐蝕性的不銹鋼板以及使用雙輥帶鑄造工藝制造具有優(yōu)異耐腐蝕性的感應可加熱不銹鋼板的方法。

背景技術：

通常，具有良好的可加工性和耐腐蝕性的奧氏體不銹鋼包括作為基體金屬的鐵(fe)以及作為主要合金成分的鉻(cr)和鎳(ni)。通常向其添加諸如鉬(mo)和銅(cu)的其它合金元素，并且因此，已經(jīng)開發(fā)各種等級的鋼以用于各種用途。奧氏體不銹鋼具有優(yōu)異的耐腐蝕性和可加工性，但是是非磁性的。

具有優(yōu)異的耐腐蝕性和可加工性的奧氏體不銹鋼包括相對昂貴的原材料ni、mo等。作為對其的替代物，已經(jīng)開發(fā)sus400系列不銹鋼、鐵素體不銹鋼。400系列不銹鋼具有其成形性和耐腐蝕性低于sus300系列不銹鋼、奧氏體不銹鋼的缺點，但是具有鐵磁性。

其中混合奧氏體相和鐵素體相的雙相不銹鋼具有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的所有優(yōu)點，并且迄今為止已經(jīng)開發(fā)各種類型的雙相不銹鋼，其具有介于奧氏體不銹鋼的特性和鐵素體不銹鋼的特性之間的磁特性。

上述磁性是對感應加熱有效的特性，然而，鐵素體不銹鋼易受腐蝕。因此，在炊具的制造中需要使用具有優(yōu)異的耐腐蝕性的感應可加熱材料。

上述不銹鋼已經(jīng)廣泛用作用于各種類型的炊具的材料。隨著休閑文化已經(jīng)發(fā)展，考慮到在度假村和其它類型的住宿中的安全性，利用感應加熱器的烹飪已經(jīng)變得普遍。

因此，如上所述的被感應加熱的能力已經(jīng)成為炊具的特性中的主要需求。根據(jù)鋼中的鐵素體的含量，可能存在磁性。根據(jù)磁性的程度，感應加熱可以是可能的，并且需要適合的磁性。

使用不銹鋼的炊具的類型的示例可以是三層鍋等。

在具有使用三種材料形成的三層結構的鍋的情況中，內部部分由sus304不銹鋼形成，外殼部分由sus430不銹鋼形成，并且中間部分由鋁(al)形成，上述三部分粘結在一起。使用如上所述的三種材料形成炊具的原因是為了獲得耐腐蝕性和感應加熱特性。

如上所述，當制造三層鍋的炊具時，增加粘結工藝，并且使用三種材料的工藝是復雜的，從而加工成本高。

因此，需要具有優(yōu)異的耐腐蝕性、能夠加熱、具體地能夠被感應加熱的用于炊具的材料。

技術實現(xiàn)要素：

技術問題

本公開的一個方面可提供一種具有優(yōu)異耐腐蝕性的感應可加熱不銹鋼板。

本公開的另一個方面可提供一種使用雙輥帶鑄造工藝制造具有優(yōu)異耐腐蝕性的感應可加熱不銹鋼板的方法。

技術方案

根據(jù)本公開的一個方面，一種具有優(yōu)異耐腐蝕性的感應可加熱不銹鋼板可包括：按重量％計，碳(c)：0.1％或更少(不含0％)、硅(si)：0.2％至3.0％、錳(mn)：1.0％至4.0％、鉻(cr)：19.0％至23.0％、鎳(ni)：0.3％至2.5％、氮(n)：0.18％至0.3％、銅(cu)：0.3％至2.5％、作為其剩余組分的鐵(fe)以及其它不可避免的雜質。微結構可包括：按體積％計，鐵素體：30％至70％以及作為其剩余物的奧氏體。不銹鋼板的相對磁導率可以是20μr至80μr。

根據(jù)本公開的另一個方面，一種具有優(yōu)異耐腐蝕性并且具有20μr至80μr的相對磁導率的感應可加熱不銹鋼板的制造方法，其中微結構可包括按體積％計，鐵素體：30％至70％；以及作為其剩余物的奧氏體，該制造方法可包括：制備鋼水(moltensteel)，其包括按重量％計，碳(c)：0.1％或更少(不含0％)、硅(si)：0.2％至3.0％、錳(mn)：1.0％至4.0％、鉻(cr)：19.0％至23.0％、鎳(ni)：0.3％至2.5％、氮(n)：0.18％至0.3％、銅(cu)：0.3％至2.5％、作為其剩余組分的鐵(fe)以及其它不可避免的雜質；以及通過將鋼水供應至包括在相反方向上旋轉的雙輥的雙輥帶鑄造機的雙輥之間的空間來制造薄板。

