低镍不锈钢的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种低镍不锈钢，尤其涉及一种改善耐蚀性及耐延迟断裂性能的低镍 不锈钢（Low-nickel stainless steel) 〇
【背景技术】
[0002] 通常，不锈钢根据组分或金属组织进行分类。根据金属组织进行分类时，不锈钢分 为奥氏体型、铁素体型、马氏体型、及双相型。
[0003] 奥氏体型不锈钢因具有优异的冷加工性及耐蚀性，其多种产品用于各式各样的用 途及环境。其中，作为代表奥氏体型不锈钢的300系不锈钢含有大量的高价Ni。
[0004] 合金元素 Ni -直以来用于将不锈钢的精细结构转变为奥氏体。然而Ni存在价格 昂贵这一缺点，因此人们越来越关注用Mn代替Ni的200系不锈钢。
[0005] -般而言，200系不锈钢包含以重量％计的Cr :15. 5~19%、Mn :5. 5~10%、及 Ni :1. 0~6%的组分范围，因此也被称为Cr-Mn不锈钢，除价格低廉的优点之外，还具有强 度及延性优异的优点。
[0006] 然而，Ni的含量越低，则存在由Mn的高含量和Cr的较低含量而是耐蚀性变差的 缺点。另外，Ni的含量越低，则存在发生严重的延迟断裂（delayed carcking)的缺点。这 种 200 系不锈钢的缺点可在 ISSF(International Stainless Steel Forum)中的于 2005 年11月发表的题目为"New200_series steels"的技术资料中确认。
[0007] 因此，许多研宄者为了改善作为通常的奥氏体型的200系不锈钢的缺点、即 低耐蚀性和低耐延迟断裂性能，进行了用于控制合金组分的研宄，使得钢的精细组织 在奥氏体（austenite)中具有在奥氏体基体组织中生成有铁素体组织的复合组织 (austenite-ferrite)〇
[0008] 例如，US 5, 286, 310B1 (专利文献1)是一种包含以重量％计的Ni :2. 5~5.0%、 Mn :6· 4~8. 0%、Cr :16· 5~17. 5%、Cu :2. 0~3. 0%的奥氏体型不锈钢的专利，其特征在 于，以重量％计，将由 12. 48+0. 52Μη-54· 27N-47. 98C-1. 57Ni-l. 62Cu-0. 69(Cu)2 定义的铁 素体量控制成小于9%，由此确保热加工性。
[0009] 另外，EP 1431408A1 (专利文献2)是一种包含涉及以重量％计的Ni :1.0~ 5· 0%、Μη :7· 5~10. 5%、Cr :14. 0~16. 0%、Cu :1. 0~3. 5%的奥氏体型不锈钢的专利，其 特征在于，以重量％计，将由 6. 77(Cr+Mo+l. 5Si)-4. 85(Ni+30C+30N+0. 5Mn+0. 3Cu)-52. 75 定义的铁素体含量指数控制成小于8. 5,由此确保热加工性。
[0010] 另外，EP 1352982A3(专利文献3)的特征在于，包含以重量％计的Ni :9. 05%以 下、Mn :6~12%、Cr :16~20%、Cu :3. 0%以下，由此在精细组织中生成有铁素体组织，从 而改善延迟断裂（delayed cracking)。
[0011] 然而，虽然专利文献1至专利文献3分别具有确保热加工性或改善延迟断裂的优 点，但也存在影响耐孔蚀性的Mn的含量为6~12重量％相当高，从而发生孔蚀的概率高的 缺点。
[0012] 现有技术文献
[0013] 专利文献
[0014] 专利文献 I :US 5, 286, 310B1 (1994. 02. 15)
[0015] 专利文献 2 :EP 1431408A1 (2004. 06. 23)
[0016] 专利文献 3 :ΕΡ 1352982Α3(2003· 10. 15)
【发明内容】
[0017] 发明要解决的课题
[0018] 本发明提供一种通过调节合金元素的组分来控制存在于奥氏体基体组织的第二 相、即铁素体的体积比例，由此使现有的200系不锈钢中的影响耐蚀性的Mn含量最小化，同 时还能通过调节相比例来提高耐孔蚀性能和耐延迟断裂性能的低镍不锈钢。
[0019] 解决课题的方法
