專(zhuān)利名稱(chēng)：：可被高速切削的奧氏體不銹鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種可被高速切削的奧氏體不銹鋼。技術(shù)背景由于奧氏體不銹鋼含有相對(duì)較高含量的合金元素(例如Cr或Ni)，因此相對(duì)于普通鋼的原料，其原料本身較為昂貴。因此，為了降低整個(gè)構(gòu)件的生產(chǎn)成本，重要的是改善其加工性。迄今為止，在要求高速切削性能的應(yīng)用中，已經(jīng)使用了包含用于改善切削性能的元素(例如Pb或S)的可被高速切削的不銹鋼(例如SUS303)。然而，從近年來(lái)關(guān)注環(huán)境保護(hù)的方面考慮，向鋼材中添加典型的易切削元素Pb并不是優(yōu)選的。此外，易切削元素S會(huì)在鋼中形成硫化物(例如MnS)，從而提高切削性。然而，由于大量的硫化物會(huì)使不銹鋼的最重要的特性耐腐蝕性劣化，因此其添加量是有一定限度的。另外，在一些情況中，添加各種易切削元素會(huì)使熱加工性劣化。就此而論，為了克服上述問(wèn)題，人們提出了多種方案。例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)JP-A-62-278252披露了這樣一種奧氏體不銹鋼，其含有C:0.01重量％至0.15重量％、Si:0.35重量％至0.73重量％、Mn:0.15重量％至9.53重量％、P:0.011重量％至0.025重量％、S:0.002重量％至0.024重量0/0、Cr:10.32重量％至30.00重量％、Ni:4.98重量％至30.00重量％、Bi:0.02重量％至0.20重量％、Sn:0.02重量o/o至0.21重量％、B:0據(jù)0重量％至0.0200重量％、0:0.0047重量％至0.0100重量％、N:0.02重量％至0.07重量％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。該專(zhuān)利文獻(xiàn)描述了通過(guò)添加B可以抑制由于聯(lián)合添加的Bi和Sn(為了提高切削性)而引起的熱加工性的劣化，同時(shí)描述了O是對(duì)熱加工性不利的元素。此外，專(zhuān)利文獻(xiàn)JP-A-62-30860披露了這樣一種含Bi的可被高速切削的奧氏體不銹鋼，其含有C:0.01重量％至0.16重量％、Si:0.28重量％至0.75重量％、Mn:0.75重量％至9.05重量％、Cr:15.25重量％至26.40重量％、Ni:2.00重量％至30.00重量％、Bi:0.02重量％至0.30重量％、B:0.021重量％至0.080重量％、S:0.004重量%至0.050重量％、P:0.015重量％至0.050重量％、N:0.022重量％至0.051重量％、0:0.0016重量％至0.0065重量％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。在該專(zhuān)利文獻(xiàn)中，披露了添加Bi可提高切削性，以及通過(guò)添加B可抑制由于添加Bi而引起的熱加工性的劣化。易切削元素Pb產(chǎn)生的易切削效果(freecuttingeffect)指液態(tài)金屬導(dǎo)致的脆變。在鋼的切削過(guò)程中，當(dāng)將切削部分加熱至高溫時(shí)，低熔點(diǎn)金屬Pb(熔融溫度330°C)熔融。熔融的Pb使工件變脆，從而提高了切削性?，F(xiàn)已開(kāi)發(fā)了多種不含Pb的鋼作為可被高速切削的無(wú)Pb鋼。然而所有這些報(bào)道均描述了在"某些條件"下可實(shí)現(xiàn)與可被高速切削的含Pb鋼的切削性相當(dāng)?shù)那邢餍?。除了?lái)源稀少的Bi以外，具有與易切削元素Pb的易切削效果(液態(tài)金屬導(dǎo)致的脆變)相當(dāng)?shù)囊浊邢餍Ч?、可代替易切削元素Pb的其它易切削元素，并未見(jiàn)有報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種可被高速切削的奧氏體不銹鋼，其在不使耐腐蝕性劣化的條件下具有與可被高速切削的含Pb鋼的切削性相當(dāng)?shù)那邢餍?。為了克服這些問(wèn)題，本發(fā)明提供以下(1)至(13)的內(nèi)容。