有益效果

根據(jù)本公開中的示例性實施例，應用單一材料以平穩(wěn)地執(zhí)行感應加熱，從而可容易地將感應加熱特性應用于炊具。在傳統(tǒng)三層底部材料的情況中，內部部分由sus304不銹鋼形成，外殼部分由sus430不銹鋼形成，并且中間部分由al等形成，上述三部分粘結在一起，并且其制造工藝非常復雜。然而，可提供解決上述問題的不銹鋼板。

根據(jù)本公開中的示例性實施例，使用雙輥帶鑄造工藝以穩(wěn)定地制造具有優(yōu)異耐腐蝕性的感應可加熱不銹鋼板。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)本公開中的示例性實施例的優(yōu)選地用于制造不銹鋼板的雙輥帶鑄造工藝的示例的示意圖。

圖2a和圖2b是代表性的奧氏體不銹鋼的示例和代表性的鐵素體不銹鋼的傳統(tǒng)示例的微結構的照片。圖2a示出奧氏體不銹鋼(奧氏體：fcc)，圖2b示出鐵素體不銹鋼(鐵素體：bcc)。

圖3是根據(jù)本公開中的示例性實施例的發(fā)明示例1的微結構圖片。

圖4是示出各類型鋼的相對磁導率與點蝕電位的關系的圖。

圖5是示出根據(jù)發(fā)明示例1的傳統(tǒng)三層鍋(傳統(tǒng)示例)和單層鍋的感應加熱特性的圖。

圖6是示出鐵素體含量與相對磁導率的關系的圖。

具體實施方式

在下文中，將詳細地描述本公開。

根據(jù)本公開中的示例性實施例，適當?shù)鼗旌翔F素體微結構和奧氏體微結構以提供具有良好耐腐蝕性的感應可加熱不銹鋼材料。

當不銹鋼材料中的鐵素體的含量被控制為30％至70％時，不銹鋼材料可具有適合的磁性以用作用于感應可加熱炊具的材料。

此外，高氮雙相不銹鋼適于改善耐腐蝕性，并且在本公開中的示例性實施例中使用雙輥帶鑄造工藝來制造以防止在固化中由氮氣引起的氣泡等。

根據(jù)本公開中的示例性實施例，具有優(yōu)異耐腐蝕性的感應可加熱不銹鋼板可優(yōu)選地包括：按重量％計，碳(c)：0.1％或更少(不含0％)、硅(si)：0.2％至3.0％、錳(mn)：1.0％至4.0％、鉻(cr)：19.0％至23.0％、鎳(ni)：0.3％至2.5％、氮(n)：0.18％至0.3％、cu：0.3％至2.5％、作為其剩余組分的鐵(fe)以及其它不可避免的雜質。

在下文中，將描述根據(jù)本公開中的示例性實施例的不銹鋼板中包含的成分及其含量。

碳(c)：0.1％或以下(不含0％)

c，奧氏體相形成元素，是通過固溶強化有效增加材料強度的元素。然而，當過量地添加c時，c容易與用于形成碳化物的元素結合，諸如在鐵素體-奧氏體相界處有效地提供耐腐蝕性的cr，以降低晶界周圍的cr含量，從而降低耐腐蝕性。在該情況中，為了顯著提高耐腐蝕性，優(yōu)選的是添加0.1％或更少范圍內的c。

硅(si)：0.2％至3.0％

為了脫氧效果部分地添加si。si，鐵素體相形成元素，是在退火熱處理中集中在鐵素體中的元素。因此，為了獲得適當?shù)蔫F素體相分率，需要添加0.2％或更多的si。然而，當si被添加超過3.0％時，鐵素體相的硬度急劇增加，以降低伸長率。因此，可能難以獲得影響延伸率的獲得的奧氏體相。而且，當過量地添加si時，在煉鋼過程中渣流動性降低，si與氧結合以形成夾雜物，并且耐腐蝕性降低。因此，優(yōu)選的是將si的含量限制在0.2％至3.0％。

氮(n)：0.18％至0.3％

n是與不銹鋼中的ni一起極大地貢獻于奧氏體相的穩(wěn)定性的元素，以及在退火熱處理中集中在奧氏體相中的元素。因此，增加n的含量以附帶地提高耐腐蝕性并且提高強度。然而，n的固溶度可根據(jù)添加的mn的含量而改變，因此可能需要控制其含量。根據(jù)本公開中的示例性實施例，當n的含量在mn的范圍內超過0.3％時，在鑄造期間由于過量的氮固溶度可生成氣孔、針孔等，從而導致產(chǎn)品的表面缺陷。

