本發(fā)明提供特別適合作為法蘭用原材料的鐵素體系不銹鋼軋制鋼材，該鐵素體系不銹鋼軋制鋼材的板厚為5mm以上，其可防止制造鋼板時的開裂，并且耐蝕性、韌性優(yōu)異。

背景技術(shù)：

汽車的排氣路徑是由排氣歧管、消聲器、催化劑、柔性管、中心管和前管等各種部件構(gòu)成的。在對這些部件進行連接時，多使用被稱為法蘭的連結(jié)部件。對于汽車的排氣系部件來說，在能夠降低加工工時的同時能夠使得作業(yè)空間縮窄，因此法蘭接合被積極采用。另外，從因振動而造成的噪音和確保剛性的觀點考慮，多使用5mm厚以上的厚壁的法蘭。

法蘭以往以來一直是通過對普通鋼板進行沖壓成型、沖裁等加工來制造的。然而，普通鋼的耐蝕性差，因而有時在制造汽車之后會產(chǎn)生被稱為初始銹的銹，損害美觀。因此，正在不斷積極地推行著使用不銹鋼板來代替普通鋼板作為法蘭用原材料。

鐵素體系不銹鋼板的Ni含量比奧氏體系不銹鋼板少而成本低，因此作為法蘭大多主要適用鐵素體系不銹鋼板，但問題是韌性差。在鋼板的韌性低的情況下，在鋼板制造管線中鋼帶通過時或鋼帶展開時會產(chǎn)生板發(fā)生斷裂的問題。另外，就法蘭加工來說，在切斷、沖裁等加工時有可能會發(fā)生開裂。進而，在冬季的低溫環(huán)境下沖擊作用時會使得法蘭會開裂，產(chǎn)生汽車排氣管損傷的問題。5mm以上的厚壁的鐵素體系不銹鋼板有時韌性特別低，因而存在對于用來制造法蘭來說可靠性低這一問題。

因此，為了使用厚壁鐵素體系不銹鋼板來制造法蘭，需要實現(xiàn)使得鋼板的韌性提高，特別是需要實現(xiàn)使得熱軋鋼板或熱軋退火和酸洗處理后的鋼板的韌性提高。為了解決與鐵素體系不銹鋼板的韌性有關(guān)的問題，已經(jīng)提出了幾個辦法。

例如，專利文獻1和2公開了用于大量生產(chǎn)板厚為5～12mm的鐵素體系不銹鋼熱軋卷或熱軋退火卷的制造條件。專利文獻1示出了以含Ti鐵素體系不銹鋼為對象并且為了對硬度和夏氏沖擊值進行調(diào)整而將卷取溫度設(shè)定為570℃以上、將卷浸漬在水中的方法。另外，專利文獻2示出了以含Nb鐵素體系不銹鋼為對象并且為了對硬度和夏氏沖擊值進行調(diào)整而將熱軋終軋溫度設(shè)定為890℃以上且400℃以下進行卷取、將卷浸漬在水中的方法。

就專利文獻1和2所公開的技術(shù)來說，從提高熱軋板或熱軋退火鋼板板的韌性的觀點考慮，對熱軋條件進行了規(guī)定，但難以將卷全長控制在上述條件下，并且用來提高韌性的金屬組織上的因素不明確。

另外，專利文獻3公開了使得鐵素體相的晶體取向差小的亞晶界的長度為一定以上的冷軋開裂性優(yōu)異的鐵素體系不銹鋼。該鐵素體系不銹鋼是通過將熱軋終軋溫度設(shè)定為800～1000℃、將卷取溫度設(shè)定為超過650℃且800℃以下、卷取后浸漬在水槽中的方法來得到的。此外，專利文獻4公開了對析出物占晶界的比例進行了規(guī)定的韌性優(yōu)異的鐵素體系不銹鋼板。

就專利文獻3和4所公開的技術(shù)來說，通過對晶體晶界的特性、晶體晶界上的析出物進行控制，實現(xiàn)了其韌性的提高，但是并不一定實現(xiàn)了令人滿意的作為法蘭用原材料的韌性水平。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2012-140687號公報

專利文獻2：日本特開2012-140688號公報

專利文獻3：WO2013/085005號公報

專利文獻4：日本特開2009-263714號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，有效地制造韌性優(yōu)異的法蘭用鐵素體系不銹鋼軋制鋼材。

用于解決問題的手段

為了解決上述問題，需要對除了上述以外影響韌性的因素進行控制，本申請的發(fā)明者們在本發(fā)明中就這一點進行了深入研究。即，本申請的發(fā)明者們從成分和制造過程中的組織、晶體取向?qū)W角度就鐵素體系不銹鋼板的低溫韌性進行了詳細研究。其結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)了：就例如5mm以上的厚壁的鐵素體系不銹鋼板來說，特別是就提高熱軋鋼板或熱軋退火鋼板的韌性來說，對母相的晶體取向的方向進行控制是極為有效的。

