高Mn含量Fe-Cr-Ni合金及其制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种表面性状优异的高Mn含量Fe-Cr-Ni合金，同时提供了使用通用设备廉价地制造该合金的方法。该高Mn含量Fe-Cr-Ni合金是C：0.2%以下、Si：0.1-1%、Mn：4-20%、S：0.01%以下、Ni：25%以下、Cr：25%以下、Al：0.001-0.1%以下、Mg：0.0001-0.01%、Ca：0.0001-0.01%、O：0.0005-0.01%、余量由Fe和不可避免的杂质构成的合金，该合金中所含的非金属夹杂物包含MgO、MgO·Al2O3、CaO·SiO2·MgO·Al2O3系氧化物中的一种或两种以上，所述MgO·Al2O3按照个数比例计为50%以下。
【专利说明】
高Μη含量Fe-Cr-N i合金及其制造方法
技术领域
[0001 ]本发明设及一种表面品质优异的高Μη含量化-Cr-化合金。本发明进一步设及高Μη 含量Fe-Cr-Ni合金的精炼方法，设及通过控制烙渣组成和钢水中的微量成分，抑制钢水中 对表面品质产生不良影响的非金属夹杂物的生成，制造表面品质优异的高Μη含量化-化-Ni 合金的技术。
【背景技术】
[0002] WSUS304为代表的Fe-化-Ni合金是具有优异的耐腐蚀性，通过进一步添加合金元 素，可W使其具有各种特性的优异合金。比如，Μη因为是脱氧有效的元素，对于Fe-Cr-Ni合 金而言是通用地使用的元素，但如果含有4%W上，则提高N的固溶度，可W使钢材硬化，或者 即使施W高强度冷加工，也可W保持非磁性。因此，高Μη含量化-Cr-Ni合金用于电子设备部 件或服饰用金属部件、化学工厂等用途。但是，高Μη含量Fe-Cr-Ni合金因为非金属夹杂物， 存在产生加工裂纹或表面缺陷等问题。
[0003] 关于运种高Μη含量化-Cr-Ni合金的制造方法，控制夹杂物形态并通过普通铸锭法 进行铸造的技术公开于日本专利公开公报(特开2002-146429号）等中。该公报建议在高Μη 含量Fe-Cr-Ni合金中，利用Α1进行脱氧，使氧浓度为35ppmW下，将夹杂物控制为ΜηΟ · Si化?化2〇3 · Ah化系夹杂物。
[0004] 但是，MnO · Si化?化2化· Al2〇3系夹杂物有时会诱发MnO和化2化的聚集作用，形成 大型夹杂物，有最终在钢板制品上引起表面缺陷的倾向，因此属于必须避免的夹杂物。
[0005] 进一步地，控制非金属夹杂物形态来改善表面性状、耐腐蚀性、焊接性的方法公开 于特开2004-149833号公报和特开2004-149830号公报中。但是，运些技术可W适用于儘含 量为3%W下的不诱钢，但不能适用于高Μη含量化-化-化合金。
【发明内容】
[0006] 如前所述，根据现有技术的方法，很难抑制ΜηΟ · Si化?化2〇3 · Α?2〇3系夹杂物的生 成，并制造表面性状优异的高Μη含量Fe-Cr-Ni合金。本发明的目的是提供表面性状优异的 高Μη含量化-化-Ni合金，同时提供了使用通用的设备廉价地制造该合金的方法。
[0007] 本发明的发明人为了解决前述问题进行了刻苦的研究。首先，本发明的发明人对 高Μη含量Fe-Cr-Ni合金的表面缺陷部位进行了调查。即，用SEM观察表面缺陷部位，确定了 成为表面缺陷起点的杂质组成。结果是，从表面缺陷检出的杂质的主体是粗大的Mn〇. Si化?化2〇3 · Ah化系氧化物和MgO · Ah化氧化物。运些氧化物与产生表面缺陷的制品中所 含的非金属夹杂物成分相同。因此，获得了为了防止表面缺陷的产生，必须抑制MnO . Si〇2 ·化2〇3 · AI2O3系夹杂物和MgO · AI2O3系夹杂物生成运一宗旨。
