鐵素體系不銹鋼的制作方法【專利摘要】本發(fā)明提供一種表面性狀優(yōu)異、焊接部的耐腐蝕性和酸洗性優(yōu)異的鐵素體系不銹鋼。上述鐵素體系不銹鋼的特征在于，以質(zhì)量%計含有C：0.010%以下、Si：0.15～0.60%、Mn：0.5%以下、P：0.04%以下、S：0.01%以下、Al：0.2%以下、Cr：17.0～19.0%、Cu：0.3～0.5%、Ni：0.6%以下、Ti：0.10～0.20%、N：0.015%以下、C+N：0.02%以下，剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)形成，滿足下述式（1）：Ti%/（C%+N%）≥8（1），其中，C%、N%、Ti%分別表示C、N、Ti的含量（質(zhì)量%）?！緦＠f明】鐵素體系不銹鋼【
技術領域：
】[0001]本發(fā)明涉及鐵素體系不銹鋼(ferriticstainlesssteel),涉及表面性狀(qualityofsurface)優(yōu)異且焊接部(weldzone)的耐腐蝕(corrosionresistance)性和酸洗(pickling)性優(yōu)異的鐵素體系不銹鋼?！?br>背景技術：
】[0002]不鎊鋼中，奧氏體系不鎊鋼(austeniticstainlesssteel)SUS304(18%Cr-8%Ni)(日本工業(yè)標準，JISG4305)由于其優(yōu)異的耐腐蝕性，廣泛被使用。然而，該鋼種大量包含Ni，因此價格高。[0003]與此相對，在專利文獻I中公開有一種鐵素體系不銹鋼板，其特征在于，作為成分組成含有c:0.03%以下、S1:1.0%以下、Mn:0.5%以下、P:0.04%以下、S:0.02%以下、Al:0.1%以下、Cr:20.5%~22.5%、Cu:0.3%~0.8%、Ni:1.0%以下，Ti:4X(C%+N%)~0.35%,Nb:0.01%以下、N:0.03%以下、C+N:0.05%以下且剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)(inevitableimpurities)形成。該不銹鋼板由于其優(yōu)異的耐腐蝕性和因不使用Ni所致的經(jīng)濟性，廣泛地被用于建筑構件、產(chǎn)業(yè)機械、廚房類中。[0004]現(xiàn)有技術文獻[0005]專利文獻[0006]專利文獻1:日本專利第4396676號公報【
發(fā)明內(nèi)容】[0007]然而，專利文獻I中所公開的鐵素體系不銹鋼板在用于產(chǎn)業(yè)機械等時，不僅同一鋼種相互焊接，還與不同鋼種，尤其是與SUS304進行焊接而使用的情況多。在這種情況下也尋求能保持良好的耐腐蝕性。而本鋼種雖然在同一鋼種中的焊接部具有良好的耐腐蝕性，但與SUS304進行TIG焊接(TungstenInertGaswelding)時,有時存在焊接部的耐腐蝕性與母材相比下降的問題。[0008]焊接部的耐腐蝕性是由于焊接時的熱過程中鋼中的C、N與Cr結(jié)合，作為絡碳氮化物析出于晶界(precipitatesasCr-carbidesandCr-nitridesatthegrainboundariesduringthecoolingstateofwelding),從而晶界上產(chǎn)生貧絡層(chromiumdepletionlayeratthegrainboundaries)而發(fā)生的。將該現(xiàn)象稱為敏化(sensitization)。為了防止其采取如下方法:將鋼中的C、N降低的同時添加適量的Ti,使C、N作為鈦碳氮化物析出，從而防止鉻碳氮化物的生成。通過該方法，專利文獻I中所公開的鐵素體系不銹鋼板彼此間的TIG焊接部維持良好的耐腐蝕性。[0009]然而，相對于上述鋼板的C含量為0.01%左右，SUS304的C含量高達0.04~0.05%，因此為了在上述鋼板與SUS304的接合部防止敏化，必須將Ti添加量提高至0.4~1.0%左右。[0010]然而,若這樣地添加Ti,則鋼變脆(getbrittle),或Ti與氮結(jié)合,成為TiN且發(fā)生聚集，大量產(chǎn)生所謂的鈦細脈(stringercausedbytitaniumnitrides),從而表面性狀顯著地受損。[0011]如此，在現(xiàn)有技術中，與SUS304的不同鋼種TIG焊接部的耐腐蝕性和表面性狀難以兼得。此外，若進行焊接，則在表面生成也被稱為焊接銹皮(scalecausedbywelding)的氧化皮膜(oxidelayer),美觀受損，因此需要用酸洗(acidpickling)除去該氧化皮膜。然而，專利文獻I中所公開的鐵素體系不銹鋼中存在其焊接部的氧化皮膜難以用酸洗除去的問題。[0012]鑒于該情況，本發(fā)明的目的是提供一種鐵素體系不銹鋼，其表面性狀優(yōu)異，并且，不僅在同一鋼種相互間的焊接，在與不同鋼種，尤其是與SUS304進行焊接而使用時焊接部的耐腐蝕性和酸洗性也優(yōu)異。[0013]本發(fā)明的發(fā)明人等發(fā)現(xiàn),若添加適量的Si,則在凝固(solidification)的初期階段促進鈦碳氮化物的析出，析出物的尺寸變小，可以消除鈦細脈的問題，且抑制焊接時氧化皮膜的生成，在焊接后的酸洗中氧化皮膜容易除去。進而發(fā)現(xiàn)，通過優(yōu)化Cr添加量，使馬氏體相(martensitephase)析出于與SUS304的TIG焊接部,從而可以防止敏化。[0014]由此，發(fā)現(xiàn)可以得到具有良好的耐腐蝕性，可以不進行表面研磨(surfacegrinding)就從熱軋退火酸洗板(hot-rolled,annealedandpickledsteelsheet)制作良好的表面品質(zhì)的冷軋退火酸洗板(cold-rolled,annealedandpickledsteelsheet)且與SUS304的TIG焊接部的耐腐蝕性和酸洗性也良好的鐵素體系不銹鋼。[0015]本發(fā)明是基于以上發(fā)現(xiàn)而完成的，其主旨如下所述。應予說明，成分％全部為質(zhì)量％(mass%)。[0016][I]一種鐵素體系不銹鋼，其特征在于，含有C:0.010%以下、Si:0.15~0.60%、Mn:0.5%以下、P:0.04%以下、S:0.01%以下、Al:0.2%以下、Cr:17.0~19.0%、Cu:0.3~0.5%、Ni:0.6%以下、Ti:0.10~0.20%,N:0.015%以下、C+N:0.02%以下，剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)形成，滿足下述式(1):[0017]Ti%/(C%+N%)≥8(1)。[0018][2]如上述[I]所述的鐵素體系不銹鋼，其特征在于，在上述成分組成的基礎上，進一步含有選自Ca:0.0005~0.0020%、B:0.0003~0.0020%中的I種或2種。[0019][3]如上述[I]或[2]所述的鐵素體系不銹鋼，其特征在于，在上述成分組成的基礎上，進一步滿足下述式(2):[0020]Si%/Ti%^1.3(2)。[0021][4]如上述[I]~[3]所述的鐵素體系不銹鋼，其特征在于，在上述成分組成的基礎上，進一步滿足下述式(3):[0022]Si%/Cr%^0.013(3)[0023]根據(jù)本發(fā)明，可以得到不僅在同一鋼種間焊接，在不同鋼種，尤其是與SUS304進行焊接而使用時也具有良好的焊接部耐腐蝕性的鐵素體系不銹鋼。此外，本發(fā)明的不銹鋼板通過添加適量的Si，可以防止鈦細脈的發(fā)生。