用于解決上述問題的本發(fā)明的主旨為：

(1)一種鐵素體系不銹鋼軋制鋼材，其特征在于，其以質(zhì)量％計含有C：0.001～0.08％、Si：0.01～1.0％、Mn：0.01～1.0％、P：0.01～0.05％、S：0.0002～0.01％、Cr：10.0～25.0％、N：0.001～0.05％，剩余部分為Fe和不可避免的雜質(zhì)，板厚為5mm以上，并且鋼板左右兩端之間任意位置處的與軋制方向平行的截面中＜011＞方向在距離軋制方向15°以內(nèi)的晶粒的面積率為20％以上。

(2)根據(jù)(1)所述的鐵素體系不銹鋼軋制鋼材，其特征在于，在鋼板左右兩端之間任意位置處的與軋制方向平行的截面中，晶體取向差低于15°的小傾角晶界的長度的總和相對于晶體晶界的長度的總和為10％以上。

(3)根據(jù)(1)或(2)所述的鐵素體系不銹鋼軋制鋼材，其特征在于，其以質(zhì)量％計還含有Ti：0.01～0.4％、Nb：0.01～0.6％、B：0.0002～0.0030％、Al：0.005～0.3％、Ni：0.1～1％、Mo：0.1～2.0％、Cu：0.1～3.0％、V：0.05～1.0％、Mg：0.0002～0.0030％、Sn：0.01～0.3％、Sb：0.01～0.3％、Zr：0.01～0.1％、Ta：0.01～0.1％、Hf：0.01～0.1％、W：0.01～2.0％、Co：0.01～0.2％、Ca：0.0001～0.0030％、REM：0.001～0.05％、Ga：0.0002～0.1％中的一種或兩種以上。

(4)一種鐵素體系不銹鋼軋制鋼材的制造方法，其特征在于，對以質(zhì)量％計含有C：0.001～0.08％、Si：0.01～1.0％、Mn：0.01～1.0％、P：0.01～0.05％、S：0.0002～0.01％、Cr：10.0～25.0％、N：0.001～0.05％、剩余部分為Fe和不可避免的雜質(zhì)的鋼水進行熔煉，進行將熱軋終軋溫度設(shè)定為800℃～900℃的熱軋工序，以500℃以下的卷取溫度進行卷取工序。

(5)根據(jù)(4)所述的鐵素體系不銹鋼軋制鋼材的制造方法，其特征在于，鋼水以質(zhì)量％計還含有Ti：0.01～0.4％、Nb：0.01～0.6％、B：0.0002～0.0030％、Al：0.005～0.3％、Ni：0.1～1％、Mo：0.1～2.0％、Cu：0.1～3.0％、V：0.05～1.0％、Mg：0.0002～0.0030％、Sn：0.01～0.3％、Sb：0.01～0.3％、Zr：0.01～0.1％、Ta：0.01～0.1％、Hf：0.01～0.1％、W：0.01～2.0％、Co：0.01～0.2％、Ca：0.0001～0.0030％、REM：0.001～0.05％、Ga：0.0002～0.1％中的一種或兩種以上。

(6)根據(jù)(4)或(5)所述的鐵素體系不銹鋼軋制鋼材的制造方法，其特征在于，在熱軋之后，以10℃/秒以上的加熱速度加熱到800～1000℃，然后進行退火，接著以10℃/秒以上的冷卻速度冷卻。

(7)根據(jù)(1)～(3)中任一項所述的鐵素體系不銹鋼軋制鋼材，其特征在于，其作為法蘭部件來使用。

(8)一種鐵素體系不銹鋼法蘭部件，其特征在于，其是由(1)～(3)中任一項所述的鐵素體系不銹鋼軋制鋼材制成的法蘭部件，其在-20℃下的沖擊能量為125J以上。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，不需要新設(shè)備就能夠有效地制造韌性優(yōu)異的法蘭用鐵素體系不銹鋼軋制鋼材。

附圖說明

圖1是表示＜011＞取向晶粒比率與夏氏沖擊值之間的關(guān)系的圖。

圖2是法蘭部件的正視圖。

圖3是表示圖2的法蘭部件的低溫落錘試驗方法的示意圖。

具體實施方式

下面，對本發(fā)明的限定理由進行說明。

晶粒微細化、析出物微細化和軟質(zhì)化有助于提高韌性，但需要大量的添加元素，難以確保為了將厚度為5mm以上的厚壁的鐵素體系不銹鋼熱軋板或熱軋退火鋼板用于制造法蘭的充分韌性。

本發(fā)明著眼于作為母相的鐵素體相的晶體取向，對其與韌性之間的關(guān)系進行了詳細調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了：通過使得晶粒的穩(wěn)定取向即＜011＞方向在距離軋制方向15°以內(nèi)的晶粒(以下也稱為“＜011＞取向晶?！?以面積率計形成20％以上，鋼板的韌性提高。

