专利名称：：可被高速切削的马氏体不锈钢的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种可被高速切削的马氏体不锈钢。更具体地说，本发明涉及不含作为高速切削元素之一的Se的可被高速切削的马氏体不锈钢。
背景技术：
：(例如)S、Pb、Se和Te作为用于改善不锈钢切削性的元素是传统已知的。例如，S通常形成硫化物型夹杂物(如MnS或MnSe)。因此，在形成切屑时，应力集中于夹杂物上，从而改善切削性。此外，(例如)Pb在钢中以单质的形式存在，并起到刀具和切屑间的润滑剂的作用。结果，切削性得到改善。近年来，对需要确保尺寸精度的精整加工的部件、具有较大机械加工余量的复杂形状的部件等的需求正在增长。对于制造这些部件而言，切削性需要得到尽可能多的改善。因此，往往提高用于改善切削性的元素的含量。此外，可不单独地添加这些元素，而是以其组合的形式添加这些元素。例如，专利文献JP-A-2002-38241公开了这样一种高速切削不锈钢，该高速切削不锈钢含有C:0.50质量％或更低、Si:0.05质量％至2.00质量％、Mn:0.05质量％至1.00质量％、S:0.05质量％至0.50质量％、Se:0.02质量％至0.20质量％、Te:0.01质量％至0.10质量%和Cr:10.00质量％至30.00质量％，余量的物质包含Fe和不可避免的杂质，其中，该高速切削不锈钢的成分符合下列比值Mn/S的比值为2或更低、Se/S比值为0.2或更高和Te/S比值为0.04或更高。此外，(例如)专利文献JP-A-8-134602公开了这样一种马氏体不锈钢，该马氏体不锈钢含有C:0.5重量％或更低、Si:0.05重量％至2.00重量％、Mn:0.10重量％至3.00重量％、P:0.20重量％或更低、Ni:2.00重量％或更低、Cr:12.0重量％至25.0重量％、Mo:0.10重量％至3.00重量％、S:0.40重量％至0.50重量％、Al:0.10重量％或更低、N:0.10重量％或更低(0.60ppm至200ppm)、Pb:0.03重量％至0.30重量％和Te:0.02重量％至0.15重量％，余量的物质包含Fe和不可避免的杂质，且Mn/S的比值为4.5至6.5、Te/S比值为小于0.07。此时，当作为用以改善切削性的主要元素的S的含量过多时，可使不锈钢的热加工性或冷加工性降低。然而，切削性是通过应力集中于硫化物而得到改善的。因此，所形成的硫化物的尺寸和形状会直接影响切削性。此外，当所形成的硫化物过大时，该硫化物会成为破裂起始点，从而导致不锈钢的强度降低。特别是，当所形成的硫化物沿一个方向过度延长时，不锈钢中会发生各向异性，从而导致其韧性降低。同样从这些角度来说，对硫化物的尺寸及形状进行控制是重要的。但是，对于常规的高速切削不锈钢而言，尚未充分达到上述性能间的平衡。实际上，人们尚未获得在切削性、热加工性、冷加工性和韧性方面均优异的高速切削不锈钢。顺便提及，专利文献JP-A-2002-38241公开的高速切削不锈钢的Mn/S比值低至2.0或更低，因此其热加工性较差。这也往往造成制造成本的增加。然而，当为了改善切削性的目的而实质上添加Se时，夹杂物的尺寸增大。所以，硫化物沿钢材的纵向延长。由此，不锈钢的韧性、疲劳强度等会产生各向异性，从而极大地降低该不锈钢的性能。此外，不利的是，由于硒化物的腐蚀而产生对人体有害的硒离子。另一方面，专利文献JP-A-8-134602公开的高速切削不锈钢的S含量大大增加，因此其切削性由于硫化物尺寸的增加而得到改善。然而，硫化物会过量形成，而且夹杂物的尺寸增加。因此，硫化物沿钢材的纵向延长。由此，韧性、疲劳强度等产生各向异性，从而极大地降低该不锈钢的性能。此外，各向异性也会造成耐腐蚀性、热加工性或冷加工性降低
发明内容本发明的目的是提供一种在切削性、热加工性、冷加工性和韧性方面均优异的可被高速切削的马氏体不锈钢。艮卩，本发明涉及以下(1)至(6)的内容。(1)一种可被高速切削的马氏体不锈钢，其包含C:0.10重量％至1.20重量％，Si:0.10重量％至2.00重量％，Mn:0.80重量％至2.00重量％，S:0.10重量％至0.30重量％，Cr:10.5重量％至18.0重量％，Pb:0.03重量％至0.30重量％，Te:0.01重量％至0.10重量％，B:0.0005重量％至0.010重量％，和0:0.005重量％至0.030重量％，余量基本为Fe和不可避免的杂质；其中在所述不可避免的杂质中，P和N的含量为P:0.005重量％至0.10重量％，且N:$0.050重量％;该可被高速切削的马氏体不锈钢的成分符合以下各式3.0$[Mn]/[S]^15.0，0.10S[Te]/[S]，禾口10<[S]/^40;且其中其等效圆直径为2.0)am或更大，且纵横比为IO或更小的硫化物的总量以面积比计为0.50%至10%。(2)根据(1)所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自以下元素中的至少一种元素Cu:0.001重量％至2.0重量％，Ni:0.01重量％至2.0重量％，禾口Mo:0.01重量％至1.0重量％。(3)根据以上(1)或(2)项所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含Bi:0.01重量％至0.30重量％。(4)根据(1)至(3)中的任一项所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Ca:0.0001重量％至0.05重量％，Mg:0.0001重量％至0.02重量％，禾口REM:0.0001重量％至0.02重量％。(5)根据(1)至(4)中的任一项所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含W:0.01重量％至2.0重量％。(6)根据(1)至(5)中的任一项所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Nb:0.01重量％至0.50重量％，Ta:0.01重量％至0.50重量％，禾口V:0.01重量％至0.50重量％。附图简要说明图1为示意性地示出在却贝(Charpy)冲击试验中试样采集方向的图。具体实施方式根据本发明的可被高速切削的马氏体不锈钢符合以上的成分组成，并且S、Mn、Te和O符合以上各式，由此各项性能达到良好的平衡。因此，在上述钢中，具有特定的尺寸和形状的硫化物以特定的面积比存在。所以，与常规可被高速切削的马氏体不锈钢相比，本发明的可被高速切削的马氏体不锈钢具有优异的切削性、热加工性、冷加工性和韧性。在这方面，当本发明的不锈钢以特定比例包含选自Cu、Ni和Mo中的至少一种元素时，将更可能改善其耐腐蚀性。此外，当本发明的不锈钢以特定比例包含Bi时，将更可能改善其切削性。此外，当本发明的不锈钢以特定比例包含选自Ca、Mg和REM中的至少一种元素时，将更可能改善其热加工性。另外，当本发明的不锈钢以特定比例包含W时，将更可能改善其强度和耐腐蚀性。此外，当本发明的不锈钢以特定比例包含选自Nb、Ta和V中的至少一种元素时，将更可能改善其韧性。在下文中，将对根据本发明的一个实施方案的可被高速切削的马氏体不锈钢(可称之为"该不锈钢")进行详细地描述。本发明的不锈钢含有下述元素，余量基本为Fe和不可避免的杂质。添加元素的种类、成分比例、上下限的原因等如下所述。顺便提及，成分比例的单位为重量百分比。这样，在本文中，所有由重量限定的百分比分别与由质量限定的那些相同。(1)C:0.10%至1.20%C为固溶在基体金属中的元素，并且C会增强硬度。因此，为了获得足够的硬度，将C含量的下限设定为0.10%或更高。然而，当C含量超过1.20%时，会产生大量的有害于切削性改善的、单质形式(insimplesubstanceform)的碳化物，或造成耐腐蚀性降低。C含量的上限优选为1.00%或更低，更优选为0.50%或更低。(2)Si:0.10%至2.00%Si起到钢的脱氧剂的作用。为了获得该效果，将Si含量的下限设定为0.10%或更高。Si含量的下限优选为0.2%或更高。但是，当Si含量过高时，将造成S-铁素体的生成量增加。由此，会观察到热加工性倾向于降低。因此，将Si含量的上限设定为2.00%或更低。当热加工性较重要时，Si含量的上限优选为1.20%或更低，更优选为0.50%或更低。(3)Mn:0.80%至2.00%Mn起到钢的脱氧剂的作用。此外，Mn通过与共存的S形成化合物，可有效改善切削性。但是，当Mn的含量较低时，S是过量的。由此，热加工性会降低。因此，将Mn含量的下限设定为0.80%或更高。另一方面，在用于改善切削性的这些化合物中，特别是，MnS会极大地降低耐腐蚀性，并抑制冷加工性，此外，Mn还会过度降低Ms点。因此，将Mn含量的上限设定为2.00%或更低。尤其是，当切削性及耐腐蚀性较重要时，Mn含量的上限优选为1.50%或更低，且更优选为1.20%或更低。(4)S:0.10%至0.30%S与Mn、Cr等结合而形成有效改善切削性的化合物。为了获得该效果，将S含量的下限设定为0.10%或更高。S含量的下限优选为0.13%或更高，更优选为0.15%或更高。另一方面，当S含量过高时，会观察到热加工性倾向于降低。因此，将S含量的上限设定为0.30%或更低。S含量的上限优选为0.25%或更低，且从与热加工性达到优异平衡效果方面来说，S含量的上限更优选为0.20%或更低。(5)Cr:10.5%至18.0%Cr为用于改善耐腐蚀性的元素。为了获得该效果，将Cr含量的下限设定为10.5%或更高。Cr含量的下限优选为11.0%或更高，且更优选为12.0%或更高。另一方面，当Cr含量过高时，制造成本增加，此外，热加工性也会降低。因此，将Cr含量的上限设定为18.0%或更低。Cr含量的上限优选为15.0%或更低，且更优选为14.0%或更低。(6)Pb:0.03%至0.30%Pb为有效改善切削性的元素。为了获得该效果，将Pb含量的下限设定为0.03%或更高。Pb含量的下限优选为0.10%或更高，且从确保Pb含量足以改善切削性等的角度来说，Pb含量的下限更优选为0.13%或更高。另一方面，当Pb的含量过高时，会观察到热加工性倾向于降低。因此，将Pb含量的上限设定为0.30%或更低。Pb含量的上限优选为0.25%或更低，且从有利于改善热加工性等的角度来说，Pb含量的上限更优选为0.23%或更低。(7)Te:0.01%至0.10%Te为有效改善切削性的元素，并且Te还会抑制由于轧制而造成的硫化物的延长问题。为了获得该效果，将Te含量的下限设定为0.01%或更高。另一方面，当Te含量过高时，会观察到热加工性倾向于降低。因此，Te含量的上限优选为0.10%或更低。Te含量的上限优选为0.08%或更低，且从有利于改善热加工性等的角度来说，Te含量的上限更优选为0.05%。(8)B:0.0005%至0.010%B为有效改善热加工性的元素。为了获得该效果，将B含量的下限设定为0.0005%或更高。B含量的下限优选为0.0010%或更高。另一方面，当B的含量过高时，制造成本增加。因此，将B含量的上限设为0.010%或更低。B含量的上限优选为0.008%或更低。(9)0:0.005%至0.030%o为参与用以形成改善切削性所需的硫化物的元素。因此，为了获得该效果，将O含量的下限设定为0.005%或更高。O含量的下限优选为0.007%或更高。另一方面，当O含量过高时，更可能形成对改善切削性无效的氧化物。因此，将O含量的上限设定为0.030%或更低。O含量的上限优选为0.020%或更低。(10)P:0.005%至0.10%P在晶界处偏析，并使晶界腐蚀的敏感性增大。此外，P会导致韧性降低。所以，P含量优选为较低。因此，将P含量的上限设定为0.10%或更低。P含量的上限优选为0.050%或更低。另一方面，P含量相对于所需含量的较大幅度的降低会导致加工成本增加。因此，就精制技术等而言，将P含量的下限设定为0.005%或更高。(11)N:0.050%或更低N会形成有害于切削性的改善的氮化物。因此，理想的是，将其含量控制到最低程度。所以，将N含量的上限设定为0.050%或更低。虽然N含量的上限取决于其与制造成本之间的平衡性，但其上限优选为0.030%或更低。除上述的基本元素外，本发明的不锈钢还可任选地含有选自如下元素中的一种或多种。各元素的成分比、上下限的原因等如下。<1>选自Cu:0.01%至2.0%、Ni:0.01%至2.0%禾口Mo:0.01%至1.0%中的至少一种元素Cu为有效改善耐腐蚀性(尤其是在还原酸环境下的耐腐蚀性)的元素。为了获得该效果，将Cu含量的下限设定为0.01%或更高。Cu含量的下限优选为0.05%或更高，更优选为0.10%或更高。另一方面，当Cu含量过高时，会观察到热加工性倾向于降低。因此，将Cu含量的上限设定为2.0%或更低。Cu含量的上限优选为1.0%或更低，更优选为0.8%或更低。Ni为有效增强由Cr赋予的耐腐蚀性的元素。为了获得该效果，将Ni含量的下限设定为0.01%或更高。Ni含量的下限优选为0.05%或更高，更优选为0.10%或更高。另一方面，当Ni含量过高时，制造成本增加。因此，将Ni含量的上限设定为2.0%或更低。Ni含量的上限优选为1.0%或更低，更优选为0.5%或更低。Mo为能够改善耐腐蚀性及强度的元素。为了获得该效果，将Mo含量的下限设定为0.0"/。或更高。Mo含量的下限优选为0.05%或更高，且更优选为0.10%或更高。另一方面，当Mo含量过高时，热加工性降低，此外制造成本也会增加。因此，将Mo含量的上限设定为1.0%或更低。Mo含量的上限优选为0.60%或更低，且更优选为0.50%或更低。<2>Bi:0.01%至0.30%Bi为可进一步改善切削性的元素。因此，可任选地加入Bi。为了获得该效果，将Bi含量的下限设定为0.01%或更高。Bi含量的下限优选为0.05%或更高。另一方面，当Bi含量过高时，热加工性更可能降低。因此，将Bi含量的上限设定为0.30%或更低。Bi含量的上限优选为0.20%或更低。<3>选自Ca:0.0001%至0.05%、Mg:0.0001%至0.02%和REM:0.0001%至0.02%中的至少一种元素Ca、Mg和REM为有效改善热加工性的元素。因此，可任选地加入这些元素。为了获得该效果，将Ca含量、Mg含量和REM含量均设定为0.0001%或更高。另一方面，当Ca含量、Mg含量和REM含量过高时，所述效果会达到饱和。此外，会观察到热加工性会不利地倾向于降低。因此，将Ca含量设定为0.05%或更低，且优选为0.01%或更低。将Mg含量设定为0.02%或更低，且优选为0.01%或更低。将REM的含量设定为0.02%或更低。<4>W:0.01%至2.0%W具有进一步改善耐腐蚀性和强度的效果。因此，可任选地加入W。为了获得该效果，将W的含量设定为0.01%或更高。w含量的下限优选为0.05%或更高，且更优选为0.10%或更高。另一方面，当w含量过高时，不仅热加工性会降低，而且也会导致成本增加。因此，将W的含量设定为2.0。/。或更低。优选的是，将W含量的上限设为1.0%或更低。<5>选自Nb:0.01%至0.50%、Ta:0.01%至0.50%和V:0.01%至0.50%中的至少一种元素Nb、Ta和V分别形成碳氮化物，从而使晶粒尺寸精细，因此它们具有增强韧性的效果。为了获得该效果，将Nb的含量、Ta的含量和V的含量均设定为0.01%或更高。Nb的含量、Ta的含量和V的含量均优选为0.05%或更高，且更均优选为0.10%或更高。另一方面，当Nb的含量、Ta的含量和V的含量过高时，会导致成本增加。