奥氏体系不锈钢的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种表面光泽性优异的奥氏体系不锈钢，以质量计，其含有0.2%～2.0%的Si、0.3%～5.0%的Mn、0.007%以下的S、7.0%～15.0%的Ni、15.0%～20.0%的Cr、0.005%以下的Al、0.002%以下的Ca、0.001%以下的Mg、0.002%～0.01%的O，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。对于Mn、Si和Al来说，(Mn+Si)/Al的值为200以上。氧化物系非金属夹杂物中，主要构成成分为MnO-SiO2-Al2O3-CaO，Al2O3为30质量%以下、Cr2O3为5质量%以下、MgO为10质量%以下。硫化物系非金属夹杂物中的1个硫化物的最大面积为100μm2以下。
【专利说明】奥氏体系不锈钢
【技术领域】
[0001]本发明涉及降低了表面缺陷且表面光泽性优异的奥氏体系不锈钢。
【背景技术】
[0002]不锈钢是一种耐腐蚀性、耐久性优异且具有良好的机械性质的材料。另外，其作为重视外观及美观性的部件而广泛适用于住宅器材、电机、电子机器部件等各种各样的领域中，其中，奥氏体系不锈钢多用于重视表面光泽性的用途中。
[0003]在这样的用途中，对冷轧钢板实施光亮退火后进行抛光研磨精加工从而用作镜面板，但进行抛光研磨精加工时，根据不同的材料而有时会导致在钢板表面上产生微细的划痕、污痕这样的表面缺陷。若产生这样的表面缺陷，则失去了产品价值。
[0004]作为镜面板的制造方法，在专利文献I中，使每I吨粗熔钢中所含有的熔解原料中的Al的总含量为0.020kg以下、使还原精炼结束后的熔钢中的Si为0.40%以上，从而抑制了 Al2O3系夹杂物的生成。
[0005]另外，在专利文献2中，一直到铸造工序为止不添加含Al物质，将熔钢中的Al控制在0.0050%以下，并且使还原精炼结束时的熔渣或组成为:1.0≤(%CaO) / (%Si02) ≤ 1.5、(%A1203) ( 10%、(%MgO) ( 10%。
[0006]现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008]专利文献1:日本特开平4-99215号公报
[0009]专利文献2:日本特开平8-104915号公报
【发明内容】
[0010]发明所要解决的问题
[0011]但是,专利文献I的方法仅可防止划痕,另外,专利文献2的方法虽然可以将氧化物系大型夹杂物沿压延方向控制在10 μ m左右的尺寸，但对于划痕来说，只是可以防止通过目测能够明确判别的比较大的划痕的程度。这样的粗视条痕对于客户所要求的严格的光泽品质要求来说是不够的。而且，也并未对污点状缺陷的防止对策进行研究。
[0012]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，为了防止划痕、污点状缺陷，通过对作为非金属夹杂物的氧化物的组成、和硫化物的尺寸进行控制，从而提供一种表面光泽性优异的奥氏体系不锈钢。
[0013]解决问题的手段
[0014]权利要求1所述奥氏体系不锈钢含有S1:0.2质量％-2.0质量％、Mn:0.3质量％-5.0质量％、S:0.007质量％以下、Ni:7.0质量％-15.0质量％、Cr:15.0质量％-20.0质量％、Al:0.005质量％以下、Ca:0.002质量％以下、Mg:0.001质量％以下、O: 0.002质量％-0.01质量％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，对于Mn、Si和Al来说，以质量比计(Mn+Si)/Al的值为200以上；氧化物系非金属夹杂物中，主要构成成分为MnO-SiO2-Al2O3-CaO, Al2O3为30质量%以下、Cr2O3为5质量%以下、MgO为10质量%以下；硫化物系非金属夹杂物中，I个硫化物的最大面积为ΙΟΟμπι2以下。
[0015]发明效果
[0016]根据本发明，对不锈钢的组成进行限制、并且对Mn和Si和Al的质量比的关系进行限制，从而可以控制氧化物系非金属夹杂物的组成以及硫化物系非金属夹杂物的尺寸，因此可以防止划痕和污点状缺陷的产生，可以提高表面光泽性。
【具体实施方式】