圖1表示以各種制法制得的板厚不同的鋼(17％Cr-0.34％Nb-0.005％C-0.01％N)的熱軋板或熱軋退火鋼板的＜011＞取向晶粒比率與夏氏沖擊值之間的關(guān)系。這里，就晶體取向來說，使用EBSP(Electron Back-Sccetering Difraction pattern，電子背散射衍射圖案)，由熱軋鋼板或熱軋退火鋼板在左右兩端之間的與軋制方向平行的全板厚的截面對每單位面積的每個晶粒的取向進行了測定，并且對上述截面的每單位面積的＜011＞方向在距離軋制方向15°以內(nèi)的晶粒的面積率(以下也稱為“＜011＞取向晶粒比率”)進行了測定。另外，就夏氏沖擊值來說，由熱軋退火鋼板采集V形缺口試驗片(在寬度方向上施加V形缺口)，并以JISZ2242為基準在0℃下進行了測量。

如圖1所示，當(dāng)＜011＞取向晶粒比率為20％以上時，夏氏沖擊值提高，韌性變得良好。這里，良好的韌性是指具有0℃下的沖擊值為7J/cm²以上的沖擊值，在熱軋卷展開和通過時不會發(fā)生脆性開裂。已知鐵素體鋼的解理面為{100}面并且沿著該面發(fā)生脆性開裂，但是由于當(dāng)＜011＞取向晶粒發(fā)達時裂紋傳播方向與解理面所成的角度變大，因此可以認為解理斷裂的阻力變大，韌性值提高。

此外，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了晶體取向差低于15°的小傾角晶界的長度的總和相對于晶體晶界的長度的總和的比率會影響韌性。該特征與上述的＜011＞取向晶粒比率都是用于提高韌性的重要組織形態(tài)。

通常來說，通過加工(例如熱加工)所導(dǎo)入的位錯會在該位錯的回復(fù)和材料的再結(jié)晶過程中發(fā)生重排，在上述回復(fù)階段中形成被晶體取向差低于15°的小傾角晶界所包圍的晶粒(以下稱為“亞晶?！?，在上述再結(jié)晶過程中形成被15°以上的大傾角晶界所包圍的粗大晶粒。通常是通過再結(jié)晶熱處理會使得大傾角晶界的比率增加而小傾角晶界降低，但由于大傾角晶界移動和生長得明顯快，因此發(fā)生由晶粒粗大化而造成的韌性降低。

本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了：通過以使得上述小傾角晶界的長度的總和為上述截面中的晶體晶界的長度的總和的10％以上的方式形成上述亞晶粒，抑制晶界的移動和生長，有效地作為脆性開裂的阻力起作用。即，使＜011＞取向晶粒比率為20％以上，進而以使上述小傾角晶界的長度的總和為上述截面中的晶體晶界的長度的總和的10％以上的方式形成上述亞晶粒，由此能夠使得0℃下的夏氏沖擊值提高到11J/cm²以上。通過使得0℃下的夏氏沖擊值提高到11J/cm²以上，能夠確保在加工法蘭時不發(fā)生開裂的韌性。

低于15°的小傾角晶界的長度相對于上述截面中的晶體晶界的長度的總和的比率可以通過上述的EBSP取向解析來測定，可以通過與上述＜011＞取向晶粒比率的測定方法相同的方法來測定。此外，就使用EBSP來進行的上述＜011＞取向晶粒比率和上述低于15°的小傾角晶界的長度的比率的測定來說，優(yōu)選遍及熱軋鋼板或熱軋退火鋼板在左右兩端之間的任意位置處的與軋制方向平行的長度為1.0mm的全板厚的截面來進行。另外，從鋼板的延展性考慮，優(yōu)選20％以上。

接著，對鋼的成分范圍進行說明。成分含量的％是指質(zhì)量％。

C由于因固溶C而造成的硬質(zhì)化和碳化物析出會使得韌性劣化，因此其含量越少越好。另外，當(dāng)C含量超過0.08％時，因生成碳化物而發(fā)生晶體取向的隨機化，抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，因此將其上限設(shè)定為0.08％。但是，過度降低會導(dǎo)致精煉成本增加，因此將C含量的下限設(shè)定為0.001％。進而，從制造成本、耐蝕性和熱軋板韌性考慮，優(yōu)選設(shè)定為0.002％以上且0.015％以下。

Si除了有時作為脫氧元素來添加以外還會使得抗氧化性提高，但由于是固溶強化元素，因此從韌性的觀點考慮越少越好。另外，在Si含量超過1.0％的情況下，由于滑動系的變化而抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，因此將其上限設(shè)定為1.0％。另一方面，為了確保抗氧化性，將其下限設(shè)定為0.01％。但是，由于Si含量的過度降低會導(dǎo)致精煉成本增加，因此從材質(zhì)、耐初始銹性考慮，優(yōu)選為0.05％以上且0.9％以下。

Mn與Si同樣為固溶強化元素，因此在材質(zhì)上其含量越少越好。另外，在超過1.0％的情況下，由于生成MnS等析出物而發(fā)生晶體取向的隨機化，抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，因此將Mn含量的上限設(shè)定為1.0％。另一方面，Mn含量的過度降低會導(dǎo)致精煉成本增加，但微量的Mn添加有使得氧化皮剝離性提高的效果，因此將其下限設(shè)定為0.01％。此外，從材質(zhì)、制造成本考慮，優(yōu)選為0.1％以上且0.5％以下。

P與Mn、Si同樣為固溶強化元素，使材料硬質(zhì)化，因此從韌性的觀點考慮，其含量越少越好。另外，在P含量超過0.05％的情況下，由于生成磷化物而發(fā)生晶體取向的隨機化，抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，因此將其上限設(shè)定為0.05％。但是，過度降低會導(dǎo)致原料成本增加，因此將其下限設(shè)定為0.01％。進而，從制造成本和耐蝕性考慮，優(yōu)選為0.015％以上且0.03％以下。

S是使耐蝕性劣化的元素，因此其含量越少越好。另外，在S含量超過0.01％的情況下，由于生成MnS、Ti₄C₂S₂等析出物而發(fā)生晶體取向的隨機化，抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，因此將其上限設(shè)定為0.01％。另一方面，S有與Mn、Ti結(jié)合而使得法蘭成型中的沖裁性提高的效果，由于該效果是從S含量為0.0002％開始顯現(xiàn)出來的，因此將下限設(shè)定為0.0002％。進而，從精煉成本、制成燃料部件時抑制間隙腐蝕考慮，S含量優(yōu)選為0.0010％以上且0.0060％以下。

Cr是使耐蝕性、抗氧化性提高的元素，從法蘭所要求的鹽害性考慮，需要10.0％以上。另一方面，Cr的過度添加會形成為硬質(zhì)而使成型性、韌性劣化。另外，在Cr含量超過25.0％的情況下，由于生成粗大的Cr碳化物和氮化物等析出物而發(fā)生晶體取向的隨機化，抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，因此將上限設(shè)定為25.0％。此外，從制造成本、因韌性劣化而造成的制造時的板斷裂考慮，優(yōu)選為10.0％以上且18.0％以下。

N與C同樣會使韌性和耐蝕性劣化，因此其含量越少越好。另外，在N含量超過0.05％的情況下，由于生成氮化物而發(fā)生晶體取向的隨機化，抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，因此將其上限設(shè)定為0.05％。但是，由于N含量的過度降低會導(dǎo)致精煉成本增加，因此將下限設(shè)定為0.001％。此外，從制造成本和加工性以及初始銹性考慮，優(yōu)選為0.005以上且0.02％以下。

進而，本發(fā)明優(yōu)選選擇性地含有以下所示的元素。

Ti與C、N、S結(jié)合而使得耐蝕性、耐晶界腐蝕性、韌性提高，因此是根據(jù)需要添加的元素。C、N固定作用是從0.01％開始顯現(xiàn)出來的，因此將其下限設(shè)定為0.01％。另外，超過0.4％的Ti添加不僅會硬質(zhì)化，而且粗大的Ti(C,N)化合物會析出而使得韌性顯著劣化，并且還會抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，因此將Ti含量的上限設(shè)定為0.4％。此外，從制造成本等考慮，優(yōu)選0.05％以上且0.25％以下。

Nb除了使高溫強度提高以外，還與Ti同樣地與C、N結(jié)合而使得耐蝕性、耐晶界腐蝕性、韌性提高，因此是根據(jù)需要添加的。其作用是在Nb含量為0.01％以上的情況下顯現(xiàn)出來的，因此將其下限設(shè)定為0.01％。但是，當(dāng)過度添加Nb時，不僅鋼板被硬質(zhì)化而使鋼板的成型性劣化，而且由于粗大的Nb(C,N)化合物、熱過程會使得(Fe,Nb)₆C和Fe₂Nb析出而使鋼板的韌性顯著劣化，并且還會抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，因此將上限設(shè)定為0.6％。此外，從原料成本、間隙腐蝕性考慮，優(yōu)選0.1％以上且0.45％以下。

B是通過向晶界偏析而使產(chǎn)品的二次加工性提高的元素，其使得法蘭的沖裁性提高，因此是根據(jù)需要添加的。該作用是在B含量為0.0002％以上的情況下顯現(xiàn)出來的，因此將B含量的下限設(shè)定為0.0002％。但是，過度添加B不僅會使硼化物析出而使鋼板的韌性劣化，而且還會抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，因此將上限設(shè)定為0.0030％。此外，從成本、降低延展性考慮，優(yōu)選0.0003％以上且0.0010％以下。