[000引进一步进行研究，查明了通过包含(Mg，Mn)0、（Mg，Mn)0 · Al203、Ca0 · Si02 · MgO · A12化系氧化物中的一种或两种W上，使(Μ g，Μη) 0 · A12化按照个数比例计为5 0 % W下的话， 就可W防止表面缺陷。在此，MgO . Ah化氧化物聚集形成大型夹杂物的倾向较强，但也查明 将其控制为(Mg，Mn)0·Al2化系时该倾向较弱。在此，如(Mg，Mn)0所示运种括号所表示的含 义是相对于作为主成分的MgO，MnO形成了固溶体。(Mg，Mn)0 · Al203也是同样，其含义是相对 于作为主成分的MgO · Al203，MnO · AI2O3形成了固溶体。
[0009]接着，本发明的发明人详细调查了该表面缺陷发生有无与操作条件的相互关系。 其结果是，明确了有必要将合金中的微量成分控制在Si :0.1-1%、A1:0.001-0.1%W下、Mg: 0.0001-0.0 P/〇、Ca: 0.0001-0.0!〇/〇、0:0.0005-0.01〇/〇 的范围。
[0010]即，本发明设及高Μη含量Fe-Cr-Ni合金，其是C:0.2%W下、Si : 0. l-l%、Mn: 4-20〇/〇、 S :0.01%? 下、Ni :25% W 下、Cr:25%W 下、A1:0.001-0.1%W 下、Mg :0.0001-0.01%、Ca: 0.0001-0.01%、0:0.0005-0.01%、余量由化和不可避免的杂质构成的合金，该合金中所含的 非金属夹杂物包含Mg0、Mg0 · Al2〇3、化0 · Si化· MgO · Al2〇3系氧化物中的一种或两种W上， MgO · Al2〇3按照个数比例计为50%W下。
[00川另外，除了上述记载的成分W外，还可W含有Mo: 3% W下、加：3% W下、N: 0.4% W下 中的一种或两种W上。
[0012] 进一步地，上述MgO也可W是主成分MgO中固溶了MnO而成的(Mg,Mn)0,上述MgO · AI2O3也可W是主成分％0 · AI2O3中固溶了MnO · AI2O3而成的(Mg，Mn)0 · AI2O3。
[OOU] 进一步地，非金属夹杂物中，（Mg，Mn)0优选Mg0:95%W上、Mn0:5%W下，（Mg，Mn)0 · Al203优选Mg0:10-40%、Mn0:0.1-3%、Al203:60-90%，Ca0·Si02·Mg0·Al203系氧化物优选 CaO: 20-60%、Si〇2:10-40%、AI2O3:40% W 下、MgO: 40% W 下。
[0014] 本发明也提供了该合金的制造方法。即，在电炉中，烙融原料，接着在A0D和/或V0D 中脱碳后，投入石灰、蛋石、娃铁合金，或者娃铁合金和/或A1，使用组成为化0/Si化比（烙渣 中CaO与Si〇2浓度（质量％)的比例，称为烙渣碱度）：1.5-10、MgO: 3-15%、A12〇3:不到15%的 CaO · Si〇2 · MgO · Al2〇3 · F系烙渣，将其调节成C:0.2%W下、Si:0.1-l%、Mn:4-20%、S:O.OP/〇 W下、Ni:25〇/〇W下、Cr:25〇/〇W下、A1:0.001-0. P/〇W下、Mg:0.0001-0.OP/〇、Ca:0.0001-0.01〇/〇、 0:0.0005-0.01%、余量由化和不可避免的杂质构成的合金。特别地，本发明在用连续铸造机 铸造来制造扁钢巧的情况下发挥效果。
【具体实施方式】
[0015] 首先，对本发明的高Μη含量Fe-Cr-Ni系合金进行说明。W下对化学成分的限定理 由进行说明。并且，在本申请中％指的是质量％。
[001 y 。0.2%^下 C是奥氏体稳定化元素，大量存在时，与Cr和Mo等结合形成碳化物，降低母材中含有的 固溶灯和Mo量，耐腐蚀性变差。因此，使C含量为0.2%W下。更优选0.1%W下。进一步优选 0.065%0
[0017] 51:0.1-1% Si是对脱氧有效的元素，为了将氧浓度控制在0.01%W下，0.1%是必要的。进一步地，也 有还原CaO · Si化· MgO · Al2〇3 · F系烙渣中的CaO和MgO等，向钢水中供给Ca和Mg等各自 0.0001%W上的功能。从该观点出发，0.1%也是必要的。另一方面，超过1%含有的话，烙渣中 的化0和MgO等被过度还原，Ca、Mg的供给超过0.01%。其结果是，Ca形成化0的单体夹杂物，审U 品上产生表面缺陷。另外，Mg在扁钢巧中形成Mg气泡，有造成表面缺陷的风险。因此，Si含量 规定为ο . 1-1%。优选ο . 2-0.8%。更优选ο . 25-0.7%。进一步优选ο . 3-0.6%。最优选ο . 35- 0.550/0。
[001 引 Μη :4-20% 本发明中Μη是重要的元素。即，在高Μη含量Fe-Cr-Ni合金中，提高N的固溶度，因此使钢 材硬化，或者即使施W高强度冷加工，也保持非磁性。进一步地，也是将MgO和MgO · Ab化夹 杂物分别改性为(1旨，111)0、(1旨，111)0-41203时有用的元素。考虑到运些情况，添加4%^上是 必要的。但是，若添加20%W上，导磁性升高而不能维持非磁性。进一步地，形成有害的1110· 5102.灯203.41203系夹杂物。从运些观点出发，上限为20%。优选4.2-17%。更优选5.5- 16.9%。进一步优选 10-16.8%。最优选 13-16.60/0。
[0019] S:O.OP/〇W 下 S是阻碍热加工性能的元素，同时是形成MnS降低耐腐蚀性的元素。因此，必须尽量降 低，S含量为0.01%W下。优选0.005%W下。更优选0.003%W下。进一步优选0.001%W下。最优 选0.0007%? 下。
[0020] 化：25%^下 Μ是使奥氏体相稳定的元素。另外，提高抗酸性同时提高含有氯离子的环境下的耐腐 蚀性。进一步地，是与Μη-起对非磁性特性有效的元素。因此，含有25%W下是必要的。Ni是 昂贵的元素，因此含量越高成本越高。考虑到尽量降低成本，Μη浓度按照4.2-17%含有的话， Ni含量为23%W下也满足必要的特性。另外，Μη浓度按照6-17%含有的话，Ni含量即使为21% W下也满足必要的特性。进一步地，Μη浓度按照10-16.6%含有的话，Ni含量即使为8% W下也 满足必要的特性。进一步地，Μη浓度按照12-16.6%含有的话，Ni含量即使为7.7%W下也满足 必要的特性。
[0021] 化：25%^下 化是对确保耐腐蚀性有效的元素。在合金表面形成纯化皮膜，改善耐孔蚀性、耐裂隙腐 蚀性和耐应力腐蚀开裂性、耐酸性，因此含有25%W下是必要的。但是，添加超过25%会促进 作为金属间化合物的σ相的形成W及与N的化合物的形成，引发脆化举动。因此，为25%W下。 优选23% W下，更优选22% W下。进一步优选20% W下。
[00。] A1:0.001-0.1% A1是脱氧必不可少的元素，A1含量不到0.001%时，导致氧浓度上升(0〉0.01%)，清净度 恶化，引起表面缺陷。但是，超过0.1%含有的话，夹杂物组成为氧化侣Al2〇3,不仅会产生因聚 集体而引起的表面缺陷，而且会产生黑点而降低焊接性。进一步地，超过0.1%含有时，就有 容易聚集的性质，也存在促进不含MnO的MgO · Ab化夹杂物生成的倾向。因此，A1含量为 0.001-0.1%。优选0.002-0.08%。更优选0.003-0.06%。进一步优选0.005-0.055%。最优选 0.008-0.052%〇 [002引 Mg：0.000!-0.01% Mg是将钢中的非金属夹杂物的组成在不形成聚集体的情况下控制成对表面品质没有 不利影响的氧化物系(Mg，Mn)0或化0 · Si化· Al203 · MgO系氧化物有效的元素。该效果在含 量不到0.0001%时无法获得，相反超过0.01%含有时，扁钢巧中形成Mg气泡，因此会在最终制 品上产生表面缺陷。因此，Mg含量规定为0.0001-0.01%。优选0.0002-0.008%。更优选 0.0003-0.006%。进一步优选0.0005-0.004%。最优选0.0011-0.0031%。