(1)一種可被高速切削的奧氏體不銹鋼，其包含0.500重量％或更低的C;0.01重量％至5.00重量％的Si;0.01重量％至10.00重量％的Mn;5.00重量％至25.00重量％的Ni;7.50重量％至30.00重量％的Cr;0.300重量％或更低的N;大于0.0100重量％但小于或等于0.1000重量％的0;0.00200重量％至0.1000重量％的B;0.300重量％或更低的Al;以及余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)，所述鋼滿足下式(1):0.68￡[O]/[B]^2.50(1)其中[O]代表O含量，并且[B]代表B含量。(2)根據(jù)(1)所述的可被高速切削的奧氏體不銹鋼，其包含分散于其中的含B氧化物類(lèi)夾雜物(anoxide-basedinclusion)。(3)根據(jù)(2)所述的可被高速切削的奧氏體不銹鋼，其中所述氧化物類(lèi)夾雜物還含有Si。(4)根據(jù)(1)至(3)中任意一項(xiàng)所述的可被高速切削的奧氏體不銹鋼，其中所述鋼含有0.100重量％或更低的C、0.01重量％至3.00重量％的Si、15.00重量％至25.00重量％的Cr、0.100重量％或更低的N、大于0.0100重量％但等于或小于0.0500重量％的O，以及0.0080重量％至0.1000重量％的B。(5)根據(jù)(1)至(4)中任意一項(xiàng)所述的可被高速切削的奧氏體不銹鋼，其中所述鋼含有0.050重量％或更低的N、大于0.0100重量％但等于或小于0.0500重量％的O，以及0.0120重量％至0.0800重量％的B。(6)根據(jù)(1)至(5)中任意一項(xiàng)所述的可被高速切削的奧氏體不銹鋼，其還包含選自下列物質(zhì)中的至少一種物質(zhì)硫化物、氮化物、碳硫化物(carbosumde)和硒化物。(7)根據(jù)(1)至(6)中任意一項(xiàng)所述的可被高速切削的奧氏體不銹鋼，其還包含選自0.01重量％至0.50重量％的S和0.01重量%至0.50重量％的Se中的至少一種元素。(8)根據(jù)(1)至(7)中任意一項(xiàng)所述的可被高速切削的奧氏體不銹鋼，其還包含選自下列元素中的至少一種元素0.01重量％至0.40重量％的Pb、0.01重量％至0.40重量％的Bi、0.01重量％至0.40重量°/。的Te、0.01重量％至0.40重量％的Sn禾口0.01重量％至0.40重量％的P。(9)根據(jù)(1)至(8)中任意一項(xiàng)所述的可被高速切削的奧氏體不銹鋼，其還包含選自下列元素中的至少一種元素-0.01重量％至8.00重量％的Mo、0.01重量％至4.00重量％的W禾口0.01重量％至5.00重量％的Cu。(10)根據(jù)(1)至(9)中任意一項(xiàng)所述的可被高速切削的奧氏體不銹鋼，其還包含選自下列元素中的至少一種元素0.01重量％至2.00重量％的Ti、0.01重量％至2.00重量％的V、0.01重量％至2.00重量％的Nb禾口0.01重量％至2.00重量％的Zr。(11)根據(jù)(1)至(10)中任意一項(xiàng)所述的可被高速切削的奧氏體不銹鋼，其還包含選自0.0001重量％至0.0100重量％的Mg和0.0001重量％至0.0100重量％的Ca中的至少一種元素。(12)根據(jù)(1)至(11)中任意一項(xiàng)所述的可被高速切削的奧氏體不銹鋼，其是通過(guò)在IOO(TC至130(TC下進(jìn)行熱處理5分鐘至24小時(shí)而獲得的。(13)—種制備可被高速切削的奧氏體不銹鋼的方法，該方法包括制備包含下列成分的鋼0.500重量％或更低的C;0.01重量％至5.00重量％的Si;0.01重量％至10.00重量％的Mn;5.00重量％至25.00重量％的Ni;7.50重量％至30.00重量％的Cr;0.300重量％或更低的N;大于0.0100重量％但小于或等于0.1000重量％的0;0.00200重量％至0.1000重量％的B;0.300重量％或更低的Al;以及余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)，所述鋼滿足下式(1):0.68￡[O]/[B]52.50(1)其中[O]代表O含量，并且[B]代表B含量；將所述鋼熔融并進(jìn)行澆鑄；以及使所述鋼在IOO(TC至1300。C下經(jīng)受熱處理5分鐘至24小時(shí)。當(dāng)將特定量或更高量的常規(guī)上認(rèn)為對(duì)熱加工性不利的0添加到含有特定量的B的奧氏體不銹鋼，并在預(yù)定的溫度下對(duì)所述剛施加熱處理時(shí)，即使在所述剛中不含常規(guī)己知的易切削元素(例如S、Pb、Se和Te)的情況中，也可以獲得高的切削性。這被認(rèn)為是由于以下原因當(dāng)含有相對(duì)較高含量的0時(shí)，B的氧化物(低熔點(diǎn)氧化物，熔融溫度48(TC)或者含有B的復(fù)合氧化物分散在所述剛中，從而在切削過(guò)程中產(chǎn)生液態(tài)金屬導(dǎo)致的脆變。