馬氏體系不銹鋼及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種廚刀等菜刀用的馬氏體不銹鋼及其制造方法，尤其在通過(guò)急速冷卻鑄造法(strip casting)制造的馬氏體系不銹鋼中提供一種如下的馬氏體系不銹鋼：以重量％計(jì)，包含：0.4～0.5％的C；0.1～0.2％的N；13～15％的Cr；0.1～1.0％的Si；0.1～1.0％的Mn；超過(guò)0且1.0％以下的Ni；以及殘余的Fe及其他不可避免的雜質(zhì)，其中，將C+N控制為0.5％以上且將N/C控制為0.2％以上，所述馬氏體系不銹鋼的殘留碳化物的大小為10μm以下，且所述馬氏體系不銹鋼的硬度為55HRC以上。對(duì)于與本發(fā)明有關(guān)的馬氏體不銹鋼而言，應(yīng)用薄帶連鑄(strip casting)法而制造鋼，且對(duì)通過(guò)薄帶連鑄而制造的1mm以上厚度的熱軋退火板實(shí)施強(qiáng)化熱處理，其中在進(jìn)行強(qiáng)化熱處理之后將殘留碳化物的長(zhǎng)度減小為10μm以下，從而可以獲得廚刀等菜刀用途的刀鋒品質(zhì)優(yōu)良且硬度和耐蝕性優(yōu)良的馬氏體系不銹鋼。
【專利說(shuō)明】馬氏體系不銹鋼及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種馬氏體系不銹鋼及其制造方法，尤其涉及一種為了使用為高級(jí)菜 刀用等而應(yīng)用急速冷卻鑄造法的馬氏體系不銹鋼及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 馬氏體系不銹鋼實(shí)質(zhì)上是將鐵（Fe)-鉻（Cr)-碳（C)作為主成分而組成的鋼，其 以重量％計(jì)，含有約為12?18%的Cr,并最多含有約為1 %的碳。對(duì)于這樣的馬氏體系不 銹鋼而言，合金制造廠家應(yīng)用分批退火工藝而制造由鐵素體相和Cr碳氮化物構(gòu)成的熱軋 退火板，接著進(jìn)行所述熱軋退火板的酸洗，然后冷軋成符合最終需求者的要求厚度而供應(yīng)。 接著，最終需求者對(duì)所述不銹鋼應(yīng)用強(qiáng)化熱處理工藝，從而使由鐵素體與碳化物構(gòu)成的軟 質(zhì)的素材變態(tài)為高硬度的馬氏體組織而產(chǎn)品化。
[0003] 馬氏體系不銹鋼為了被使用為水果刀或菜刀用途而需要具備的要素大致分為耐 蝕性、硬度、韌性這三種。在普通用途的水果刀或菜刀中，主要使用以重量％計(jì)包含0.3%的 C、13%的Cr的420J2系列鋼（0. 3% C-13% Cr)，且通常以約為52?54HRC左右的硬度水 平得到強(qiáng)化熱處理而產(chǎn)品化。420J2由于碳含量較低，因此產(chǎn)品的耐蝕性優(yōu)良，并具有韌性 優(yōu)良的特性。然而由于碳含量較低，因此具有硬度多少偏低的缺點(diǎn)。
[0004] 作為使硬度相比420J2提高的高級(jí)菜刀素材，代表性的有1. 4116鋼，其以重量％ 計(jì)以0. 5%的C、14%的Cr作為基礎(chǔ)，并少量添加有Mo。基于1. 4116系列的成分的高級(jí) 菜刀主要被強(qiáng)化熱處理為約為55HRC以上的硬度而使用。該鋼相比420J2增加了碳含量， 從而可通過(guò)熱處理而確保高硬度，于是在使用中刀鋒對(duì)變形的抵抗性較強(qiáng)并具有耐磨損性 優(yōu)良的特性。然而，由于碳含量較高，因此被強(qiáng)化熱處理的素材內(nèi)殘留有粗大的碳化物，因 此該碳化物在刀鋒加工中從刀鋒脫落而消極影響刀鋒品質(zhì)，而且由于存在粗大的殘留碳化 物，因此存在耐蝕性局部變差的問(wèn)題。為了使這樣的品質(zhì)上的不良影響最小化，殘留在微 細(xì)組織內(nèi)的碳化物的大小應(yīng)當(dāng)較小，在一般常用的高級(jí)不銹鋼廚刀中觀察到的碳化物具有 10 μ m以下的大小。
