不銹鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及不銹鋼板及其制造方法。更具體地涉及耐腐蝕性和形狀的平坦性 優(yōu)異、晶粒充分微細(xì)化以適應(yīng)最近的要求精密性的蝕刻加工或激光加工的、適合于精密 加工用途的不銹鋼板及其制造方法。本申請(qǐng)要求2012年9月4日在日本提交的特愿 2012-194214號(hào)的優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容援用至此。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，精密加工技術(shù)快速地進(jìn)步，要求加工性優(yōu)于以往的不銹鋼材料。特別要求 的點(diǎn)是耐腐蝕性、形狀的平坦性、晶粒充分細(xì)?；徒?jīng)濟(jì)性。
[0003] 光蝕刻加工或激光切割加工之類的微細(xì)加工中，晶粒微細(xì)化的不銹鋼板是適宜 的。這種不銹鋼板例如可舉出以下所示的這些。
[0004] 專利文獻(xiàn)1中公開了一種光蝕刻加工用不銹鋼板及其制造方法，該不銹鋼板以如 下的范圍含有C :0. 03%以下、Si :1.0%以下、Mn :2. 0%以下、P :0. 1 %以下、Ni :4. 0%以上 且20.0%以下、0:12.0%以上且25.0%以下川：0.20%以下和恥：0.01%以上且0.3%以 下，余量由Fe和雜質(zhì)構(gòu)成，平均晶體粒徑為15 μ m以下。
[0005] 與上述同樣地，專利文獻(xiàn)2中公開了一種光蝕刻加工用不銹鋼板及其制法，該不 銹鋼板以如下的范圍含有C :0. 08%以下、Si :1.0%以下、Mn :2. 0%以下、P :0.045%以下、 S :0. 05%以下、Ni :5. 0%以上且15%以下、Cr :15%以上且20%以下，余量由Fe和不可避 免的雜質(zhì)構(gòu)成，平均晶體粒徑為15 μm以下。
[0006] 另外，專利文獻(xiàn)3、4中也公開了光蝕刻加工用不銹鋼板。
[0007] 其中，為了將晶粒微細(xì)化，已知有效的是，使用亞穩(wěn)態(tài)奧氏體系不銹鋼，通過冷軋 引入加工應(yīng)變，同時(shí)促進(jìn)加工誘發(fā)馬氏體相變，在較低溫度下使其逆相變?yōu)閵W氏體組織。
[0008] 另外，已知奧氏體穩(wěn)定度低、加工誘發(fā)馬氏體相變?nèi)菀椎腟US301、SUS301L是比較 容易細(xì)?；某煞煮w系。這些鋼板在汽車的汽缸蓋墊片、隔膜用壓縮機(jī)的隔膜板等中實(shí)際 應(yīng)用?；蛘撸?xì)?；牟牧献鳛楣馕g刻加工或激光加工用的母材實(shí)際應(yīng)用。
[0009] 然而，在這種301系材料中，Cr和Ni的含量比SUS304低，具有在要求耐腐蝕性的 環(huán)境中不能安心使用的問題。因此，最通常使用的不銹鋼板是含有18%以上的Cr和8%以 上的Ni的SUS304。
[0010] 然而，比以往更強(qiáng)烈地尋求具有與SUS304相同或更高的耐腐蝕性、晶粒充分微細(xì) 化的材料，但在工業(yè)上沒有實(shí)現(xiàn)。例如，在專利文獻(xiàn)1的表2的鋼種D中，平均晶體粒徑為 6、7、8、15μπι。在專利文獻(xiàn)2的表3的鋼種C、D中，平均晶體粒徑為7、8μπι。在專利文獻(xiàn)3 的表2的合金B(yǎng)中，平均晶體粒徑為6、7、9 μ m。在專利文獻(xiàn)4的表2的合金B(yǎng)中，平均晶體 粒徑為6、9 μ m。照此，含有18%以上的Cr和8%以上的Ni的現(xiàn)有不銹鋼板在近年來(lái)的高 集成化的金屬掩模用途等的使用中，具有平均晶體粒徑太粗的問題。在這些專利文獻(xiàn)1? 4中，平均晶體粒徑滿足5 μπι以下的均為Cr :低于18%、Ni :低于8%的耐腐蝕性差的組成 范圍。照此，可以確認(rèn)采用目的是細(xì)?；倪@些專利文獻(xiàn)1?4,難以使含有18%以上的Cr 和8%以上的Ni的耐腐蝕性優(yōu)異的不銹鋼板中的平均晶體粒徑為5 μπι以下。
