專利名稱：亞穩(wěn)定奧氏體系不銹鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于各種電子機(jī)器部件的亞穩(wěn)定奧氏體系不銹鋼，特別涉及以高的水平同時具有強(qiáng)度等機(jī)械特性和疲勞特性的不銹鋼的開發(fā)技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年，在便攜電話和個人計算機(jī)等電子機(jī)器方面，推進(jìn)高密度的安裝化，為此，關(guān)于這些電子機(jī)器所使用的電子部件，謀求著輕薄·短小化。又，在電子部件的使用環(huán)境中，不僅循環(huán)負(fù)載于金屬構(gòu)件的應(yīng)力增大，而且存在其負(fù)荷次數(shù)也增大的傾向。這些結(jié)果，要求提高電子部件的疲勞特性，具體地，要求開發(fā)可適應(yīng)上述輕薄·短小化的具有強(qiáng)度等機(jī)械特性和疲勞特性的金屬構(gòu)件。
關(guān)于使這樣的金屬材料高強(qiáng)度化、而且提高疲勞特性的技術(shù)，公開了各種的技術(shù)，例如公開了增大材料的軋制加工度等，提高材料的拉伸強(qiáng)度的方法(例如參照非專利文獻(xiàn)1)。但是，當(dāng)材料強(qiáng)度達(dá)到一定值時，強(qiáng)度增大與疲勞特性提高未必一致，因此實(shí)際上有必要開發(fā)強(qiáng)度等機(jī)械特性和疲勞特性的平衡良好的材料。
舟久?！摘缈?、西島敏譯“金屬的疲勞”，丸善株式會社，1973年5月10日，p.216-219在需要這樣的機(jī)械特性和疲勞特性的用途中，一般使用SUS304或SUS301等加工硬化型亞穩(wěn)定奧氏體系不銹鋼。這些不銹鋼在固溶處理后呈現(xiàn)奧氏體相，經(jīng)其后的冷軋生成加工誘發(fā)馬氏體相，在用于電子機(jī)器部件時可得到相當(dāng)高的機(jī)械特性和疲勞特性。
可是，上述的加工硬化型亞穩(wěn)定奧氏體系不銹鋼，在經(jīng)上述的固溶處理和冷軋等進(jìn)行處理的情況下，當(dāng)馬氏體相的生成量變多時，雖然能夠謀求高強(qiáng)度化，但是有疲勞強(qiáng)度提高的鈍化情況或相反地疲勞特性降低的情況。為此，對于這些不銹鋼，存在不能夠以高的水平同時具有強(qiáng)度等機(jī)械特性和疲勞特性這一問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的是，對于過去用于需要機(jī)械特性和疲勞特性的用途的加工硬化型亞穩(wěn)定奧氏體系不銹鋼，以高的水平同時具有機(jī)械特性和疲勞特性。
本發(fā)明人關(guān)于加工硬化型亞穩(wěn)定奧氏體系不銹鋼，就以高的水平同時具有上述機(jī)械特性和疲勞特性的條件反復(fù)銳意研究的結(jié)果，得到這樣的見解著眼于材料的馬氏體量，通過謀求材料表層的厚度方向的馬氏體量的分布的合適化、以及材料整體的平均馬氏體量的合適化，從而同時地以高的水平滿足高強(qiáng)度和高疲勞特性。
即，本發(fā)明的亞穩(wěn)定奧氏體系不銹鋼，其特征在于，在板厚方向，關(guān)于離表層10μm的部分或離表層為板厚的20％的部分之中小范圍的第1部分的馬氏體量的平均值不到65％，并且從材料整體除掉了上述第1部分的第2部分的馬氏體量的平均值為70％以上，而且材料整體的馬氏體量的平均值為60-75％。
在本發(fā)明中，首先，使從材料整體除掉了上述第1部分的第2部分的馬氏體量的平均值為70％以上。這樣，提高材料內(nèi)部的馬氏體量，謀求高強(qiáng)度化，據(jù)此也能夠謀求疲勞特性提高。
另外，在本發(fā)明中，在板厚方向，關(guān)于離表層10μm的部分或離表層為板厚的20％的部分之內(nèi)的小范圍的第1部分的馬氏體量的平均值不到65％，這樣，通過降低材料表層部的馬氏體量，殘余奧氏體量變多。據(jù)此，在作為疲勞破壞的初期階段而發(fā)生的材料表層的龜裂的尖端部容易發(fā)生加工誘發(fā)馬氏體相，該馬氏體相難以引起龜裂的擴(kuò)展，據(jù)此能夠提高疲勞特性。
進(jìn)一步地，在本發(fā)明中，使材料整體的馬氏體量的平均值為60-75％。這樣，通過謀求材料整體的馬氏體量的合適化，作為材料整體在實(shí)現(xiàn)充分的強(qiáng)度的同時，能夠?qū)⒉牧媳韺拥鸟R氏體量調(diào)整到上述的值。
這樣的亞穩(wěn)定奧氏體系不銹鋼，希望用于接插件(コネクタ)或開關(guān)等觸點(diǎn)部件，進(jìn)而用于金屬圓頂(ド一ム)型開關(guān)。這樣，本發(fā)明的亞穩(wěn)定奧氏體系不銹鋼，通過用于近年輕薄·短小化的電子機(jī)器部件，能夠充分發(fā)揮其優(yōu)良的強(qiáng)度等機(jī)械特性和疲勞特性，在電子部件的使用環(huán)境時，即使循環(huán)負(fù)載于金屬構(gòu)件的應(yīng)力大、且其負(fù)荷次數(shù)多的情況下，也能夠發(fā)揮作為電子機(jī)器部件能十分耐用的不銹鋼的特性。
發(fā)明的
具體實(shí)施例方式
以下參照


本發(fā)明實(shí)施方案。
首先，說明關(guān)于材料各部分和整體的馬氏體量的限定理由。
亞穩(wěn)定奧氏體系不銹鋼，在對材料負(fù)載循環(huán)應(yīng)力的場合，就作為疲勞破壞的初期階段而發(fā)生的材料表層的龜裂而言，在其尖端部分應(yīng)力集中，發(fā)生加工誘發(fā)馬氏體相，硬化，因此難以發(fā)生龜裂擴(kuò)展。關(guān)于板厚方向距離表層的厚度，就10μm、或板厚的20％的部分中小的一方而言，該部分的馬氏體量的平均值不到65％是因?yàn)椋?dāng)該值達(dá)到65％以上時，由于預(yù)先存在的馬氏體相的作用，在發(fā)生龜裂的部分難以新發(fā)生馬氏體相，妨礙材料表層的龜裂擴(kuò)展變得困難的緣故。即，在使上述馬氏體量的平均值為65％以上的場合，不能夠提高疲勞特性。
其次，關(guān)于板厚方向距離表層的厚度，就10μm、或板厚的20％的部分中小的一方而言，關(guān)于除去了該部分的剩余部分、和材料整體的馬氏體量，從確保充分的強(qiáng)度、和可將材料表層的馬氏體量調(diào)整成為上述的值的觀點(diǎn)考慮，分別定為70％以上、和60-75％。
實(shí)施例以下通過實(shí)施例具體說明本發(fā)明。
用于實(shí)施例的亞穩(wěn)定奧氏體系不銹鋼為SUS301。其成分組成示于表1。鍛造在基于JIS規(guī)定的成分范圍下通過熔融鑄造得到的SUS301錠后，熱軋到板厚3mm，固溶處理后，分別反復(fù)進(jìn)行2次冷軋和再結(jié)晶退火，再經(jīng)終軋，加工到板厚0.1mm。
表1

再者，材料整體的馬氏體量的平均值通過改變終軋的加工度來調(diào)整。另外，材料表層和除了表層以外的部分的馬氏體量的平均值，通過在終軋時加于材料的張力(壓力；tension)、工作輥直徑來調(diào)整。例如，當(dāng)較高地設(shè)定張力時，與材料的板厚方向中心部比，材料表層的軋制變形量少，因此能夠減少材料表層的馬氏體量。另一方面，當(dāng)較低地設(shè)定張力時，與材料的板厚方向中心部比，材料表層的軋制變形量多，因此材料表層的馬氏體量增大。這樣，通過張力等可調(diào)整馬氏體量。那些條件示于表2。
表2

如以上那樣，調(diào)整材料整體和各部分的馬氏體量，得到具有表3所示的平均馬氏體量的實(shí)施例1-3和比較例1-3的各不銹鋼帶。再者，關(guān)于加工后的材料，實(shí)施例了拉伸試驗(yàn)和疲勞試驗(yàn)。
表3

以下詳細(xì)敘述表3所示的馬氏體量和各種機(jī)械特性(拉伸強(qiáng)度、屈服應(yīng)力和延伸率)的評價。
