二相不锈钢及使用二相不锈钢的薄板材和膜片制造技术

本发明专利技术的目的在于，提供可达成高强度化、耐腐蚀性优异、可得到平滑的表面状态的二相不锈钢与由其形成的薄板材和膜片。本发明专利技术的特征在于，具有Cr：24~26质量%、Mo：2.5~3.5质量%、Ni：5.5~7.5质量%、C≤0.03质量%、N：0.08~0.3质量%、余量为Fe和不可避免的杂质的组成，根据需要含有Mn：2.0质量%以下，金属组织中存在的由来源于不可避免的杂质Al的Al氧化物或Mn氧化物形成的夹杂物粒子的粒径为3μm以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二相不锈钢及使用二相不锈钢的薄板材和膜片。
技术介绍
在常使用流体的工业工艺中，基于在重要管理点测定的压力进行各种工序的控制。在这些重要管理点将由工艺流体得到的力学量转换为压力值，用于工序管理。测定压力的传感器元件上负载的载荷不一定是恒定的，传感器元件的原料需要优异的机械特性。例如，工艺流体在流动中处于某种恒定载荷的负载状态，但在流动开始、结束时产生急剧的载荷变化。另外，根据工序，工艺流体的温度范围也宽，认为传感器元件还受到由急剧的温度变化导致的热冲击的影响。另外，传感器元件曝露在化学上也苛刻的环境。例如，工艺流体大多具有腐败性、凝固性、腐蚀性，需要在这些环境下也化学稳定的传感器元件。因此，为了传感器元件的工作长期稳定，认为传感器元件的原料的强度、耐腐蚀性为设计时的重要项目。上述工艺流体的压力可通过测定传感器元件的弹性变形量而检测。压力检测精度可通过在去除载荷后将变形量复原、恢复至零点而维持。在传感器元件中为了测定弹性变形量而用粘接剂粘贴应变仪。但是，由于接合状态因粘接剂的经时劣化而变化，所以产生测定误差。因此，为了长期得到稳定的精度，实施将传感器元件本身应变仪化的方法。在该方法中，通过在传感器元件的表面形成蒸镀膜，构筑应变仪。由于传感器元件的检测精度受形成在应变仪上的蒸镀膜的品质左右，所以传感器元件表面必须为极其平滑的镜面状态。以往，作为具备以一面接触测定流体的方式配置的金属制测定膜片的压力传感器的一例，提供了在膜片的另一面具备绝缘薄膜、薄膜应变仪和电极极板薄膜与导线的压力传感器(参照专利文献1)。另外，提供了以下压力传感器：在筒状刚体部的一部分具备作为应变产生部的膜片，在该膜片的一面侧具有经由绝缘膜设置的薄膜电阻和形成电极极板部的电极薄膜，电极极板部具有外部连接用粘合区和检查用探针区(参照专利文献2)。为了对金属膜片附加应变检测功能，通常采用2种模式的结构。第1种结构为在金属膜片的润湿面(wetted surface)的相反面粘接而设置应变仪的结构，第2种结构为将金属膜片本身用作应变元件的结构。在任一结构中，为了使应变检测精度良好，均需要使金属膜片的表面平滑。因此，膜片的表面经过各种研磨工序而精加工为镜面等平滑面。因此，在研究压力传感器的膜片原料时，重要在于，考虑使用环境而选择可发挥耐腐蚀性和耐压性的材料，考虑组装压力传感器时的制备上的便利而选择有利的材料。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-190866号公报专利文献2：日本特开2005-249520号公报。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在上述压力传感器用膜片中，为了得到高的应变检测精度，需要实施镜面加工等平滑加工而加工为在表面不产生凹凸的状态。但是，通常流通的金属原料有难以稳定地得到传感器元件所要求的镜面状态的问题。其原因在于，若研磨组织中含有夹杂物的金属原料，则产生夹杂物的凸出、脱落，得不到平滑的镜面状态。例如，由于金属原料所含有的夹杂物来源于在金属原料的制备过程中不可避免地混入的杂质，所以夹杂物的密度、分布情况根据接受原料而不同。因此，无法稳定地实施镜面加工。另外，夹杂物分布于金属材料内部，实际上无法在几何学上选择不含夹杂物的面。因此，由于通常流通的金属原料必然内含夹杂物，所以有仅通过改善研磨条件无法得到要求的镜面状态的问题。例如，由于夹杂物内含于膜片，所以传感器元件的受压部的韧性降低。即使可以避免夹杂物而构筑应变仪元件，夹杂物也存在于膜片受压部的内部。传感器元件的受压部薄薄地制备以敏感地响应压力变化，厚度为数十μm~数百μm左右。另一方面，夹杂物的大小为数μm~十数μm，大的夹杂物有时达到数十μm。