附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1是示出實(shí)施例1中獲得的材料中所含有的夾雜物的EPMA分析結(jié)果的圖。具體實(shí)施方式下面將對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明的可被高速切削的奧氏體不銹鋼含有如下所示的元素，以及余量的鐵和不可避免的雜質(zhì)。附加元素的種類(lèi)、成分比例、上下限的原因等如下所述。此處，在本文中，所有由重量限定的百分比分別與由質(zhì)量限定的那些相同。(1)C:0.500質(zhì)量％或更低元素c為奧氏體生成用元素，并且有助于奧氏體相的穩(wěn)定。此外，由于C為間隙元素，因此其有助于提高機(jī)械強(qiáng)度。另一方面，當(dāng)C的含量過(guò)高時(shí)，形成Cr的碳化物，降低了母相中溶解的Cr，從而使耐腐蝕性劣化。因此，C的含量?jī)?yōu)選為0.500質(zhì)量％或更低。C的含量更優(yōu)選為0.100質(zhì)量％或更低。(2)Si:0.01重量％至5.00重量％元素Si作為脫氧劑而被加入。為了得到足夠的脫氧效果，Si的含量?jī)?yōu)選為0.01重量％或更高。另一方面，由于Si為鐵素體生成用元素，因此添加過(guò)量的Si會(huì)使奧氏體相不穩(wěn)定。此外，Si促使a-相沉淀，進(jìn)而使耐腐蝕性劣化。因此，Si的含量?jī)?yōu)選為5.00重量％或更低。Si的含量更優(yōu)選為3.00重量％或更低。(3)Mn:0.01重量％至10.00重量％元素Mn為奧氏體生成用元素，并且有助于奧氏體相的穩(wěn)定。為了獲得這樣的效果，Mn的含量?jī)?yōu)選為0.01重量％或更高。另一方面，當(dāng)含有過(guò)量的Mn時(shí)，會(huì)使剛的耐孔蝕性(pittingcorrosionresistance)劣化。因此，Mn的含量?jī)?yōu)選為10.00重量％或更低。(4)Ni:5.00重量％至25.00重量％元素Ni為奧氏體生成用元素，并且有助于奧氏體相的穩(wěn)定。為了獲得這樣的效果，Ni的含量?jī)?yōu)選為5.00重量％或更高。另一方面，當(dāng)添加過(guò)多量的Ni時(shí)，會(huì)促使cj-相沉淀，從而使耐腐蝕性劣化。因此，Ni的含量?jī)?yōu)選為25.00重量％或更低。(5)Cr:7.50重量％至30.00重量％元素Cr為非常有助于提高耐腐蝕性和機(jī)械強(qiáng)度的重要元素。為了獲得這樣的效果，Cr的含量?jī)?yōu)選為7.50重量％或更高。Cr的含量更優(yōu)選為15.00重量％或更高。另一方面，在固溶處理的過(guò)程中，添加過(guò)量的Cr增加未溶解的Cr的碳氮化物的殘留量，從而使耐腐蝕性極大地劣化。因此，Cr的含量?jī)?yōu)選為30.00重量％或更低。Cr的含量更優(yōu)選為25.00重量％或更低。(6)N:0.300重量％或更低元素N為間隙元素，其非常有效地提高機(jī)械強(qiáng)度、穩(wěn)定奧氏體相和提高耐腐蝕性。另一方面，當(dāng)添加過(guò)量的N時(shí)，在固溶處理的過(guò)程中，大量未溶解的Cr的氮化物和大量氮化物保留在鋼中，從而使耐腐蝕性極大地劣化。因此，N的含量?jī)?yōu)選為0.300重量％或更低。N的含量更優(yōu)選為0.100重量％或更低，甚至更優(yōu)選為0.050重量％或更低。(7)0:大于0.0100重量％但等于或小于0.1000重量％元素o通常被認(rèn)為使鋼的清潔度劣化，從而使得耐腐蝕性和熱加工性極大地劣化。然而，當(dāng)向奧氏體不銹鋼中添加B并進(jìn)一步添加一定量或更高量的O時(shí)，在不必添加常規(guī)已知的易切削元素的條件下可以獲得與可被高速切削的含Pb鋼的高速切削性能相當(dāng)?shù)母咚偾邢餍阅堋榱双@得這樣的效果，氧的含量?jī)?yōu)選高于0.0100重量％。更優(yōu)選的是，氧的含量?jī)?yōu)選高于0.0200重量％。另一方面，當(dāng)添加過(guò)量的O時(shí)，耐腐蝕性和熱加工性劣化。因此，氧的含量?jī)?yōu)選為0.1000重量％或更低。氧的含量更優(yōu)選為0.0500重量％或更低。(8)B:0.0020重量％至0.1000重量％元素B通常被認(rèn)為有效地提高機(jī)械強(qiáng)度和熱加工性。然而，當(dāng)B未溶解于基質(zhì)中，但是作為含B氧化物類(lèi)夾雜物分散在鋼中時(shí)，切削性會(huì)得到提高。