[0005] 為了制造含碳量較高的刀物用馬氏體系鋼，通常使用連續(xù)鑄造工藝或鋼錠鑄造工 藝。然而對(duì)于這樣的現(xiàn)有技術(shù)中的鑄造方法而言，鑄造時(shí)冷卻速度較慢，因此在厚度中心 部形成粗大的碳化物中心偏析部，對(duì)于這樣生成的碳化物中心偏析部而言，即使執(zhí)行后續(xù) 的分批退火工藝也會(huì)殘留在微細(xì)組織中，從而作為使粗大的碳化物殘留在最終產(chǎn)品的主要 原因而發(fā)揮作用。作為刀物用馬氏體系鋼生產(chǎn)工藝可舉出急速冷卻鑄造法，其代替以往的 連續(xù)鑄造和鋼錠鑄造法而劃時(shí)代地消除碳化物中心偏析。急速冷卻鑄造法作為一種不用 經(jīng)過(guò)普通的鑄造工序而可以由鋼水直接制造薄狀的熱乳板的工藝，包括薄帶連鑄（strip casting)工藝。然而，即使利用所述急速冷卻鑄造法，在經(jīng)過(guò)最終強(qiáng)化熱處理的組織中粗大 的碳化物凝聚在結(jié)晶晶界而仍然可能出現(xiàn)不適合作為刀物用途使用的特征。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 技術(shù)問(wèn)題
[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種即使通過(guò)急速冷卻鑄造法制造出將Mo或W以單獨(dú)或 復(fù)合方式添加而強(qiáng)化耐蝕性的成分鋼，最終強(qiáng)化熱處理之后產(chǎn)品的微細(xì)組織中殘留碳化物 的長(zhǎng)度也為IOym以下的微細(xì)組織優(yōu)良的高耐蝕刀物用素材及用于制造該素材的方法。
[0008] 并且，本發(fā)明的目的在于提供一種相對(duì)于作為菜刀用途使用的厚度為Imm以上的 馬氏體不銹鋼而言強(qiáng)化熱處理之后刀鋒的品質(zhì)優(yōu)良的馬氏體系不銹鋼。
[0009] 技術(shù)方案
[0010] 關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種通過(guò)急速冷卻鑄造法而制造的馬氏體系不銹鋼及 其制造方法。所述急速冷卻鑄造法可包括薄帶連鑄（strip casting)工藝。所述薄帶連鑄 工藝?yán)帽нB鑄裝置，該裝置包括：一對(duì)輥，沿彼此相反的方向旋轉(zhuǎn)；邊緣堰，設(shè)置在所 述一對(duì)輥的兩側(cè)面而用于形成鋼水池；彎月防護(hù)物，用于向所述鋼水池上部面供應(yīng)惰性氮 氣。
[0011] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供一種馬氏體系不銹鋼，通過(guò)急速冷卻鑄造法而制 造，其特征在于，以重量％計(jì)，包含：〇. 4?0. 5%的C ;0. 1?0. 2%的N ;13?15%的Cr ; 0. 1?1. 0%的Si ;0. 1?1. 0%的Mn ;超過(guò)0且1. 0%以下的Ni ;以及殘余的Fe及其他不 可避免的雜質(zhì)，其中，將C+N被控制為0. 5%以上且將N/C控制為0. 2%以上，所述馬氏體系 不銹鋼的殘留碳化物的大小為IOym以下，且所述馬氏體系不銹鋼的硬度為55HRC以上。
[0012] 并且，在本發(fā)明中，以重量％計(jì)，將0. 1?2%的W、0. 1?2%的Mo以單獨(dú)或復(fù)合 方式添加。
[0013] 而且，在本發(fā)明中，所述殘留碳化物的大小優(yōu)選為3μπι以下。
[0014] 并且，在本發(fā)明中，所述不銹鋼在回火熱處理之后硬度表現(xiàn)出55HRC以上。
[0015] 而且，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中提供一種馬氏體系不銹鋼的制造方法，通過(guò)急 速冷卻鑄造法而將不銹鋼的鋼水鑄造成薄板，所述不銹鋼的鋼水以重量％計(jì)包含：〇. 4? 0· 5%的 C ;0· 1 ?0· 2%的 N ;13 ?15%的 Cr ;0· 1 ?L 0%的 Si ;0· 1 ?L 0%的 Mn ;超過(guò) 0且1. 0%以下的Ni ;以及殘余的Fe及其他不可避免的雜質(zhì)，而且將C+N控制為0. 5%以上 且將N/C控制為0. 2%以上，其中，對(duì)所鑄造的不銹鋼薄板利用在線輥而以5?40%的壓下 率制造熱軋帶鋼。