[0017]对本发明的一个实施方式进行详细说明。
[0018]首先，对各种板压的不锈钢板进行光亮退火之后，进行抛光研磨，由此得到制品，对于该制品，调查其划痕、污点状缺陷的原因。其结果是，在产生了划痕的不锈钢板中，作为氧化物系非金属夹杂物中的成分是一种以高于30质量％的浓度含有Al2O3、以高于5质量％的浓度含有Cr2O3、以高于10质量％的浓度含有MgO的氧化物。因此，可知:除了使氧化物系非金属夹杂物的主要构成成分为MnO-SiO2-Al2O3-CaO以外，使Al2O3为30质量％以下、使Cr2O3为5质量％以下、使MgO为10质量％以下由此可以防止划痕。
[0019]可知:导致·污点状缺陷的原因是作为硫化物系非金属夹杂物的CaS，一个CaS的面积大于IOOym2的情况下，会形成在目测检查中能够被发现的污点状缺陷。据认为:污点状缺陷产生的原因为，CaS是一种水溶性硫化物，因此在使用环境下，CaS与水分发生反应由此CaS从钢板表面溶出。需要说明的是，这样的污点状缺陷是根据能否通过目测进行确认来判别的，100 μ m2视为基准。若为ΙΟΟμπι2以下的尺寸，则作为工业产品在品质上是容许的。另外，在本发明中所述的用途中，从耐腐蚀性的观点出发为温和的环境，未观察到因污点状缺陷进展而导致恶化为生锈状态的状况。
[0020]以下，对本发明的不锈钢所含有的成分、含量进行说明。
[0021][Si:0.2 质量 % ?2.0 质量 %]
[0022]Si是用于熔钢的脱氧的成分，以SiO2的方式构成氧化物系非金属夹杂物。Si的含量若低于0.2质量％，则导致脱氧不足，不锈钢中的O超过0.01质量％，氧化物系非金属夹杂物中的Cr2O3浓度为高于5质量％的浓度，因此会生成作为划痕的原因的氧化物。进一步，钢中的O的含量若超过0.01质量％，多数情况下钢中的S浓度会升高，生成粗大的硫化物系非金属夹杂物而导致污点状缺陷。另一方面，Si的含量若超过2.0质量％，则钢板变硬，利用冷加工制造薄板时为了轧制成预定板厚而需要较多的道次次数，另外，由于板厚导致需要退火工序，因此招致生产率的降低及制造成本的增加。因此，Si的含量设为0.2质量％以上且2.0质量％以下。
[0023][Mn:0.3 质量 % ?5.0 质量 %]
[0024]与Si同样，Mn是用于熔钢的脱氧的成分，以MnO的方式构成氧化物系非金属夹杂物。Mn的含量若低于0.3质量％，则难以生成作为用于防止划痕的氧化物构成成分的ΜηΟ。另一方面，Mn的含量若超过5.0质量％，则在S浓度较高的情况下易生成粗大的MnS系硫化物。这样的情况下，易导致弯曲破裂。因此，Mn的含量设为0.3质量％以上且5.0质量％以下。
[0025][S:0.007 质量 ％ 以下][0026]S与Ca反应而形成硫化物系非金属夹杂物。S的含量若超过0.007质量％，则有时会生成每I个硫化物的面积为IOOym2以上的较大的硫化物，产生污点状缺陷。因此，S的含量设为0.007质量％以下。
[0027][Ni:7.0 质量 % ?15.0 质量 %]
[0028]Ni是奥氏体系不锈钢的主要成分，为了确保耐腐蚀性和加工性，需要含有7.0质量％以上。但是，由于其是比较昂贵的元素，考虑到制造成本等，Ni的含量设为7.0质量％以上且15.0质量％以下。
[0029][Cr:15.0 质量 % ?20.0 质量 %]
[0030]Cr是不锈钢的主要成分，为了确保耐腐蚀性，需要含有15.0质量％以上。另一方面，Cr的含量若超过20.0质量％，则招致材料的硬化而导致加工性变差。因此，Cr的含量设为15.0质量％以上且20.0质量％以下。
[0031][Al:0.005 质量 % 以下]
[0032]Al的氧亲和力强于S1、Mn，其含量若超过0.005质量％，则会生成作为划痕起点的Al2O3超过30质量％的氧化物系非金属夹杂物。因此，Al的含量设为0.005质量％以下。
[0033][Ca:0.002 质量 ％ 以下]
[0034]Ca是对氧化物系非金属夹杂物和硫化物系非金属夹杂物的组成具有较大影响的元素。另外，Ca会形成导致污点状缺陷的CaS。Ca的含量若超过0.002质量％，则有时会生成尺寸为100 μ m2以上的较大的硫化物，产生污点状缺陷。因此，Ca的含量设为0.002质 量％以下。
[0035][Mg:0.001 质量 ％ 以下]
