專利名稱：盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種用于摩托車、汽車、自行車等的盤式制動(dòng)器(discbrake)中所使用的如圖1所例示的制動(dòng)盤(以下稱為盤)的馬氏體類不銹鋼，特別是涉及到一種在制動(dòng)時(shí)因摩擦熱產(chǎn)生的高溫下保持后也不易于軟化的、可保持初始時(shí)的適當(dāng)硬度的具有良好的耐回火軟化性(也稱為耐高溫軟化性)的盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼。
背景技術(shù)：
摩托車(motorcycle)等所使用的盤式制動(dòng)器具有通過(guò)盤與襯片(pad)之間的摩擦力來(lái)抑制車輪旋轉(zhuǎn)的作用，制動(dòng)時(shí)盤的溫度因所產(chǎn)生的摩擦熱而大幅上升。近些年來(lái)，從保護(hù)地球環(huán)境的角度出發(fā)，以改善燃料費(fèi)用為目的的車輛輕型化取得了進(jìn)展，而在這一潮流中，也試圖降低上述盤的板厚。因此板厚較薄的盤由于熱容量的下降，其結(jié)果是制動(dòng)時(shí)摩擦熱引起的溫度上升變得較大，盤被回火軟化，從而造成損耗的加速。
即，在現(xiàn)有技術(shù)中，盤式制動(dòng)器的盤所使用的材料從硬度及耐腐蝕性的角度出發(fā)，主要使用了12質(zhì)量％的低碳素(C0.06質(zhì)量％)的馬氏體類不銹鋼。這種不銹鋼通常在被加工為規(guī)定形狀并淬火后直接使用，其成分設(shè)計(jì)為硬度處于HRC(洛式(Rockwell)C硬度，JISZ2245)32-38的范圍內(nèi)。
但是，當(dāng)使用上述馬氏體類不銹鋼的盤式制動(dòng)器因磨擦熱而溫度上升時(shí)，特別是當(dāng)變?yōu)?50℃以上的高溫時(shí)，由于應(yīng)變恢復(fù)及碳氮化物的析出，導(dǎo)致其硬度急劇下降，在使用時(shí)有時(shí)HRC會(huì)下降到32這一適當(dāng)值的下限。特別是由于如上所述的盤的輕薄化趨勢(shì)，盤有時(shí)會(huì)達(dá)到超過(guò)600℃的溫度，因此更加需要對(duì)耐回火軟化性能的改善。
對(duì)應(yīng)于這一問(wèn)題，例如在特開2002-146482號(hào)公報(bào)中公開了一種改善了因盤溫度上升而引起的翹曲問(wèn)題的鋼板。但在該技術(shù)中所研究的溫度低于600℃，且對(duì)于抑制升溫后的硬度下降的耐回火軟化性的改進(jìn)策略并未進(jìn)行研究。另一方面，在特開2001-220654號(hào)公報(bào)中公開了一種在530℃以上溫度下保持后也可確保HRC在30以上、具有耐回火軟化性的鋼板，但是不能充分滿足近來(lái)的在超過(guò)600℃的溫度下也可穩(wěn)定確保較高的耐回火軟化性的要求。
本發(fā)明的目的在于提供一種具有良好的耐回火軟化性的盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼，其在超過(guò)600℃的溫度下保持后回火軟化較小，在650℃下回火后的硬度可確保HRC在32以上，且在670℃下回火后仍可確保HRC在30以上的硬度。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明人為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，對(duì)馬氏體類不銹鋼的成分組成對(duì)耐回火軟化性所產(chǎn)生的影響進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查。結(jié)果新發(fā)現(xiàn)了以下現(xiàn)象并據(jù)此完成了本發(fā)明通過(guò)添加適量的Nb及Cu，并通過(guò)在500℃-700℃下使這些析出物細(xì)微地析出以阻礙位錯(cuò)移動(dòng)，可以抑制應(yīng)變恢復(fù)所引起的軟化；并且通過(guò)添加適量的N及Ni、并抑制高溫下的碳化物的析出以確保固溶C，可以保持馬氏體組織的硬度，從而即使在超過(guò)600℃的高溫下保持后也可保持較高的硬度。