夹杂物为金属间化合物、氧化物或硫化物，其大部分与母相的机械特征不同。因此，在母相与夹杂物的界面无法保证机械上的连续性，有以夹杂物与母相的界面为起点而破坏之虞。因此，在壁厚度薄的膜片的受压部，夹杂物可成为致命的缺陷。由于内含夹杂物的金属材料形成电化学上不均匀的组织，所以腐蚀速度加快。夹杂物大多具有比母相高的电位，由母相与夹杂物构筑微电池。即，即使将高耐腐蚀性的材料用于传感器元件的膜片，在膜片内含夹杂物的情况下，认为也变得易腐蚀。在该情况下，若母相的腐蚀进展，夹杂物脱落，则微电池消除，所以腐蚀暂时停止。但是，由于夹杂物分布于金属材料中，所以若新夹杂物出现于表面，则在金属材料表面上再次构筑微电池，腐蚀进展。因此，认为由于内含夹杂物，导致无法令人满意地发挥金属原料所期待的耐腐蚀性。以往，根据用途提供各种金属材料作为传感器元件用材料。在通用传感器元件中实际使用奥氏体不锈钢或析出硬化型不锈钢。此外，在需要不锈钢以上的耐腐蚀性的特殊环境中，使用Co基、Ni基、Ti基的非铁金属材料。应用多品种的合金材料的理由在于：弹性变形能力和耐腐蚀性为取决于合金体系的材料特性，对应于规格的材料选择依然为重要的设计研究事项。但是，夹杂物为原料制备工序中不可避免地混入的杂质，在材料学上未必为对特性有效的物质。相反可期待通过除去夹杂物而发挥原料本来的特性。而且，在传感器元件的工序中，与合金种无关，元件表面的镜面状态左右传感器的品质。因此，通过由以往的原料制成不含夹杂物的新原料，可认为容易得到良好的镜面状态。因此，若准备除去了夹杂物的合金，则可认为能够对应于广泛的规格而有效地供给高品质的传感器元件。本专利技术鉴于这样的以往的实际情况而成，其目的在于，提供适用于如传感器元件的膜片等薄型化、用作受压部、通过镜面加工等平滑化从而利用的情况下的二相不锈钢及使用二相不锈钢的薄板材和膜片。解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术的二相不锈钢的特征在于，具有Cr：24~26质量%、Mo：2.5~3.5质量%、Ni：5.5~7.5质量%、C≤0.03质量%、N：0.08~0.3质量%、余量为Fe和不可避免的杂质的组成，根据需要含有Mn：2.0质量%以下，金属组织中存在的由来源于不可避免的杂质Al和Mn的Al氧化物或Mn氧化物形成的夹杂物粒子的粒径为3μm以下。在本专利技术中，其特征在于，所述夹杂物粒子为每1mm2 100个以下。在本专利技术中，其特征在于，0.2%弹性极限应力(proof stress)为600MPa以上。本专利技术所涉及的薄板材由之前的任一项所记载的二相不锈钢形成。本专利技术所涉及的膜片由之前的任一项所记载的二相不锈钢形成。专利技术的效果根据本专利技术，可提供以下二相不锈钢：含有规定量的Cr、Mo、Ni、C和N，在强度与耐腐蚀性优异的同时，可得到仅具有最大粒径为3μm以下的夹杂物粒子的平滑的表面，所述夹杂物为来源于不可避免的杂质的Al氧化物和Mn氧化物的夹杂物。另外，由此可实现高精度的镜面加工，也可提高镜面加工的效率。另外，由于使夹杂物粒子为每1mm2 100个以下，所以可提供不产生由夹杂物粒子导致的强度降低、耐腐蚀性优异的二相不锈钢。此外，由于0.2%弹性极限应力为600MPa以上，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二相不锈钢，其特征在于，具有Cr：24~26质量%、Mo：2.5~3.5质量%、Ni：5.5~7.5质量%、C≤0.03质量%、N：0.08~0.3质量%、余量为Fe和不可避免的杂质的组成，根据需要含有Mn：2.0质量%以下，金属组织中存在的包括来源于不可避免的杂质Al的Al氧化物或Mn氧化物的夹杂物粒子的粒径为3μm以下。

【技术特征摘要】
2013.09.19 JP 2013-1943131.一种二相不锈钢，其特征在于，具有Cr：24~26质量%、Mo：2.5~3.5质量%、Ni：5.5~7.5质量%、C≤0.03质量%、N：0.08~0.3质量%、余量为Fe和不可避免的杂质的组成，根据需要含有Mn：2.0质量%以下，金属组织中存在的包括来源于不可避免的杂质Al的Al氧化物或Mn氧化物的夹杂物粒子的粒径为3μm...

【专利技术属性】
技术研发人员：大友拓磨，
申请(专利权)人：精工电子有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP