高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼及其鋼板的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼及其鋼板的制造方法。該高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼作為服飾用金屬部件用的不銹鋼，能夠加工成復(fù)雜形狀部件，且具有也能夠應(yīng)對(duì)這些加工品由檢針器進(jìn)行的檢查的非磁性特性。不銹鋼具有這樣的成分組成：以質(zhì)量％計(jì)含有C：0.02％～0.12％、Si：0.05％～1.5％、Mn：10.0％～22.0％、S：0.03％以下、Ni：4.0％～12.0％、Cr：14.0％～25.0％、N：0.07％～0.17％，而且，使以下述式：δcal(％)＝(Cr+0.48Si+1.21Mo+2.2(V+Ti)+0.15Nb)－(Ni+0.47Cu+0.11Mn－0.0101Mn2+26.4C+20.1N)－4.7表示的δcal為5.5質(zhì)量％以下地含有上述成分，高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼在200kA/m的磁場(chǎng)中的導(dǎo)磁率為1.003以下。
【專利說(shuō)明】高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼及其鋼板的制造方法
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年2月26日、申請(qǐng)?zhí)枮?01080009450.7、 優(yōu)先權(quán)日:為2009年2月27日、發(fā)明名稱為“高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼和服飾用金屬部件”的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及容易加工成服飾用的摁扣(* 々)或鈕扣(夕 > )、掛鉤(前力>)、和服式男呢絨大衣用的鉤(卜> H )等這樣的復(fù)雜的部件形狀、且具有即使利用檢針器進(jìn)行斷針檢查也不會(huì)發(fā)生誤檢測(cè)的非磁性特性的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼及由該不銹鋼制造成的服飾用金屬部件。
【背景技術(shù)】
[0003]服飾用的摁扣或鈕扣、掛鉤、和服式男呢絨大衣用的鉤等金屬部件不僅是功能性的，為了謀求與其他制品的差別化，也需要付與外觀性(設(shè)計(jì)性、時(shí)尚性)，服飾用的摁扣或鈕扣、掛鉤、和服式男呢絨大衣用的鉤等金屬部件經(jīng)過(guò)沖壓、整形等復(fù)雜的加工工序來(lái)制造。因此，作為這些部件的原料的金屬材料需要能夠經(jīng)得住嚴(yán)苛加工的塑性加工性，以往，大多采用黃銅、鋁合金等軟質(zhì)的材料。另外，部件相互間的接合、向布料的固定通常通過(guò)沖壓的“鉚接加工”來(lái)進(jìn)行，從這個(gè)方面考慮，也要求是軟質(zhì)的材料。 [0004]但是，近年來(lái)，從重視安全性的方面考慮，引入了根據(jù)是否有磁性來(lái)辨別在制品中是否殘留有縫制時(shí)折斷的針的檢針器，利用檢針器進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。由于這些檢查在最終制品中進(jìn)行，因此，是在安裝摁扣或鈕扣、掛鉤等金屬部件之后進(jìn)行。由于由上述黃銅、鋁合金等制造的金屬部件的磁性較小，不會(huì)與斷針混淆地被檢測(cè)出，因此，在安裝摁扣或鈕扣、掛鉤等金屬部件之后進(jìn)行檢查不會(huì)對(duì)檢查產(chǎn)生特別的障礙。
[0005]但是，由黃銅、鋁合金等構(gòu)成的金屬部件在被塑料薄膜包裝地搬運(yùn)的途中，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生由殘留在布料中的染料等藥品引起變色這樣的不良情況，研究了將金屬部件的材料改變?yōu)椴粫?huì)引起變色的金屬原料、例如更換為不銹鋼等。例如，在專利文獻(xiàn)I中提出了活用強(qiáng)度比黃銅、鋁合金等高的不銹鋼的特性而將N1- Cr系非磁性不銹鋼應(yīng)用于要求彈性的服飾用的金屬部件。
[0006]但是，日本特開平08 - 269639號(hào)公報(bào)的Ni — Cr系非磁性不銹鋼雖說(shuō)是非磁性，但其導(dǎo)磁率為1.005左右，非磁性特性并不充分，因此，在應(yīng)用于部件重量較大的掛鉤、插槽(〃 > 〃卜)等的情況下，有可能導(dǎo)致檢測(cè)器誤檢測(cè)。另外，該不銹鋼通過(guò)實(shí)施冷軋來(lái)提高強(qiáng)度，并且，在用于付與彈性的固溶化熱處理之后也是硬質(zhì)的，因此，并不能說(shuō)塑性加工性良好，而且，對(duì)于鉚接加工，在通常的方法中也存在難以固定于布料這樣的問(wèn)題。因而，為了替代黃銅、鋁合金等而采用不銹鋼，需要謀求進(jìn)一步提高非磁性特性并提高塑性加工性(軟質(zhì)化)。
[0007]另外，在日本特開2005 - 154890號(hào)公報(bào)中，作為改善了加工性的非磁性不銹鋼，提出了深拉等沖壓成形用的Mn - Cr系奧氏體系不銹鋼。但是，該不銹鋼雖然在為了塑性加工之后也能夠維持非磁性而進(jìn)行了控制化學(xué)組成、奧氏體相的穩(wěn)定度、層疊缺陷能量的生成指標(biāo)等的成分設(shè)計(jì)，但是對(duì)得到的材料實(shí)施60%的冷軋后的導(dǎo)磁率為1.01~1.05左右，非磁性特性并不充分。
[0008]如上所述，軟質(zhì)且也能夠充分地加工成復(fù)雜的服飾部件、且不會(huì)使檢針器誤動(dòng)作的軟質(zhì)非磁性的不銹鋼目前并不存在，強(qiáng)烈要求開發(fā)一種外觀性較高的、具有能夠進(jìn)行復(fù)雜的塑性加工的優(yōu)良的塑性加工性、并具有即使用于部件重量較大的服飾金屬部件檢針器也不會(huì)誤檢測(cè)的優(yōu)良的非磁性特性的不銹鋼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，本發(fā)明的目的在于解決以往技術(shù)所存在的上述各種問(wèn)題，提供一種能夠加工成鈕扣或掛鉤、插槽等服飾用的復(fù)雜形狀部件、而且具有也能夠充分應(yīng)對(duì)這些加工品由檢針器進(jìn)行的嚴(yán)格檢查的優(yōu)良的非磁性特性的不銹鋼。
[0010]本發(fā)明人為了謀求解決上述課題，在廣闊的范圍內(nèi)調(diào)查了鋼成分對(duì)導(dǎo)磁率和硬度產(chǎn)生的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只要是Mn - Cr系不銹鋼，就有可能得到以往的Ni — Cr系不銹鋼無(wú)法達(dá)到的較小的導(dǎo)磁率。其原因在于，Mn、N是有助于減小導(dǎo)磁率的元素，但通過(guò)大量添加Mn，能夠進(jìn)一步增加N的固溶量。因此，發(fā)明人對(duì)于大量固溶有上述N的Mn — Cr系不銹鋼更加詳細(xì) 地調(diào)查了鋼成分對(duì)導(dǎo)磁率、硬度產(chǎn)生的影響。特別是，由于金屬組織及其穩(wěn)定性對(duì)導(dǎo)磁率產(chǎn)生較大的影響，因此，也考慮到整體的成分平衡進(jìn)行了研究。
[0011]即，為了獲得良好的非磁性特性，需要使凝固時(shí)生成的、具有磁性的δ鐵素體相不殘留在制品板中。還需要，即使得到了不殘留δ鐵素體相的奧氏體單相的制品板，在將其加工成部件時(shí)，也不會(huì)誘發(fā)具有磁性的馬氏體相。還需要在防止了具有磁性的這兩個(gè)相生成的基礎(chǔ)之上，弄清成分元素的影響而減小導(dǎo)磁率。此外，為了付與良好的塑性加工性，也調(diào)查鋼成分對(duì)硬度的影響，并且，也對(duì)用于更加廉價(jià)地制造的制造性進(jìn)行研究，開發(fā)而成的是本發(fā)明。
[0012]即，本發(fā)明是一種高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼，該不銹鋼具有這樣的成分組成，即，含有C:0.02質(zhì)量％~0.12質(zhì)量％、Si:0.05質(zhì)量％~1.5質(zhì)量％、Mn:10.0質(zhì)量％~22.0質(zhì)量％、S:0.03質(zhì)量％以下、N1:4.0質(zhì)量％~12.0質(zhì)量％、Cr:14.0質(zhì)量％~25.0質(zhì)量％、N:0.07質(zhì)量％~0.17質(zhì)量％，而且，使以下述(I)式表示的δ cal為5.5質(zhì)量％以下地含有上述成分，其余部分由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，該高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼在200kA/m的磁場(chǎng)中的導(dǎo)磁率為1.003以下，
[0013]Scal (質(zhì)量 ％ ) = (Cr + 0.48Si + l.21Mo + 2.2 (V+Ti) +0.15Nb)—(Ni+0.47Cu+0.1lMn — 0.0101Mn2+26.4C+20.1N) — 4.7...(I)
[0014]在此，上述式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
[0015]本發(fā)明的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼的特征在于，除了上述成分組成之外，還含有從Mo:0.03質(zhì)量％~2.0質(zhì)量％、Cu:0.03質(zhì)量％~3.0質(zhì)量％、V:0.02質(zhì)量％~1.0質(zhì)量％、T1:0.02質(zhì)量％~1.0質(zhì)量％及吣:0.02質(zhì)量％~1.0質(zhì)量％中選出的一種或者兩種以上。
[0016]本發(fā)明的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼的特征還在于，除了上述成分組成之外，還含有從B:0.0005 質(zhì)量％~0.01 質(zhì)量％、Ca:0.0005 質(zhì)量％~0.01 質(zhì)量％、REM:0.0005 質(zhì)量％~0.01質(zhì)量:0.0005質(zhì)量％~0.01質(zhì)量％中選出的一種或者兩種以上。[0017]本發(fā)明的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼的特征在于，使以下述⑵式表示的Ni當(dāng)量為26質(zhì)量％以上地含有上述成分，
[0018]Ni 當(dāng)量(質(zhì)量％ ) = 15C+0.33Si+0.71Mn+Ni+0.44Cr+0.6OM0+0.51Cu+21N+l.2V+0.8Τ?+1.1Nb…(2)
[0019]在此，上述式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
[0020]本發(fā)明的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼的特征在于，使以下述(3)式表示的Hv值為200以下地含有上述成分，
[0021]Hv 值=8 7 C + 2 S i — 1.2 Mn — 6.7Ν? + 2.7Cr + 3.2Mo —2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88— (3)
[0022]在此，上述式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
[0023]另外，本發(fā)明是由上述任一項(xiàng)所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼構(gòu)成的服飾用金屬部件。
[0024]采用本發(fā)明，能夠提供一種塑性加工性優(yōu)良、且非磁性特性也優(yōu)良的不銹鋼。該不銹鋼易于加工成復(fù)雜形狀部件，而且，在檢針器的檢查中也不會(huì)引起誤檢測(cè)，因此，能夠適當(dāng)?shù)赜米髟谵艨刍蜮o扣、掛鉤、和服式男呢絨大衣用的鉤等這樣的服飾領(lǐng)域中采用的金屬部件的原料。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是表示δ cal的值對(duì)殘留在制品板中的δ鐵素體相的量產(chǎn)生的影響的坐標(biāo)圖。
[0026]圖2是表示Ni當(dāng)量對(duì)固溶化熱處理材料、冷軋材料的導(dǎo)磁率產(chǎn)生的影響的坐標(biāo)圖。
[0027]圖3是表示Mn含有量對(duì)導(dǎo)磁率產(chǎn)生的影響的坐標(biāo)圖。
[0028]圖4是用于評(píng)價(jià)塑性加工性的服飾用部件(掛鉤)的示意圖。
[0029]圖5是表示硬度Hv對(duì)鉚接不良率產(chǎn)生的影響的坐標(biāo)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]首先，對(duì)開發(fā)本發(fā)明的過(guò)程和基本的技術(shù)構(gòu)思進(jìn)行說(shuō)明。
[0031](I)防止δ鐵素體相殘留于制品中
[0032]在利用連續(xù)鑄造法等將奧氏體系不銹鋼做成板坯的情況下，其凝固組織通常是由奧氏體相和幾vol%的δ鐵素體相構(gòu)成的混合組織。由于該δ鐵素體相會(huì)對(duì)制造性、制品的磁性產(chǎn)生影響，因此，以SUS304所代表的N1- Cr系的奧氏體系不銹鋼為中心，對(duì)化學(xué)成分和S鐵素體的相分率的關(guān)系進(jìn)行了很多調(diào)查，也提出了幾個(gè)其預(yù)測(cè)式。相對(duì)于此，對(duì)Mn - Cr系的奧氏體系不銹鋼基本上沒有進(jìn)行研究，Hull的技術(shù)論文(Welding Journal,58，N0.5 (1973) p.193~203)有一定程度的研究。 [0033]因此，發(fā)明人利用鐵素體測(cè)定儀對(duì)在用連續(xù)鑄造法制造成的具有各種成分組成的Mn — Cr系的奧氏體系不銹鋼的板坯中生成的δ鐵素體的相分率進(jìn)行測(cè)定，對(duì)于上述板坯的成分組成和δ鐵素體的相分率的關(guān)系，與上述Hull的式相比較，研究Hull式的準(zhǔn)確性，并嘗試導(dǎo)出Hull式中沒有記載的其他元素的影響系數(shù)。結(jié)果，得到的是下述(I)式。另外，在Hull式和本發(fā)明的下述(I)式中，影響系數(shù)不同的主要理由一般認(rèn)為是由冷卻速度的不冋引起的。
[0034] Scal (質(zhì)量 ％ ) = (Cr + 0.48Si + l.21Mo + 2.2 (V+Ti) +0.15Nb)—(Ni+0.47Cu+0.1lMn — 0.0101Mn2+26.4C+20.1N) — 4.7...(I)
[0035]在此，上述式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
[0036]并且，發(fā)明人對(duì)上述Scal的值與殘留在板厚為2mm的制品板(冷軋板)中的δ鐵素體的相分率的關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果，如圖1所示，可明確:在S cal的值大于5.5質(zhì)量％時(shí)，δ鐵素體相會(huì)殘留在熱軋后的鋼板中，該殘留的δ鐵素體相在冷軋后也不會(huì)消失而殘留，使非磁性特性顯著降低。因此，在本發(fā)明中，將成分設(shè)計(jì)為使由上述(I)式表示的S cal的值為5.5質(zhì)量％以下。另外，在不含有上述(I)式中所述的元素的情況下，它們計(jì)算為零(O)(后述的⑵式、(3)也同樣。)。
[0037](2)防止生成形變誘發(fā)馬氏體相
[0038]對(duì)于奧氏體系不銹鋼，公知經(jīng)由冷加工也生成具有磁性的馬氏體相。對(duì)于N1- Cr系的不銹鋼中的化學(xué)成分與奧氏體相的穩(wěn)定性的關(guān)系進(jìn)行了很多研究，提出了各種被稱作Ni當(dāng)量、Md30的關(guān)系式等。相對(duì)于此，對(duì)于Mn — Cr系的不銹鋼，與δ cal同樣基本上沒有進(jìn)行調(diào)查。
[0039]因此，發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)Mn - Cr系不銹鋼中的生成形變誘發(fā)馬氏體相的容易度進(jìn)行調(diào)查，對(duì)上述Ni — Cr系不銹鋼的Ni當(dāng)量的關(guān)系式施加修正而得到的是下述(2)式。該Ni當(dāng)量的值表示Mn - Cr系不銹鋼中的奧氏體相的穩(wěn)定度(引起形變誘發(fā)馬氏體相變的困難度)與化學(xué)成分的關(guān)系，表示該值越大，越難以生成形變誘發(fā)馬氏體。
[0040]Ni 當(dāng)量(質(zhì)量％ ) = 15C+0.33Si+0.71Mn+Ni+0.44Cr+0.6OM0+0.51Cu+21N+l.2V+0.8Τ?+1.1Nb…(2)
[0041]在此，上述式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
[0042]發(fā)明人對(duì)較大地改變Ni當(dāng)量而實(shí)施固溶化熱處理后的Mn — Cr系不銹鋼鋼板、及對(duì)該鋼板假想嚴(yán)苛的塑性加工而施加壓下率60%的冷軋后的材料在200kA/m的磁場(chǎng)中的導(dǎo)磁率進(jìn)行調(diào)查，圖2表示其結(jié)果。由該結(jié)果可知，即使是固溶化熱處理材料的導(dǎo)磁率為1.003以下的良好的非磁性級(jí)別，Ni當(dāng)量小于26質(zhì)量％的奧氏體相的穩(wěn)定度較小的材料經(jīng)由加工也會(huì)誘發(fā)馬氏體相，導(dǎo)磁率上升。生成的馬氏體相雖是微量，但也會(huì)導(dǎo)致檢針器的誤檢測(cè)，因此，作為服飾用材料并不理想。因此，在本發(fā)明中，為了確保在加工后也是非磁性的，因此，優(yōu)選將由上述(2)式表示的Ni當(dāng)量限制在26質(zhì)量％以下。
[0043](3)Mn對(duì)導(dǎo)磁率產(chǎn)生的影響
[0044]在Ni — Cr系的奧氏體系不銹鋼中，Mn是使奧氏體相穩(wěn)定的元素。因此，制造用Mn來(lái)替換作為高價(jià)的Ni的替代的SUS304的Ni而成的200系不銹鋼等廉價(jià)的不銹鋼。這樣，認(rèn)為在N1- Cr系的不銹鋼中Mn和Ni的特性大致相同。
[0045]但是，本發(fā)明可明確，在增加Mn的添加量時(shí)，其特性與Ni并不相同，起到使鐵素體相穩(wěn)定的元素的作用。其原因在于，由上述S cal的⑴式可知，在Mn大于一定量時(shí)，δ鐵素體相增加，因此非磁性特性變差。
[0046]因此，發(fā)明人對(duì)于添加規(guī)定量的C、N、Ni等來(lái)防止生成δ鐵素體相的鋼詳細(xì)地調(diào)查Mn含有量對(duì)導(dǎo)磁率產(chǎn)生的影響，圖3表示其結(jié)果。由圖3可知，在Mn添加量大于10質(zhì)量％的區(qū)域中，可確認(rèn)到使導(dǎo)磁率降低的效果。但是，能看到導(dǎo)磁率降低效果的是Mn添加量直到18質(zhì)量％左右，在Mn的添加量更多的情況下，作為鐵素體穩(wěn)定化元素的作用變大，雖是微量，但也會(huì)殘留δ鐵素體相，導(dǎo)致導(dǎo)磁率上升。而且,在Mn添加量為25質(zhì)量％時(shí)，導(dǎo)磁率會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1.003。因此，在本發(fā)明中，Mn添加量的上限被限制在22質(zhì)量％。順便說(shuō)一下，在N1- Cr系不銹鋼的以往的見解中，是僅在10質(zhì)量％以下的范圍內(nèi)能確認(rèn)到Mn抑制導(dǎo)磁率上升的效果的現(xiàn)象(例如參照日本特開平08 - 269639號(hào)公報(bào))。
[0047](4)改善塑性加工性
[0048]由于服飾用的金屬部件以往使用黃銅、鋁合金等，因此，制造這些金屬部件的設(shè)備也是以黃銅、鋁合金的強(qiáng)度為前提的設(shè)計(jì)。但是，由于不銹鋼的強(qiáng)度高于黃銅、鋁合金，因此，在欲在以往的制造設(shè)備中使用不銹鋼來(lái)制造服飾用金屬部件時(shí)，會(huì)產(chǎn)生加工不良。因而，為了將黃銅、鋁合金替換為不銹鋼，需要謀求軟質(zhì)化。另外，由于上述非磁性的不銹鋼比通常的SUS316L等不銹鋼硬質(zhì)，因此，需要進(jìn)一步謀求軟質(zhì)化。
[0049]發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)實(shí)施固溶化熱處理后的Mn - Cr系不銹鋼的硬度與鋼成分的關(guān)系進(jìn)行調(diào)查，進(jìn)行重回歸分析而得到了下述(3)式。
[0050]Hv 值=8 7 C + 2 S i — 1.2 Mn — 6.7Ν? + 2.7Cr + 3.2Mo —2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88— (3)
[0051]在此，上述式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
[0052]因此,使用進(jìn)一步實(shí)施固溶化熱處理后的Hv值不同的各種Mn — Cr系不銹鋼,利用實(shí)機(jī)制造設(shè)備制造圖4所示的服飾用部件(掛鉤)，對(duì)使用與以往相同的鉚接裝置將其安裝于布料時(shí)的不良產(chǎn)生率進(jìn)行了調(diào)查。在此，上述不良是指在將處于圖4所示的掛鉤兩側(cè)的突起部向內(nèi)側(cè)彎曲地安裝于布料時(shí)，鉚接不充分，導(dǎo)致在布料與鉚接的突起部之間產(chǎn)生間隙。圖5表示Hv值與不良產(chǎn)生率的關(guān)系，可知為了使不良產(chǎn)生率為I %以下，需要使Hv值為200以下，為了使不良產(chǎn)生率為零，需要使Hv值為185以下。
[0053]因此，在本發(fā)明中，優(yōu)選將由上述(3)式表示的Hv值限制在200以下。
[0054]接著，對(duì)本發(fā)明的Mn - Cr系不銹鋼中的各個(gè)成分的組成范圍進(jìn)行說(shuō)明。
[0055]C:0.02 質(zhì)量％~0.12 質(zhì)量％
[0056]C是奧氏體生成元素，是用于防止在高溫下生成的δ鐵素體相的生成、并抑制塑性加工時(shí)的形變誘發(fā)馬氏體相的生成的有效的元素。為了得到該效果，需要至少含有0.02質(zhì)量％的C。另一方面，C的過(guò)量添加會(huì)提高熱處理后的硬度而降低加工性。另外，由于熱處理?xiàng)l件的不同，也有可能殘留碳化物，導(dǎo)致耐腐蝕性降低，因此，C的含量為0.12質(zhì)量％以下。優(yōu)選C的含量為0.03質(zhì)量％~0.11質(zhì)量％范圍。
[0057]Si:0.05 質(zhì)量11.5 質(zhì)量1^
[0058]Si是作為脫氧劑添加的元素，為了獲得該效果，需要添加至少0.05質(zhì)量％的Si。另一方面，Si是鐵素體生成元素，因此，添加Si超過(guò)1.5質(zhì)量％時(shí)，會(huì)促進(jìn)δ鐵素體相的生成，提高熱處理后的硬度。因此，Si的添加量在0.05質(zhì)量％~1.5質(zhì)量％的范圍內(nèi)。優(yōu)選Si的添加量在0.1質(zhì)量％~1.3質(zhì)量％的范圍內(nèi)。
[0059]Mn:10.0 質(zhì)量122.0 質(zhì)量1^
[0060]Mn是用于減小奧氏體系不銹鋼的導(dǎo)磁率的有效的元素，也具有使同樣減小導(dǎo)磁率的N的固溶量增加的效果，因此，是直接、間接地有助于降低導(dǎo)磁率的、在本發(fā)明的不銹鋼中必需的重要元素。此外，Mn具有使鋼軟質(zhì)化、改善塑性加工性的效果。為了獲得這些效果，需要添加至少10.0質(zhì)量％的Mn。另一方面，過(guò)量地添加Mn超過(guò)22.0質(zhì)量％時(shí)，會(huì)降低非磁性特性。因此，Mn的添加量在10.0質(zhì)量％~22.0質(zhì)量％的范圍內(nèi)。優(yōu)選Mn的添加量在12.0質(zhì)量％~20.0質(zhì)量％的范圍內(nèi)。
[0061]S:0.03 質(zhì)量％ 以下
[0062]S是因作為制鐵原料的廢鐵而混入的雜質(zhì)，是使熱加工性降低的有害元素，因此最好盡量降低S的量。因此，在本發(fā)明中，S的含量限制在0.03質(zhì)量％以下。優(yōu)選S的含量在0.02質(zhì)量％以下。
[0063]N1:4.0 質(zhì)量％~12.0 質(zhì)量％
[0064]Ni是奧氏體生成元素，對(duì)于奧氏體相的組織穩(wěn)定性，是顯示與C、N大致相同特性的元素。另外，由于Ni促進(jìn)軟質(zhì)化，因此，從確保塑性加工性的方面考慮是必要的元素。為了獲得這些效果，需要添加至少4.0質(zhì)量％的Ni。另一方面，即使Ni的添加量超過(guò)12.0質(zhì)量％，上述效果也會(huì)飽和，僅僅導(dǎo)致原料成本上升。因此，Ni的添加量在4.0質(zhì)量％~12.0質(zhì)量％的范圍內(nèi)。優(yōu)選Ni的添加量在4.5質(zhì)量％~11.0質(zhì)量％的范圍內(nèi)。
[0065]Cr:14.0 質(zhì)量 ％~25.0 質(zhì)量 ％
[0066]Cr是為了確保鋼的耐腐蝕性、防止變色而必需的元素。為了獲得該效果，需要添加至少14.0質(zhì)量％的Cr。另一方面，由于Cr是鐵素體生成元素，因此,過(guò)量地添加Cr超過(guò)25.0質(zhì)量％時(shí)，會(huì)促進(jìn)δ鐵素體相的生成，使非磁性特性顯著變差。因此，Cr的添加量在14.0質(zhì)量％~25.0質(zhì)量 ％的范圍內(nèi)。優(yōu)選Cr的添加量在15.0質(zhì)量％~20.0質(zhì)量％的范圍內(nèi)。
[0067]N:0.07 質(zhì)量％~0.17 質(zhì)量％
[0068]N是奧氏體生成元素，是抑制δ鐵素體相、形變誘發(fā)奧氏體相的生成的元素，是為了獲得優(yōu)良的非磁性特性的重要的元素。為了獲得這些效果，需要添加至少0.07質(zhì)量％的N。另一方面，由于N因固溶強(qiáng)化而顯著提高硬度，因此，也是降低塑性加工性的元素。因此，N的添加量在0.07質(zhì)量％~0.17質(zhì)量％的范圍內(nèi)。優(yōu)選N的添加量在0.08質(zhì)量％~
0.16質(zhì)量％的范圍內(nèi)。
[0069]本發(fā)明的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼除了上述必需的成分之外，還能夠在下述范圍內(nèi)含有從Mo、Cu、V、Ti及Nb:0.02質(zhì)量％~1.0質(zhì)量％中選出的一種或者兩種以上。
[0070]Cu:0.03 質(zhì)量％~3.0 質(zhì)量％
[0071]Cu是降低熱處理后的硬度、提高奧氏體相的穩(wěn)定度而有助于組織穩(wěn)定性的元素。為了體現(xiàn)這些效果，需要添加至少0.03質(zhì)量％的Cu。另一方面，過(guò)量地添加Cu超過(guò)3.0質(zhì)量％時(shí)，會(huì)降低熱加工性。在添加Cu的情況下，優(yōu)選在0.03質(zhì)量％~3.0質(zhì)量％的范圍內(nèi)添加。更優(yōu)選在0.05質(zhì)量％~2.5質(zhì)量％的范圍內(nèi)添加。
[0072]Mo:0.03 質(zhì)量％~2.0 質(zhì)量％
[0073]Mo是利用少量添加來(lái)顯著提高耐腐蝕性的元素。為了體現(xiàn)該效果，需要添加至少
0.03質(zhì)量％的Mo。另一方面，由于Mo是鐵素體生成元素，因此，過(guò)量地添加Mo超過(guò)2.0質(zhì)量％時(shí)，會(huì)促進(jìn)S鐵素體相的生成，使非磁性特性顯著變差。因此，在添加Mo的情況下，優(yōu)選在0.03質(zhì)量％~2.0質(zhì)量％的范圍內(nèi)添加。更優(yōu)選在0.05質(zhì)量％~1.8質(zhì)量％的范圍內(nèi)添加。[0074]V:Q.02質(zhì)量％~1.0質(zhì)量％、T1:0.02質(zhì)量％~1.0質(zhì)量％、Nb:0.02質(zhì)量％~
1.0質(zhì)量％
[0075]V、Ti及Nb在熱處理時(shí)形成微細(xì)的碳化物，抑制晶粒生長(zhǎng)而使其微細(xì)化，從而使部件成形后的表面性狀平滑，有助于提高外觀性、研磨性。為了獲得該效果，需要添加至少
0.02質(zhì)量％的V、Ti及Nb。但是，過(guò)量地添加超過(guò)1.0質(zhì)量％時(shí)，會(huì)提高硬度而危害加工性。因此，在添加這些元素的情況下，優(yōu)選在0.02質(zhì)量％~1.0質(zhì)量％的范圍內(nèi)添加。更優(yōu)選在0.03質(zhì)量％~0.8質(zhì)量％的范圍內(nèi)添加。
[0076]并且，本發(fā)明的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼除了上述成分之外，還能夠在下述范圍內(nèi)含有從B、Ca、REM及Mg中選出的一種或者兩種以上。
[0077]B:0.0005 質(zhì)量％~0.01 質(zhì)量％、Ca:0.0005 質(zhì)量％~0.01 質(zhì)量％、REM:0.0005質(zhì)量％~0.01質(zhì)量％、Mg:0.0005質(zhì)量％~0.01質(zhì)量％
[0078]B、Ca、REM及Mg可以是為了改善由S引起熱加工性的降低而添加的。為了獲得該效果，需要添加至少0.0005質(zhì)量％的B、Ca、REM及Mg。但是,過(guò)量地添加這些元素超過(guò)
0.01質(zhì)量％時(shí),反而會(huì)生成低熔點(diǎn)化合物，降低熱加工性。因此,這些元素優(yōu)選在0.0005質(zhì)量％~0.01質(zhì)量％的范圍內(nèi)添加。更優(yōu)選在0.0008質(zhì)量％~0.008質(zhì)量％的范圍內(nèi)添加。
[0079]在本發(fā)明的奧氏體系不銹鋼中，除了使上述各個(gè)成分滿足上述組成范圍之外，還需要使以下述(I)式表示的δ cal的值為5.5質(zhì)量％以下地含有上述各個(gè)成分。
[0080]Scal (質(zhì)量 ％ ) = (Cr + 0.48Si + l.21Mo + 2.2 (V+Ti) +0.15Nb)—(Ni+0.47Cu+0.1lMn — 0.0101Mn2+26.4C+20.1N) — 4.7...(I)
[0081]在此，上述式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
[0082]該δ cal表示在如上所述那樣利用連續(xù)鑄造來(lái)制造板坯時(shí)、在板坯中生成的δ鐵素體的相分率與鋼成分之間的關(guān)系，是有助于降低制品中的S鐵素體相的殘留率的指標(biāo)。在該Scal值大于5.5質(zhì)量％時(shí)，δ鐵素體相在熱軋之后、冷軋之后也會(huì)殘留，因此，使非磁性特性顯著變差。由此，在本發(fā)明中，將上述Scal限制為5.5質(zhì)量％以下。優(yōu)選該Scal值為4.5質(zhì)量％以下。
[0083]并且，在本發(fā)明的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼中，需要使以下述(2)式表示的Ni當(dāng)量為26質(zhì)量％以上地含有上述成分。
[0084]Ni 當(dāng)量(質(zhì)量％ ) = 15C+0.33Si+0.71Mn+Ni+0.44Cr+0.6OM0+0.51Cu+21N+l.2V+
0.8Τ?+1.1Nb…(2)
[0085]在此，上述式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
[0086]Ni當(dāng)量如上所述是表示Mn — Cr系不銹鋼中的奧氏體相的穩(wěn)定度與鋼成分的關(guān)系的指標(biāo)，即表示各個(gè)合金元素對(duì)奧氏體相的穩(wěn)定性帶來(lái)的貢獻(xiàn)度的指標(biāo)。為了確保非磁性特性，需要防止由塑性加工導(dǎo)致形變誘發(fā)馬氏體相產(chǎn)生，在該Ni當(dāng)量小于26質(zhì)量％時(shí)，易于由塑性加工導(dǎo)致形變誘發(fā)馬氏體相生成，非磁性特性降低。因此，在本發(fā)明中，優(yōu)選將上述Ni當(dāng)量限制在26質(zhì)量％以上。更優(yōu)選為27質(zhì)量％以上。
[0087]并且，在本發(fā)明的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼中，需要使以下述(2)式表示的Hv值為200以下地含有上述成分。
[0088]Hv 值=8 7 C + 2 S i — 1.2 Mn — 6.7Ν? + 2.7Cr + 3.2Mo —
2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88— (3)[0089]在此，上述式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
[0090]為了確保良好的塑性加工性、鉚接加工性，需要為軟質(zhì)，該Hv值是表示固溶化熱處理后的Mn - Cr系不銹鋼的硬度與成分組成的關(guān)系的指標(biāo)。在該Hv值大于200時(shí)，塑性加工時(shí)的不良產(chǎn)生率升高。因此，在本發(fā)明中，優(yōu)選將上述Hv值限制在200以下。更優(yōu)選為185以下。
[0091]實(shí)施例
[0092]利用常用方法的工藝來(lái)熔煉具有表1所示的成分組成的N0.1~N0.26的不銹鋼，連續(xù)鑄造而做成150mm厚X 1000mm寬X6000mm長(zhǎng)的板坯。另外，作為參考材料，與上述同樣地也一并制造SUS305、SUS316L及SUS310S的板坯。在將這些板坯再加熱之后，以1000°C~1300°C的溫度進(jìn)行熱軋制，做成厚度為6mm的熱軋材料(卷材)之后，對(duì)該熱軋材料進(jìn)行熱軋板退火，酸洗，冷軋制而做成厚度2.0mm (壓下率67 % )的冷軋材料，進(jìn)一步以1000°C~1200°C的溫度進(jìn)行退火之后，酸洗而做成冷軋退火材料。對(duì)上述冷軋退火材料的一部分再進(jìn)行二次冷軋制，做成厚度為0.7mm(壓下率65% )的冷軋材料之后，以1000°C~1200°C的溫度進(jìn) 行退火之后，酸洗而做成二次冷軋退火材料。這些冷軋退火材料及二次冷軋退火材料用于下述評(píng)價(jià)試驗(yàn)。
[0093]表1
[0094]
【權(quán)利要求】
1.一種高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼，該不銹鋼具有這樣的成分組成，即，含有C:0.02質(zhì)量％~0.12質(zhì)量％、Si:0.05質(zhì)量％~1.5質(zhì)量％、Mn:10.0質(zhì)量％~22.0質(zhì)量％、S:0.0028質(zhì)量％以下、N1:4.0質(zhì)量％~12.0質(zhì)量％、Cr: 14.0質(zhì)量％~25.0質(zhì)量％、N:0.07質(zhì)量％~0.17質(zhì)量％，而且，使以下述(I)式表示的ScaI為5.5質(zhì)量％以下地含有上述成分，其余部分由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成,該高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼在200kA/m的磁場(chǎng)中的導(dǎo)磁率為1.003以下，
Scal (質(zhì)量％) = (Cr+0.48Si+l.21Mo+2.2 (V+Ti)+0.15Nb) — (Ni+0.47Cu+0.1lMn—0.0101Mn2+26.4C+20.1N) — 4.7...(I) 在此，上述式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼，其特征在于， 除了上述成分組成之外，還含有從Mo:0.03質(zhì)量％~2.0質(zhì)量％、Cu:0.03質(zhì)量％~3.0質(zhì)量％、V:0.02質(zhì)量％~1.0質(zhì)量％、Ti:0.02質(zhì)量％~1.0質(zhì)量％及Nb:0.02質(zhì)量％~1.0質(zhì)量％中選出的一種或者兩種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼，其特征在于， 除了上述成分組成之外，還含有從B:0.0005質(zhì)量％~0.01質(zhì)量％、Ca:0.0005質(zhì)量％~0.01質(zhì)量％、REM:0.0005質(zhì)量％~0.01質(zhì)量:0.0005質(zhì)量％~0.01質(zhì)量％中選出的一種或者兩種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼，其特征在于， 使以下述(2)式表示的Ni當(dāng)量為26質(zhì)量％以上地含有上述成分，
Ni 當(dāng)量(質(zhì)量％ ) = 15C+0.33Si+0.71Mn+Ni+0.44Cr+0.6OM0+0.51Cu+21N+l.2V+0.8Ti+1.1Nb…(2) 在此，上述式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼，其特征在于， 使以下述(2)式表示的Ni當(dāng)量為26質(zhì)量％以上地含有上述成分，
Ni 當(dāng)量(質(zhì)量％ ) = 15C+0.33Si+0.71Mn+Ni+0.44Cr+0.6OM0+0.51Cu+21N+l.2V+0.8Ti+1.1Nb…(2) 在此，上述式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼，其特征在于， 使以下述(3)式表示的Hv值為200以下地含有上述成分，
Hv 值=87C+2Si — 1.2Mn — 6.7Ν?+2.7Cr+3.2Mo — 2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88 —(3) 在此，上述計(jì)算式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼，其特征在于， 使以下述(3)式表示的Hv值為200以下地含有上述成分，
Hv 值=87C+2Si — 1.2Mn — 6.7Ν?+2.7Cr+3.2Mo — 2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88 —(3) 在此，上述計(jì)算式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼，其特征在于， 使以下述(3)式表示的Hv值為200以下地含有上述成分，Hv 值=87C+2Si — 1.2Mn — 6.7Ν?+2.7Cr+3.2Mo — 2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88 —(3) 在此，上述計(jì)算式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼，其特征在于， 使以下述(3)式表示的Hv值為200以下地含有上述成分，
Hv 值=87C+2Si — 1.2Mn — 6.7Ν?+2.7Cr+3.2Mo — 2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88 —(3) 在此，上述計(jì)算式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼，其特征在于，其用于服飾部件。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼，其特征在于，其用于服飾部件。
12.—種高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼板的制造方法，其特征在于，將板坯熱軋后，進(jìn)行I次或反復(fù)進(jìn)行2次以上的冷軋和退火，制成在200kA/m的磁場(chǎng)中的導(dǎo)磁率為1.003以下的鋼板， 所述板坯具有這樣的成分組成，即，含有C:0.02質(zhì)量％~0.12質(zhì)量％、S1:0.05質(zhì)量％~1.5質(zhì)量％、Mn:10.0質(zhì)量％~22.0質(zhì)量％、S:0.0028質(zhì)量％以下、N1:4.0質(zhì)量％~12.0質(zhì)量％、Cr:14.0質(zhì)量％~25.0質(zhì)量％、N:0.07質(zhì)量％~0.17質(zhì)量而且，使以下述(I)式表示的Scal為5.5質(zhì)量％以下地含有上述成分，其余部分由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，
Scal (質(zhì)量％) = (Cr+0.48Si+l.21Mo+2.2 (V+Ti)+0.15Nb) — (Ni+0.47Cu+0.1lMn—0.0101Mn2+26.4C+20.1N) — 4.7...(I) 在此，上述式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼板的制造方法，其特征在于， 所述板坯除了上述成分組成之外，還含有從Mo:0.03質(zhì)量％~2.0質(zhì)量％、Cu:0.03質(zhì)量％~3.0質(zhì)量％、V:0.02質(zhì)量％~1.0質(zhì)量％、11:0.02質(zhì)量％~1.0質(zhì)量％及Nb:0.02質(zhì)量％~1.0質(zhì)量％中選出的一種或者兩種以上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼板的制造方法，其特征在于， 所述板坯除了上述成分組成之外，還含有從B:0.0005質(zhì)量％~0.01質(zhì)量％、Ca:0.0005 質(zhì)量％~0.01 質(zhì)量％、REM:0.0005 質(zhì)量％~0.01 質(zhì)量:0.0005 質(zhì)量％~0.01質(zhì)量中選出的一種或者兩種以上。
15.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼板的制造方法，其特征在于， 所述板坯使以下述(2)式表示的Ni當(dāng)量為26質(zhì)量％以上地含有上述成分，
Ni 當(dāng)量(質(zhì)量％ ) = 15C+0.33Si+0.71Mn+Ni+0.44Cr+0.6OM0+0.51Cu+21N+l.2V+0.8Ti+1.1Nb…(2) 在此，上述式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼板的制造方法，其特征在于， 所述板坯使以下述(2)式表示的Ni當(dāng)量為26質(zhì)量％以上地含有上述成分，
Ni 當(dāng)量(質(zhì)量％ ) = 15C+0.33Si+0.71Mn+Ni+0.44Cr+0.6OM0+0.51Cu+21N+l.2V+0.8Ti+1.1Nb…(2) 在此，上述式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼板的制造方法，其特征在于，所述板坯使以下述(3)式表示的Hv值為200以下地含有上述成分， Hv 值=87C+2Si — 1.2Mn — 6.7Ν?+2.7Cr+3.2Mo — 2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88 —(3) 在此，上述計(jì)算式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼板的制造方法，其特征在于， 所述板坯使以下述(3)式表示的Hv值為200以下地含有上述成分， Hv 值=87C+2Si — 1.2Mn — 6.7Ν?+2.7Cr+3.2Mo — 2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88 —(3) 在此，上述計(jì)算式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼板的制造方法，其特征在于， 所述板坯使以下述(3)式表示的Hv值為200以下地含有上述成分， Hv 值=87C+2Si — 1.2Mn — 6.7Ν?+2.7Cr+3.2Mo — 2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88 —(3) 在此，上述計(jì)算式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼板的制造方法，其特征在于， 所述板坯使以下述(3)式表示的Hv值為200以下地含有上述成分， Hv 值=87C+2Si — 1.2Mn — 6.7Ν?+2.7Cr+3.2Mo — 2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88 —(3) 在此，上述計(jì)算式中的各元素記號(hào)是各個(gè)元素的含有量(質(zhì)量％ )。
【文檔編號(hào)】C22C38/58GK103952642SQ201410175586
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2009年2月27日
【發(fā)明者】平田茂, 池上雄二, 山川和弘 申請(qǐng)人:日本冶金工業(yè)株式會(huì)社