[0024] 为了向钢水中有效地添加 Mg，优选利用如下的反应。
[0025] 在此处，括号内表示烙渣中的成分，下划线表示钢水中的成分。
[0026] 为了将Mg控制在上述范围内，将烙渣碱度(表示烙渣中化0百分数/Si〇2百分数的 比例)控制为1.5-10，同时将烙渣中MgO浓度调节为3-15%即可。
[0027] Ca:〇. 0001-0. 〇1〇/〇 化是将钢中的非金属夹杂物的组成在不形成聚集体的情况下控制成对表面品质没有 不利影响的化0 · Si化· Ah化· MgO系氧化物有效的元素。该效果在含量不到0.0001%时无 法获得，相反超过0.01%含有时，形成化0的单体夹杂物，在最终制品上产生表面缺陷。因此， Ca含量规定为0.0001-0.01%。优选0.0002-0.008%。更优选0.0003-0.007%。进一步优选 0.0004-0.0055%。最优选0.0012-0.0051〇/〇。
[002引为了向钢水中有效地添加化，优选利用如下的反应。
[0029] 为了将化控制在上述范围内，将烙渣碱度控制为1.5-10即可。
[0030] 0:0.0005-0.01% 0在钢中存在超过0.01%时，阻碍脱硫，钢水中S浓度会超过0.01%。相反，低至不到 0.0005%时，会过分提高Si对烙渣中的MgO和CaO等的还原能力。即，由于上述式（1)和式(2) 的反应过度进行，钢水中的Mg和化等各自会增加而超过0.01%。因此，0含量规定为0.0005- 0.01%。为了控制在该范围内，有必要将Si浓度调节为0.1-1%，并且将烙渣的碱度调节为 1.5-10。优选0.0006% 至不到0.005%，更优选0.001-0.004%。进一步优选0.0012-0.0035%。最 优选0.0014-0.0023〇/〇。
[0031] 并且，通过该0含量数值，可W把握合金中氧化物的总量。0与Mg、AlXa、Si等形成 氧化物，因此可知氧化物含量是0含量的大致1.3倍。如此可W估算氧化物的含量。
[0032] 本发明的钢进一步还可W含有下述元素中的一种或两种W上。
[。。扣]1〇:3%^下 Mo是改善耐腐蚀性的元素。超过3%时，形成0相的倾向增强，有脆化的倾向。因此，止步 于3% W下。优选2% W下。更优选1% W下，进一步优选0.5% W下。
[0034] 〇1:3%^下 Cu是对于抑制加工硬化提高成型性能有用的元素。进一步地，也是改善抗菌性和抗硫 酸腐蚀性等的元素。但是，大量添加时，热加工性能降低，同时初性也降低。因此，希望为3% W下。优选2% W下，更优选1% W下。进一步优选0.5% W下。
[003引 N:0.4%?下 N是固溶强化元素，适量含有时，提高钢的硬度和耐腐蚀性。但是，在过剩时会形成化氮 化物，对加工性能产生不良影响。因此，N含量的上限为0.4%W下。更优选0.35%W下，进一步 优选0.3%W下。并且，虽然没有特别限定，但含有0.15%W上是优选的添加量。
[003引非金属夹杂物 根据本发明，优选的实施方式是包含(Mg,Mn)0m下也包括仅为MgO的情况）、（Mg,Μη) 0 · Ah03( W下也包括仅为MgO · Ah03的情况）、Ca0 · Si02 · MgO · Ah03系氧化物中的一种 或两种W上，（Mg，Mn)0 · Al203按照个数比例计为50%W下。W下给出非金属夹杂物个数比例 的限定依据。
[0037] 非金属夹杂物的组成包含(1邑，111)0、（1邑，111)0.^2〇3、〔曰0.51〇2.1邑0.^2〇3系 氧化物中的一种或两种^上，（Mg，Mn)0 · Al2〇3按照个数比例计50%^下 本发明设及的不诱钢取决于钢中Si、Al、Mg、Ca的含量，包含(1邑，]/[]1)0、（1邑，]/[]1)0· AbOsXaO · Si化· MgO · Al2〇3系氧化物中的一种或两种W上。含有运些夹杂物的理由是，首 先，(Mg，Mn)0的烙点高达2750-2800°C，因此在用于从连续铸造机的中间包向铸模中注入烙 融合金的浸溃水口内不发生烧结，因此不会附着堆积。因此，不会引起表面缺陷。
[003引化0 · Si化· MgO · Al203系氧化物的烙点较低，为1300°C左右，因此它也不会烧结。 因此，不会引起表面缺陷。
[0039] (Mg，Mn)0 · Al2〇3与MgO · Al2〇3相比难W在水口内聚集，但属于引起表面缺陷的夹 杂物，因此尽量减少为优选。但是，其含量按照个数比例计为50%W下的话，（Mg，Mn)0 · Al2〇3 不会在水口内附着，因此按照个数比例计规定为50%W下。优选40%W下，更优选35%W下。进 一步优选30% W下。最优选25% W下。
[0040] 另外，根据本发明，MnO · Si化?化2〇3 · Ab化系夹杂物有形成大型夹杂物引起表面 缺陷的倾向，因此通过本发明抑制其生成。同样地，Al2〇決杂物、化0夹杂物也有聚集而引起 表面缺陷的倾向，因此通过本发明抑制其生成。
[0041 ] W下说明规定(Mg, Mn)0的构成成分的理由。
[00 创 1邑0:95%^上、]\^0:5%^下 MgO的烙点高达2800°C，因此不会在浸溃水口内聚集堆积。MnO即使含有5%W下，烙点也 维持在2750°C的高烙点，性质不会变化。因此，规定MgO: 95% W上、MnO: 5% W下。优选的是， MgO处于高浓度一侧，导致烙点更高，就更有效，因此，MgO: 96%W上、MnO: 4%W下，更优选 MgO: 98% W上、MnO: 2% W 下。进一步优选，MgO: 99% W上、MnO: 1% W 下。最优选 MgO: 99.2% W上、 Mn0:0.8%W 下。
[0043] W下说明规定(Mg,Mn)0 · Ah化的构成成分的理由。
[0044] MgO: 10-40%、Mn0:0. l-3%、Al2〇3:60-9Q0/0 (Mg，Mn)0 · Al2〇3是具有较宽固溶体的化合物。在上述范围内形成固溶体，因此如此规 定。并且，在此，MnO可W减轻聚集性质，因此规定为MgO:l〇-40%、MnO:0.1-3%、Al2〇3:6〇-90〇/〇。 固溶体中MgO浓度处于低浓度一侧，MnO浓度处于高浓度一侧，AI2化浓度处于低浓度一侧，贝U 会提高降低聚集性的效果，因此优选MgO: 10-38%、Mn0:0.2-3%、Al2〇3:60-80%，更优选MgO: 10-35%、Mn0:0.5-3%、Al2〇3:60-75%。最优选MgO: 10-33%、Mn0: l-3%、Al2〇3: 6〇-70〇/〇。
[0045] W下说明规定化0 · Si化· Al2〇3 · MgO系夹杂物各成分的理由。
[0046] CaO: 20-60%、Si〇2: l〇-40%、Al2〇3:40%?下、MgO: 40%^下 化0 · Si化· Al2〇3 · MgO系氧化物的烙点基本上保持在1300°C左右W下，因此设定为上 述范围。并且，CaO不到20%时烙点变高，CaO超过60%时共存CaO夹杂物。Si〇2不至ljl0%W及超 过40%，烙点都变高。A12化超过40%则共存纯的Al2〇3夹杂物。MgO超过40%时烙点变高。
[0047] 基于上述，规定CaO: 20-60%、Si〇2: l〇-40%、Al2〇3:40%W下、MgO:40%W下。优选CaO: 21-55%、Si〇2:ll-39%、Al2〇3:35%W下、MgO: 35%W下，更优选CaO: 23-52%、Si〇2:11.2-35〇/〇、 Al2〇3:32%W 下、MgO: 30%W 下。进一步优选 CaO: 26-51.2%、Si〇2:13-25%、Al2〇3:25%W 下、MgO: 25〇/〇W 下。
[004引制造方法 根据本发明，也提供了高Μη含量化-化-化合金的制造方法。
[0049]它是首先在电炉中烙融原料，接着在A0D和/或V0D中脱碳后，投入石灰、蛋石、娃铁 合金，或者娃铁合金和/或Α1，使用组成为CaO/Si〇2比：1.5-10、MgO:3-15%、Al2〇3:不到15%的 CaO · Si化· MgO · Al2〇3 · F系烙渣来精炼钢水的方法。由此将烙融合金组成调节为C:0.2% W下、Si :0.1-l%、Mn:4-20%、S:0.01%W下、Ni:25%W下、Cr:25%W下、A1:0.001-0.1%?下、 Mg:0.0001-0.01%、Ca:0.0001-0.01%、0:0.0005-0.01%、余量由化和不可避免的杂质构成的 合金。通过如此操作，可W将夹杂物的形态控制为包含(Mg，Mn)0、（Mg，Mn)0·Al203、Ca0· Si化· MgO · Ah化系氧化物中的一种或两种W上，（Mg，Mn)0 · Al2〇3按照个数比例计为50%W 下。
[(K)加]进一步地，还可能控制为如下组成范围：（Mg，Mn)0为Mg0:95%W上、Mn0:5%W下， (]\%，]\111)0.41203为1邑0:10-40%、]\1110:0.1-3%、41203:60-90%，(：曰0.5102.41203 * 1邑0系氧化 物为CaO: 20-60%、Si〇2: l〇-40%、Al2〇3:40%W下、MgO:40%W下。由此，可W防止最终制品上的 表面缺陷，并确保良好的表面性状。
[0051]根据本发明设及的不诱钢合金的制造方法，如前所述在烙渣的组成方面有特点。 W下说明本发明中规定烙渣组成的依据。
[0化。化0/5102比：1.5-10 为了使合金烙液更高效地脱氧、脱硫，并且将非金属夹杂物组成控制在本发明的范围 内，有必要控制烙渣的CaO/Si化比。该比例的数值超过10时，烙渣中化0的活度变高，式（2) 的反应过度进行。因此，钢水中被还原的化浓度变高而超过0.01%，生成化0的单体非金属夹 杂物，附着在水口内，使最终制品产生表面缺陷。因此，W10为上限。另一方面，CaO/Si02比 不到1.5时，无法深化脱氧和脱硫，不能控制为本发明的S浓度、0浓度范围。因此，W1.5为下 限。为了控制为运种化0/Si化比，可W通过添加石灰或蛋石作为CaO成分来进行调节。另一 方面，Si02成分可W通过作为脱氧剂的Si的氧化而获得。即，在化还原期投入FeSi合金，还 原化氧化物，则在烙渣中形成二氧化娃Si化。虽然不限定于此，但如果不足的话，作为Si化成 分适量添加石英砂也可W。因此，碱度规定为1.5-10。优选1.5-8。更优选2-7.6,进一步优选 2.5-7。
[005引 MgO :3-15% 烙渣中的MgO是对于将钢水中所含的Mg浓度控制在权利要求所述的浓度范围内而言重 要的元素，同时也是对于将非金属夹杂物控制为本发明优选的组成而言重要的元素。为此， W 3%为下限。另一方面，MgO浓度超过15%，式(2 )的反应过度进行，钢水中Mg浓度变高，扁钢 巧中形成Mg气泡，因此会在最终制品上产生表面缺陷。为此，W15%为MgO浓度上限。烙渣中 的MgO通过A0D精炼或V0D精炼时所用的白云石砖或儀铭砖向烙渣中溶出而成为规定的范 围。或者，为了控制在规定范围内，也可W添加白云石砖或儀铭砖的废砖。优选4-13%，更优 选 6-12.5%。进一步优选 7-12.30/0。
[0054] Al2〇3:不到 15〇/〇 烙渣中的Al2〇3高则钢水中的A1浓度也高，会生成超过50个数°/^(Mg，Mn)0 · Al2〇3或 MgO · Al2〇3。另外，也会形成Al2〇3氧化侣夹杂物，因此有必要尽量降低烙渣中的Al2〇3浓度。 因此，W15%(不到)为上限。优选13%w下，更优选12%w下。进一步优选10%w下。 实施例