為了獲得304不銹鋼水平的耐腐蝕性和材料特性，作為不同的奧氏體穩(wěn)定化元素的n和mn以等于奧氏體穩(wěn)定化元素ni的減少量的量來添加以調節(jié)鐵素體相分率。僅當添加至少0.15％或更多的n時，才可獲得適合的相分率。另外，為了允許將md30的值控制為80或更小，需要n的含量為0.18％或更多。優(yōu)選的是將n的含量限制在0.18％至0.30％。

錳(mn)：1.0％至4.0％

mn是脫氧劑和用于提高氮固溶度的元素，并且mn，奧氏體形成元素，被待添加的相對昂貴的ni替代。當mn的含量被添加超過4％時，可提高氮固溶度。然而，mn可與鋼中的硫(s)結合以形成mns并且降低耐腐蝕性，因此，在獲得與304不銹鋼相同水平的耐腐蝕性方面可能存在限制。

當mn的含量小于1.0％時，即使通過調整奧氏體形成元素ni、cu、n等，也限制獲得適合的奧氏體相分率。另外，由于添加的n的固溶度低，因此在大氣壓下可能不能獲得充分的固溶量的氮。因此，優(yōu)選的是將mn的含量限制為1.0％至4.0％。

鉻(cr)：19.0％至23.0％

cr，與si一起的鐵素體穩(wěn)定化元素，主要用于獲得不銹鋼的鐵素體相，并且是用于獲得耐腐蝕性的必要元素。當增加cr的含量時，耐腐蝕性被提高。然而，為了保持相分率，需要增加相對昂貴的ni或其它奧氏體形成元素的含量。因此，為了獲得等于或大于304不銹鋼的耐腐蝕性水平的耐腐蝕性水平同時保持不銹鋼的相分率，優(yōu)選的是將cr的含量限制為19.0％至23.0％。

鎳(ni)：0.3％至2.5％

ni，與mn、cu和n一起的奧氏體穩(wěn)定化元素，主要用于獲得不銹鋼的奧氏體相。為了降低成本，不是顯著降低相對昂貴的ni的含量，而是通常增加添加的不同的奧氏體相形成元素mn和n的量以由于ni的減少保持充分的相分率平衡。

然而，由于抑制在冷加工中生成的誘發(fā)塑性馬氏體的形成，因此應該添加0.3％或更多的ni以獲得奧氏體相的充分的穩(wěn)定性。當過量地添加ni時，奧氏體相分率增加，因此，在獲得適合的奧氏體分率中可能存在限制。具體地，由于相對昂貴的ni，產(chǎn)品的制造成本增加，因此，與304不銹鋼相比，在獲得競爭力方面可能存在限制。因此，ni的含量優(yōu)選地被限制為0.3％至2.5％。

銅(cu)：0.3％至2.5％

為了降低成本，優(yōu)選的是顯著降低cu的含量。另外，由于在冷加工中生成的誘發(fā)塑性馬氏體的形成被抑制，因此應該添加0.3％或更多的cu以獲得奧氏體相的充分的穩(wěn)定性。

當cu的含量超過2.5％時，由于熱脆性而在加工產(chǎn)品方面可能存在限制，從而優(yōu)選的是將cu的含量限制在0.3％至2.5％。

除了上述成分之外，根據(jù)本公開中的示例性實施例的不銹鋼板的剩余成分可包括鐵(fe)和其它不可避免的雜質。其它不可避免的雜質可包括例如磷(p)、硫(s)等。

根據(jù)本公開中的示例性實施例的不銹鋼板可具有微結構，其包括：按體積％計，30％至70％的鐵素體以及作為其剩余物的奧氏體。

鐵素體是具有磁性的結構，并且因此可具有感應加熱特性。當其分率小于30％時，具有磁性的鐵素體的含量低，從而感應加熱效率可能低。當其分率超過70％時，具有磁性的鐵素體的含量高，從而感應加熱效率可能過高。在該情況中，例如，當烹飪食物時，食物可能粘到烹飪容器的底部。

因此，優(yōu)選的是將根據(jù)本公開中的示例性實施例的鋼板的微結構的鐵素體的分率限制為30％至70％。

優(yōu)選的是將根據(jù)本公開中的示例性實施例的不銹鋼板的相對磁導率限制為20μr至80μr。當其相對磁導率小于20μr時，相對磁導率弱而不能有效地執(zhí)行感應加熱。當其相對磁導率超過80μr時，相對磁導率太大，從而食物可粘到烹飪容器的底部或可被容易地燒焦。