因此，将Nb的含量、Ta的含量和V的含量均设定为0.50%或更低。Nb的含量、Ta的含量和V的含量均优选为0.40%或更低。在本文中，本发明的不锈钢符合这些关系式3.0$[Mn]/[S]$15.0，0.10^[Te]/[S]，且10S[S]/[O]$40。顺便提及，式中各括号[]表示各元素的重量％。在下文中，将对各式的技术含义进行描述。3.OS[Mn]/[S]$15.0当[Mn]/[S]的值小于3.0时，Mn的含量过低，或S的含量过高。因此，本发明不锈钢的制造往往会变得困难。所以，将[Mn]/[S]值的下限设定为3.0或更高。[Mn]/[S]值的下限优选为4.0或更高。另一方面，当[Mn]/[S]值超过15.0时，硫化物中的Mn含量太高，以至于难以确保硫化物中Cr的含量。因此，会观察到耐腐蚀性倾向于明显降低。所以，将[Mn]/[S]值的上限设定为15.0或更低。[Mn]/[S]值的上限优选为10.0或更低。[Te]/[S]当[Te]/[S]的值小于0.10时，Te的含量过低，或S的含量过高。因此，硫化物会延长，且难以形成对切削性而言为有效形状的纺锤形形状，从而导致切削性降低。此外，韧性、疲劳强度等会产生各向异性。如此，会观察到不锈钢的性能倾向于显著降低。因此，将[Te]/[S]值的下限设定为0.10或更高。另一方面，对[Te]/[S]的值的上限没有特别限定。然而，从热加工性的角度来说，[Te]/[S]的值优选为0.50或更低。10<[S]/<40当[s]/[o]的值小于10时，低比例的[s]会使得难以获得足够的切削性。然而，高比例的[o]会导致硬氧化物的量增加。结果，会观察到切削性倾向于降低。因此，将[s]/[o]的值的下限设定为io或更高。[S]/的值的下限优选为15或更高。另一方面，在当[S]/的值超过40的情况下，当[S]的比例较高时，会观察到该不锈钢的可加工性倾向于降低。当[O]的比例较低时，会观察到往往难以获得具有对切削性有效的尺寸的硫化物。从这些角度来看，[S]/值的上限优选为30或更低。此外，在本发明的不锈钢中，其等效圆直径为2.0pm或更大、且纵横比为10或更小的硫化物的总含量以面积比计为0.50%或更高。结果，可产生优异的切削性。上述面积比值的上限为10.0%或更低。当该面积比值超过该上限值时，韧性和疲劳强度等会产生各向异性。如此，会观察到本发明不锈钢的性能倾向于大幅度降低。实际上，当上述特定的硫化物在本发明不锈钢中的含量等于或大于上述的面积比时，如果存在不是上面提到的那些特定硫化物的硫化物(如，等效圆直径小于2.0pm的硫化物和纵横比大于IO的硫化物)，则这是没有关系的。可通过下面的方式确定上述面积比。即，对本发明不锈钢的经镜面抛光的表面，在200倍放大条件下，对50个视野拍摄典型的显微照片。然后进行硫化物(夹杂物)的颜色提取(colorextraction)。这样，通过图像处理测定各硫化物的等效圆直径和纵横比。除此之外，可确定其等效圆直径为2pm或更大，且纵横比为IO或更小的硫化物的总面积比。此外，纵横比是指硫化物的较长直径/较短直径的值。下面，将对制造本发明的不锈钢的典型方法进行描述。通过使用(例如)高频感应炉，将各种原材料溶解，并且熔融成钢锭料，然后将其冷却以制成钢锭，从而获得符合上述成分组成和各关系式的不锈钢。随后，将所得的钢锭进行热锻或热轧，然后进行热处理(如进行退火处理)。结果，可以制得本发明的不锈钢。在上述的制造过程中，作为热锻或热轧中的加热温度，(例如)可以特别示例出95(TC至125(TC的温度。此外，制造过程中热处理的一个实例如下所述。可按下述方式进行退火。例如，在75(TC至90(TC下实施加热3至5小时。随后，以1(TC/小时至20"C/小时的速率将炉体冷却至约600°C。随后，进行空气冷却。此外，在制造过程中，可任选地进行用以除去表面氧化物层的酸洗处理或抛光处理，并且可任选地进行冷轧。对上述的本发明不锈钢的应用没有特别限定。就本发明不锈钢的应用而言，具体地说，可将本发明的不锈钢(例如)优选用作需要进行冷切加工(如精整加工)、并需要具有耐腐蚀性、高强度等的部件，如电机轴、泵轴、阀门部件、螺钉、螺栓和螺母。例子接下来将通过例子对本发明进行具体的描述。1.制造实施例和对比例的不锈钢首先，通过使用高频感应炉将具有表1至3所示成分组成的不锈钢各自熔融成50kg各钢锭料。随后，将所得钢锭料冷却而制得各自的钢锭。随后，将各钢锭加热至IOO(TC至1200°C，并通过热锻将这些钢锭加工成直径为60mm和直径为20mm的圆棒钢以及宽为60mm、高为30mm的方棒钢。然后，将上述棒钢在86(TC下继续加热一个小时，随后缓慢冷却(退火处理)。结果，得到将要进行各项测试的实施例和对比例的不锈钢。顺便提及，对比例1和对比例2的不锈钢分别为根据JIS规定的SUS410和SUS416。对比例9和对比例10的不锈钢分别为根据JIS规定的SUS420J2和SUS420F。此外，对比例1至8的不锈钢供与实施例1至15以及实施例31至35比较之用。对比例9至16的不锈钢供与实施例16至30以及实施例36至40比较之用。2.硫化物的特性随后，对存在于各实施例和对比例中的不锈钢的硫化物的等效圆直径、纵横比和面积比进行测定。测定方法如下。从20-mm的圆棒钢中采集各边长度为10mm的样品，并将各样品嵌入树脂中，使得纵向为测定表面。随后，通过使用光学显微镜，在200倍放大条件下对50个视野拍摄各不锈钢的镜面抛光表面的典型显微照片。然后对各硫化物(夹杂物)进行颜色提取。由此，通过图像处理测定各硫化物的等效圆直径和纵横比。除此之外，可确定其等效圆直径为2.0nm或更大、且纵横比为IO或更小的硫化物的总面积比。其结果示于表4至6中。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>(*)成分比例单位重量％(*)对比例1为SUS410(*)对比例2为SUS416表2<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>(*)成分比例单位重量％(*)对比例9为SUS420J2(*)对比例10为SUS420F200710164219.5势溢也被15/27:a;<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>表4<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>(*1)[x]代表元素x的比例(重量％)。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>(*1)[x]代表元素x的比例(重量％)。表6[Mn]/[S][Te/[S][S]/硫化物的面积比(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>(*1)[x]代表元素x的比例(重量％)。3.评价试验然后，通过使用所得的各圆棒钢和方棒钢对其切削性(车削性、钻削性)、热加工性、冷加工性和韧性(各向异性)分别进行相对评价。在该步骤中，还对作为不锈钢基本性能的耐腐蚀性以及淬火/回火硬度分别进行测定，以作为参考数据。1)切削性针对车削性和钻削性这两项进行切削性测试。采用以下条件对车削性进行评价。通过使用60-mm的圆棒钢，对刀具磨损量和切屑形状进行相对评价。艮P，采用硬质合金刀具(UTi20T)作为车削刀具，在车削速度为150mm/分钟、每转车削深度为l.Omm、每转进给量为0.2mm/转、且不用润滑剂的条件下进行车削。在此，通过测量平均的刀具后刀面磨损(toolflankwear)量对刀具磨损量进行评价(参见，JISB170部分"(5)刀具损坏No.5005")。将刀具磨损量为50pm或更低的情况评为"A";将刀具磨损量为51pm至100|im的情况评为"B";将刀具磨损量为101pm或更高的情况评为"C"。此外，通过目视观察确定车屑的形状。将车屑易碎性好的样品评为"A";将车削时产生带有若干圈的巻状车屑的样品评为"B";而将易碎性较差、并产生连续车屑的样品评为"C"。顺便提及，连续的车屑会不利地使自动化难以实施。另一方面，采用以下条件对钻削性进行评价。通过使用宽为60mm、高为30mm且长为200mm的试样，分别对使得刀具寿命为5000mm(不再可钻)的钻削速度以及钻屑形状进行相对评价。即，采用高速钢钻SKH51(直径为5mm)，在孔深为15mm、每转进给量为0.07mm/转、且不用润滑剂的条件下进行钻削。由此，通过改变钻削速度来测定刀具寿命的长度。在此，将钻削速度大于50m/分钟的高速情况评为"A";将钻削速度为20m/分钟至50m/分钟的中速情况评为"B";将钻削速度小于20m/分钟的低速情况评为"C"。此外，通过目视观察以20m/分钟的钻削速度进行钻削加工时产生的初始钻屑来确认钻屑的形状。将钻屑易碎性好的棒钢评为"A";将钻削时产生带有若干圈的巻状钻屑的棒钢评为"B";而将易碎性较差、并产生连续的钻屑的棒钢评为"C"。顺便提及，连续的钻屑会不利地使自动化难以实施。2)热加工性通过将各钢锭热锻成20-mm的圆棒钢后的外观以及高温高速拉伸试验(Gleeble试验)来评价热加工性。根据裂纹的产生程度来评价锻造后的外观。将无裂纹的外观评为"a";将其中存在可用砂轮机进行切削这样程度的微小裂纹的外观评为"B";而将其中存在较大裂纹的外观评为"C"。采用以下条件进行高温高速拉伸试验。从铸态的钢上切下直径为6mm且长为110mm的高温高速拉伸用各试样，并根据IOO(TC下的面积减小率对其进行相对评价。3)冷加工性采用以下条件对冷加工性进行评价。5卩，对每个不锈钢，从所制备的20-mm的圆棒钢制得直径为12mm且高18mm的圆柱形试样。随后，通过600-吨的液压机对各试样进行一步压縮试验，以测量其极限压縮率。顺便提及，较高的极限压縮率表示具有优异的冷加工性。4)韧性(各向异性)根据JISZ2202在室温下(24°C)进行韧性评价。如图l所示，从宽为60mm且高为30mm的方棒钢中采集材料，并进行粗加工。随后，将该材料加热至95(TC，并保持30分钟。然后，将该材料进行油冷，由此进行淬火处理。随后，将材料加热至18(TC，并保持l小时。随后，将经空气冷却并回火的试样加工成JISNo.4试样，从而沿L和T方向进行却贝冲击试验。5)耐腐蚀性根据高温高湿试验进行耐腐蚀性测试。