[0055] W下给出实施例，进一步明确本发明的构成和作用效果，但本发明并不限于W下 的实施例。通过容量60吨的电炉，W儀铁合金、纯儀、铭铁合金、铁屑、不诱钢屑、Fe-Ni、Fe- Mn合金屑等为原料，进行烙融。一部分钢种也添加 FeMo或化作为原料。然后，在A0D和/或V0D 中进行用于除去C的吹氧精炼（氧化精炼），投入石灰石和蛋石，生成CaO · Si化· Ab化· MgO · F系烙渣，进一步投入化Si合金或者化Si合金和/或A1，进行化还原，接着进行脱氧。然 后，进一步Ar揽拌深化脱硫。然后，出钢至诱包，进行溫度调节和成分调节，通过连续铸造机 制造扁钢巧。
[0056] 所制造的扁钢巧，进行表面磨削，在1200°C加热并施W热社，制造厚度为6mm的热 带。然后，进行退火、酸洗，除去表面的氧化皮。最终施W冷社，制造板厚度为1mm的薄板。
[0057] 所获得的Fe-Cr-Ni合金的化学成分、A0D或V0D精炼结束时烙渣组成、非金属夹杂 物组成和夹杂物形态W及制造性能评价和表面品质评价示于表1。并且，表1中的"一"表示 因为没有添加而处于分析最低限度W下。
[0058] ( 1)合金的化学成分和烙渣组成:使用巧光X射线分析装置进行定量分析，合金的 氧浓度通过惰性气体脉冲烙融红外线吸收法进行定量分析。
[0059] (2)非金属夹杂物组成:诱铸刚一开始，对用中间包采取的样品进行镜面研磨，使 用SEM-EDS，随机选20个点测量尺寸为5微米W上的夹杂物。
[0060] (3)尖晶石夹杂物的个数比例:从上述(2)的测量结果评价个数比例。
[0061] (4)制造性能评价:判定通过连续铸造机制造扁钢巧时，从中间包向模具中供应钢 水的浸溃水口有无发生堵塞W及有无发生热社时的开裂。浸溃水口堵塞和热社时开裂为无 时记为0。另一方面，发生浸溃水口堵塞或热社时开裂时记为X。
[0062] 巧）品质评价：目视观察板厚度为1mm的薄板表面，判定有无产生表面缺陷。观察卷 材全长都没有缺陷时判定为◎，1个/m2 W下判定为〇，超过1个/V而大量产生时判定为X。
[0063] 实施例示于表1和表2。发明例1至7满足本发明的范围，因此制造性能没有发现问 题，而且最终制品上没有表面缺陷，可W获得良好的品质。另一方面，比较例落在本发明的 范围之外，因此制造性能产生问题并且产生了表面缺陷。W下对各例子进行说明。
[0064] 比较例8中碱度不到1.5,因此脱氧和脱硫不深入，S浓度高达0.0112%。其结果是， 热加工性能降低，热加工时开裂多发。进一步地，Ca和A1低达分析最低限度W下，夹杂物组 成没有WMnO · Si化·吐2化· Ah化系为主体，因此大量形成大型夹杂物，在最终制品上产生 因为夹杂物而导致的表面缺陷。
[0065] 比较例9中碱度高至超过10,因此氧浓度也变得过低，Ca浓度高达0.0112%。另外， 烙渣中MgO浓度也低达2. l%，Mg浓度达到分析最低限度W下。其结果是，生成了化0的单体非 金属夹杂物，在铸造过程中附着在浸溃水口内壁部位，导致水口堵塞，进一步在最终制品上 产生因为夹杂物而导致的表面缺陷。
[0066] 比较例10中烙渣中氧化侣浓度高达18.5%，因此生成了MgO · Ah化系为主体的非金 属夹杂物，在铸造过程中附着在浸溃水口内壁部位，导致水口堵塞。该附着物进而脱落，被 凝固巧壳所捕获，产生表面缺陷。
[0067]比较例11中Si不到0.1%，因此Mg和化浓度达到分析最低限度W下，夹杂物组成W MnO · Si化· AI2O3 ·化2〇3系为主体，在最终制品上产生因为夹杂物而引起的表面缺陷。进一 步地，脱氧和脱硫没有深入进行，S浓度高达0.0131%。其结果是，热加工性能降低，热加工时 产生开裂。
[006引比较例12中Si高达1.21%，因此烙渣中CaO和MgO等被过度还原，化浓度为0.01080/0， 1邑浓度为0.0121%，属于超量供应。其结果是，夹杂物组成^化0单体和1肖0-41203系为主体， 导致水口堵塞，进一步在扁钢巧中形成Mg气泡，在最终制品上产生表面缺陷。
[0069]比较例13中钢水中的A1浓度高达0.123%，因此形成氧化侣夹杂物，导致水口堵塞。 并且，烙渣中MgO浓度高至超过15%，因此钢水中的Mg浓度高达0.0121%，扁钢巧中形成Mg气 泡，在最终制品上产生表面缺陷。
[0070]
[0071]
[0072] 使用通用的设备，可W廉价地制造表面性状优异的高Μη含量Fe-化-Ni合金。
【主权项】
1. 一种高血含量？6-〇-附合金，其是(：:0.2%以下、51:0.1-1%、]\111 :4-20%、5:0.01%以下、 Ni :25%以下、Cr :25%以下、A1:0.001-0 · 1%以下、Mg: 0.0001-0.01%、Ca: 0.0001-0 ·01%、0: 0.0005-0.01%、余量由Fe和不可避免的杂质构成的合金，其特征在于，该合金中所含的非金 属夹杂物包含MgO、MgO · Al2〇3、CaO · Si02 · MgO · Al2〇3系氧化物中的一种或两种以上，所述 MgO · Al2〇3按照个数比例计为50%以下。2. 权利要求1所述的高Μη含量Fe-Cr-Ni合金，进一步含有如：3%以下、(：11:3%以下、1 0.4%以下中的一种或两种以上。3. 权利要求1所述的高Μη含量Fe-Cr-Ni合金，其中所述MgO是主成分MgO中固溶了 MnO而 成的(Mg，Mn)0,所述MgO · Al2〇3是主成分MgO · Al2〇3中固溶了MnO · Al2〇3而成的(Mg，Mn)0 · AI2O3 ο4. 权利要求2所述的高Μη含量Fe-Cr-Ni合金，其中所述MgO是主成分MgO中固溶了MnO而 成的(Mg，Mn)0,所述MgO · Al2〇3是主成分MgO · Al2〇3中固溶了MnO · Al2〇3而成的(Mg，Mn)0 · AI2O3 ο5. 权利要求3所述的高Μη含量Fe-Cr-Ni合金，其中所述(Mg，Μη)0为MgO: 95%以上、MnO: 5%以下，所述(]\%，]\111)0.八1203为180:10-40%、]\1110 :0.1-3%、厶1203:60-90%，所述〇&0.5102· MgO · Ah〇3系氧化物为CaO: 20-60%、Si〇2:10-40%、Ah〇3:40%以下、MgO: 40%以下。6. 权利要求4所述的高Μη含量Fe-Cr-Ni合金，其中所述(Mg，Μη) 0为MgO: 95%以上、MnO: 5%以下，所述(]\%，]\111)0.八1203为180:10-40%、]\1110 :0.1-3%、厶1203:60-90%，所述〇&0.5102· MgO · Ah〇3系氧化物为CaO: 20-60%、Si〇2:10-40%、Ah〇3:40%以下、MgO: 40%以下。7. 权利要求1-6任一项所述的高Μη含量Fe-Cr-Ni合金的制造方法，是用连续铸造机铸 造来制造扁钢坯的制造方法，其特征在于，在电炉中熔融原料，接着在A0D和/或V0D中脱碳 后，投入石灰、萤石、娃铁合金，或者娃铁合金和/或A1，使用组成为CaO/Si〇2比：1.5-10、 1%0 :3-15%、厶12〇3:不到15%的〇3〇.51〇2.]\%0.厶12〇3 4系熔渣，将其调节成(：:0.2%以下、 Si:0.卜l%、Mn:4-20%、S:0.01%以下、Ni:25%以下、Cr:25%以下、Α1:0·001-0· 1%以下、Mg: 0.0001-0.01%、Ca: 0.0001-0 · 01%、0:0.0005-0.01%、余量由 Fe 和不可避免的杂质构成的合 金。
【文档编号】C22C33/06GK106011688SQ201610174969
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】桐原史明, 轰秀和
【申请人】日本冶金工业株式会社