因此，不需要用以防止鈦細脈的發(fā)生的在熱軋板上的表面研磨，可以低價地制造。而且，可以用酸洗容易地除去焊接部上生成的氧化皮膜，得到良好的外觀?！揪唧w實施方式】[0024]以下對本發(fā)明的各構成要件的限定理由進行說明。[0025][成分組成][0026]首先，對規(guī)定本發(fā)明的鋼的成分組成的理由進行說明。應予說明，成分％全部為質(zhì)量％。[0027]C:0.010%以下、N:0.015%以下、C+N:0.02%以下[0028]C和N使焊接部的耐腐蝕性下降，因此優(yōu)選為較少，設為C:0.010%以下、N:0.015%以下、C+N:0.02%以下。[0029]Si:0.15~0.60%[0030]Si是控制鈦碳氮化物的析出，使表面性狀提高所需的元素。然而，小于0.15%時，不能得到其效果，若大量地添加則使加工性和冷軋板退火時的酸洗性下降，因此將Si量設為0.15~0.60%的范圍。優(yōu)選為0.20~0.50%的范圍。進一步優(yōu)選為0.20~0.40%的范圍。[0031]Mn:0.5%以下[0032]Mn有脫氧作用，但在鋼中形成硫化物，使耐腐蝕性顯著地下降，因此優(yōu)選添加量低，考慮制造時的經(jīng)濟性，設為0.5%以下。但是，若Mn量過少，則夾雜物增加，因此優(yōu)選為0.1~0.4%的范圍。[0033]P:0.04%以下[0034]P從熱加工性(hotworkability)方面出發(fā),優(yōu)選為較少，設為0.04%以下。[0035]S:0.01%以下[0036]S從熱加工性和耐腐蝕性方面出發(fā)，優(yōu)選為較少，設為0.01%以下。優(yōu)選為0.006%以下。[0037]Al:0.2%以下[0038]Al是對脫氧有效的成分，但過量添加則由于Al系的非金屬夾雜物的增加而會導致表面瑕疵，同時也使加工性下降，因此設為0.2%以下。Al使焊接效率下降，因此優(yōu)選為0.06%以下。[0039]Cr:17.0~19.0%[0040]Cr對改善耐腐蝕性有效，為了得到良好的耐腐蝕性,需要添加17.0%以上，但大于19.0%的添加會使與SUS304的TIG焊接部上不生成馬氏體，不能防止耐腐蝕性下降，因此Cr量設為17.0~19.0%的范圍。優(yōu)選為17.5~18.5%的范圍。更優(yōu)選為18.0~18.5%的范圍。[0041]Cu:0.3~0.5%[0042]Cu是用于確保耐腐蝕性所需的元素，因此需要添加至少0.3%以上。然而，若大于0.5%，則熱加工性變差。因此，將Cu量設為0.3~0.5%的范圍。[0043]Ni:0.6%以下[0044]Ni對提高耐腐蝕性有效，但其為高價的元素，且若添加大于0.6%，則有可能產(chǎn)生應力腐蝕破裂(stresscorrosioncracking),因此設為0.6%以下。優(yōu)選為0.4%以下。[0045]Ti:0.10~0.20%,Ti%/(C%+N%)≥8[0046]Ti是用于確保焊接部的耐腐蝕性所需的不可缺少的成分，需要0.10%以上且Ti%/(C%+N%)≥8的添加。然而，若大于0.20%而過量地添加，則使熱軋板的表面性狀變差。因此，將Ti量設為0.10~0.20%的范圍。為了確保焊接部的耐腐蝕性，優(yōu)選Ti%/(C%+N%)^10。[0047]以上為本發(fā)明的基本化學成分，但可以進一步添加Ca、B中的I種或2種。[0048]Ca:0.0005~0.0020%[0049]Ca是對防止連續(xù)鑄造(continuouscasting)時容易產(chǎn)生的Ti系夾雜物析出所導致的噴嘴的堵塞(chokingofCCnozzles)有效的成分。小于0.0005%時，沒有該效果，若大于0.0020%,則耐腐蝕性下降，因此將Ca量設為0.0005~0.0020%的范圍。