為了獲得這樣的效果，B的含量?jī)?yōu)選為0.0020重量％或更高。B的含量更優(yōu)選為0.0080重量％或更高，甚至更優(yōu)選為0.0120重量％或更高。另一方面，當(dāng)添加過(guò)量的B時(shí)，熱加工性劣化，同時(shí)耐腐蝕性也劣化。因此，B的含量?jī)?yōu)選為0.1000重量％或更低。B的含量更優(yōu)選為0.0800重量％或更低。(9)Al:0.300重量％或更低元素Al為氧化物形成用元素。當(dāng)添加過(guò)量的A1時(shí)，優(yōu)先生成A1203，從而難以形成在本發(fā)明中提高切削性的含B氧化物。因此，Al的含量?jī)?yōu)選為0.300重量％或更低。(10)/[B]的比值在本發(fā)明中，為了提高高速切削性能，將含B氧化物類(lèi)夾雜物分散在鋼中。本發(fā)明與常規(guī)可被高速切削的不銹鋼在在這一方面是不同的。為了獲得實(shí)際中足夠的易切削效果，氧含量([O])與B含量([B])的比值優(yōu)選滿足下式(1):0-68^[O]/[B]S2.50(1)當(dāng)/[B]的比值過(guò)小時(shí)，由于氧的含量相對(duì)較低，因此不可能有足夠量的氧化物類(lèi)夾雜物分散在鋼中。因此，/[B]的比值優(yōu)選為0.68或更大。另一方面，當(dāng)/[B]的比值過(guò)大時(shí)，O的含量過(guò)高，從而使耐腐蝕性和熱加工性劣化。因此，/[B]的比值優(yōu)選為2.50或更小。通過(guò)下述步驟獲得根據(jù)本發(fā)明的可被高速切削的奧氏體不銹鋼將具有預(yù)定組成的鋼熔融并進(jìn)行澆鑄，接著使該鋼在預(yù)定的條件下經(jīng)受熱處理。當(dāng)將該鋼在預(yù)定的條件下進(jìn)行熱處理時(shí)，鋼中所含的B可作為含B氧化物類(lèi)夾雜物完全或部分分散在鋼中。為了獲得高的切削性，氧化物類(lèi)夾雜物優(yōu)選還含有Si。通過(guò)B和Si的共存提高了切削性。這被認(rèn)為是由于B溶解于具有硅酸鹽結(jié)構(gòu)(由Si02形成)的氧化物中，從而形成硼硅酸鹽氧化物(borosilicateoxide)，該硼硅酸鹽氧化物分散在鋼中。一般來(lái)說(shuō)，含B氧化物類(lèi)夾雜物的含量越高，切削性提高的越多。為了獲得高的切削性，含B氧化物類(lèi)夾雜物的面積比優(yōu)選為0.01%或更高。另一方面，當(dāng)氧化物類(lèi)夾雜物過(guò)量時(shí)，熱加工性和耐腐蝕性劣化。因此，含B氧化物類(lèi)夾雜物的面積比優(yōu)選為0.10%或更低。此外，在鋼中除了含B氧化物類(lèi)夾雜物以外，還存在其它夾雜物。這種除了含B氧化物類(lèi)夾雜物之外的氧化物無(wú)助于提高切削性。因此，含B氧化物類(lèi)夾雜物占全部氧化物的比例優(yōu)選為50%或更高。在根據(jù)本發(fā)明的可被高速切削的奧氏體不銹鋼中，通過(guò)將含B氧化物類(lèi)夾雜物分散在鋼中而提高了切削性?？杀桓咚偾邢鞯膴W氏體不銹鋼可僅含有含B氧化物類(lèi)夾雜物，或者除了含B氧化物類(lèi)夾雜物之外，還含有常規(guī)的易切削元素(即均有效地提高切削性的硫化物、氮化物、碳硫化物和硒化物中的至少一種物質(zhì))。艮P，本發(fā)明的可被高速切削的奧氏體不銹鋼除了含有上述元素以外，還可含有選自S和Se(第一附加元素)中的至少一種元素。(11)S:0,01重量％至0.50重量％元素S在鋼中與Mn形成MnS，從而有效地提高切削性。為了獲得這樣的效果，S的含量?jī)?yōu)選為0.01重量％或更高。另一方面，當(dāng)添加過(guò)量的S時(shí)，熱加工性劣化，并且由于形成MnS，耐腐蝕性劣化。此外，當(dāng)S的含量不必要地降低時(shí)，生產(chǎn)成本會(huì)增大。因此，S的含量?jī)?yōu)選為0.50重量％或更低。(12)Se:0.01重量％至0.50重量％元素Se也有助于提高切削性。為了獲得這樣的效果，Se的含量?jī)?yōu)選為0.01重量％或更高。另一方面，當(dāng)添加過(guò)量的Se時(shí)，耐腐蝕性、韌性、延展性和熱加工性劣化。因此，Se的含量?jī)?yōu)選為0.50重量％或更低。此外，根據(jù)本發(fā)明的可被高速切削的奧氏體不銹鋼除了含有第一附加元素之外，可另外或作為代替含有選自Pb、Bi、Te、Sn和P(第二附加元素)中的至少一種元素。(13)Pb:0.01重量％至0.40重量％(14)Bi:0.01重量％至0.40重量％(15)Te:0.01重量％至0.40重量％(16)Sn:0.01重量％至0.40重量％(17)P:0.01重量％至0.40重量％Pb、Bi、Te、Sn和P均有效地提高切削性。