即，对各不锈钢，从20mm的圆棒钢制得直径为10mm、高为50mm的圆柱形试样。然后，用高达400号的砂纸将试样表面打磨，并对其进行脱脂和清洗。随后，将这些试样分别在温度为5(TC、相对湿度为98%的恒温恒湿浴中保持96小时。随后，目视观察保持后的各试样是否生锈。将实施例l至15以及31至35的不锈钢与对比例2的不锈钢进行对比。另一方面，将实施例16至30以及36至40的不锈钢与对比例10的不锈钢进行比较。将所生成的锈的量很少的情况评为"A+"，将所生成的锈的量为中等的情况评为"A";而将所生成的锈的量较多的情况评为"B"。6)淬火/回火硬度对各不锈钢，从20-mm的圆棒钢制得直径为20mm且高为10mm的圆柱形试样。随后，将各样品加热至950°C，并保持30分钟。然后，将将各样品进行油冷，并由此进行淬火处理。随后，将各试样加热至180°C，并保持1小时。然后，将其进行空气冷却以及回火处理。随后，根据洛氏硬度(C值)测定各试样的硬度。将所得的结果汇总示于表7至9中。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>这些表格表明以下内容。即，对比例1的不锈钢为根据JIS规定的SUS410，含有极少量为高速切削元素之一的S，并且其不是所谓的高速切削不锈钢。因此，该不锈钢基本不含硫化物，具有非常优异的耐腐蚀性，并且几乎不具有各向异性，而且该不锈钢还具有优异的韧性。此外，该不锈钢具有优异的热加工性和冷加工性。然而，该不锈钢在切削性方面很差。另一方面，对比例2的不锈钢为根据JIS规定的SUS416。与SUS410相比，SUS416含有加入其中的为高速切削元素之一的S(但该不锈钢不含有也为高速切削元素的Pb或Te)。因此，其切削性由于作为夹杂物的硫化物的存在而得到改善。然而，这种改善效果仅是由于加入S的量相对于SUS410有所增加产生的。因此，会产生各向异性，从而使得SUS416在L方向和T方向上的韧性极不平衡。这大概是由于产生以成条的形式沿纵向延长的硫化物所致。此外，与SUS410相比，SUS416的冷加工性也降低。此外，对比例9的不锈钢为根据JIS规定的SUS420J2。同SUS410一样，SUS420J2也不是高速切削不锈钢。因此，其基本不含硫化物，具有极优异的耐腐蚀性，并基本不产生各向异性，而且SUS420J2还具有优异的韧性。此外，SUS420J2还具有优异的热加工性和冷加工性。然而，其在切削性方面较差。另外，对比例10的不锈钢为根据JIS规定的SUS420F。与SUS420J2相比，SUS420F含有加入其中的、为高速切削元素之一的S(但该不锈钢不含也为高速切削元素的Pb或Te)。因此，其切削性由于作为夹杂物的硫化物的存在而得到改善。然而，这种改善效果仅是由于加入S的量相对于SUS420J2有所增加产生的。因此，会产生各向异性，从而使得SUS420F在L方向和T方向上的韧性极不平衡。这大概是由于产生以成条的形式沿纵向延长的硫化物所致。此外，与SUS420J2相比，SUS420F的冷加工性也降低。对比例3和11的不锈钢都含有超过本申请所限定范围的比例的O。因此，与实施例1至15和31至35的不锈钢，以及实施例16至30和36至40的不锈钢相比，对比例3和11的不锈钢具有较低的切削性。这大概是由于0的过量添加导致形成不利于改善切削性的氧化物所致。如表所示，对比例4和12的不锈钢都含有低于本申请所限定范围的比例的S(其为高速切削元素之一)。因此，特定硫化物的总面积比也小于本申请所限定的范围。与实施例1至15和31至35的不锈钢、以及实施例16至30和36至40的不锈钢相比，对比例4和12的不锈钢不能充分获得切削性的改善效果。如表所示，对比例5和13的不锈钢都含有低于本申请所限定范围的比例的Te(其为高速切削元素之一)。因此，与实施例1至15和31至35的不锈钢、以及实施例16至30和36至40的不锈钢相比，对比例5和13的不锈钢不能充分获得切削性的改善效果。此外，还表明，对比例5和13的不锈钢的冷加工性降低，且其韧性由于产生各向异性也同样降低。对比例6和14的不锈钢都含有低于本申请所限定范围的比例的O。因此，与实施例1至15和31至35的不锈钢、以及实施例16至30以及36至40的不锈钢相比，对比例6和14的不锈钢的切削性降低。这大概是由于O的量过低而抑制了具有可改善切削性的尺寸的硫化物充分形成所致。如表所示，对比例7和15的不锈钢都含有明显大于本申请中限定范围的比例的S。因此，其切削性与实施例1至15和实施例31至35的各不锈钢的切削性、以及实施例16至30和36至40的各不锈钢的切削性相当。然而，对比例7和15的不锈钢却产生各向异性，从而导致其韧性降低。此外，其冷加工性也极大地降低。特别是，对比例8和16的不锈钢具有明显小于本申请中所限定范围的[Mn]/[S]值。因此，其切削性降低，此外，与实施例1至15和实施例31至35的各不锈钢、以及实施例16至30和实施例36至40的各不锈钢相比，对比例8和16的不锈钢的热加工性也降低。与这些对比例的不锈钢形成对比的，实施例l至40的不锈钢符合本发明所限定的成分组成。此外，S、Mn、Te和O也分别符合上述各关系式。另外，特定的硫化物以特定的面积比存在。