[0050]B:0.0003~0.0020%[0051]B對防止低溫二次加工脆化(secondaryworkingembrittlement)有效。小于0.0003%時沒有該效果，若大于0.0020%,則熱加工性下降，因此將B量設為0.0003~0.0020%的范圍。優(yōu)選為0.0003~0.0010%的范圍。[0052]上述以外的剩余部分為Fe和不可避免的雜質(zhì)。作為雜質(zhì)的例子，有時從Cr礦石(ore)混入V、Co，而因其混入，鋼變硬，加工性下降，因此分別設為0.5%以下。[0053]Si%/Ti%≥1.3[0054]Ti添加量多時，析出大的鈦碳氮化物，表面性狀容易變差。因此，Ti添加量多時，需要增加Si添加量，進一步促進在凝固的初期階段的鈦碳氮化物的析出，防止大的鈦碳氮化物的析出。因此，優(yōu)選添加Si%/Ti%≥1.3的Si。[0055]Si%/Cr%≥0.013[0056]若進行不銹鋼的焊接，則在表面生成氧化皮膜而美觀受損，因此在許多用途中，必須用酸洗除去該氧化皮膜。然而，在鐵素體系不銹鋼中的Cr含量多的不銹鋼中會生成Cr氧化物多的氧化皮膜，存在難以用酸洗除去的問題。[0057]在此，發(fā)現(xiàn)Si比Cr容易氧化，因此若提高相對于Cr含量的Si含量的比率，增加Si氧化物的生成量，抑制Cr氧化物的生成，則氧化皮膜變得容易被酸洗除去。為了得到該效果，優(yōu)選Si%/Cr%≥0.013。[0058][制造方法][0059]接著，對本發(fā)明的焊接部的耐腐蝕性、酸洗性和表面性狀優(yōu)異的鐵素體系不銹鋼板的制造方法進行說明。[0060]作為本發(fā)明鋼的高效率的制造方法，推薦如下方法:對鋼坯進行連續(xù)鑄造，加熱至1100~1250°C，進行熱軋而制成熱軋鋼圈。將其在熱軋板連續(xù)退火.酸洗線上800~1000°C的溫度下退火且進行酸洗。接著，實施冷軋而制成冷軋板，進行最終退火和酸洗。詳細情況如下所述。[0061]首先，通過基于轉(zhuǎn)爐、電爐等和強攪拌.空吹氧脫碳處理(VacuumOxygenDecarburization)或IS.氧脫碳處理(Argon-OxygenDecarburization)的2次精煉(secondaryrefining)將調(diào)整至上述化學成分范圍的鋼水進行熔煉。接著,通過連續(xù)鑄造或鑄錠(ingotcasting)從上述鋼水熔煉鋼坯。從生產(chǎn)率、品質(zhì)方面出發(fā)，鑄造方法優(yōu)選為連續(xù)鑄造。[0062]將通過鑄造而得到的鋼坯加熱至1100~1250°C，進行熱軋，在800~1000°C的溫度下進行熱軋板退火后進行酸洗。為了得到良好的機械特性.加工性，熱軋板退火溫度優(yōu)選為850~950°C。[0063]酸洗了的熱軋板依次經(jīng)過冷軋、最終退火、冷卻、酸洗各工序，成為冷軋退火板。[0064]為了確保伸長性、彎曲性、擠壓成形性等機械特性，冷軋時的壓下率(areductioninthicknessofcoldrolling)優(yōu)選為50%以上。此外，冷軋可以設為I次冷軋或包含中間退火的2次以上的冷軋。冷軋、最終退火、酸洗工序可以反復進行。[0065]進而，用冷軋板連續(xù)退火線進行冷軋板退火和酸洗。此外，可以根據(jù)需要而用光亮退火線(brightannealingline)進行退火。[0066]實施例1[0067]將具有表1所示的發(fā)明例Al~A5和比較例Cl~C5的組成的鐵素體系不銹鋼熔煉為30kg的鋼錠后，加熱至1150°C的溫度，進行熱軋而制成板厚4.0mm的熱軋板。接著，在950°C、氬氣體氣氛下進行退火后，進行冷軋，制作板厚0.8mm的冷軋板。接著，在930°C、氬氣體氣氛下進行退火，使用氫氟酸(hydrofluoricacid)和硝酸(nitricacid)的混合酸進行酸洗。