基于上述見解而開發(fā)出的本發(fā)明是一種盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼，其含有C不足0.050質(zhì)量％，Si1.0質(zhì)量％以下，Mn2.0質(zhì)量％以下，P0.04質(zhì)量％以下，S0.010質(zhì)量％以下，Al0.2質(zhì)量％以下，Cr超過(guò)11.5-15.0質(zhì)量％，Ni0.5-2.0質(zhì)量％，Cu超過(guò)0.50-4.0質(zhì)量％，Nb超過(guò)0.08-0.6質(zhì)量％，N不足0.09質(zhì)量％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)，
其中C、N、Nb、Cr、Si、Ni、Mn及Cu滿足下式(1)、(2)0.03≤[C]+[N]-13/93×[Nb]≤0.09…(1)5×[Cr]+10×[Si]+30×[Nb]-9×[Ni]-5×[Mn]-3×[Cu]-225×[N]-270×[C]≤40…(2)并且，本發(fā)明是一種盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼，其含有C不足0.050質(zhì)量％，Si1.0質(zhì)量％以下，Mn2.0質(zhì)量％以下，P0.04質(zhì)量％以下，S0.010質(zhì)量％以下，Al0.2質(zhì)量％以下，Cr超過(guò)11.5-15.0質(zhì)量％，Ni超過(guò)0.50-2.0質(zhì)量％，Cu超過(guò)0.50-4.0質(zhì)量％，Nb超過(guò)0.08-0.6質(zhì)量％，N不足0.09質(zhì)量％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)，其中C、N、Nb、Cr、Si、Ni、Mn及Cu滿足下式(1)、(2)0.03≤[C]+[N]-13/93×[Nb]≤0.09 …(1)5×[Cr]+10×[Si]+30×[Nb]-9×[Ni]-5×[Mn]-3×[Cu]-225×[N]-270×[C]≤40 …(2)并且本發(fā)明的盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼優(yōu)選除了上述成分組成外進(jìn)一步含有V0.02-0.3質(zhì)量％。
并且本發(fā)明的盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼優(yōu)選除了上述成分組成外進(jìn)一步含有以下①～③中的任意一種以上①M(fèi)o0.02-2.0質(zhì)量％，Co0.02-2.0質(zhì)量％中的一種或兩種②分別含有0.02-0.3質(zhì)量％的Ti、Zr、Ta中的一種或兩種以上③B0.0005-0.0050質(zhì)量％，Ca0.0005-0.0050質(zhì)量％中的一種或兩種。
并且本發(fā)明中的上述鋼板是熱軋鋼板或者冷軋鋼板。


圖1是使用了本發(fā)明的鋼板的摩托車用制動(dòng)盤的一個(gè)例子。
具體實(shí)施例方式
由上述構(gòu)成所組成的本發(fā)明的盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼具有如下所示的良好的耐回火軟化性淬火后的硬度為HRC32-38，且在650℃的溫度下回火后也是HRC32以上的硬度，進(jìn)一步在670℃的溫度下回火后也可保持HRC30以上的硬度。并且本發(fā)明中的盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼也具有良好的韌性及耐腐蝕性。
以下對(duì)將具有上述特征的本發(fā)明中的馬氏體類不銹鋼的成分組成限定為上述范圍的原因進(jìn)行說(shuō)明。