[0020] 根据本发明一实施方案的低镍不锈钢，其特征在于，包含以重量％计的0.06~ 0.12%的(：、2.5~4.5%的]\111、0.5~2.0%的附、1.5~3.2%的(：11、0.1~1.5%的51、 18~20%的Cr、0. 05~0. 17%的N、剩余的Fe及其他不可避免的杂物，并且具有在奥氏体 基体组织中生成有铁素体组织的复合组织。
[0021] 根据所述低镍不锈钢，由下述[式1]表示的铁素体体积比例指数（FFI ;Ferrite Fraction Index)满足 15 ~35。
[0022] FFI = -114-176C-0. 9Μη-10· 9Ni-2. 8Cu+5. 5Si+9. 8Cr-125N...[式 1]
[0023] 在[式l]中，C、Mn、Ni、Cu、Si、Cr及N是指各组分的含量（wt%)。
[0024] 另外，所述不锈钢的特征在于，由下述[式2]表示的镍当量（NIEQ)满足5. 9~ 7. 5,由下述[式3]表示的铬当量（CREQ)满足18~21，并且NIEQ/CREQ之比满足0. 31~ 0. 40 〇
[0025] NIEQ = Ni+18N+30C+0. 33Cu+0. ΙΜη-0. 01 (Mn2)............[式 2]
[0026] CREQ = Cr+0. 48Si............[式 3]
[0027] 在[式2]及[式3]中，附、队(：、(：11、111、0及5丨是指各组分的含量^%)。
[0028] 此处，所述不锈钢的特征在于，由下述[式4]表示的耐孔蚀指数（PRE ;Pitting Resistance)满足 18 ~22。
[0029] PRE = Cr+3. 3M〇+30N-Mn............[式 4]
[0030] 在[式4]中，Cr、Mo、N及Mn是指各组分的含量（wt%)。
[0031] 另外，所述不锈钢的特征在于，在30°C的3. 5% NaCl溶液中测定的孔蚀电位为 200mV以上。
[0032] 另外，所述不锈钢的特征在于，在轧制方向上的拉伸延伸率为35%以上。
[0033] 另外，所述不锈钢的特征在于，拉伸强度在700MPa以上。
[0034] 发明的效果
[0035] 根据本发明的实施例，与现有的200系不锈钢相比，能够提高耐蚀性和耐延迟断 裂性能，由此能够生产高品质且节省成本的不锈钢。
【附图说明】
[0036] 图1是示出在1100°C下实施退火的冷轧退火板材的拉伸延伸率和作为铁素体体 积比例指数的FFI的关系的图表。
[0037] 图2是示出在1100°C下实施退火的冷轧退火板材的拉伸强度和作为铁素体体积 比例指数的FFI的关系的图表。
[0038] 图3是在IKKTC下实施退火的冷轧退火板材（发明例1)的光学精细组织的照片。
[0039] 图4是在IKKTC下实施退火的冷轧退火板材（发明例6)的光学精细组织的照片。
[0040] 图5是示出使用在1100°C下退火的冷轧退火板材而对发明例和比较例的延迟断 裂现象进行比较后的试验结果的照片。
【具体实施方式】
[0041] 以下，参照附图对本发明的实施例进行更详细的描述。然而本发明可以以多种形 式实施而并不限定于下文中描述的实施例。本实施例是为了完整地公开本发明，并将本发 明的范围完整地传递给具有常规知识的技术人员而提供的。
[0042] 本发明提供一种包含以重量％计的0. 06~0. 12%的C、2. 5~4. 5%的Μη、0. 5~ 2. 0%的 Ni、l. 5 ~3. 2%的 Cu、0. 1 ~L 5%的 Si、18 ~20%的 Cr、0. 05 ~0· 17%的 N、剩 余的Fe及其他不可避免的杂物，并且具有在奥氏体基体组织中生成有铁素体组织的复合 组织（austenite-ferrite)的不锈钢。
[0043] 碳（C)可以代替作为奥氏体形成元素的镍（Ni)等昂贵的元素而使用。然而，在过 量添加时，其在铁素体-奥氏体相的边界容易与有助于耐蚀性的如Cr的碳化物形成元素结 合而减少晶界周围的Cr含量，从而降低耐腐蚀性。因此，为了防止过度降低耐蚀性，碳（C) 含量限定优选在大于〇. 06%且小于0. 12%的范围内。
[0044] 锰（Mn)是用于提高脱氧剂及氮固溶度的元素，其代替作为奥氏体形成元素的昂 贵的Ni而使用时，若其含量过多则会难以确保耐蚀性。另外，Mn的含量在2. 5%以下时，即 使调节作为奥氏体形成元素的Ni、Cu、N等，也难以确保适当的奥氏体相比例。因此，优选将 Mn的含量限定在大于2.