優(yōu)選的是將根據(jù)本公開中的示例性實施例的md30[此處，md30＝551-462x(c％+n％)-9.2xsi％-8.1xmn％-29x(ni％+cu％)-13.7xcr％-18.5xmo％-68xal％]限制為80或更小。

當md30較大時，在變形的情況中可容易地生成馬氏體。

為了改善在退火和酸洗鋼板的工藝中的酸洗特性，在酸洗工藝之前彎曲鋼板。在該情況中，當發(fā)生嚴重彎曲并且md30的值較大時，由于通過馬氏體生成導致的脆性可增加帶材斷裂的發(fā)生概率。

因此，優(yōu)選的是將md30限制為80或更小。

根據(jù)本公開中的示例性實施例的鋼板的伸長率可以是40％或更大，并且其點蝕電位可以是280mv或更高。

根據(jù)本公開中的示例性實施例的鋼板可用于制造炊具。當通過感應加熱器加熱在室溫下的500cc水時，水可在10分鐘內加熱至沸點。

在下文中，將描述根據(jù)本公開中的另一個示例性實施例的不銹鋼板的制造方法。

為了制造根據(jù)本公開中的另一個示例性實施例的不銹鋼板，制備鋼水，其包括：按重量％計，c：0.1％或更少(不含0％)、si：0.2％至3.0％、mn：1.0％至4.0％、cr：19.0％至23.0％、ni：0.3％至2.5％、n：0.18％至0.3％、cu：0.3％至2.5％、作為其剩余組分的鐵(fe)以及其它不可避免的雜質。

將如上所述制備的鋼水供應至在相反方向上旋轉的雙輥帶鑄造機的雙輥之間的空間以制造薄板。

雙輥帶鑄造機沒有特別的限制，并且可以是例如諸如圖1中所示的雙輥帶鑄造機等。

參照圖1，其示出根據(jù)本公開中的示例性實施例的優(yōu)選地應用于制造不銹鋼板的雙輥帶制造工藝的示例，將詳細描述根據(jù)本公開中的示例性實施例的不銹鋼板的制造方法的示例。

如圖1所示，將如上所述制備的鋼水容納在鋼水包1中，并通過噴嘴流入中間包2中。將流入中間包2的鋼水通過鋼水注入噴嘴3供應至安裝在鑄造輥5兩端的邊緣擋板6之間，換言之，即鑄造輥5之間，以使其凝固。在該情況中，為了防止鑄造輥之間的熔融金屬被氧化，彎月面防護罩7保護熔融金屬表面并且將適合的氣體注射到彎月面防護罩7內以適當?shù)卣{節(jié)氣氛。

在薄板離開其中兩個輥彼此相遇的輥隙的同時，制造薄板以將其拉出。在軋機8中軋制薄板后，薄板通過冷卻裝置9以被冷卻。然后，薄板在卷繞裝置10中卷繞。在圖1中，未解釋的數(shù)字4表示集液槽。

在不銹鋼板的制造方法中，可制造具有相對磁導率為20μr至80μr的感應可加熱不銹鋼板，其中微結構包括：按體積％計，30％至70％的鐵素體以及作為其剩余物的奧氏體。

在下文中，將通過示例更詳細地描述本公開中的示例性實施例。

(示例1)

制備具有如表1所述組成的90噸鋼水以使用圖1所示的雙輥帶鑄造機來鑄造，從而制造薄鋼板。在該情況中，鑄造寬度是1300mm，鑄造厚度是4.0mm。

如上所述，緊接在鑄造薄鋼板之后，在高溫下熱軋薄鋼板以連續(xù)地制造厚度為約2.5mm的熱軋板。以50％至70％的壓下率冷軋熱軋板并且在1150℃的溫度下退火。

圖2a和圖2b是其中通過示例示出傳統(tǒng)奧氏體不銹鋼(sus304不銹鋼)和鐵素體不銹鋼(sus430不銹鋼)的代表性示例的微結構的圖片。

圖3是其中表2中的發(fā)明示例1的微結構可見的圖片，圖4示出關于發(fā)明示例1以及sus304、sus430和sus201不銹鋼的研究的相對磁導率和點蝕電位。