[0068]對由以上得到的發(fā)明例Al~A5和比較例Cl~C5，用600號的砂紙研磨表面(polishedto#600finish),制成供試材料。[0069]按照JISH8502對供試材料進行鹽水噴霧循環(huán)試驗(saltspraycycliccorrosiontest)。鹽水噴霧循環(huán)試驗是以5%NaCl噴霧(35°C，2hr)(spraying5%NaClaqueoussolutionat35V,2hr)—干燥(60°C,4hr,相對濕度20~30%)(dryingat60°C,4hr,relativehumidity20to30%)—潤濕(40°C,2hr,相對濕度95%以上)(wettingat40°C,2hr,relativehumidity95%ormore)為I個循環(huán)，進行了15次循環(huán)。[0070]接著，對除了Cl以外的剩余的供試材料，進行用同一鋼種的TIG焊接部耐腐蝕性試驗。在該試驗中，將從各供試材料提取的2片板用TIG焊接進行接合，將它們的表面用600號的砂紙進行研磨后，將上述鹽水噴霧循環(huán)試驗進行15次循環(huán)，調(diào)查耐腐蝕性。[0071]接著，對除了C1、C2、C3以外的剩余的供試材料，進行與SUS304的不同鋼種TIG焊接部耐腐蝕性試驗。在該試驗中，將從各供試材料提取的板與0.8mm厚的SUS304用TIG焊接進行接合，將它們的表面用600號的砂紙進行研磨后，將上述鹽水噴霧循環(huán)試驗進行15次循環(huán)，調(diào)查耐腐蝕性。[0072]由以上得到的結(jié)果示于表1?！緳嗬蟆?.一種鐵素體系不銹鋼，其特征在于，以質(zhì)量％計含有C:0.010%以下、S1:0.15~0.60%、Mn:0.5%以下、P:0.04%以下、S:0.01%以下、Al:0.2%以下、Cr:17.0~19.0%、Cu:0.3~0.5%、Ni:0.6%以下、Ti:0.10~0.20%、N:0.015%以下、C+N:0.02%以下，剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)形成，滿足下述式(I):Ti%/(C%+N%)^8(I),其中，C%、N%、Ti%分別表示C、N、Ti的含量，單位為質(zhì)量％。2.如權利要求1所述的鐵素體系不銹鋼，其特征在于，在所述成分組成的基礎上，以質(zhì)量%計進一步含有選自Ca:0.0005~0.0020%、B:0.0003~0.0020%中的I種或2種。3.如權利要求1或2所述的鐵素體系不銹鋼，其特征在于，在所述成分組成的基礎上，進一步滿足下述式(2):Si%/Ti%^1.3(2)，其中，Si%、Ti%*別表示S1、Ti的含量，單位為質(zhì)量％。4.如權利要求1所述的鐵素體系不銹鋼，其特征在于，在所述成分組成的基礎上，進一步滿足下述式(3):Si%/Cr%^0.013(3)，其中，Si%，Cr%分別表示S1、Cr的含量，單位為質(zhì)量％。5.如權利要求2所述的鐵素體系不銹鋼，其特征在于，在所述成分組成的基礎上，進一步滿足下述式(3):Si%/Cr%^0.013(3)，其中，Si%、Cr%分別表示S1、Cr的含量，單位為質(zhì)量％。6.如權利要求3所述的鐵素體系不銹鋼，其特征在于，在所述成分組成的基礎上，進一步滿足下述式(3):Si%/Cr%^0.013(3)，其中，Si%、Cr%分別表示S1、Cr的含量，單位為質(zhì)量％。【文檔編號】C22C38/50GK103597109SQ201280028884【公開日】2014年2月19日申請日期:2012年6月14日優(yōu)先權日:2011年6月15日【發(fā)明者】石井和秀,山內(nèi)克久,石橋源一,神丸秋信申請人:杰富意鋼鐵株式會社