C不足0.050質(zhì)量％C與N一樣是可提高淬火后的鋼的硬度的有效元素。為了獲得該效果優(yōu)選含量在0.015質(zhì)量％以上。但是C在超過(guò)600℃的高溫下保持時(shí)會(huì)與Cr結(jié)合從而形成粗大的Cr23C6，這種情況下不僅不會(huì)提高硬度，而且會(huì)成為生銹的誘因，會(huì)降低耐腐蝕性。并且C的過(guò)度添加會(huì)降低韌性。因此需要將C的添加量限定為不足0.050質(zhì)量％。特別是從提高韌性及耐腐蝕性的角度出發(fā)，優(yōu)選為不足0.05質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選不足0.045質(zhì)量％。
N不足0.09質(zhì)量％N與C一樣是可提高淬火后的鋼的硬度的有效元素。特別是在500℃-700℃的溫度范圍內(nèi)形成細(xì)微的Cr2N并析出時(shí)，通過(guò)該析出硬化作用，耐回火軟化性得到提高。因此為了提高耐回火軟化性，與添加C相比，添加N是更為有效的。為了獲得該效果，優(yōu)選含量為0.015質(zhì)量％以上，從進(jìn)一步改善耐回火軟化性的角度出發(fā)，優(yōu)選添加超過(guò)0.03質(zhì)量％的N。而另一方面如果過(guò)度添加N，會(huì)導(dǎo)致韌性下降，因此需要將其限定為不足0.09質(zhì)量％。
Si1.0質(zhì)量％以下如果過(guò)度添加Si會(huì)導(dǎo)致韌性的下降，因此將其限定為1.0質(zhì)量％以下。優(yōu)選在0.3質(zhì)量％以下。
Mn2.0質(zhì)量％以下Mn與S結(jié)合生成MnS，會(huì)降低耐腐蝕性，因此限定為2.0質(zhì)量％以下。優(yōu)選為不足1.0質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選不足0.5質(zhì)量％。
P0.04質(zhì)量％以下P是降低熱加工性的元素，從生產(chǎn)性的角度出發(fā)越低越好。但當(dāng)其過(guò)低時(shí)，會(huì)導(dǎo)致制鋼成本的上升，因此將0.04質(zhì)量％作為上限。從熱加工性的角度出發(fā)，優(yōu)選含量在0.02質(zhì)量％以下。
S0.010質(zhì)量％以下S與P一樣，當(dāng)其含量較高時(shí)會(huì)降低熱加工性，因此越低越好，但考慮到制鋼中的脫硫處理的成本，設(shè)為0.010質(zhì)量％以下。從熱加工性的角度出發(fā)，優(yōu)選含量在0.005質(zhì)量％以下。
Al0.2質(zhì)量％以下過(guò)度添加Al會(huì)降低韌性，因此限制其在0.2質(zhì)量％以下。優(yōu)選在0.20質(zhì)量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選在0.05質(zhì)量％以下。
Cr超過(guò)11.5-15.0質(zhì)量％Cr是為了確保作為不銹鋼的特征的耐腐蝕性的必要成分，為了獲得充分的耐腐蝕性，需要其含量超過(guò)11.5質(zhì)量％。從獲得更好的耐腐蝕性的角度出發(fā)，優(yōu)選添加12.0質(zhì)量％以上的Cr。另一方面，隨著Cr添加量的增加，加工性及韌性下降，特別是當(dāng)含量超過(guò)15.0質(zhì)量％時(shí)，韌性明顯下降。因此將其上限限制為15.0質(zhì)量％。從確保良好的韌性的角度出發(fā)，優(yōu)選為不足14.0質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為不足13.0質(zhì)量％。
Ni0.5質(zhì)量％以上-2.0質(zhì)量％Ni延遲超過(guò)600℃的高溫下的Cr碳氮化物的析出，并維持過(guò)飽和地含有固溶C的馬氏體組織的硬度，從而有利于耐回火軟化性的提高。并且在提高作為不銹鋼的特征的耐腐蝕性的同時(shí)，也具有改善韌性的效果。為了獲得上述效果，需要添加0.5質(zhì)量％以上的Ni。優(yōu)選超過(guò)0.50質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選在0.55質(zhì)量％以上。進(jìn)一步，從確保充分的耐回火軟化性的角度出發(fā)，優(yōu)選添加超過(guò)1.0質(zhì)量％的Ni。另一方面，即使添加超過(guò)2.0質(zhì)量％的Ni，由于耐回火軟化性的提高效果已經(jīng)飽和，只會(huì)增加原料成本，因此限定為2.0質(zhì)量％以下。
Cu超過(guò)0.50-4.0質(zhì)量％Cu在600℃左右的溫度下細(xì)微地析出ε-Cu，通過(guò)其析出硬化作用可改善耐回火軟化性。為了獲得該效果，優(yōu)選添加超過(guò)0.50質(zhì)量％的Cu，進(jìn)一步優(yōu)選添加超過(guò)0.5質(zhì)量％的Cu。從確保充分的耐回火軟化性的角度出發(fā)，優(yōu)選添加1.0質(zhì)量％以上的Cu，進(jìn)一步優(yōu)選在1.5質(zhì)量％以上。另一方面，即使添加超過(guò)4.0質(zhì)量％的Cu，由于耐回火軟化性已經(jīng)飽和，只會(huì)增加原料成本，因此限定為4.0質(zhì)量％以下。
Nb超過(guò)0.08-0.6質(zhì)量％Nb具有較強(qiáng)的與C、N的結(jié)合力，并析出NbC、NbN。這無(wú)助于淬火后的硬度，但通過(guò)抑制因淬火處理而被導(dǎo)入到馬氏體組織中的應(yīng)變的恢復(fù)，可改善在600℃左右的高溫被保持時(shí)的耐回火軟化性。為了獲得該效果，需要添加超過(guò)0.08質(zhì)量％的Nb，優(yōu)選添加0.10質(zhì)量％以上的Nb。另一方面，即使添加超過(guò)0.6質(zhì)量％的Nb，除了耐回火軟化性飽和外，韌性會(huì)下降，因此限定為0.6質(zhì)量％以下。從韌性的角度出發(fā)，優(yōu)選為0.4質(zhì)量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選0.2質(zhì)量％以下。
式(1)0.03≤[C]+[N]-13/93×[Nb]≤0.09C、N是提高淬火后的鋼的硬度的必要元素，但與Nb結(jié)合的NbC、NbN無(wú)助于硬度的提高。因此在控制淬火后的鋼的硬度時(shí)，C、N的效果需要考慮從鋼中的C、N中減去消耗在析出物上的部分的上式(1)的中間項(xiàng)([C]+[N]-13/93×[Nb])。該中間項(xiàng)的值不足0.03時(shí)硬度HRC低于32，而當(dāng)超過(guò)0.09時(shí)硬度高于HRC38。因此為了使淬火后的硬度處于用作盤式制動(dòng)器的恰當(dāng)?shù)腍RC32-38的范圍，將式(1)的中間項(xiàng)限制為0.03-0.09。
式(2)5×[Cr]+10×[Si]+30×[Nb]-9×[Ni]-5×[Mn]-3×[Cu]-225×[N]-270×[C]≤40式(2)是與淬火穩(wěn)定性相關(guān)的評(píng)估參數(shù)。為了確保盤材料的淬火性能，需要在加熱到900℃～1000℃時(shí)生成90體積％以上的奧氏體相，且空冷時(shí)發(fā)生馬氏體相變。一般情況下，在馬氏體類不銹鋼中，在1000℃左右奧氏體相變得最多，無(wú)論比1000℃高還是低時(shí)，奧氏體相的量都會(huì)減少。當(dāng)式(2)左邊的值超過(guò)40進(jìn)行成分組成時(shí)，奧氏體相生成90體積％以上的溫度范圍變窄，由于制造過(guò)程中的淬火溫度的變動(dòng)，無(wú)法充分淬火，從而脫離適當(dāng)?shù)挠捕确秶?。從生產(chǎn)性的角度出發(fā)，當(dāng)淬火溫度高時(shí)熱成本變大，并且升溫所需時(shí)間也變長(zhǎng)，因此淬火溫度最好低些。從這一點(diǎn)而言，900℃淬火時(shí)HRC在32以上是非常重要的。因此為了獲得穩(wěn)定的淬火性能，需要將式(2)左邊的值限制在40以下。
在本發(fā)明中除了上述必要元素外，優(yōu)選添加以下成分。
V0.02-0.3質(zhì)量％V與Nb一樣，是對(duì)形成細(xì)微的碳氮化物并析出從而提高耐回火軟化性有效的元素，優(yōu)選添加0.02質(zhì)量％以上的V，進(jìn)一步優(yōu)選添加0.10質(zhì)量％以上的V。但是當(dāng)添加超過(guò)0.3質(zhì)量％的V時(shí)韌性會(huì)下降，因此優(yōu)選將0.3質(zhì)量％作為上限。
Mo0.02-2.0質(zhì)量％，Co0.02-2.0質(zhì)量％中的一種或兩種Mo、Co是提高耐腐蝕性的有效成分，可以根據(jù)需要分別添加0.02質(zhì)量％以上的量。Mo與Ni一樣，具有通過(guò)延遲Cr碳氮化物的析出、維持過(guò)飽和地含有C的馬氏體相的硬度，從而提高耐回火軟化性的效果。從進(jìn)一步提高耐腐蝕性的角度出發(fā)，優(yōu)選分別添加0.5質(zhì)量％以上的量。如果在1.5質(zhì)量％以下，則可獲得充分的耐腐蝕性。另一方面，當(dāng)各元素同時(shí)含有超過(guò)2.0質(zhì)量％時(shí)，不僅改善耐腐蝕性的效果飽和，而且韌性下降，因此優(yōu)選將2.0質(zhì)量％作為上限。
Ti0.02-0.3質(zhì)量％、Zr0.02-0.3質(zhì)量％、Ta0.02-0.3質(zhì)量％中的一種或兩種以上Ti、Zr及Ta與Nb一樣，是形成細(xì)微的碳氮化物并析出，從而提高耐回火軟化性的元素，可以根據(jù)需要分別添加0.02質(zhì)量％以上。但是當(dāng)添加超過(guò)0.3質(zhì)量％的量時(shí)韌性會(huì)下降，因此優(yōu)選分別將0.3質(zhì)量％作為上限。
B0.0005-0.0050質(zhì)量％，Ca0.0005-0.0050質(zhì)量％的一種或兩種通過(guò)添加微量的B、Ca具有提高鋼的韌性的效果，根據(jù)需要優(yōu)選分別添加0.0005質(zhì)量％以上。但是當(dāng)添加超過(guò)0.0050質(zhì)量％時(shí)，不僅效果飽和，而且會(huì)降低耐腐蝕性，因此優(yōu)選將0.0050質(zhì)量％作為上限。
本發(fā)明的馬氏體類不銹鋼除了上述成分以外由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。并且不可避免的雜質(zhì)可以含有少量的(0.01質(zhì)量％以下)Na、Ba、La、Y、Hf等堿金屬、堿土類金屬、稀土類元素及過(guò)渡金屬等，其并不對(duì)本發(fā)明的效果產(chǎn)生任何影響。
接著對(duì)本發(fā)明的盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼的鋼板組織進(jìn)行說(shuō)明。
本發(fā)明的鋼如上所述，為了確保充分的淬火性能，需要在加熱到900℃～1000℃時(shí)生成90體積％以上的奧氏體相，且空冷時(shí)發(fā)生馬氏體相變。因此本發(fā)明的盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼的組織優(yōu)選由90體積％以上的馬氏體相和余量的鐵素體相構(gòu)成。當(dāng)馬氏體相不足90體積％時(shí)，軟質(zhì)的鐵素體相變得過(guò)多，很難獲得所需的硬度。
接著對(duì)本發(fā)明的馬氏體類不銹鋼的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
制造本發(fā)明的鋼的方法沒(méi)有特別限定，可以直接適用馬氏體類不銹鋼的制造中通常所采用的公知方法。
例如，制鋼工序可以使用如下方法將含有上述必要成分及根據(jù)需要添加的成分的鋼在轉(zhuǎn)爐或者電爐等中熔煉，通過(guò)真空脫氣法(RH法)、VOD(真空吹氧脫碳)或者AOD(氬氧脫碳)等精煉法進(jìn)行二次精煉。熔煉的鋼水可以通過(guò)連鑄法或者鑄錠-開坯軋制法等公知的方法制造成鋼原材(鋼坯)，但從生產(chǎn)性及質(zhì)量的角度出發(fā)，優(yōu)選適用連鑄法。將獲得鋼原材加熱為1100-1250℃后，在800-1000℃的終軋溫度下進(jìn)行熱軋，在600-900℃的溫度范圍內(nèi)卷取，制造成板厚3-8mm的熱軋鋼帶。該熱軋鋼帶在裝箱退火爐等分批式爐中，在650-900℃下實(shí)施4-20小時(shí)的退火，之后根據(jù)需要加工為薄板，作為盤用原材。并且根據(jù)需要也可對(duì)上述熱軋鋼帶實(shí)施酸洗或噴砂等脫銹皮處理。