因此，实施例1至40的不锈钢具有优异的切削性、热加工性、冷加工性以及韧性。至此，己对本发明的可被高速切削的马氏体不锈钢进行了描述。然而，本发明并不限于这些实施方案和例子，并且可以在不脱离本发明范围的条件下，对其进行各种更改。本申请基于2006年10月3日提交的日本专利申请No.2006-271360以及2007年7月3日提交的日本专利申请No.2007-174797，其内容以引用的方式并入本文。此外，本文中所有文献的全部内容以引用的方式并入本文。权利要求1.一种可被高速切削的马氏体不锈钢，其包含C0.10重量％至1.20重量％，Si0.10重量％至2.00重量％，Mn0.80重量％至2.00重量％，S0.10重量％至0.30重量％，Cr10.5重量％至18.0重量％，Pb0.03重量％至0.30重量％，Te0.01重量％至0.10重量％，B0.0005重量％至0.010重量％，和O0.005重量％至0.030重量％，余量基本为Fe和不可避免的杂质；其中在所述不可避免的杂质中，P和N的含量为P0.005重量％至0.10重量％，且N≤0.050重量％；该可被高速切削的马氏体不锈钢的成分符合以下各式3.0≤[Mn]/[S]≤15.0，0.10≤[Te]/[S]，和10≤[S]/[O]≤40；并且其中，其等效圆直径为2.0μm或更大，且纵横比为10或更小的硫化物的总量以面积比计为0.50％至10％。2.根据权利要求1所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Cu:0.01重量％至2.0重量％，Ni:0.01重量％至2.0重量％，和Mo:0.01重量％至1.0重量％。3.根据权利要求1所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含Bi:0.01重量％至0.30重量％。4.根据权利要求2所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含Bi:0.01重量％至0.30重量％。5.根据权利要求1所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Ca:0.0001重量％至0.05重量％，Mg:0.0001重量％至0.02重量％，禾口REM:0.0001重量％至0.02重量％。6.根据权利要求2所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Ca:0.0001重量％至0.05重量％，Mg:0.0001重量％至0.02重量％，禾口REM:0.0001重量％至0.02重量％。7.根据权利要求3所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Ca:0.0001重量％至0.05重量％，Mg:0.0001重量％至0.02重量％，禾口REM:0.0001重量％至0.02重量％。8.根据权利要求4所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Ca:0.0001重量％至0.05重量％，Mg:0.0001重量％至0.02重量％，和REM:0.0001重量％至0.02重量％。9.根据权利要求1所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含W:0.01重量％至2.0重量％。10.根据权利要求2所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含W:0.01重量％至2.0重量％。11.根据权利要求3所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含W:0.01重量％至2.0重量％。，12.根据权利要求4所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含W:0.01重量％至2.0重量％。13.根据权利要求5所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含W:0.01重量％至2.0重量％。14.根据权利要求6所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含W:0.01重量°/0至2.0重量％。15.根据权利要求7所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含W:0.01重量％至2.0重量％。16.根据权利要求8所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含W:0.01重量％至2.0重量％。17.根据权利要求1所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Nb:0.01重量％至0.50重量％，Ta:0.01重量％至0.50重量％，禾口V:0.01重量％至0.50重量％。18.