抗皱性优良的铁素体系不锈钢板及其制造方法_4

文档序号:9258314阅读:来源:国知局
氏体量的最大值的指标进行评价。此 时,通过实验确认也能够将Sn的添加量代入γ相率的式中。
[0134] 此外,还得知,Cr添加量以13 %为界线,其行为稍有不同。也就是说,在Cr 添加量超过13 %的中Cr铁素体系不锈钢中,如果将由下式定义的γρ(Η)调整到 5 < γρ(Η) < 55,则能够得到良好的热加工性。
[0135] 5 ^ γ P (H) ^ 55 (式 2-1)
[0136] γρ(Η) = 420C+470N+23Ni+7Mn+9Cu - 11. 5Cr - 11. 5Si - 52A1 - 57. 5Sn+189 (式 2-2)
[0137] γρ⑶是表示1100°C加热时生成的奥氏体量的最大值的指标。
[0138] 在Cr添加量为13%以下的低Cr铁素体系不锈钢中,如果将由下式定义的γρ(υ 调整到10彡γρ(υ彡65,则能够得到良好的热加工性。
[0139] 10 ^ γρ(? ^ 65 (式 3-1)
[0140] γρ(? = 420C+470N+23Ni+7Mn+9Cu - 11. 5Cr - 11. 5Si - 52A1 - 69Sn+189 (式 3-2)
[0141] γρ(?与γρ⑶同样,是表示1100°C加热时生成的奥氏体量的最大值的指标。
[0142] (b)热加工性能够通过降低C或N,降低高温时的变形阻力,或微量添加 Mg、B、Ca 等,提高晶界强度来进行改善。
[0143] (C)此外,热加工性能够通过提高板坯加热温度和热轧结束温度,减小高温时的变 形阻力来进行改善。
[0144] (d)耐锈性能够通过添加 Nb、Ti等稳定化元素,或从再循环的铁源混入Ni、Cu、Mo、 V等来改善。
[0145] 也就是说,中Cr的耐锈性的铁素体系不锈钢的本发明钢板的要点如下。
[0146] (2-1) -种热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈钢板,其特征在于,在以质量% 计含有 C :0· 001 ~0· 3 %、Si :0· 01 ~I. 0 %、Mn :0· 01 ~2. 0 %、P :0· 005 ~0· 05 %、S : 0· 0001 ~0· 02%、Cr :超过 13. 0%且在 22. 0% 以下、N :0· 001 ~0· 1%、A1 :0· 0001 ~L 0% 及Sn :0. 060~1. 0%,剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成的铁素体系不锈钢板中,由下 述(式2-2)定义的γ p (H)满足下述(式2-1)。
[0147] 5 彡 γρ(Η)彡 55(式 2-1)
[0148] γρ(Η) = 420C+470N+23Ni+7Mn+9Cu - 11. 5Cr - 11. 5Si - 52A1 - 57. 5Sn+189 (式 2-2)
[0149] 这里,C、N、Ni、Mn、Cu、Cr、Si、Al 及 Sn 为各元素的含量。
[0150] 或者,低Cr的耐锈性的铁素体系不锈钢的本发明钢板的要点如下。
[0151] (2-2) -种热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈钢板,其特征在于,在以质 量%计含有 C :0· 001 ~0· 3%、Si :0· 01 ~I. 0%、Μη :0· 01 ~2· 0%、P :0· 005 ~0· 05%、 S :0· 0001 ~0· 01 %、Cr :11. 0 ~13. 0%、N :0· 001 ~0· 1 %、Al :0· 0001 ~1. 0% 及 Sn : 0. 060~1. 0%,剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成的铁素体系不锈钢板中,由下述(式 3-2)定义的γ p (L)满足下述(式3-1)。
[0152] 10 ^ γρ(? ^ 65 (式 3-1)
[0153] γρ(? = 420C+470N+23Ni+7Mn+9Cu - 11. 5Cr - 11. 5Si - 52A1 - 69Sn+189 (式 3-2)
[0154] 这里,C、N、Ni、Mn、Cu、Cr、Si、Al 及 Sn 为各元素的含量。
[0155] (2-3)根据上述(2-1)或(2-2)所述的热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈 钢板,其特征在于,所述铁素体系不锈钢板以质量%计,进一步含有Mg :0. 005%以下、B : 0· 005% 以下、Ca :0· 005% 以下、La :0· 1% 以下、Y :0· 1% 以下、Hf :0· 1% 以下及 REM :0· 1% 以下中的1种或2种以上。
[0156] (2-4)根据上述(2-1)~(2-3)中任一项所述的热加工性和耐锈性优良的铁素体 系不锈钢板,其特征在于,所述铁素体系不锈钢板以质量%计,进一步含有Nb :0. 3%以下、 Ti :0· 3% 以下、Ni :1· 0% 以下、Cu :1· 0% 以下、Mo :1· 0% 以下、V :1· 0% 以下、Zr :0· 5% 以 下及Co :0.5%以下中的1种或2种以上。
[0157] (2-5) -种热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈钢板的制造方法,其特征在于, 将具有上述任一项所述的成分组成的不锈钢板坯加热至1100~1300°C而供给热轧,并在 700~1000°C下卷取热轧结束后的钢板。