Al有時會作為脫氧元素添加，其作用是從0.005％以上的Al含量開始顯現(xiàn)出來的，因此將下限設(shè)定為0.005％。另外，0.3％以上的Al添加不僅會使得鋼板的韌性降低、焊接性和表面品質(zhì)劣化，而且還會抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，將其上限設(shè)定為0.3％。此外，從精煉成本考慮，優(yōu)選0.01％以上且0.1％以下。

Ni通過抑制間隙腐蝕、促進再鈍化而使耐初始銹性提高，因此是根據(jù)需要添加的。其作用是在Ni含量為0.1％以上的情況下顯現(xiàn)出來的，因此將下限設(shè)定為0.1％。但是，過度添加不僅會硬質(zhì)化而使成型性劣化，而且還會抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達或使得容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂，因此將上限設(shè)定為1％。此外，從原料成本考慮，優(yōu)選0.1％以上且0.5％以下。

Mo是使耐蝕性、高溫強度提高的元素，特別是在法蘭部件具有間隙結(jié)構(gòu)的情況下是為了抑制間隙腐蝕所需的元素。其作用在Mo含量為0.1％以上時顯現(xiàn)出來，因此將下限設(shè)定為0.1％。另外，當(dāng)Mo含量超過2.0％時，成型性顯著劣化或制造時的韌性顯著劣化，抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，因此將上限設(shè)定為2.0％。此外，從制造成本考慮，優(yōu)選0.1％以上且1.2％以下。

Cu不僅提高高溫強度而且還抑制間隙腐蝕、促進再鈍化，因此是根據(jù)需要添加的。其作用在Cu含量為0.1％以上時顯現(xiàn)出來，因此將下限設(shè)定為0.1％。但是，過度添加不僅由于析出ε-Cu使鋼板硬質(zhì)化而使得鋼板的成型性和韌性劣化，而且還會抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，因此將上限設(shè)定為3.0％。此外，從制造時的酸洗性等考慮，優(yōu)選0.1％以上且1.2％以下。

V不僅抑制間隙腐蝕而且以微量添加還有助于提高韌性，因此是根據(jù)需要添加的。其作用是從V含量為0.05％以上開始顯現(xiàn)出來的，因此將下限設(shè)定為0.05％。但是，過度的V添加不僅會使鋼板硬質(zhì)化而使鋼板的成型性劣化，而且還由于析出粗大的V(C,N)化合物而導(dǎo)致鋼板的韌性劣化以及抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，因此將上限設(shè)定為1.0％。此外，從原料成本和初始銹性考慮，優(yōu)選0.07％以上且0.2％以下。

Mg除了有時作為脫氧元素來添加以外，還是使板坯的組織微細化、有助于提高成型性的元素。另外，Mg氧化物有成為Ti(C,N)化合物、Nb(C,N)化合物等碳氮化物的析出位點而使它們微細分散析出的效果。該作用是在V含量0.0002％以上顯現(xiàn)出來的，有助于提高韌性，因此將下限設(shè)定為0.0002％。但是，過度添加不僅會導(dǎo)致焊接性、耐蝕性的劣化，而且還由于形成粗大的析出物而導(dǎo)致＜011＞取向晶粒被抑制，因此將上限設(shè)定為0.0030％。從精煉成本考慮，優(yōu)選0.0003％以上且0.0010％以下。

Sn、Sb有助于提高耐蝕性和高溫強度，因此根據(jù)需要添加0.01％以上。添加超過0.3％不僅有可能在制造鋼板時會使得板坯發(fā)生開裂，而且還會抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，因此將上限設(shè)定為0.3％。此外，從精煉成本、制造性考慮，優(yōu)選0.01％以上且0.15％以下。

Zr、Ta和Hf與C、N結(jié)合而有助于提高韌性，因此根據(jù)需要添加0.01％以上。但是，添加超過0.1％不僅有時會導(dǎo)致成本增大，而且還會導(dǎo)致制造性顯著劣化、抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，因此將上限設(shè)定為0.1％。此外，從精煉成本、制造性考慮，優(yōu)選0.01％以上且0.08％以下。

W有助于提高耐蝕性和高溫強度，因此根據(jù)需要添加0.01％以上。添加超過2.0％會導(dǎo)致制造鋼板時的韌性劣化、抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，而且會導(dǎo)致成本增大，因此將上限設(shè)定為2.0％。此外，從精煉成本、制造性考慮，優(yōu)選0.01％以上且1.0％以下。

Co有助于提高高溫強度，因此根據(jù)需要添加0.01％以上。添加超過0.2％會導(dǎo)致制造鋼板時的韌性劣化、抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，而且會導(dǎo)致成本增大，因此將上限設(shè)定為0.2％。此外，從精煉成本、制造性考慮，優(yōu)選0.01％以上且0.1％以下。

Ca是有時為了脫硫而添加的，其效果是在Ca含量為0.0001％以上顯現(xiàn)出來的，因此將下限設(shè)定為0.0001％。然而，添加超過0.0030％會生成粗大的CaS，使韌性、耐蝕性劣化、抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，因此將上限設(shè)定為0.0030％。此外，從精煉成本、制造性考慮，優(yōu)選0.0003～0.0020％。