(1)馬氏體量奧氏體相為非磁性，與此相對，馬氏體相為順磁性，馬氏體量通過利用這種情況，采用磁感應(yīng)鐵素體含量計(鐵素體儀)測定材料的磁性的強(qiáng)度，據(jù)此由馬氏體相的相變量、具體講由體積率求出。又，關(guān)于板厚方向，通過在軋制完成材料的狀態(tài)直接測定馬氏體量和在利用化學(xué)研磨除去材料表層10μm后測定馬氏體量，算出材料表層的馬氏體量。
(2)機(jī)械特性(拉伸強(qiáng)度、屈服應(yīng)力和延伸率)剪裁依據(jù)JIS Z 2201中規(guī)定的13B號的板狀試驗(yàn)片，實(shí)施依據(jù)JISZ 2241標(biāo)準(zhǔn)的拉伸試驗(yàn)。實(shí)施例1-3，與材料的強(qiáng)度一起，材料整體的馬氏體量增加，改變終軋加工度制作了試樣。又，實(shí)施例2和比較例1，強(qiáng)度和材料整體的馬氏體量基本相同，但材料表層的馬氏體量后者多，比起實(shí)施例2，降低比較例1一方的張力，制作了試樣。
(3)疲勞特性疲勞特性依據(jù)JIS Z 2273標(biāo)準(zhǔn)，使用采用了滑輪的超薄板壽命試驗(yàn)機(jī)，按最大負(fù)載應(yīng)力1150MPa測定了直到斷裂的循環(huán)耐久次數(shù)。
根據(jù)表3，實(shí)施例1，表層、表層以外、以及整體的馬氏體量在本發(fā)明范圍內(nèi)，因此，機(jī)械特性(拉伸強(qiáng)度、屈服應(yīng)力和延伸率)和疲勞特性良好。又，比較例2，材料表層馬氏體量少，但疲勞特性劣化。這是因?yàn)?，比較例2的材料整體、或表層以外的馬氏體量少，因此，拉伸強(qiáng)度變低的緣故。再有，實(shí)施例3和比較例1，材料整體的馬氏體量、拉伸強(qiáng)度、屈服應(yīng)力和延伸率各值大致相同，但比較例1一方的疲勞特性劣化。這是因?yàn)?，比較例1的材料表層的馬氏體量變多的緣故。再者，比較例3由于材料表層和整體的馬氏體量高，因此可看到疲勞特性劣化。
發(fā)明效果如以上說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，關(guān)于加工硬化型亞穩(wěn)定奧氏體系不銹鋼，著眼于材料的馬氏體量，通過謀求材料表層的厚度方向的馬氏體量的分布比率的合適化、以及材料整體的平均馬氏體量的合適化，從而能夠以高的水平同時具有強(qiáng)度等機(jī)械特性和疲勞特性。所以，本發(fā)明在可提供適合作為各種電子機(jī)器部件材料的亞穩(wěn)定奧氏體系不銹鋼方面是有希望的。
權(quán)利要求
1.一種亞穩(wěn)定奧氏體系不銹鋼，其特征在于，在板厚方向，關(guān)于離表層10μm的部分或離表層為板厚的20％的部分中小范圍的第1部分的馬氏體量的平均值不到65％，并且從材料整體除掉了上述第1部分的第2部分的馬氏體量的平均值為70％以上，而且材料整體的馬氏體量的平均值為60-75％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的亞穩(wěn)定奧氏體系不銹鋼，其特征在于，用于接插件或開關(guān)等觸點(diǎn)部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所記載的亞穩(wěn)定奧氏體系不銹鋼，其特征在于，用于金屬圓頂型開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明以提供能夠以高的水平同時具有強(qiáng)度等機(jī)械特性和疲勞特性的不銹鋼為目的。在板厚方向，關(guān)于距離表層10μm的部分或距離表層為板厚的20％的部分中的小范圍的第1部分的馬氏體量的平均值不到65％，并且從材料整體除掉了上述第1部分的第2部分的馬氏體量的平均值為70％以上，而且材料整體的馬氏體量的平均值為60－75％。
文檔編號C21D8/02GK1540003SQ20041003531
公開日2004年10月27日 申請日期2004年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月22日
發(fā)明者黑崎郁也, 深町一彥, 彥 申請人:日礦金屬加工株式會社