[0158] 根据上述(2-5)所述的热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈钢板的制造方法, 其特征在于,对所述热轧结束后的钢板不实施退火,或者在700~1000°C下实施连续退火 或箱式退火。
[0159] 根据耐锈性的本发明钢板,能够不依赖使用稀有金属,而通过有效利用再循环的 铁源中的Sn,改善低Cr系、中Cr系各自的铁素体系不锈钢及SUS430的耐蚀性,从而提供一 种一般可用于耐用消耗材料的合金节省型的铁素体系不锈钢板。
[0160] [提高耐锈性的发明的实施方式]
[0161] 关于第二实施方式中的成分,与上述的限定第一实施方式中的成分组成的理由相 同。
[0162] 接着,对为确保Sn添加钢的热加工性而限定γ p (L)或γ P(H)的范围的(式2-2) 及(3-2)进行说明。γρ(υ或γΡ(Η)是表示加热至IKKTC时生成的奥氏体量的最大值的 指标。本发明人在通过实验求出Sn的添加效果,推断γ相的最大相分数的经验式中,在Cr 为13~22%的中Cr添加时,新加入Sn项"一 57. 5Sn"而得到了 γ p (H)的下式。此外,同 样,在Cr为11~13%的低Cr添加时,新加入Sn项"一 69Sn",而得到了 γ ρ (L)的下式。
[0163] γρ(Η) = 420C+470N+23Ni+7Mn+9Cu - 11. 5Cr - 11. 5Si - 52A1 - 57. 5Sn+189 (式 2-2)
[0164] yp(L) = 420C+470N+23Ni+7Mn+9Cu - 11. 5Cr - 11. 5Si - 52A1 - 69Sn+189 (式 3-2)
[0165] 这里,C、N、Ni、Mn、Cu、Cr、Si、Al 及 Sn 为各元素的含量。
[0166] 再者,在本说明书中,有时将γρ(Χ)或γΡ(Η)统称为γρ。
[0167] 接着对本发明人进行的实验和其结果及推测的作用机理进行说明。真空中将50kg 含有0. 2 %的Sn的11~13 % Cr钢和13~16 % Cr钢熔化,然后进行铸造,从铸造得到的 钢锭制作42_厚的块状试验片,在放置1个月后,进行热轧实验。
[0168] 在热轧实验中,将块状试验片加热至1120°C,按总压下率88% (8道次),在700~ 900°C的精轧温度下制造5_厚的热轧钢板,在热轧钢板的两侧面调查有无发生裂边,判定 热加工性的良否。
[0169] 裂边伴随着γρ的上升而发生,以13% Cr为界线,在13%以下时上限值上升。热 加工裂纹在铁素体相和高温下生成的奥氏体相的相边界发生的频率高。可将此推断为通过 生成Sn的溶解度小的奥氏体相,在Sn向铁素体相侧吐出的过程中,在奥氏体/铁素体的晶 界偏析,从而使晶界强度下降。
[0170] 在Cr量为13%以下时,由于高温下的变形阻力小,所以认为γρ的上限值上升。 另一方面,如果γρ减小,则助长钢锭的自生裂纹。Sn是铁素体形成元素,同时是通过孕育 效应使凝固组织微细化的元素。因此,以往在γP较小时发生的钢锭的自生裂纹可通过利 用添加 Sn使凝固组织微细化来加以改善。
[0171] 此外,Sn的作为铁素体形成元素的贡献与Cr相比较,尽管微量添加贡献也大。本 发明人根据实验中进行的组织观察,将ll〇〇°C时的铁素体形成能在Cr为超过13%的中Cr 时定为Cr的5倍,在Cr为13%以下的低Cr时定为Cr的6倍。其结果是,将中Cr系中的 系数定为"一 57.5( =- 11. 5X5)",将低Cr系中的系数定为"一 69 (=- 11.5X6)"。
[0172] 另外,用添加0. 2% Sn的钢制作冷轧退火板,将SUS410L(12%Cr)和SUS430(17% Cr)作为比较材,按照JIS Z2371,进行利用35°C、5% NaCl水溶液的盐雾试验,以评价耐锈 性。评价面用600#湿式砂纸进行研磨加工,将喷雾时间规定为48小时。
[0173] SUS410L在评价面生锈,添加 Sn的11~13% Cr钢及添加 Sn的13~22% Cr钢 与SUS430同样都没有生锈。其结果是,能够确认添加 Sn的提高耐锈性的效果。
[0174] 在耐锈性的本发明钢板中,为确保所要求的热加工性,如以下限定由上述(式 2-2)定义的γ p (H)及由上述(式3-2)定义的γ p(L)。
[0175] 5 ^ γ P (H) ^ 55 (式 2-1)
[0176] 10 ^ γρ(? ^ 65 (式 3-1)
[0177] 如上述(式2-1)、(式3-1)所示,关于作为目标的热加工性,在Cr超过13.0 %时 能够用γρ(Η) 55以下确保,在Cr为13.0%以下时能够用γρ65以下确保。再者,作为目标 的热加工性,意味着在上述的热轧实验中没有发生裂边。
[0178] 热加工性伴随着γρ的下降而提高。可是,如果γρ过度地减小,则自生裂纹敏感 性提高,诱发起因于自生裂纹的热加工裂纹。因此,γ P (H)的下限在Cr :超过13. 0%时规定 为5。如果考虑到效果和制造性,则优选的范围在Cr :超过13.0%时为10 < γρ(Η) <40。 另一方面,YP(L)的下限在Cr:13.0%以下时规定为10。如果考虑到制造性,则优选的范 围在Cr :13.0%以下时,为15彡yp(L)彡55。
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