REM(稀土元素)是有時從通過各種析出物的微細化來提高韌性、提高抗氧化性的觀點考慮根據(jù)需要而添加的，其效果是在REM含量為0.001％以上顯現(xiàn)出來的，因此將下限設(shè)定為0.001％。然而，添加超過0.05％不僅會使得鑄造性顯著變差，而且還會抑制＜011＞取向晶粒發(fā)達，因此將上限設(shè)定為0.05％。此外，從精煉成本、制造性考慮，優(yōu)選0.001～0.01％。此外，本發(fā)明中，REM依照通常的定義是指鈧(Sc)、釔(Y)這兩個元素和鑭(La)到镥(Lu)這十五種元素(鑭系元素)的總稱。既可以單獨添加，也可以是混合物。

Ga是為了提高耐蝕性、抑制氫脆化而可以添加0.1％以下。從形成硫化物、氫化物的觀點考慮，將Ga含量的下限設(shè)定為0.0002％。優(yōu)選為0.0010％以上。進而，從制造性、成本的觀點和＜011＞取向晶粒發(fā)達的觀點考慮，優(yōu)選為0.0040％以下。

本發(fā)明雖然就其他成分沒有特別規(guī)定，但可以根據(jù)需要在本發(fā)明中添加0.001％以上且0.1％以下的Bi等。此外，優(yōu)選盡可能降低As、Pb等通常有害的元素或雜質(zhì)元素。

接著，對制造方法進行說明。

本發(fā)明的軋制鋼材是通過制鋼-熱軋、制鋼-熱軋-酸洗或制鋼-熱軋-退火-酸洗的工序制造的。在制鋼中，優(yōu)選對含有上述必須成分和根據(jù)需要添加的成分的鋼進行轉(zhuǎn)爐熔煉接著進行二次精煉的方法。熔煉得到的鋼水依照公知的鑄造方法(連續(xù)鑄造)制成板坯。將板坯加熱到規(guī)定溫度，以連續(xù)軋制進行熱軋到規(guī)定板厚。

本發(fā)明對熱軋中的終軋溫度和卷取溫度進行規(guī)定。

熱軋的終軋溫度變得越高溫，終軋之后鐵素體相的加工應(yīng)變越會被除去，并且組織回復(fù)越會被促進，上述亞晶粒以其＜011＞方向距離軋制方向為15°以內(nèi)的方式形成，鋼板的韌性提高。另一方面，當(dāng)終軋溫度低于800℃時，具有除了＜011＞取向晶粒以外的取向(＜001＞取向等)的晶粒會因為熱軋剪切應(yīng)變而生成并發(fā)達。通過將終軋溫度設(shè)定為800℃以上，抑制其他取向的晶粒生成和發(fā)達，作為上述亞晶粒的＜011＞取向晶粒能夠以相對于全板厚的截面的面積率換算計為20％以上的方式生成，因此將終軋溫度設(shè)定為800℃以上。然而，終軋溫度的過度高溫化不僅會抑制＜011＞取向晶粒的生成，而且還會導(dǎo)致酸洗性的降低，因此將終軋溫度的上限設(shè)定為900℃。此外，從表面缺陷考慮，優(yōu)選810～880℃。

在熱軋工序中的終軋之后，以500℃以下實施卷取工序。

當(dāng)以超過500℃的高溫進行卷取工序時，生成會導(dǎo)致韌性降低的析出物，由于顯現(xiàn)出475℃脆性而使得鋼帶低韌化，因此將卷取工序的上限溫度設(shè)定為500℃。另外，為了對以終軋溫度為800℃以上實施終軋時所形成的上述亞晶粒即＜011＞取向晶粒的晶體取向旋轉(zhuǎn)進行抑制，并且為了不形成為再結(jié)晶組織，需要將卷取工序的溫度的上限設(shè)定為500℃。然而，過度的低溫化會導(dǎo)致卷形狀變得不良，因此將卷取工序的溫度的下限設(shè)定為200℃。此外，從形狀穩(wěn)定性、酸洗性考慮，卷取工序優(yōu)選在300℃以上且450℃以下進行。另外，熱軋板厚設(shè)定為作為法蘭經(jīng)常使用的5mm以上，當(dāng)過度厚壁化時，韌性會極度地降低，因此優(yōu)選5mm以上且20mm以下。更加優(yōu)選6mm以上且15mm以下。

在熱軋后進行退火-酸洗工序的板通過的情況下，對退火條件進行規(guī)定。

伴隨著退火溫度的高溫化，回復(fù)、再結(jié)晶進一步進行，＜011＞取向晶粒減少。為了抑制該作用，加熱到800～1000℃。當(dāng)退火溫度低于800℃時，熱軋工序時的加工組織會殘留，從而回復(fù)進行得不充分，鋼板變?yōu)橛操|(zhì)，因此鋼板的韌性變得不良。另外，當(dāng)退火溫度超過1000℃時，再結(jié)晶結(jié)束后的晶粒生長顯著進行，并且晶體取向的隨機化進一步進行，＜011＞取向晶粒減少，因此鋼板的韌性明顯劣化。另外，從析出物的固溶化、抑制晶粒的粗大化和＜011＞取向晶粒殘留的觀點考慮，優(yōu)選以850～950℃進行退火。