[0016] 并且，在本發(fā)明中，所述急速冷卻鑄造法包括薄帶連鑄工藝，該薄帶連鑄工藝在包 括沿彼此相反的方向旋轉(zhuǎn)的一對(duì)輥、設(shè)置在所述一對(duì)輥的兩側(cè)面而用于形成鋼水池的邊緣 堰、以及從所述鋼水池的上部面供應(yīng)惰性氮?dú)獾膹澰路雷o(hù)物的裝置中，通過(guò)注嘴而將上述 組成的不銹鋼的鋼水從中間包供應(yīng)到所述鋼水池，從而鑄造不銹鋼薄板。
[0017] 而且，在本發(fā)明中，在還原性氣體的氣氛下在700?950°C的溫度范圍內(nèi)對(duì)所述熱 乳帶鋼實(shí)施分批退火（batch annealing),從而制造熱乳退火板。
[0018] 并且，在本發(fā)明中，使所述熱軋退火板維持在1000?IKKTC的溫度之后進(jìn)行淬火 處理，從而使微細(xì)組織中殘留碳化物具有IOym以下的大小。
[0019] 而且，在本發(fā)明中，在150?250°C溫度下對(duì)經(jīng)過(guò)所述淬火處理的素材實(shí)施回火熱 處理。
[0020] 并且，在本發(fā)明中，所述馬氏體系不銹鋼在回火熱處理之后硬度表現(xiàn)出55HRC以 上。
[0021] 而且，在本發(fā)明中，針對(duì)經(jīng)過(guò)所述淬火處理的馬氏體系不銹鋼，在進(jìn)行回火熱處理 之前在-50?150°C的溫度下實(shí)施深凍（Deep freezing)熱處理。
[0022] 有益效果
[0023] 如上所述，將關(guān)于本發(fā)明的合金設(shè)計(jì)作為基礎(chǔ)而應(yīng)用急速冷卻鑄造法，從而可以 獲得一種可以滿足55HRC以上的硬度特性的同時(shí)刀鋒品質(zhì)優(yōu)良的廚刀用高耐蝕素材的馬 氏體不銹鋼。
[0024] 并且，根據(jù)本發(fā)明，可獲得最終產(chǎn)品的微細(xì)組織中殘留碳化物的長(zhǎng)度為IOym以 下的微細(xì)組織優(yōu)良的高耐蝕刀物用馬氏體不銹鋼。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1是作為急速冷卻鑄造法的一例的薄帶連鑄工藝的概略圖。
[0026] 圖2為表示與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的由于粗大的碳化物而發(fā)生刀鋒腐蝕損壞的示例的 組織照片圖。
[0027] 圖3為通過(guò)現(xiàn)有的鋼錠鑄造法制造并在執(zhí)行1050°C奧氏體化熱處理之后進(jìn)行淬 火熱處理而得到的素材的碳化物微細(xì)組織照片圖。
[0028] 圖4為通過(guò)作為現(xiàn)有的急速冷卻鑄造法的一例的薄帶連鑄法制造并在執(zhí)行 1050°C奧氏體化熱處理之后進(jìn)行淬火熱處理而得到的素材的碳化物微細(xì)組織照片圖。
[0029] 圖5為通過(guò)作為與本發(fā)明有關(guān)的急速冷卻鑄造法的一例的薄帶連鑄制造并在執(zhí) 行1050°C奧氏體化熱處理之后進(jìn)行淬火熱處理而得到的素材的碳化物微細(xì)組織照片圖。
[0030] 圖6a、圖6b是將關(guān)于比較例和本發(fā)明鋼的淬火和回火處理之后的抗軟化性進(jìn)行 對(duì)比的曲線圖。
[0031] 圖7是將發(fā)明鋼與比較例的硫酸浸漬時(shí)的重量減輕進(jìn)行對(duì)比而評(píng)估耐蝕性的曲 線圖。
[0032] 符號(hào)說(shuō)明
[0033] 1 :鋼包 2:中間包 3 :注液嘴
[0034] 4:彎月防護(hù)物 5:邊緣堰 6:鑄造輥
[0035] 7 :棍隙 8 :鑄片 9 :乳制機(jī)
[0036] 10:鋼卷卷曲設(shè)備

【具體實(shí)施方式】
[0037] 以下，參照附圖更加詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，參照與附圖結(jié)合而詳細(xì)闡述的實(shí)施例就 會(huì)明白本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)、特征及達(dá)到目的的方法。然而，本發(fā)明并不局限于以下披露的實(shí)施 例，其可以實(shí)現(xiàn)為其他多樣的形態(tài)，在以下的說(shuō)明中，當(dāng)提到某個(gè)部分與其他部分連接時(shí)， 其不僅包括直接連接的情形，而且還包括將其他元件置于中間而電連接的情形。并且，為了 使本發(fā)明的說(shuō)明變得明確，在附圖中省略了與本發(fā)明無(wú)關(guān)的部分，貫穿整個(gè)說(shuō)明書(shū)，相似的 部分賦予相同的附圖標(biāo)記。
[0038] 首先，作為用于制造刀物用馬氏體系不銹鋼的急速冷卻鑄造法的一例，已知現(xiàn)有 技術(shù)中的劃時(shí)代地消除碳化物中心偏析的薄帶連鑄工藝。韓國(guó)公開(kāi)專利2011-0071517涉 及一種以重量％計(jì)含有0. 10?0. 50%的CUl?16%的Cr的馬氏體系不銹鋼及其制造方 法，其公開(kāi)一種馬氏體系不銹鋼的制造方法及通過(guò)該制造方法制造的馬氏體系不銹鋼，在 該制造方法中，在包括沿相反方向旋轉(zhuǎn)的一對(duì)輥、設(shè)置在該輥的兩側(cè)面而用于形成鋼水池 的邊緣堰（Edge Dam)、以及向所述鋼水池的上部面供應(yīng)惰性氮?dú)獾膹澰路雷o(hù)物（Meniscus Shield)的薄帶連鑄裝置中，通過(guò)注嘴而將以重量％計(jì)含有0. 10?0. 50%的C、ll?16% 的Cr的不銹鋼鋼水從中間包供應(yīng)到所述鋼水池而鑄造不銹鋼薄板，并對(duì)鑄造的所述不銹 鋼薄板利用在線棍（In-line Roller)以5?40%的壓下率制造熱乳帶鋼。在上述專利中， 如果使用薄帶連鑄方法，則由于較快的鑄造速度而使碳化物中心偏析大為緩解，從而可在 制造的熱軋退火板的厚度下實(shí)現(xiàn)硬度均勻的微細(xì)組織。
[0039] 本申請(qǐng)的
【發(fā)明者】在所述薄帶連鑄工藝中改善碳化物中心偏析大為減少的熱乳退 火板的組織特性的基礎(chǔ)上再進(jìn)一步而對(duì)執(zhí)行最終熱處理工序的最終固化素材的組織也進(jìn) 行了額外的研究。即，應(yīng)用韓國(guó)公開(kāi)專利KR 2011-0071517所公開(kāi)的薄帶連鑄工藝，對(duì)以重 量％含有0. 5%以上的C且以重量％將0?2%的Mo或W以單獨(dú)或復(fù)合方式添加而強(qiáng)化耐 蝕性的多樣的成分的菜刀用不銹鋼素材進(jìn)行研究，并發(fā)現(xiàn)即使熱軋退火素材的微細(xì)組織內(nèi) 不存在碳中心偏析，在經(jīng)過(guò)最終強(qiáng)化熱處理工序之后，在固化的素材的微細(xì)組織內(nèi)碳化物 以非常粗大（l〇ym以上）的大小凝聚在結(jié)晶晶界。在用這樣的素材制造菜刀之后，如果實(shí) 施耐蝕性測(cè)試，則可以確認(rèn)存在刀鋒迅速老鈍的缺點(diǎn)。
[0040] 圖2為表示因粗大的碳化物而導(dǎo)致刀鋒腐蝕損壞的示例的組織照片圖。由圖示可 知，粗大的大小的碳化物凝聚在結(jié)晶晶界。
[0041] 作為用于解決這種問(wèn)題的方案，本發(fā)明公開(kāi)一種合金設(shè)計(jì)以及基于所述合金設(shè)計(jì) 的制造工藝方面的方案。
[0042] 1、合金設(shè)計(jì)
[0043] 首先，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種馬氏體系不銹鋼，在通過(guò)急速冷卻鑄造法制 造的馬氏體系不銹鋼中，以重量％含有〇. 4?0. 5%的C、0. 1?0. 2%的N、13?15%的Cr、 0. 1?1. 0%的Si、0. 1?1. 0%的Μη、超過(guò)0且1. 0%以下的Ni、剩余的Fe和其他不可避 免的雜質(zhì)，其中將C+N控制為0.5%以上且將N/C控制為0.2%以上，且所述馬氏體系不銹 鋼的殘留碳化物的大小為IOym以下，所述馬氏體系不銹鋼的硬度為55HRC以上。在本發(fā) 明中，以重量％計(jì)，還可以將〇. 1?2%的W、0. 1?2%的Mo以單獨(dú)或復(fù)合方式添加，并且 優(yōu)選地，所述殘留碳化物的大小為3μπι以下。另外，所述馬氏體系不銹鋼提供一種在回火 熱處理之后硬度表現(xiàn)為55HRC以上的厚度為Imm以上的薄板素材。
[0044] 以下，對(duì)關(guān)于本發(fā)明的馬氏體系不銹鋼的具體組成范圍限定理由進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 首先，在本發(fā)明中使用的母材為馬氏體系不銹鋼，以重量％計(jì)，將C設(shè)定為0. 4?0. 5%，并 將N設(shè)定為0. 1?0.2%，且Cr的含量為13?15%。另外，控制成所述C+N為0.5%以上， 且N/C為0. 2%以上。
[0045] 在將C設(shè)定為0. 4%以上的情況下，在強(qiáng)化熱處理之后可確保55HRC以上的硬度， 而在超過(guò)0. 5%的情況下，由于薄帶連鑄的鑄造組織內(nèi)的局部性碳偏析的增大，在被規(guī)定為 奧氏體化（Austenitization)處理的1000?1100°C強(qiáng)化熱處理之后可能產(chǎn)生超過(guò)IOym 的粗大的碳化物。
[0046] N為出于同時(shí)提高耐蝕性和硬度的目的而添加的元素，尤其，即使代替C而在 0. 1%?0.2%以下的范圍內(nèi)添加也不會(huì)引發(fā)C之類的局部性微細(xì)偏析，因此具有不會(huì)在產(chǎn) 品中形成粗大的碳化物的優(yōu)點(diǎn)。然而，如果組成為超過(guò)0. 2%，則微細(xì)組織內(nèi)可能產(chǎn)生微細(xì) 孔，因此將上限限制為0. 2%。另外，如果N不足0. 1%，則回火抵抗性得不到改善，因此回 火之后硬度易于下降，因此將其下限設(shè)定為0. 1 %。
[0047] 另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選將作為碳與氮含量之和的C+N控制為0. 5%以上，并優(yōu)選 將作為氮與碳含量之比的N/C控制為0. 2%以上。這是因?yàn)槿绻麅H以C的范圍超過(guò)0. 5%， 則如上所述地由于薄帶連鑄的鑄造組織內(nèi)的局部性碳偏析的增大而存在在被規(guī)定為奧氏 體化處理的1000?ll〇〇°C強(qiáng)化熱處理之后產(chǎn)生超過(guò)IOym的粗大的碳化物的可能性，然 而將C的范圍限制為0. 5%以下，并代為添加0. 1 %以上的N，從而使C+N的范圍之和成為 0.5%以上，由此抑制粗大的碳化物的產(chǎn)生，并同時(shí)可以改善回火抵抗性。另外，優(yōu)選將C、N 的范圍控制為使C+N的范圍成為0. 5%以上，并使N/C的范圍成為0. 2%以上。
[0048] 只有Cr的含量達(dá)到13%以上，強(qiáng)化熱處理之后刀物產(chǎn)品的基底組織的耐蝕性才 具有不銹鋼的特性，而如果超過(guò)15%，則在薄帶連鑄的鑄造組織內(nèi)Cr成分的微細(xì)偏析增 力口，從而在被規(guī)定為奧氏體化處理的1000?IKKTC強(qiáng)化熱處理之后，殘留于微細(xì)組織中的 Cr碳化物的大小增大，因此將Cr的含量限制為15%以下。
[0049] 并且，W和Mo可出于強(qiáng)化耐蝕性的目的而以單獨(dú)或復(fù)合方式添加，但如果過(guò)多，則 在奧氏體化熱處理期間延遲碳化物的再固溶，從而助長(zhǎng)粗大的殘留碳化物的形成，因此將 含量限制為從〇. 1 %到2 %以下。
[0050] 而且，對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的所述馬氏體系不銹鋼而言，將以重量％計(jì)由 0. 1?I. 0的Si、0. 1?I. 0的Μη、超過(guò)0且I. 0以下的Ni、超過(guò)0且0. 04以下的S、超過(guò) 0且0. 05以下的P、以及殘余的Fe及其他不可避免的雜質(zhì)所組成的成分系的相關(guān)合金作為 對(duì)象。
[0051] Si是為了脫氧而必須添加的元素，然而高含量的Si的添加使酸洗性降低，并使素 材的脆性增加，因此將上限限制為1. 0%。
[0052] Mn是為了脫氧而必須添加的元素，但如果過(guò)度地添加就會(huì)消極影響鋼的表面 品質(zhì)，而且通過(guò)最終熱處理材料的殘留奧氏體形成而抑制硬度上升，因此將上限限制為 1. 0%。
[0053] Ni為提高耐蝕性的元素，然而由于其為價(jià)格很高的元素，因此將其含量限制為 1. 0%以下。
[0054] S作為主元素合金內(nèi)不可避免地含有的元素，容易形成夾雜物，因此將其含量限制 得盡可能低而限制為〇?〇. 04%。
[0055] P作為容易在結(jié)晶晶界引起偏析的元素，在制造合金時(shí)引起加工裂紋，因此將其含 量限制得盡可能低而限制為〇?〇. 05%。
[0056] 2、急速冷卻鑄造法
[0057] 本發(fā)明通過(guò)急速冷卻鑄造法而制造將所述的合金設(shè)計(jì)作為基礎(chǔ)的馬氏體系不銹 鋼。急速冷卻鑄造法可包括薄帶連鑄工藝。
[0058] 首先，圖1為用于說(shuō)明作為急速冷卻鑄造法的一例的薄帶連鑄工藝的設(shè)備的概略 圖。這一薄帶連鑄工藝是由鋼水直接生產(chǎn)薄狀的熱軋帶鋼的工藝，其為通過(guò)省去熱軋工序 而能夠劃時(shí)代地節(jié)省制造成本、設(shè)備投資成本、能源使用量、公害氣體排放量等的新的鋼鐵 工藝流程。作為本發(fā)明的一例，如圖1所示，使用于薄帶連鑄工藝的雙輥型薄板鑄造機(jī)將鋼 水收容于鋼包（Ladle) I，并使鋼水沿著注嘴流入到中間包（Tundish) 2,并使流入到中間包 2的鋼水從設(shè)置于鑄造輥6的兩個(gè)末端部的邊緣堰5之間（即，鑄造輥6之間）通過(guò)鋼水 注液嘴3而供應(yīng)，從而開(kāi)始凝固。此時(shí)，在輥之間的熔融鋼水部中，為了防止氧化而用彎月 防護(hù)物4保護(hù)熔融鋼水面，并注入合適的氣體而恰當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)氣氛。鋼水穿出兩個(gè)輥相遇的 輥隙（roll nip)7的同時(shí)被制成薄板8而被引拔，并經(jīng)過(guò)軋制機(jī)9而得到軋制，然后經(jīng)過(guò)冷 卻工序而在卷曲設(shè)備10中被卷曲。此時(shí)，在由鋼水直接制造厚度為IOmm以下的薄板的雙 輥式薄板鑄造工藝中，重要的技術(shù)乃是通過(guò)注液嘴而將鋼水供應(yīng)到以較快的速度沿相反方 向旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部水冷式雙輥之間，從而將所期望的厚度的薄板制造成沒(méi)有龜裂且實(shí)際收率提 商。
[0059] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種馬氏體系不銹鋼的制造方法，該方法通過(guò)急速冷卻 鑄造法而將以重量％計(jì)包含0. 4?0. 5%的C、0. 1?0. 2%的N、13?15%的Cr、0. 1? 1. 0 %的Si、0. 1?1. 0 %的Mn、超過(guò)0且1. 0 %以下的Ni、剩余的Fe及其他不可避免的雜質(zhì) 且C+N被控制為0. 5 %以上、且N/C被控制為0. 2%以上的不銹鋼的鋼水制造成薄板，并對(duì) 鑄造的所述不銹鋼的薄板利用在線輥而以5?40%的壓下率制造熱軋帶鋼。在本發(fā)明中， 所述不銹鋼中以重量％計(jì)可以以單獨(dú)或復(fù)合方式添加有〇. 1?2%的W、0. 1?2%的Mo。
[0060] 所述急速冷卻鑄造法包括薄帶連鑄工藝，對(duì)于所述薄帶連鑄工藝而言，在包括沿 彼此相反的方向旋轉(zhuǎn)的一對(duì)輥、設(shè)置在該一對(duì)輥的兩側(cè)面而用于形成鋼水池的邊緣堰、以 及向所述鋼水池的上部面供應(yīng)惰性氮?dú)獾膹澰路雷o(hù)物的裝置中，通過(guò)注嘴將上述組成的不 銹鋼鋼水從中間包供應(yīng)到所述鋼水池，從而可以鑄造不銹鋼薄板。
[0061] 另外，在本發(fā)明中，在還原性氣氛下在700?950°C的溫度范圍內(nèi)對(duì)所述熱軋帶鋼 實(shí)施分批退火（batch annealing),從而制造熱乳退火板。
[0062] 在以關(guān)于本發(fā)明的高級(jí)菜刀用廚刀、水果刀之類的用途制造產(chǎn)品的情況下，以如 下的順序執(zhí)行強(qiáng)化熱處理。
[0063] 最先執(zhí)行的熱處理工序?yàn)閵W氏體化（Austenitization)工序。