[0011] 其原因如下所述。原因是對(duì)于奧氏體穩(wěn)定度較高的SUS304的成分體系，僅僅實(shí) 施通常的軋制，加工誘發(fā)馬氏體相變不充分，即使實(shí)施低溫退火，也難以獲得充分的細(xì)粒材 料。
[0012] 另外，在上述專利文獻(xiàn)1?4中，作為細(xì)?；嘶鹎暗能堉茐合侣?，具有以下的記 載。
[0013] 在專利文獻(xiàn)1的段落0024中記載了"對(duì)最終退火前的冷軋時(shí)的壓下率沒有特別限 制，只要是通常進(jìn)行的約40%以上的壓下率即可"。另外，該文獻(xiàn)的[表2]記載了實(shí)驗(yàn)室規(guī) 模的實(shí)施例的試制條件。然而，退火前壓下率在全部14個(gè)例子的13個(gè)例子中為50%，僅僅 1個(gè)例子中為65%。
[0014] 在專利文獻(xiàn)4的權(quán)利要求3中記載了 "以軋制率為30 %進(jìn)行冷軋之后，在700°C以 上且900°C以下的溫度下熱處理，從而使平均晶體粒徑為10 μm以下"。另外，在該文獻(xiàn)的 段落[0026]中記載了 "軋制率低于30%時(shí)，沒有引入構(gòu)成再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力的充分的應(yīng)變， 在此后的熱處理中，形成混合晶粒組織，蝕刻面粗糙化。因此，將軋制率設(shè)定為30%以上"。 照此確認(rèn)在該文獻(xiàn)中是30 %左右的低軋制率。
[0015] 此外，在專利文獻(xiàn)4的段落[0030]?[0032]中作為實(shí)施例記載了在從2. 5mm厚 度冷軋到Imm厚度之后進(jìn)行低溫下的細(xì)?；嘶?。此時(shí)的軋制率不過為60%。
[0016] 專利文獻(xiàn)3中與專利文獻(xiàn)4同樣地記載了細(xì)?；嘶鹎暗膲合侣?。然而，沒有記 載細(xì)?；嘶鹎暗膲合侣视兄诖龠M(jìn)細(xì)?；?，只是記載了發(fā)生再結(jié)晶即可的極低的壓下率 的條件。
[0017] 專利文獻(xiàn)2中沒有記載細(xì)?；嘶鹎暗膲合侣蕦?duì)細(xì)粒化退火后的平均晶體粒徑 造成的影響。在該文獻(xiàn)的實(shí)施例中只是記載了從2. 5mm軋制到Imm的60%的事例。
[0018] 迄今已知退火前的加工應(yīng)變有助于晶粒的微細(xì)化。盡管如此，在目的是晶粒的微 細(xì)化的這些發(fā)明中，對(duì)于細(xì)?；嘶鹎暗膲合侣蕸]有充分記載的原因無(wú)非是因?yàn)樵趯?shí)際的 批量制造中確保大的軋制率從生產(chǎn)率和品質(zhì)的觀點(diǎn)考慮是困難的。
[0019] 即使是SUS304系的成分體系，尤其在冷卻軋制的情況下，或者在容許生產(chǎn)率降低 而實(shí)施反復(fù)幾道次的軋制來(lái)施加徹底性的大壓下的情況下，也具有相變?yōu)轳R氏體推進(jìn)而能 夠?qū)⒕ЯＮ⒓?xì)化的可能性。然而，這種特別的軋制導(dǎo)致的晶粒的微細(xì)化難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)上有 效率的生產(chǎn)，事實(shí)上沒有發(fā)現(xiàn)有這種制品。
[0020] 其中，關(guān)于特別的軋制導(dǎo)致的晶粒的微細(xì)化，例如有以下的報(bào)告。專利文獻(xiàn)5、6中 記載，為了改善壓制成形性，通過將冷軋時(shí)的不銹鋼板水冷，促進(jìn)馬氏體相變，結(jié)果即使是 SUS304系的成分，也能夠達(dá)到5 μ m以下的細(xì)?；▽＠墨I(xiàn)5的表2的鋼編號(hào)25、表3的 試驗(yàn)編號(hào)31，專利文獻(xiàn)6的表2的鋼編號(hào)25、表3的試驗(yàn)編號(hào)32)。然而，在不實(shí)施水冷等 特別的冷軋時(shí)，連容易細(xì)?；腟US301L系的成分（鋼編號(hào)1)也僅僅能細(xì)粒化至7 μ m。對(duì) 于細(xì)粒化困難的SUS304系的成分，甚至沒有實(shí)施不水冷的試驗(yàn)。