為了獲得這樣的效果，各元素的含量?jī)?yōu)選為0.01重量％或更高。另一方面，當(dāng)這些元素中任意一種添加過(guò)量時(shí)，韌性劣化。因此，各元素的添加量?jī)?yōu)選為0.40重量％或更低。此外，根據(jù)本發(fā)明的可被高速切削的奧氏體不銹鋼除了含有第一附加元素和/或第二附加元素之外，可另外或作為代替含有選自Mo、W和Cu(第三附加元素)中的至少一種元素。(18)Mo:0.01重量％至8.00重量％元素Mo極大地提高耐腐蝕性。此外，作為固態(tài)溶液硬化用元素(solidsolutionhardeningelement)，Mo提高鋼的機(jī)械強(qiáng)度。為了獲得這樣的效果，Mo的含量?jī)?yōu)選為0.01重量％或更高。另一方面，當(dāng)添加過(guò)量的Mo時(shí)，由于產(chǎn)生脆性相(brittlephase),因此韌性和延展性劣化，這在鍛造過(guò)程中也是有害的。因此，Mo的含量?jī)?yōu)選為8.00重量％或更低。(19)W:0.01重量％至4.00重量％與Mo類(lèi)似，元素W有助于提高耐腐蝕性，并且作為固態(tài)溶液硬化用元素，也提高機(jī)械強(qiáng)度。為了獲得這樣的效果，W的含量?jī)?yōu)選為0.01重量％或更高。另一方面，與Mo類(lèi)似，當(dāng)添加過(guò)量的W時(shí)，由于產(chǎn)生脆性相，因此韌性和延展性劣化，這在鍛造過(guò)程中也是有害的。因此，W的含量?jī)?yōu)選為4.00重量％或更低。(20)Cu:0.01重量％至5.00重量％元素Cu為奧氏體生成用元素，并且有助于奧氏體相的穩(wěn)定。此外，Cu有助于提高鋼的耐縫隙腐蝕性。為了獲得這樣的效果，Cu的含量?jī)?yōu)選為0.01重量％或更高。另一方面，當(dāng)添加過(guò)量的Cu時(shí)，熱加工性劣化。因此，Cu的含量?jī)?yōu)選為5.00重量％或更低。此外，根據(jù)本發(fā)明的可被高速切削的奧氏體不銹鋼除了含有第一附加元素至第三附加元素中的至少一種元素之外，可另外或作為代替含有選自Ti、V、Nb和Zr(第四附加元素)中的至少一種元素。(21)Ti:0.01重量％至2.00重量％元素Ti與C或N結(jié)合，從而有助于提高機(jī)械強(qiáng)度并使晶粒細(xì)化。為了獲得這樣的效果，Ti的含量?jī)?yōu)選為0.01重量％或更高。另一方面，當(dāng)添加過(guò)量的Ti時(shí)，大量的氧化物和氮化物保留在鋼中，從而使耐腐蝕性劣化。因此，Ti的含量?jī)?yōu)選為2.00重量％或更低。(22)V:0.01重量％至2.00重量％與Ti類(lèi)似，元素V與C或N結(jié)合，從而有助于提高機(jī)械強(qiáng)度并使晶粒細(xì)化。為了獲得這樣的效果，V的含量?jī)?yōu)選為0.01重量％或更高。另一方面，當(dāng)添加過(guò)量的V時(shí)，大量的氮化物保留在鋼中，從而使耐腐蝕性劣化。因此，V的含量?jī)?yōu)選為2.00重量％或更低。(23)Nb:0,01重量％至2.00重量％與Ti和V類(lèi)似，元素Nb與C或N結(jié)合，從而有助于提高機(jī)械強(qiáng)度并使晶粒細(xì)化。為了獲得這樣的效果，Nb的含量?jī)?yōu)選為0.01重量％或更高。另一方面，當(dāng)添加過(guò)量的Nb時(shí)，大量的氮化物保留在鋼中，從而使耐腐蝕性劣化。因此，Nb的含量?jī)?yōu)選為2.00重量％或更低。(24)Zr:0.01重量％至2.00重量％元素Zr有助于提高機(jī)械強(qiáng)度。為了獲得這樣的效果，Zr的含量?jī)?yōu)選為0.01重量％或更高。另一方面，當(dāng)添加過(guò)量的Zr時(shí)，韌性和延展性劣化。因此，Zr的含量?jī)?yōu)選為2.00重量％或更低。此外，根據(jù)本發(fā)明的可被高速切削的奧氏體不銹鋼除了含有第一附加元素至第四附加元素中的至少一種元素之外，可另外或作為代替含有選自Mg和Ca(第五附加元素)中的至少一種元素。(25)Mg:0.0001重量％至0.0100重量％(26)Ca:0.0001重量％至0.0100重量％元素Mg和Ca有效地提高熱加工性。此外，Ca還有效地提高切削性。這被認(rèn)為是由于Ca具有能夠使有助于提高的切削性的、具有硅酸鹽結(jié)構(gòu)的氧化物更加穩(wěn)定地存在于鋼中的作用。為了獲得這樣的效果，Mg和Ca的含量均優(yōu)選為0.0001重量％或更高。