[0064] 奧氏體化工序是以約為1000?IKKTC的高溫暴露素材的熱處理，在此過(guò)程中，鉻 碳化物或鉻碳氮化物再固溶為基體組織，且基體組織由鐵素體變態(tài)為奧氏體。然后進(jìn)行淬 火（Quenching)。淬火是一種通過(guò)從高溫向常溫的急速冷卻而使奧氏體組織變態(tài)為硬度較 高的馬氏體的熱處理工藝。另外，為了給硬度較高而脆性強(qiáng)的馬氏體組織賦予韌性，最終執(zhí) 行回火（Tempering)熱處理工序。然而，如果執(zhí)行淬火之后硬度也仍然不夠充分高，則在淬 火與回火熱處理之間額外實(shí)施深凍（De印Freezing)工序。深凍工序是將淬火處理為常溫 的素材額外地冷卻為-50?_150°C左右的極低溫的工序，通過(guò)這一過(guò)程，殘留在淬火素材 的微細(xì)組織中的奧氏體組織額外地變態(tài)為馬氏體組織，從而使硬度進(jìn)一步上升。
[0065] 在本發(fā)明中，在1000?IKKTC的溫度下維持熱軋退火板之后進(jìn)行淬火，從而使微 細(xì)組織中殘留碳化物具有10 μ m以下的大小。
[0066] 另外，在150?250°C溫度下對(duì)淬火處理的所述素材實(shí)施回火熱處理，從而可以在 回火熱處理之后獲得55HRC以上的硬度。
[0067] 而且，在本發(fā)明中，對(duì)淬火處理的馬氏體系不銹鋼可在回火熱處理之前在-50? 150°C的溫度下實(shí)施深凍熱處理。
[0068] [實(shí)施例]
[0069] 以下，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。在關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例中，對(duì)通過(guò)現(xiàn)有的連鑄法制造 的熱軋退火板與通過(guò)作為急速冷卻鑄造法的一例的薄帶連鑄法制造的鋼的微細(xì)組織學(xué)特 性進(jìn)行了比較。
[0070] 表1示出通過(guò)鋼錠（ingot)鑄造法和薄帶連鑄法制造的鋼的成分。首先，在本發(fā) 明的比較例中，應(yīng)用現(xiàn)有的鋼錠鑄造法而制造出140mm厚度的真空誘導(dǎo)熔解鋼錠40kg。對(duì) 此在表1中以比較例1表示。然后，為了熱軋而在惰性氣氛的加熱爐中以1250°C的溫度對(duì) 鋼錠重新加熱，并在該溫度下維持3小時(shí)之后，最終熱軋為2mm的厚度。另外，利用雙輥型 薄帶連鑄機(jī)，將包含與作為通過(guò)連鑄制造的成分鋼的表1的1類似的成分的多樣的成分的 鋼制造為熱軋鋼卷的形態(tài)。將其示于表1的2?5。
[0071] 雙輥型薄帶連鑄機(jī)的特征在于，將鋼水供應(yīng)到沿彼此相反的方向旋轉(zhuǎn)的雙輥 (twin-drum rolls)與側(cè)面堰（side dams)之間，并通過(guò)水冷的棍表面而釋放大量的熱量并 進(jìn)行鑄造。此時(shí)，在輥表面以較快的冷卻速度形成凝固單元，并在鑄造剛剛過(guò)后實(shí)施在線輥 壓（in-line rolling),從而制造出2mm厚度的熱乳鋼卷。
[0072] 針對(duì)應(yīng)用鋼錠鑄造法而制造的2_厚度的熱軋板和應(yīng)用薄帶連鑄而制造的2_厚 度的熱軋鋼卷，實(shí)施了相同條件的分批退火。在還原性氣氛下在700?950°C的溫度范圍內(nèi) 對(duì)所述熱軋帶鋼實(shí)施了分批退火。接著，針對(duì)結(jié)束分批退火的熱軋退火素材實(shí)施了強(qiáng)化熱 處理。在強(qiáng)化熱處理中實(shí)施了奧氏體化熱處理，該奧氏體化熱處理以1000?IKKTC (優(yōu) 選為1050°C )的溫度對(duì)熱軋退火板進(jìn)行加熱，并維持0. 5?2小時(shí)，且優(yōu)選維持至少1小 時(shí)，而結(jié)束奧氏體化熱處理的素材被送往油中進(jìn)行了淬火。針對(duì)經(jīng)淬火處理的素材，使用 掃描電子顯微鏡而照射微細(xì)組織，通過(guò)照射微細(xì)組織內(nèi)的殘留碳化物的大小而將最大也為 10 μ m以下的碳化物的情形歸為"微細(xì)"，并將存在超過(guò)10 μ m的碳化物的情形歸為"粗大"， 且在表1中示出了其結(jié)果。
[0073] 并且，針對(duì)淬火處理的素材，在-50?_150°C (優(yōu)選為_(kāi)70°C )的溫度下實(shí)施至少 1小時(shí)的深凍熱處理，然后在150?250°C (優(yōu)選為200°C )的溫度下實(shí)施至少2小時(shí)的回 火熱處理，并測(cè)定了素材的硬度。