[0036]Mg的氧亲和力比Al还要强，其含量若超过0.001质量％，则氧化物系非金属夹杂物中所含有的MgO会超过10质量％，导致产生划痕。因此，Mg的含量设为0.001质量％以下。
[0037][O:0.002 质量 ％ ?0.01 质量 ％]
[0038]O是氧化物系非金属夹杂物的构成兀素，O的含量若低于0.002质量％,作为烧包及连续铸造时所使用的内衬耐火物的主要氧化物的MgO易被还原，Mg的含量有时会超过作为上限的0.001质量％。另一方面，O的含量若超过0.01质量％，则会生成导致划痕产生的Cr2O3系夹杂物。因此，O的含量设为0.002质量％以上且0.01质量％以下。
[0039][不锈钢中的Mn和Si和Al的质量比]
[0040]对于导致划痕产生的氧化物系非金属夹杂物的组成而言，可以通过限制不锈钢中的Mn和Si和Al的质量比的关系来进行控制。即，对于Mn和Si和Al的质量比，(Mn+Si)/Al的值若小于200，则氧化物中的Al2O3的浓度升高，会生成导致划痕产生的氧化物系非金属夹杂物。因此，对于不锈钢中的Mn和Si和Al的质量比的关系，将(Mn+Si)/Al的值设为200以上。
[0041][不锈钢中的氧化物系非金属夹杂物的构成成分]
[0042]不锈钢中的氧化物系非金属夹杂物的主要构成成分为MnO-SiO2-Al2O3-CaO,并且，在该氧化物系金属夹杂物中，使Al2O3为30质量％以下、使Cr2O3为5质量％以下、使MgO为
10质量％以下由此可以防止划痕。氧化物中的Al2O3浓度、Cr2O3浓度以及MgO浓度若超过上述上限，则会形成硬质的夹杂物，由于夹杂物比原材料还硬，因此在进行抛光研磨时会产生划痕。若将氧化物中的Al2O3浓度、Cr2O3浓度和MgO浓度限制为上述上限，则由于氧化物系非金属夹杂物发生低熔点化，因此对钢块进行热加工时，在热加工时的温度条件下夹杂物发生粘性变形，在冷加工时分散成极微细的夹杂物，因此在抛光研磨时不会发现划痕。
[0043][不锈钢中的硫化物系非金属夹杂物中的I个硫化物的尺寸]
[0044]在上述奥氏体系不锈钢中所观察到的硫化物系非金属夹杂物为CaS。如上所述，这些硫化物为水熔性，因此若为面积超过100 μ m2的较大的硫化物，则会形成通过目测能够简单判别程度的污点状缺陷。因此，若将每I个硫化物系非金属夹杂物的面积控制在100 μ m2以下，则污点状缺陷无法通过目测来判別，因此实质上能够用作制品。需要说明的是，为了如此控制硫化物系非金属夹杂物的尺寸，对于不锈钢的组成，设为S ( 0.007质量％、Ca ( 0.002质量％、O ≤ 0.01质量％即可。
[0045]实施例
[0046]将表I所示的14种装料(charge)的各组成的奥氏体系不锈钢80吨依次经过电炉、转炉、真空脱气(VOD)精炼、CC工序(连续铸造工序)各工序，熔融制造得到板坯(7 77' )。需要说明的是，在VOD中的还原精炼中，对应各种装料使所使用的熔渣的盐温度CaO/SiO2变化至1.0?2.5，同时使作为脱盐剂而使用的Mn、Si和Al浓度变化。
[0047]表1.由实施例熔融制造的各种装料的不锈钢的成分(质量％)
[0048]
【权利要求】
1.一种奥氏体系不锈钢，其特征在于，该奥氏体系不锈钢含有S1:0.2质量％?2.0质量％、Mn:0.3质量％?5.0质量％、S:0.007质量％以下、Ni:7.0质量％?15.0质量％、Cr:.15.0质量％?20.0质量％、A1:0.005质量％以下、Ca:0.002质量％以下、Mg:0.001质量％以下、O:0.002质量％?0.01质量％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成， 对于Mn、Si和Al来说，以质量比计(Mn+Si)/Al的值为200以上， 氧化物系非金属夹杂物中，主要构成成分为MnO-SiO2-Al2O3-CaO, Al2O3为30质量％以下、Cr2O3为5质量％以下、MgO为10质量％以下， 硫化物系非金属夹杂物中，I个硫化物的最大面积为ΙΟΟμπι2以下。
【文档编号】C22C38/00GK103443319SQ201280015050
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年3月26日 优先权日:2011年3月25日
【发明者】香月淳一 申请人:日新制钢株式会社