另一方面，當(dāng)添加過(guò)量的這些元素時(shí)，與上述情況相反，熱加工性劣化。因此，Mg和Ca的含量均優(yōu)選為0.0100重量％或更低。在這方面，關(guān)于本發(fā)明的鋼中所含的各元素，根據(jù)實(shí)施方案，鋼中所存在的各元素的最小量為如表1和表2中列出的所制得的鋼的例子中使用的最小的非零量。根據(jù)進(jìn)一步實(shí)施方案，鋼中所存在的各元素的最大量為如表l和表2中列出的所制得的鋼的例子中使用的最下面，將對(duì)根據(jù)本發(fā)明的可被高速切削的奧氏體不銹鋼的制備方法進(jìn)行描述。根據(jù)本發(fā)明的可被高速切削的奧氏體不銹鋼是通過(guò)下述步驟獲得的將具有上述組成的鋼烙融并進(jìn)行澆鑄，接著使所述鋼在預(yù)定的條件下經(jīng)受熱處理。當(dāng)使所述鋼在預(yù)定的條件下經(jīng)受熱處理時(shí)，所述鋼中含有的B作為含B氧化物類(lèi)夾雜物完全或部分分散在鋼中。為了獲得高的切削性，氧化物類(lèi)夾雜物還可優(yōu)選含有Si。一般而言，當(dāng)熱處理溫度過(guò)低時(shí)，鋼中不能產(chǎn)生含B氧化物類(lèi)夾雜物。為了產(chǎn)生含B氧化物類(lèi)夾雜物，熱處理溫度優(yōu)選為IOO(TC或更高。熱處理溫度更優(yōu)選為115(TC或更高。此外，一般來(lái)說(shuō)，熱處理溫度越高，越容易形成含B我化物類(lèi)夾雜物。然而，當(dāng)熱處理溫度過(guò)高時(shí)，發(fā)生不利的局部熔化，從而導(dǎo)致材料具有非勻質(zhì)組成。因此，熱處理溫度優(yōu)選為130(TC或更低。熱處理溫度更優(yōu)選為1250'C或更低。另外，熱處理時(shí)間影響含B氧化物類(lèi)夾雜物的量。一般來(lái)說(shuō)，熱處理時(shí)間越長(zhǎng)，含B氧化物類(lèi)夾雜物的量越高。為了產(chǎn)生實(shí)際上足夠量的含B氧化物類(lèi)夾雜物，熱處理時(shí)間優(yōu)選為5分鐘至24小時(shí)。熱處理時(shí)間更優(yōu)選為5分鐘至4小時(shí)。下面，將對(duì)根據(jù)本發(fā)明的可被高速切削的奧氏體不銹鋼的行為特性進(jìn)行描述。當(dāng)將特定含量或更高含量的常規(guī)上認(rèn)為對(duì)熱加工性不利的O添加到含有特定量的B的奧氏體不銹鋼中，并在預(yù)定的溫度下對(duì)所述剛施加熱處理時(shí)，即使在所述剛中不含常規(guī)已知的易切削元素(例如S、Pb、Se和Te)的情況下，也可以獲得高的切削性。這被認(rèn)為是由于以下原因當(dāng)含有相對(duì)較高含量的O時(shí)，B的氧化物(低熔點(diǎn)氧化物，熔融溫度48(TC)或者含有B的復(fù)合氧化物分散在所述剛中，從而在切削過(guò)程中產(chǎn)生液態(tài)金屬導(dǎo)致的脆變。此外，當(dāng)含B氧化物類(lèi)夾雜物中除了B之外還含有Si時(shí)，可以獲得高的切削性。這被認(rèn)為是由于當(dāng)Si包含于氧化物類(lèi)夾雜物中時(shí)，在切削過(guò)程中容易形成主要由硼硅酸鹽氧化物構(gòu)成的液相。另外，根據(jù)本發(fā)明的可被高速切削的奧氏體不銹鋼的刀具磨損相對(duì)較小。這被認(rèn)為是由于在刀具表面上容易生成含B氧化物的沉積層(所謂的覆蓋膜)。例子實(shí)施例1至42和對(duì)比例1至13通過(guò)使用高頻感應(yīng)爐，將具有表1和表2中所述化學(xué)組成的合金各自熔融并進(jìn)行澆鑄，從而獲得50kg的錠料。然后，將該錠料均勻地加熱，接著通過(guò)熱鍛形成直徑為24mm的圓棒。然后使由此而得的圓棒經(jīng)受熱處理。通過(guò)將該圓棒在115(TC下放置1小時(shí)來(lái)進(jìn)行熱處理，接著使用水進(jìn)行冷卻。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>2.評(píng)價(jià)(1)下面對(duì)所得圓棒進(jìn)行評(píng)價(jià)。(1)夾雜物的組成熱處理后，通過(guò)使用EPMAD對(duì)隨機(jī)選出的氧化物試樣(30份試樣)進(jìn)行成分分析。作為成分分析的結(jié)果，將在15份或更多份的氧化物試樣中證實(shí)有B的那些用"A"表示，將在15份或更少份的氧化物試樣中證實(shí)有B的那些用"B"表示。(2)氧化物的面積比通過(guò)放大200倍的顯微鏡測(cè)定典型的顯微照片，并通過(guò)顏色對(duì)所有的氧化物類(lèi)夾雜物進(jìn)行提取。