浙江至德鋼業有限公司分析了溫州不銹鋼管廠家生產304不銹鋼管屈服強度偏低的原因，通過控制化學成分中的氮含量，實施合理控軋控冷工藝，鋼管組織細化，屈服強度提高，綜合性能優良，保證了薄壁不銹鋼管的性能穩定性。304不銹鋼管為溫州不銹鋼管廠家自主研發的鐵素體珠光體型低合金高強鋼，年產量在20萬噸左右。在3500mm爐卷軋機和2800mm中板軋機上軋制生產，采取嚴格的控軋控冷工藝以及合理的化學成分設計，添加一定量Nb、V微合金元素，確保了304不銹鋼管的強度和沖擊韌性等各項性能，強度級別達到較高級。但在2013年，尤其是夏季，溫州不銹鋼管廠家生產的304不銹鋼管的屈服強度出現波動，部分批次鋼板的屈服強度富余量較低甚至不合格。經過分析，發現化學成分和控軋控冷工藝在生產中發生波動，導致鋼板屈服強度性能不合格，因此迫切需要穩定薄規格304不銹鋼管的生產工藝，保證屈服強度性能合格，增強安鋼保障該鋼種綜合性能的能力。

  304不銹鋼管屈服強度偏低原因分析經調查分析，發現影響304不銹鋼管屈服強度的因素主要有化學成分、軋制工藝和冷卻工藝。304不銹鋼管采用Nb、V微合金化的成分設計以及控軋控冷工藝生產，其化學成分見表。微合金化對提高強度的作用非常大，添加適量的Nb元素可以抑制奧氏體再結晶，擴大鋼板在奧氏體未再結晶區軋制的溫度范圍；V元素起沉淀強化和細晶強化作用，可以大幅度提高鋼板的強度指標，因此，更好地發揮Nb、V微合金化的強化作用是保證強度的關鍵。

  本次成分體系設計中對N含量沒有規定，而相關文獻表明，氮含量對含V鋼中V的強化效果有3個方面的重要影響：（1）VN在奧氏體和鐵素體中的溶解度比VC幾乎低2個數量級，使得VN較VC更容易析出，起到析出強化作用；（2）增加N含量能夠提高VN的析出溫度，并增強其析出驅動力，使得VN在軋制過程中更容易析出，起到抑制奧氏體再結晶、阻止晶粒長大以及細化鐵素體的作用；（3）提高N含量可以擴大V（C，N）析出比例，且能夠細化析出相粒子尺寸，而加大析出相粒子比例和細化其尺寸都能提高強度，取得更好的析出強化效果。通過對多批次AH60鋼板性能和化學成分進行數據統計分析，繪制出性能與N含量關系曲線，如圖1所示。由圖中可見，304不銹鋼管的屈服強度與N含量存在一定的線性關系，隨著氮含量增加，屈服強度逐漸提高，屈服強度的升幅接近20MPa。而在本次化學成分體系設計中沒有對N含量加以控制，當N含量不足時就削弱了微合金化的強化效果，這是造成屈服強度偏低的原因之一。

  304不銹鋼管采用再結晶區和未再結晶區兩階段控制軋制工藝生產。板坯開軋溫度為1060℃左右，再結晶區軋制溫度控制在1000℃以上，通過軋制道次間的反復再結晶，充分細化奧氏體組織。再結晶區軋制完成后，中間坯空冷待溫。未再結晶區軋制溫度（即二次開軋溫度）在950℃以下，通過未再結晶區內的變形，增加相變形核位置，未再結晶區累積變形量大于50%。終軋溫度設定在850℃以下。終軋溫度較高時，則奧氏體在高溫下容易回復，儲存能降低，相變驅動力減小，使得相變后鐵素體晶粒粗大化；終軋溫度較低時，要盡可能低到接近相變溫度，使軋制過程產生的變形帶、位錯和晶粒壓扁保持至相變以后，相變后的晶粒得以細化。因此304不銹鋼管的軋制工藝仍有進一步優化的空間，可適當降低未再結晶區開軋溫度和終軋溫度，以達到細晶強化的目的。