使用表2中的發(fā)明示例1的不銹鋼來制造鍋。在該情況中，當通過感應加熱器加熱室溫下的500cc水時，研究加熱特性并且在圖5中示出其結果。

圖5還示出關于傳統(tǒng)三層鍋(傳統(tǒng)示例)的加熱特性。

制造傳統(tǒng)三層鍋，其內部部分由sus304不銹鋼形成，外殼部分由sus430不銹鋼形成，并且中間部分由鋁(al)形成，上述三部分粘結在一起。

【表1】

[在表1中，md30＝551-462x(c％+n％)-9.2xsi％-8.1xmn％-29x(ni％+cu％)-13.7xcr％-18.5xmo％-68xal％]

【表2】

*o：帶材斷裂發(fā)生；x：無帶材斷裂發(fā)生

如表1和表2所示，在根據(jù)本公開中的示例性實施例的發(fā)明示例1至4的情況中，材料具有優(yōu)異的耐腐蝕性和感應加熱特性。在本公開中的示例性實施例的范圍外的比較示例(1和3)的情況中，其耐腐蝕性低。在比較示例(2和3)的情況中，當執(zhí)行熱處理工藝時，帶材斷裂發(fā)生。發(fā)生帶材斷裂的原因是md30大于80。在該情況中，由于在變形中容易生成馬氏體，因此當執(zhí)行熱處理工藝時，帶材斷裂發(fā)生。

比較示例1是完全的鐵素體結構。在該情況中，當執(zhí)行熱處理工藝時，不發(fā)生由于變形導致的馬氏體結構。因此，確定比較示例1不受md30的值影響。

如圖2a所示，奧氏體不銹鋼的微結構由奧氏體形成，并且鐵素體細微地存在于其中。如圖2b所示，鐵素體不銹鋼的微結構由鐵素體形成。奧氏體是非磁性體，鐵素體是鐵磁體并且具有強磁性。

如圖3所示，根據(jù)本公開中的示例性實施例的發(fā)明示例1具有結構特性，其中奧氏體結構和鐵素體結構堆疊成復合組成，從而同時具有奧氏體和鐵素體的特性。具體地，其磁性介于奧氏體不銹鋼(sus300系列不銹鋼)的磁性和鐵素體不銹鋼(sus400系列不銹鋼)的磁性之間，并具有磁性以允許感應可加熱特性。

如圖4所示，sus400系列材料具有高程度的磁性，但是具有顯著低的作為耐腐蝕性指標的點蝕電位特性。sus200系列材料具有非常低的磁性，但是點蝕電位的值顯著低從而具有較差的耐腐蝕性。sus300系列材料具有良好的耐腐蝕性，但是不具有磁性，從而具有除感應加熱特性外的特性。通常，sus304鋼種的點蝕電位是280mv或更高，其可以是良好的耐腐蝕性的量度。

根據(jù)本公開中的示例性實施例的發(fā)明示例1具有與sus300系列材料的耐腐蝕性類似的耐腐蝕性，具有指示磁性的相對導磁率的中值，并且具有適合的感應加熱特性。換言之，發(fā)明示例1具有良好的耐腐蝕性并且是感應可加熱的。

如圖5所示，形成為具有傳統(tǒng)三層結構的傳統(tǒng)鍋(傳統(tǒng)示例)具有與具有使用發(fā)明示例1的材料形成的單層結構的鍋的加熱特性類似的加熱特性。

傳統(tǒng)鍋和具有使用發(fā)明示例1的材料形成的單層結構的鍋允許水在10分鐘內沸騰。制造具有使用三種材料形成的三層結構的鍋，其中內部部分由sus304不銹鋼形成，外殼部分由sus430不銹鋼形成，并且中間部分由al形成，上述三部分粘結在一起。增加粘結工藝，并且使用三種材料的工藝是復雜的，從而加工成本高。根據(jù)本公開中的示例性實施例，可方便地應用材料，從而解決上述傳統(tǒng)問題。

(示例2)

除了改變鐵素體的含量之外，在與示例1的發(fā)明示例1的條件相同的條件下制造鋼板，并研究鐵素體的含量和相對磁導率的變化。在圖6中示出其結果。另外，還研究了關于相對導磁率的感應加熱特性。

如圖6所示，當鐵素體的含量為30％至70％時，可獲得20μr至80μr的相對磁導率。作為關于相對導磁率的感應加熱特性的研究結果，當相對磁導率在20μr和80μr之間時，感應加熱特性良好。當相對磁導率小于20μr時，感應加熱特性較弱，從而感應加熱不是高效的。當相對磁導率超過80μr時，感應加熱特性過大，從而使食物粘在烹飪容器的底部或容易被燒焦。