[0074] [表 1]
[0075]

【權(quán)利要求】
1. 一種馬氏體系不鎊鋼，通過(guò)急速冷卻鑄造法而制造，其特征在于，w重量％計(jì)，包 含： 0. 4 ?0. 5%的 C ; 0. 1 ?0. 2%的 N ; 13 ?15%的 Cr ; 0. 1 ?1. 0%的 Si ; 0. 1 ?1.0%的 Mn ; 超過(guò)0且1.0%W下的Ni 及 殘余的化及其他不可避免的雜質(zhì)， 其中，將C+N控制為0. 5% W上且將N/C控制為0. 2% W上，所述馬氏體系不鎊鋼的殘 留碳化物的大小為10 ym W下，且所述馬氏體系不鎊鋼的硬度為55HRC W上。
2. 如權(quán)利要求1所述的馬氏體系不鎊鋼，其中，W重量％計(jì)，將0. 1?2%的W、0. 1? 2%的Mo W單獨(dú)或復(fù)合方式添加。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的馬氏體系不鎊鋼，其中，所述殘留碳化物的大小為3 y m W 下。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的馬氏體系不鎊鋼，其中，所述不鎊鋼在回火熱處理之后硬度 表現(xiàn)出55HRC W上。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的馬氏體系不鎊鋼，其中，所述不鎊鋼是厚度為1mm W上的薄 板素材。
6. -種馬氏體系不鎊鋼的制造方法，通過(guò)急速冷卻鑄造法而將不鎊鋼的鋼水鑄造成薄 板，所述不鎊鋼的鋼水W重量％計(jì)包含： 0. 4 ?0. 5%的 C ; 0. 1 ?0. 2%的 N ; 13 ?15%的 Cr ; 0. 1 ?1. 0%的 Si ; 0. 1 ?1. 0%的 Mn ; 超過(guò)0且1.0%W下的Ni 及 殘余的化及其他不可避免的雜質(zhì)， 而且，將C+N控制為0. 5% W上且將N/C控制為0. 2% W上， 其中，對(duì)所鑄造的不鎊鋼薄板利用在線親而W 5?40%的壓下率制造熱社帶鋼。
7. 如權(quán)利要求6所述的馬氏體系不鎊鋼的制造方法，其中，W重量％計(jì)，將0. 1?2% 的W、0. 1?2%的Mo W單獨(dú)或復(fù)合方式添加。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的馬氏體系不鎊鋼的制造方法，所述急速冷卻鑄造法在包 括沿彼此相反的方向旋轉(zhuǎn)的一對(duì)親、設(shè)置在所述一對(duì)親的兩側(cè)面而用于形成鋼水池的邊緣 眶、W及向所述鋼水池的上部面供應(yīng)惰性氮?dú)獾膹澰路雷o(hù)物的裝置中，通過(guò)注嘴而將上述 組成的不鎊鋼的鋼水從中間包供應(yīng)到所述鋼水池，從而鑄造不鎊鋼薄板。
9. 如權(quán)利要求6或7所述的馬氏體系不鎊鋼的制造方法，其中，在還原性氣體的氣氛下 在700?95(TC的溫度范圍內(nèi)對(duì)所述熱社帶鋼實(shí)施分批退火，從而制造熱社退火板。
10. 如權(quán)利要求9所述的馬氏體系不鎊鋼的制造方法，其中，使所述熱社退火板維持在 1000?llOOC的溫度之后進(jìn)行渾火處理，從而使微細(xì)組織中殘留碳化物具有10 y m w下的 大小。
11. 如權(quán)利要求10所述的馬氏體系不鎊鋼的制造方法，其中，在150?25(TC溫度下對(duì) 經(jīng)過(guò)所述渾火處理的素材實(shí)施回火熱處理。
12. 如權(quán)利要求11所述的馬氏體系不鎊鋼的制造方法，其中，所述馬氏體系不鎊鋼在 回火熱處理之后硬度表現(xiàn)出55HRC W上。
13. 如權(quán)利要求11所述的馬氏體系不鎊鋼的制造方法，其中，針對(duì)經(jīng)過(guò)所述渾火處理 的馬氏體系不鎊鋼，在進(jìn)行回火熱處理之前在-50?15CTC的溫度下實(shí)施深凍熱處理。
【文檔編號(hào)】C22C38/22GK104471095SQ201380038141
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月16日
【發(fā)明者】蔡?hào)|澈, 李哉和, 鄭成仁, 李一九 申請(qǐng)人:Posco公司