如上所述而得到的盤用原材在打通于盤的模具后，加熱為900℃-1000℃，之后進(jìn)行空冷或以比其高的速度冷卻的淬火處理，并進(jìn)一步根據(jù)需要進(jìn)行脫銹皮、涂裝處理，之后對(duì)與制動(dòng)襯片的滑動(dòng)面進(jìn)行機(jī)械研磨，提高觀賞性及板厚精度，從而制造為如圖1所示的盤產(chǎn)品。
如上所述而獲得的本發(fā)明的馬氏體類不銹鋼除了可用于自動(dòng)二輪車用的制動(dòng)盤以外，還可以用于汽車、自行車、機(jī)動(dòng)雪橇等的制動(dòng)盤。此外，汽車用盤式制動(dòng)器用的盤由于其厚度為2mm左右，因此將如上所述而獲得的退火、酸洗后的熱軋鋼帶通過(guò)森吉米爾等可逆軋機(jī)或者連軋機(jī)等進(jìn)行完冷軋后，根據(jù)需要在600-900℃的溫度下進(jìn)行退火，并進(jìn)一步根據(jù)需要進(jìn)行酸洗，從而制造出盤用材料。之后，將該盤用材料通過(guò)與熱軋鋼板產(chǎn)品一樣的工序，制造成產(chǎn)品。
實(shí)施例1具有表1-4所示化學(xué)成分的鋼(No.1-67)在小型真空熔化爐中熔煉并鑄造成重50kgf的鋼錠后，在終軋溫度900℃下進(jìn)行熱軋，制成厚5mm的熱軋板。將該熱軋板在氬氣氣氛中進(jìn)行700℃×8hr的熱軋板退火，并漸漸冷卻，之后浸漬到60℃的混合酸(硝酸10質(zhì)量％+氫氟酸3質(zhì)量％的水溶液)中進(jìn)行酸洗以除去表面的銹皮，作為以下調(diào)查的試驗(yàn)材料。
(淬火硬度)從上述試驗(yàn)材料中切取二塊30mm×30mm×板厚的試驗(yàn)片，一塊在900℃下，另一塊在1000℃下分別加熱保持10分鐘，之后進(jìn)行空冷并淬火。之后通過(guò)酸洗除去表面銹皮，在各試驗(yàn)片的5處測(cè)量表面硬度HRC(JIS Z2245)并求得平均值。盤用鋼在上述900℃和1000℃兩種溫度下進(jìn)行淬火時(shí)，均需要其硬度處于HRC32-38的范圍內(nèi)，當(dāng)任意一方的溫度不在上述范圍內(nèi)時(shí)，可以評(píng)估為淬火的穩(wěn)定性變差，由于熱處理溫度的偏差有發(fā)生硬度不佳的可能性。
(耐回火軟化性)從上述試驗(yàn)材料中切取二塊30mm×30mm×板厚的試驗(yàn)片，二塊均在1000℃下加熱保持10分鐘，之后進(jìn)行空冷并淬火。之后將一枚在650℃下，另一枚在670℃下分別進(jìn)行加熱保持一小時(shí)的回火處理，在將表面銹皮酸洗除去后，在各試驗(yàn)片的5處測(cè)量表面硬度(HRC)并求得平均值，對(duì)650℃及670℃下的耐退火軟化性進(jìn)行評(píng)估。如果此時(shí)650℃保持后的硬度為HRC32以上，并且670℃保持后的硬度為HRC30以上的話，則可認(rèn)為其具有了充分的耐退火軟化性。
(耐腐蝕性)耐腐蝕性試驗(yàn)是將上述試驗(yàn)材料在1000℃下加熱保持10分鐘，之后在進(jìn)行完通過(guò)空冷的淬火處理后，從實(shí)施了650℃下保持一小時(shí)的回火處理的各試驗(yàn)材料中，逐塊切取70mm×150mm×板厚的試驗(yàn)片，對(duì)該試驗(yàn)片的試驗(yàn)面(試驗(yàn)片單面)以#800剛玉研磨紙進(jìn)行濕式研磨后，根據(jù)JIS Z2371實(shí)施8小時(shí)的鹽水噴霧試驗(yàn)，測(cè)量試驗(yàn)面的生銹點(diǎn)數(shù)。耐腐蝕性的評(píng)估是，無(wú)生銹點(diǎn)為○，1-4個(gè)生銹點(diǎn)為△，5個(gè)以上生銹點(diǎn)為×。此外，當(dāng)生銹點(diǎn)為5個(gè)以上時(shí)，可以評(píng)估為耐腐蝕性實(shí)用性上存在問(wèn)題。
(韌性)韌性試驗(yàn)是將上述試驗(yàn)材料在1000℃下加熱保持10分鐘，之后在進(jìn)行完空冷的淬火后，從實(shí)施了650℃下保持一小時(shí)的回火處理的各試驗(yàn)材料中，取三塊以JIS Z2202為基準(zhǔn)的小尺寸夏比沖擊試驗(yàn)片(厚10mm，寬5mm(熱軋板的板厚)，長(zhǎng)55mm)，在25℃下進(jìn)行夏比沖擊試驗(yàn)(JIS Z2242)，測(cè)量夏比沖擊值，并求得平均值。該夏比沖擊值如果是50J/cm2以上的話，則可評(píng)價(jià)其在實(shí)用上沒(méi)有問(wèn)題。
以上試驗(yàn)結(jié)果記載在表1-4中。滿足本發(fā)明基準(zhǔn)的表1，2及3的鋼(No.1-49)均為在900℃及1000℃下淬火后的厚度為HRC32-38的恰當(dāng)范圍內(nèi)，且從1000℃淬火后，在650℃下回火后的硬度為HRC32以上，并且670℃下回火后的硬度為HRC30以上，且夏比沖擊值也為50J/cm2以上。并且在鹽水噴霧中其耐腐蝕性良好。另一方面，不滿足本發(fā)明基準(zhǔn)的表4所示的鋼(No.50-67)從900℃或1000℃淬火后的厚度、650℃或670℃下回火后的硬度、夏比沖擊值及耐腐蝕性上有任意一個(gè)以上的特性較差。從以上結(jié)果可知，本發(fā)明的馬氏體類不銹鋼的熱軋鋼板作為盤式制動(dòng)器的材料具有良好的特性。
實(shí)施例2接著對(duì)冷軋鋼板的特性進(jìn)行了調(diào)查。將上述實(shí)施例1的表1的鋼No.1的5mm的熱軋退火板試驗(yàn)材料通過(guò)冷軋制作為板厚1.5mm，進(jìn)行750℃×1分鐘的加熱后進(jìn)行空冷的退火后，浸漬到60℃的混合酸(硝酸10質(zhì)量％+氫氟酸3質(zhì)量％)中，進(jìn)行脫銹皮，獲得冷軋退火板。進(jìn)行與上述實(shí)施例1的熱軋退火板試驗(yàn)材料一樣的試驗(yàn)。但小尺寸夏比沖擊試驗(yàn)片的寬為1.5mm(冷軋板的板厚)。上述冷軋板的試驗(yàn)結(jié)果是淬火后的硬度在淬火溫度為900℃時(shí)為HRC37，在1000℃時(shí)為37。并且，從1000℃淬火后，650℃下回火后的硬度為HRC34，670℃下回火后的硬度為HRC32。進(jìn)一步，夏比沖擊值為85J/cm2，并且鹽水噴霧的耐腐蝕性試驗(yàn)后也不生銹，耐腐蝕性良好。從這些結(jié)果可知，本發(fā)明的馬氏體類不銹鋼的冷軋鋼板與熱軋鋼板一樣，作為盤式制動(dòng)器的盤用材料具有良好的特性。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將材料的成分組成控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，可獲得在超過(guò)600℃的溫度下保持后也不會(huì)明顯軟化、可確保在650℃下回火1小時(shí)后HRC為32以上、并且在670℃下進(jìn)行回火1小時(shí)后HRC為30以上、具有良好的耐回火軟化性的盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼。
表1

表2

表3

表4

注帶下劃線之處表示在本發(fā)明外。
權(quán)利要求
1.一種盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼，其含有C不足0.050質(zhì)量％，Si1.0質(zhì)量％以下，Mn2.0質(zhì)量％以下，P0.04質(zhì)量％以下，S0.010質(zhì)量％以下，Al0.2質(zhì)量％以下，Cr超過(guò)11.5-15.0質(zhì)量％，Ni0.5-2.0質(zhì)量％，Cu超過(guò)0.50-4.0質(zhì)量％，Nb超過(guò)0.08-0.6質(zhì)量％，N不足0.09質(zhì)量％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)，其中C、N、Nb、Cr、Si、Ni、Mn及Cu滿足下式(1)、(2)0.03≤[C]+[N]-13/93×[Nb]≤0.09…(1)5×[Cr]+10×[Si]+30×[Nb]-9×[Ni]-5×[Mn]-3×[Cu]-225×[N]-270×[C]≤40…(2)。
2.一種盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼，其含有C不足0.050質(zhì)量％，Si1.0質(zhì)量％以下，Mn2.0質(zhì)量％以下，P0.04質(zhì)量％以下，S0.010質(zhì)量％以下，Al0.2質(zhì)量％以下，Cr超過(guò)11.5-15.0質(zhì)量％，Ni超過(guò)0.50-2.0質(zhì)量％，Cu超過(guò)0.50-4.0質(zhì)量％，Nb超過(guò)0.08-0.6質(zhì)量％，N不足0.09質(zhì)量％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)，其中C、N、Nb、Cr、Si、Ni、Mn及Cu滿足下式(1)、(2)0.03≤[C]+[N]-13/93×[Nb]≤0.09…(1)5×[Cr]+10×[Si]+30×[Nb]-9×[Ni]-5×[Mn]-3×[Cu]-225×[N]-270×[C]≤40…(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任意一項(xiàng)所述的盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼，其中，除了所述成分組成外還含有V0.02-0.3質(zhì)量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼，其中，除了所述成分組成外還含有Mo0.02-2.0質(zhì)量％、Co0.02-2.0質(zhì)量％中的一種或兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼，其中，除了所述成分組成外還分別含有0.02-0.3質(zhì)量％的Ti、Zr、Ta中的一種或兩種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼，其中，除了所述成分組成外還含有B0.0005-0.0050質(zhì)量％，Ca0.0005-0.0050質(zhì)量％中的一種或兩種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼，其中，所述鋼是熱軋鋼板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼，其中，所述鋼是冷軋鋼板。
全文摘要
一種具有良好的耐回火軟化性的盤式制動(dòng)器用馬氏體類不銹鋼，其在超過(guò)600℃的溫度下保持后也不會(huì)明顯軟化，在650℃下回火1小時(shí)后也可確保HRC 32以上的硬度，并且在670℃下回火1小時(shí)后仍可確保HRC 30以上的硬度，具體而言，該馬氏體類不銹鋼含有C不足0.050質(zhì)量％，N不足0.09質(zhì)量％，Si1.0質(zhì)量％以下，Mn2.0質(zhì)量％以下，P0.04質(zhì)量％以下，S0.010質(zhì)量％以下，Al0.2質(zhì)量％以下，Cr超過(guò)11.5－15.0質(zhì)量％，Ni0.5－2.0質(zhì)量％，Cu超過(guò)0.50－4.0質(zhì)量％，Nb超過(guò)0.08－0.6質(zhì)量％，且C、N、Nb、Cr、Si、Ni、Mn及Cu滿足下式(1)、(2)0.03≤[C]＋[N]－13/93×[Nb]≤0.09…(1)，5×[Cr]+10×[Si]+30×[Nb]－9×[Ni]－5×[Mn]－3×[Cu]－225×[N]－270×[C]≤40…(2)。
文檔編號(hào)C21D9/46GK1774520SQ200480010208
公開日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2004年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月28日
發(fā)明者平澤淳一郎, 尾崎芳宏, 宇城工, 古君修 申請(qǐng)人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社