通過(guò)圖像處理測(cè)得氧化物類(lèi)夾雜物的面積比。(3)耐腐蝕性將熱處理后的圓棒置于鹽水噴霧(salinespray)環(huán)境中96小時(shí)。隨后測(cè)量鐵銹生成率。鹽水噴霧測(cè)試后分別將未發(fā)現(xiàn)鐵銹的那些用"A"表示，將鐵銹面積比小于3。/。的那些用"B"表示，將鐵銹面積比等于或大于3%的那些用"『表示。(4)鉆孔性能使用SKH51鉆頭(直徑5mm)對(duì)熱處理后的圓棒進(jìn)行鉆孔。將鉆削速度設(shè)定為15mm/min，孔的深度設(shè)定為15mm。通過(guò)直至鉆頭毀壞為止所鉆得的孔的數(shù)量來(lái)評(píng)價(jià)性能。(5)耐磨值在鉆孔試驗(yàn)中測(cè)定耐磨值。(6)鉆屑的斷裂對(duì)在鉆孔性能試驗(yàn)中隨機(jī)取樣的鉆屑巻進(jìn)行測(cè)定。將巻的數(shù)量為3個(gè)或更少的那些用"A"表示，將巻的數(shù)量為3個(gè)至10個(gè)的那些用"B"表示，將巻的數(shù)量大于IO個(gè)的那些用"C"表示。3.結(jié)果(1)通過(guò)EPMA，實(shí)施例1中所得的材料的成分分析的結(jié)果如圖1所示。由圖1所示的結(jié)果可見(jiàn)，由確定氧元素的峰處也可以確定B和Si的峰。這表明夾雜物為含有B和Si的氧化物。評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果列于表3和表4中。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>表4<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>對(duì)比例1的不銹鋼的耐腐蝕性較差。這是由于c的含量過(guò)高，從而生成了Cr的碳化物。對(duì)比例2的不銹鋼的耐腐蝕性較差。這是由于Si的含量過(guò)高，從而保留了一些a-相。對(duì)比例3的不銹鋼的耐腐蝕性較差。這是由于Mn的含量過(guò)高，從而耐孔蝕性劣化。對(duì)比例4的不銹鋼的耐腐蝕性較差。這是由于Ni的含量過(guò)低，從而不能發(fā)揮Ni本身的耐腐蝕作用。對(duì)比例5的不銹鋼的耐腐蝕性較差。這是由于Ni的含量過(guò)高，從而保留了一些d-相。對(duì)比例6的不銹鋼的耐腐蝕性較差。這是由于Cr的含量過(guò)低，從而未提高耐腐蝕性。對(duì)比例7的不銹鋼的耐腐蝕性和切削性均較差。這是由于Cr的含量過(guò)高，從而保留了一些未溶解的Cr的氮化物，并且Cr與B形成化合物。對(duì)比例8的不銹鋼的切削性較差。這是由于N的含量過(guò)高，從而保留了一些未溶解的Cr的氮化物，并且Cr與N形成化合物。對(duì)比例9的不銹鋼的切削性較差。這是由于氧的含量較低，從而有效地提高切削性的含B氧化物的含量較低。對(duì)比例10的不銹鋼的耐腐蝕性和切削性均較差。這是由于氧的含量過(guò)高，從而氧化物中B的含量相對(duì)較低。對(duì)比例11的不銹鋼的耐腐蝕性和切削性均較差。這是由于/[B]的比值過(guò)大。對(duì)比例12的不銹鋼的耐腐蝕性較差。這是由于B含量過(guò)高。此外，對(duì)比例13的不銹鋼的切削性較差，這是由于A1的含量過(guò)高。另一方面，由于實(shí)施例1至37的不銹鋼的組成經(jīng)過(guò)優(yōu)化，并在合適的溫度范圍內(nèi)經(jīng)受了熱處理，因此耐腐蝕性和切削性均很優(yōu)良。特別是，當(dāng)氧的含量超過(guò)0.02%時(shí)，無(wú)論其它組分的組成如何，都可獲得高的切削性。此外，與其它不銹鋼的切削性相比，實(shí)施例38至42的不銹鋼的切削性進(jìn)一步提高。這被認(rèn)為是由于Ca的添加能夠使有助于提高切削性的、具有硅酸鹽結(jié)構(gòu)的氧化物更加穩(wěn)定地存在于鋼中之故。4.評(píng)價(jià)(2)使具有實(shí)施例1所示組合的鋼在84(TC至133(TC下經(jīng)受熱處理1小時(shí)。按照與上述方法相同的方法評(píng)價(jià)熱處理后的樣品的夾雜物的組成、氧化物的面積比、耐腐蝕性、鉆孔性、耐磨值和鉆屑的斷裂。5.結(jié)果(2)結(jié)果列于表5中。當(dāng)熱處理溫度低于IOO(TC時(shí)，切削性和耐腐蝕性較差。這被認(rèn)為是由于沒(méi)有生產(chǎn)足夠的含B氧化物類(lèi)夾雜物，并且Cr與B形成化合物之故。此外，當(dāng)熱處理溫度超過(guò)130trC時(shí)，耐腐蝕性變差。這被認(rèn)為是由于發(fā)生局部熔融，進(jìn)而該鋼的組成在局部變得不均勻。另一方面，當(dāng)在IOO(TC至130(TC下施加熱處理時(shí)，發(fā)現(xiàn)可在不使耐腐蝕性劣化的條件下提高切肖"性。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>根據(jù)本發(fā)明的可被高速切削的奧氏體不銹鋼可用于與船只有關(guān)的裝置、海灘環(huán)境用構(gòu)件(beachenvironmentalmember)、船用結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)性構(gòu)件、脫鹽設(shè)備用構(gòu)件、鹽水熱交換器用構(gòu)件(membersforsalineheatconverter)、海底電纜、海底結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)性構(gòu)件、系泊纜、水產(chǎn)養(yǎng)殖用網(wǎng)、海灘處的橋纜、鹽泵、軸、緊固構(gòu)件(例如螺栓、螺帽和螺釘)等。此外，根據(jù)本發(fā)明的可被高速切削的奧氏體不銹鋼可用于螺栓、螺帽、氣缸襯墊、軸、轂環(huán)、連接器、軸承、編帶、導(dǎo)軌、齒輪、銷(xiāo)、螺釘、輥、渦輪葉片、金屬模具、塊體(dice)、鉆頭、閥門(mén)、閥座、切削工具、噴嘴、墊片、環(huán)狀物、彈簧、工業(yè)爐構(gòu)件、化學(xué)設(shè)備構(gòu)件、藥品生產(chǎn)構(gòu)件、食品生產(chǎn)構(gòu)件、食品生產(chǎn)裝置構(gòu)件、石油鉆探設(shè)備構(gòu)件、石油煉油設(shè)備構(gòu)件、垃圾焚燒器構(gòu)件、汽輪機(jī)構(gòu)件、燃?xì)廨啓C(jī)構(gòu)件、核反應(yīng)堆構(gòu)件、航空器構(gòu)件、生物質(zhì)設(shè)備構(gòu)件等。雖然參照具體實(shí)施方案詳細(xì)描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可清楚地認(rèn)識(shí)到，在不脫離本發(fā)明的精祌和范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改和改進(jìn)。本發(fā)明基于于2007年3月31日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)No.2007-095799和2007年1月18日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)No.2008-008886，其內(nèi)容以引用的方式被并入本文。權(quán)利要求1.一種可被高速切削的奧氏體不銹鋼，其包含0.500重量％或更低的C；0.01重量％至5.00重量％的Si；0.01重量％至10.00重量％的Mn；5.00重量％至25.00重量％的Ni；7.50重量％至30.00重量％的Cr；0.300重量％或更低的N；大于0.0100重量％但小于或等于0.1000重量％的O；0.00200重量％至0.1000重量％的B；0.300重量％或更低的Al；以及余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)，所述鋼滿足下式(1)0.68≤[O]/[B]≤2.50(1)其中[O]代表O含量，并且[B]代表B含量。全文摘要本發(fā)明涉及一種可被高速切削的奧氏體不銹鋼，其含有0.500重量％或更低的C；0.01重量％至5.00重量％的Si；0.01重量％至10.00重量％的Mn；5.00重量％至25.00重量％的Ni；7.50重量％至30.00重量％的Cr；0.300重量％或更低的N；大于0.0100重量％但小于或等于0.1000重量％的O；0.0020重量％至0.1000重量％的B；0.300重量％或更低的Al；以及余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)，所述鋼滿足下式(1)0.68≤[O]/[B]≤2.50(1)，其中[O]代表O的含量，并且[B]代表B的含量。文檔編號(hào)C22C38/54GK101275208SQ20081009061公開(kāi)日2008年10月1日申請(qǐng)日期2008年3月31日優(yōu)先權(quán)日2007年3月31日發(fā)明者江渡壽郎,清水哲也申請(qǐng)人:大同特殊鋼株式會(huì)社