當(dāng)以上述退火溫度對鋼板或鋼帶進行加熱時，將加熱速度設(shè)定為10℃/秒以上。當(dāng)加熱速度比該值慢時，再結(jié)晶進一步進行而會發(fā)生亞晶粒的消失和晶粒的粗大化，＜011＞取向晶粒減少而使得鋼板的韌性劣化。＜011＞取向晶粒在加熱速度低于10℃/秒時減少的主要原因為下述原因：加熱中會產(chǎn)生其他取向晶粒，＜011＞取向晶粒伴隨著上述其他取向發(fā)達而被侵蝕。特別是，＜112＞、＜100＞取向晶粒發(fā)達，難以使得＜011＞取向晶粒的存在比率為20％以上。

另外，冷卻速度也設(shè)定為10℃/秒以上，這是為了抑制在冷卻過程中形成會引起韌性劣化的析出物。此外，當(dāng)冷卻速度低于10℃/秒時，在冷卻過程中發(fā)生晶體取向變化而使得＜011＞取向晶粒比率降低。另外，從生產(chǎn)性考慮，優(yōu)選加熱速度為15℃/秒以上、冷卻速度為15℃/秒以上。此外，只要是本發(fā)明的成分組成，則以上述的冷卻速度就可充分地顯現(xiàn)出效果。就算以比上述速度高速(例如50℃/秒以上)的冷卻速度進行冷卻，本發(fā)明的效果也會飽和。從表面品位、鋼板形狀、制造成本考慮，本發(fā)明優(yōu)選將冷卻速度設(shè)定為低于50℃/秒。

具有本發(fā)明的成分并且由上述熱軋工序制得的鐵素體系不銹鋼軋制鋼材構(gòu)成本發(fā)明的熱軋鋼板或熱軋鋼帶。具有本發(fā)明的成分并且在上述熱軋之后經(jīng)過了上述退火工序的鐵素體系不銹鋼軋制鋼材構(gòu)成本發(fā)明的熱軋退火鋼板或熱軋退火鋼帶。本發(fā)明的熱軋鋼板或熱軋鋼帶或者本發(fā)明的熱軋退火鋼板或熱軋退火鋼帶以JISZ2242為基準在0℃下測量得到的夏氏沖擊值均為11J/cm²以上，能夠確保在加工法蘭時不會發(fā)生開裂的韌性。

此外，如后述的實施例所示，由本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼軋制鋼材制得的法蘭部件基于在-20℃下施加125J以下的沖擊能量，不會發(fā)生開裂，低溫韌性優(yōu)異。

實施例

對表1-1和表1-2所示的成分組成的鋼水分別進行熔煉，鑄造為板坯，將板坯熱軋到5mm厚以上，由此制造出熱軋卷。上述熱軋卷通過將熱軋終軋溫度控制在810～880℃、將卷取溫度控制在300～450℃來進行制造。然后，如表1-1和表1-2所示，還制造出實施了退火工序的卷。作為上述退火工序的條件，退火溫度設(shè)定為850～950℃，加熱速度和冷卻速度均設(shè)定為15℃/秒。由這些熱軋板或熱軋退火鋼板采集出晶體取向評價樣品和夏氏沖擊試驗片。在熱軋鋼板或熱軋退火鋼板的左右兩端之間，標本性地露出與軋制方向平行的長度1.0mm的全板厚的截面，就露出來的該截面使用EBSP對每個晶粒的取向進行了測定，對＜011＞方向在距離軋制方向15°以內(nèi)的晶粒的面積率(＜011＞取向晶粒比率)(面積％)進行了測定。另外，上述＜011＞取向晶粒比率是對所測定的截面中具有低于15°的晶體取向差的小傾角晶界的長度的總和與上述全板厚的截面中晶體晶界的長度的總和的比率進行了測定。通過上述方法以JISZ2242為基準實施了夏氏沖擊試驗。此外，表1-2中，符號“*”表示偏離了本發(fā)明。

表2-1

表2-2

符號″*"表示偏離了本發(fā)明。

表2-1和表2-2示出結(jié)果。在表2-2中，符號“*”表示偏離了本發(fā)明。另外，“低于15°的小傾角晶界的比率”是指對上述＜011＞取向晶粒比率進行了測定的截面中具有低于15°的晶體取向差的小傾角晶界的長度的總和與上述截面中晶體晶界的長度的總和的比率。

