本發明涉及雙相不銹鋼軋制工藝領域，具體涉及一種消除2205雙相不銹鋼中板熱加工表面裂紋的方法。
背景技術：
2205雙相不銹鋼是一種典型含N、Mo元素的超低C雙相(鐵素體+奧氏體)不銹鋼，具有比普通鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼更為優異的性能。與鐵素體不銹鋼相比，該鋼韌性高、韌脆轉變溫度低、焊接性能和耐腐蝕性能優異；與奧氏體不銹鋼相比，該鋼具有更高的強度和良好的耐腐蝕性能。憑借優異的性能，該鋼廣泛應用于石油化工、造船、造紙及海洋工程等苛刻的服役環境。
在雙相不銹鋼的兩相組織中，鐵素體為體心立方結構，奧氏體為面心立方結構，兩相結構的不同使其高溫變形機制存在顯著差異：鐵素體的主要軟化機制為動態回復，而奧氏體的軟化機制為動態再結晶。在熱加工過程中，兩相的應力和應變分布不均勻，變形協調能力差，在相界處易產生應力集中，萌生裂紋并擴展，形成起皮或島狀缺陷，嚴重降低產品的表面質量和成材率。
在熱軋時，加熱溫度、軋制溫度、軋制道次和變形率等工藝參數對2205雙相不銹鋼的表面質量具有重要影響。加熱溫度過高，過燒嚴重、晶粒粗化，熱加工塑性大幅降低，易產生裂紋等缺陷；加熱溫度過低，造成軋制過程中變形抗力增大，并導致后續軋制過程溫度不足，終軋溫度過低，析出敏感性增強，降低產品表面質量。軋制道次越多，溫降越大；壓下率越大，越容易在相界處產生應力集中，二者均容易導致在后續軋制過程中產生表面裂紋和邊裂等缺陷。
目前，雙相不銹鋼2205中板的軋制工藝開軋溫度較低、軋制道次多、溫降大、終軋溫度低，鋼板表面裂紋和邊裂嚴重，廢品率超過5％。因此，合理匹配加熱溫度、軋制溫度、軋制道次和壓下率等工藝參數對有效消除鋼板表面裂紋和邊裂等缺陷、獲得高表面質量的2205雙相不銹鋼中板至關重要。
技術實現要素：
為了克服現有雙相不銹鋼中板熱加工方面的上述不足，本發明旨在提供一種消除2205雙相不銹鋼中板熱加工表面裂紋的方法，適用于2205雙相不銹鋼鑄坯成分按質量百分比為：C：≤0.030％、Si：≤1.00％、Mn：≤2.00％、Cr：21.00～23.00％、Ni：4.50～6.50％、Mo：2.50～3.50％、N：0.08～0.20％、P：≤0.030％、S：≤0.020％，其余為Fe和不可避免的雜質。
本發明的核心思想：首先選取合理的坯料規格并進行適當的修磨，從源頭上為生產出高表面質量的產品提供保障；采用優化的坯料加熱工藝，控制合理的均熱溫度和保溫時間，既防止了晶粒過渡長大又降低了軋制的變形抗力，并在粗軋前充分除鱗，這些都為開軋奠定良好的基礎；軋制過程中，控制好開軋溫度、終軋溫度、壓下率和軋制道次等工藝參數，有效避免裂紋的生成，從而成功地生產出無邊裂、無表面裂紋的高質量2205雙相不銹鋼中板。
本發明為一種消除前述2205雙相不銹鋼中板熱加工表面裂紋的方法，其特征在于包括如下具體步驟：
(1)坯料選擇及修磨
2205雙相不銹鋼鑄坯規格為：厚度×寬度×長度＝(160～200)mm×(1000～2000)mm×(1500～3000)mm。為除去2205雙相不銹鋼鑄坯表面微裂紋、氧化鐵皮等缺陷，采用24～30目的砂輪對鑄坯表面進行全修磨，修磨率為其重量1.5％～2.5％，修磨后鑄坯表面無肉眼可見缺陷，表面粗糙度Ra≤60μm。
(2)鑄坯加熱
將修磨后的鑄坯送入步進式加熱爐內進行加熱，鑄坯依次經預熱段、加熱段和均熱段處理后出爐，其預熱段溫度為1100～1150℃，加熱段溫度為1150～1240℃，均熱段溫度為1220～1240℃，駐爐時間以鑄坯厚度計算：每10mm厚度鑄坯駐爐時間為9～10min。
(3)高壓水除鱗
利用高壓水對加熱出爐后的不銹鋼鑄坯進行除鱗2～3min，清理鑄坯表面的氧化鐵皮，除鱗機的出水壓力控制在20～25MPa。
(4)粗軋
為防止2205雙相不銹鋼在軋制過程中表面和邊部產生微裂紋并保證高表面質量，應采用如下粗軋方案：將坯料送至可逆式軋機中進行軋制，控制開軋溫度大于1150℃，首先進行一次雙道往復軋制，使鑄坯底部氧化鐵皮進一步破碎和剝離，然后進行常規軋制，粗軋道次8-11次，控制道次壓下率小于25％，中間坯厚度控制在35～45mm。