[0021] 而且，在這些專利文獻(xiàn)5、6的實(shí)施例中，通過在能夠防止晶粒生長(zhǎng)的低溫下進(jìn)行 1?12小時(shí)的長(zhǎng)時(shí)間退火，達(dá)成了細(xì)粒化。然而，這種長(zhǎng)時(shí)間退火使生產(chǎn)率劣化。不僅如 此，材料表面的氧化覆膜生長(zhǎng)、或者材料中含有的Si在表層部富集等，使后段的蝕刻加工 性、激光加工性降低，因此不適合作為精密加工用不銹鋼板的熱處理。
[0022] 其中，關(guān)于在光亮退火（bright annealing)時(shí)不銹鋼板中生成的氧化覆膜對(duì)蝕刻 加工性造成的不良影響，以前就被專利文獻(xiàn)7、專利文獻(xiàn)8報(bào)道了。
[0023] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0024] 專利文獻(xiàn)
[0025] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2003-3244號(hào)公報(bào)
[0026] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2005-314772號(hào)公報(bào)
[0027] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2005-320586號(hào)公報(bào)
[0028] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2005-320587號(hào)公報(bào)
[0029] 專利文獻(xiàn)5 :日本特開2009-299171號(hào)公報(bào)
[0030] 專利文獻(xiàn)6 :日本特開2011-117024號(hào)公報(bào)
[0031] 專利文獻(xiàn)7 :日本特開2002-275541號(hào)公報(bào)
[0032] 專利文獻(xiàn)8 :日本特開平11-269613號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0033] 發(fā)明要解決的問題
[0034] 在容許生產(chǎn)率的降低而實(shí)施多道次冷軋時(shí)，不僅軋制成本上升，而且由于在大的 軋制負(fù)載下軋制，制品形狀難以維持平坦，還具有難以應(yīng)用于本來(lái)目的的精密加工用途的 問題。
[0035] 另外，在精密加工用途中，大多使用制品板厚150 μπι以下的不銹鋼板，這種板厚 較薄的鋼板更難以確保大的壓下率，而且難以用拉伸矯直機(jī)（tension leveler)等矯正不 平坦的形狀，因此期望有解決辦法。
[0036] 本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)狀而做出的，其目的是提供為了確保與通常使用的SUS304 相等或更高的耐腐蝕性而含有18%以上的Cr和8%以上的Ni，并且平均晶體粒徑為5 μπι 以下的適合于精密加工的不銹鋼板。
[0037] 用于解決問題的方案
[0038] 為了促進(jìn)加工誘發(fā)馬氏體相變，有效的是，減少添加元素的量，降低奧氏體組織的 穩(wěn)定度。然而，從耐腐蝕性的觀點(diǎn)考慮，Cr和Ni受到制約，因此，重要的是將除此以外的元 素的添加量慎重地減少到?jīng)]有不良影響的范圍內(nèi)。
[0039] 單純地只是促進(jìn)相變?yōu)閷儆谟步M織的馬氏體，則材料變硬，穩(wěn)定的軋制或者經(jīng)濟(jì) 的軋制變得困難。因此，本發(fā)明人等著眼于C量很大程度影響著生成的馬氏體組織的硬度， 在減少C的添加量的方向上調(diào)整成分體系。此外，將在抑制晶粒生長(zhǎng)上很有效的Nb的添加 量適當(dāng)化。
[0040] 在本發(fā)明中，通過詳細(xì)地重新考慮形成合金的所有的組成范圍，并控制在適當(dāng)?shù)?范圍內(nèi)，從而不實(shí)施特別的冷