本發(fā)明例A1～A20是具有本發(fā)明的成分并且由本發(fā)明的制造方法制得的熱軋板或熱軋退火鋼板。本發(fā)明例均是：A1～A20的＜011＞取向晶粒比率為20％以上，低于15°的小傾角晶界的比率為10％以上，0℃下的沖擊值為11J/cm²以上。只要是具有0℃下的沖擊值為7J/cm²以上的沖擊值的鋼，在熱軋卷展開和通過時就不發(fā)生脆性開裂，因此可知本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼軋制鋼板具有充分的韌性。

與此相對，比較例B1～B26是某種成分在本發(fā)明范圍之外的熱軋板或熱軋退火鋼板。就比較例B1～B26來說，＜011＞取向晶粒比率低于20％、低于15°的小傾角晶界的比率低于10％、0℃下的沖擊值達不到7J/cm²的例子多。

就具有本發(fā)明的成分的鋼，如表3所示那樣示出對熱軋條件和退火條件進行變更而制得的卷的評價結(jié)果。表3的“鋼No.”欄所示的符號對應(yīng)于表1的“No.”欄所示的鋼板的符號。即，表3所示的各鋼板與對應(yīng)于表3的“鋼No.”欄所示的符號的表1中該符號的鋼板具有相同組成，并且是由表3所述的制造方法制造得到的。表3的本發(fā)明例C1～C24的鋼板是通過本發(fā)明的制造條件來制造的，具有良好的韌性。而比較例D1～D6的鋼板的某種制造條件在本發(fā)明范圍之外，＜011＞取向晶粒比率低于20％，低于15°的小傾角晶界的比率低于10％，0℃下的沖擊值沒有達到7J/cm²。

另外，以本發(fā)明例C1～C24的鋼板和比較例D1～D6的鋼板為原材料，分別制造出如圖2所示那樣左右對稱形狀的法蘭部件1。上述法蘭部件1在其中央設(shè)置具有直徑為55mm的內(nèi)徑的孔11，在上述孔11的左右設(shè)置使螺栓等固定金屬配件通過的孔12，壁厚最薄的緣部11a和11b在上述孔11的上下被形成為相對于上述孔11的中心上下對稱。

此外，上述孔11的內(nèi)徑相對于與上述法蘭部件外接的橢圓5的短徑的比率為0.65，上述緣部11a和11b的壁厚相對于上述橢圓5的短徑的比率均為0.18。

就上述法蘭部件1，使用圖3所示的低溫落錘試驗2來實施了低溫落錘試驗。上述低溫落錘試驗是使用落錘試驗裝置2來進行的。首先，以使得被冷卻到-20℃的法蘭部件1的壁厚最薄部分11a和11b位于上端和下端的方式，使法蘭部件1直立并固定在固體臺4之上。接著，使重量為16kg的錘3由80cm的高度自由落下到上述薄壁部分11a的側(cè)面，目測觀察法蘭部件1有無開裂。此時，對法蘭部件施加的能量為125J。將法蘭部件冷卻到-20℃的方法如下：通過恒溫恒濕槽或乙醇和液氮進行溫度調(diào)整，在-20℃下保持10分鐘，然后施加沖擊。

將上述低溫落錘試驗的結(jié)果示于表3。在表3中，符號“*”表示偏離了本發(fā)明。由表3可知：由本發(fā)明例C1～C24制作成的法蘭部件基于在-20℃下施加125J以下的沖擊能量不會發(fā)生開裂。這樣，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供低溫韌性優(yōu)異的法蘭部件。

與此相對，作為以本發(fā)明范圍之外的制造條件制得的熱軋板或熱軋退火板的比較例D1～D6基于上述沖擊能量會發(fā)生開裂，不具有足夠的韌性。

表3

此外，制造設(shè)備或制造工序中的其他條件只要適當(dāng)選擇就行。例如，熱軋設(shè)備既可以是連續(xù)式串聯(lián)式軋機也可以是可逆式軋機，還可以在軋制中途使用具有保熱裝置的斯特克爾式軋機(steckel-mill)。板坯厚度、熱軋板厚等只要適當(dāng)設(shè)計就行。在熱軋卷取之后也可以浸漬于水冷池中。就熱軋后或熱軋退火后的酸洗來說，對于噴丸、彎曲、刷洗等機械除氧化皮方法只要適當(dāng)選擇就行；對于酸液也可以采用硫酸、硝酸-氫氟酸(nitric-hydrofluoric acid)等既定條件。此外，其后還可以實施卷磨削、噴丸處理以及涂覆、鍍覆等各種表面處理。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

由以上說明可知：本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼軋制鋼材的制造性優(yōu)異，并且還確保了制作法蘭時和使用時的韌性。即，通過將適用了本發(fā)明的材料特別作為汽車、摩托車用部件來使用，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性的確保，能夠提高社會貢獻度，在產(chǎn)業(yè)上是極為有益的。

符號說明

1 法蘭部件

2 落錘試驗裝置

3 錘

4 固定臺

11 孔

11a、11b 緣部

5 外接橢圓