(5)精軋
采用四輥精軋機進行精軋，控制開軋溫度大于1050℃，終軋溫度大于950℃，軋制過程壓下率小于18％，軋制8～12道次，按照要求軋制到成品規格，并控制好板型。
本發明與現有技術相比，其突出的優勢在于：
(1)本發明選取合理的坯料規格并對鑄坯表面進行適當修磨和高壓除鱗，從源頭上為生產出高質量、無裂紋的產品奠定了基礎。
(2)坯料的保溫工藝對軋制過程影響很大，溫度過高會造成板材的嚴重氧化、晶粒長大，致使軋制過程中容易形成裂紋；溫度過低，變形抗力增大，并導致后續軋制過程溫度不足，降低產品表面質量。所以，本發明選取了合理的均熱溫度和保溫時間，既防止了晶粒過渡長大又降低了軋制的變形抗力，為后續軋制提供了良好的保障。
(3)本發明粗軋與精軋均采用多道次軋制工藝，降低了壓下率，有利于鐵素體和奧氏體的協調變形。粗軋時采用相對較大壓下率，縮短了軋制時間，降低了軋制過程溫度損失，保證了精軋在較高的溫度下進行，有利于獲得高表面質量的軋板。
(4)本發明終軋溫度控制在硬而脆的σ相析出溫度之上，大大降低了裂紋形成傾向。
(5)本發明顯著降低了表面裂紋廢品率：由初期的5％以上，降低至0.5％以下。
本發明提出了一種更為穩定、經濟的雙相不銹鋼熱加工方法，為生產出無邊裂、無表面裂紋的高質量、高成材率的2205雙相不銹鋼中板提供了技術保障，明顯降低了2205雙相不銹鋼中板的生產成本，顯著提高了企業的經濟效益。
具體實施方式
下面結合實施例詳細說明本發明的具體實施方式，但本發明的具體實施方式不局限于下述的實施例。
實施例一
根據本發明工藝，進行雙相不銹鋼2205中板軋制的方法：
(1)坯料選擇及修磨
2205雙相不銹鋼鑄坯規格為：厚度×寬度×長度＝160mm×1238mm×1800mm。采用30目的砂輪對鑄坯進行全修磨，修磨率為1.8％，修磨后鑄坯表面無肉眼可見缺陷，表面粗糙度Ra＝56μm。
(2)鑄坯加熱
將修磨后的鑄坯送入步進式加熱爐加熱，鑄坯依次經預熱段、加熱段和均熱段后出爐。預熱段溫度1110～1140℃，加熱段溫度1160～1230℃，均熱段溫度1230℃，駐爐時間160min。
(3)高壓水除鱗
利用高壓水對出爐后的不銹鋼鑄坯進行除鱗2min，清理鑄坯表面的氧化鐵皮，除鱗機的出水壓力為22MPa。
(4)粗軋
將坯料送至可逆式軋機進行軋制，開軋溫度為1170℃，首先進行一次雙道往復軋制，使鑄坯底部氧化鐵皮進一步破碎和剝離，然后進行常規軋制，粗軋道次為9，壓下率小于25％，中間坯厚度為38mm。
(5)精軋
采用四輥精軋機進行精軋，開軋溫度1100℃，終軋溫度970℃，壓下率小于18％，軋制9道次，按照要求軋制到成品規格：厚度×寬度×長度＝12mm×1600mm×7000mm，并控制好板型。
(6)軋制結果
中板表面質量優異，無表面裂紋和邊裂紋產生。
實施例二
根據本發明工藝，進行雙相不銹鋼2205中板軋制的方法：
(1)坯料選擇及修磨
2205雙相不銹鋼鑄坯規格為：厚度×寬度×長度＝180mm×1550mm×2500mm。采用30目的砂輪對鑄坯進行全修磨，修磨率為2.1％，修磨后鑄坯表面無肉眼可見缺陷，表面粗糙度Ra＝58μm。
(2)鑄坯加熱
將修磨后的鑄坯送入步進式加熱爐加熱，鑄坯依次經預熱段、加熱段和均熱段后出爐。預熱段溫度1120～1150℃，加熱段溫度1180～1240℃，均熱段溫度1235℃，駐爐時間180min。
(3)高壓水除鱗
利用高壓水對出爐后的不銹鋼鑄坯進行3min除鱗，清理鑄坯表面的氧化鐵皮，除鱗機的出水壓力為24MPa。
(4)粗軋
將坯料送至可逆式軋機進行軋制，開軋溫度為1190℃，首先進行一次雙道往復軋制，使鑄坯底部氧化鐵皮進一步破碎和剝離，然后進行常規軋制，粗軋道次為10，壓下率小于25％，中間坯厚度為42mm。
(5)精軋
采用四輥精軋機進行精軋，開軋溫度1110℃，終軋溫度980℃，壓下率小于18％，軋制10道次，按照要求軋制到成品規格：厚度×寬度×長度＝20×1800×6000mm，并控制好板型。
(6)軋制結果
中板表面質量優異，無表面裂紋和邊裂紋產生。