根据权利要求2所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Nb:0.01重量％至0.50重量％，Ta:0.01重量％至0.50重量％，和V:0.01重量％至0.50重量％。19.根据权利要求3所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Nb:0.01重量％至0.50重量％，Ta:0.01重量％至0.50重量％，和V:0.01重量％至0.50重量％。20.根据权利要求4所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Nb:0.01重量％至0.50重量％，Ta:0.01重量％至0.50重量％，和V:0.01重量％至0.50重量％。21.根据权利要求5所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Nb:0.01重量％至0.50重量％，Ta:0.01重量％至0.50重量％，和V:0.01重量％至0.50重量％。22.根据权利要求6所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Nb:0.01重量％至0.50重量％，Ta:0.01重量％至0.50重量％，和V:0.01重量％至0.50重量％。23.根据权利要求7所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Nb:0.01重量％至0.50重量％，Ta:0.01重量％至0.50重量％，和V:0.01重量％至0.50重量％。24.根据权利要求8所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Nb:0.01重量％至0.50重量％，Ta:0.01重量％至0.50重量％，和V:0.01重量％至0.50重量％。25.根据权利要求9所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Nb:0.01重量％至0.50重量％，Ta:0.01重量％至0.50重量％，和V:0.01重量％至0.50重量％。26.根据权利要求IO所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Nb:0.01重量％至0.50重量％，Ta:0.01重量％至0.50重量％,和V:0.01重量％至0.50重量％。27.根据权利要求11所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Nb:0.01重量％至0.50重量％，Ta:0.01重量％至0.50重量％，和V:0.01重量％至0.50重量％。28.根据权利要求12所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素-Nb:0.01重量％至0.50重量％，Ta:0.01重量％至0.50重量％，和V:0.01重量％至0.50重量％。29.根据权利要求13所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Nb:0.01重量％至0.50重量％，Ta:0.01重量％至0.50重量％，和V:0.01重量％至0.50重量％。30.根据权利要求14所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Nb:0.01重量％至0.50重量％,Ta:0.01重量％至0.50重量％，禾口V:0.01重量％至0.50重量％。31.根据权利要求15所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Nb:0.01重量％至0.50重量％，Ta:0.01重量％至0.50重量％，和V:0.01重量％至0.50重量％。32.根据权利要求16所述的可被高速切削的马氏体不锈钢，其还包含选自下列元素中的至少一种元素Nb:0.01重量％至0.50重量％，Ta:0.01重量％至0.50重量％，和V:0.01重量％至0.50重量％。全文摘要本发明涉及一种可被高速切削的马氏体不锈钢，其以重量百分比计包含C0.10％至1.20％、Si0.10％至2.00％、Mn0.80％至2.00％、S0.10％至0.30％、Cr10.5％至18.0％、Pb0.03％至0.30％、Te0.01％至0.10％、B0.0005％至0.010％、和O0.005％至0.030％，余量基本为Fe和不可避免的杂质；其中在所述不可避免的杂质中，P和N的含量为P0.005％至0.10％，且N≤0.050％；该可被高速切削的马氏体不锈钢的成分符合以下各式3.0≤[Mn]/[S]≤15.0、0.10≤[Te]/[S]和10≤[S]/[O]≤40；其中，其等效圆直径为2.0μm或更大、且纵横比为10或更小的硫化物的总量以面积比计为0.50％至10％。文档编号C22C38/32GK101158011SQ200710164219公开日2008年4月9日申请日期2007年9月30日优先权日2006年10月3日发明者清水哲也,石川浩一申请人:大同特殊钢株式会社