制动盘用马氏体系不锈钢及其制造方法技术

一种二轮车制动盘用马氏体系不锈钢，其特征在于，以质量％计含有C：0.025～0.080％、Si：0.05％～0.8％、Mn：0.5～1.5％、P：0.035％以下，S：0.015％以下，Cr：11.0～13.5％、Ni：0.01～0.50％、Cu：0.01～0.08％、Mo：0.01～0.30％、V：0.01～0.10％、Al：0.05％以下，N：0.015～0.060％，由式(1)所规定的DFE值为5以上且30以下，在断面组织中观察到的δ铁素体分率以面积率计为5％以上且30％以下。也可以添加Ti、B、Nb、Sn、Bi。DFE＝12(Cr+Si)‑430C‑460N‑20Ni‑7Mn‑89    (1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制动盘用马氏体系不锈钢及其制造方法
本专利技术涉及二轮车的制动盘用不锈钢板及其制造方法，涉及表面和端面的性状优良的二轮车制动盘用马氏体系不锈钢板。
技术介绍
对于二轮车的制动盘，要求耐磨损性、耐锈性、韧性等特性。通常来说，硬度越高耐磨损性越大。另一方面，硬度过高时，在制动器与衬垫之间产生所谓的制动器的鸣叫，因此制动器的硬度要求32～38HRC(洛氏硬度C级)。从这些要求特性出发，二轮车的制动盘使用马氏体系不锈钢板。以往，将SUS420J2进行淬火并回火，调节至所期望的硬度，制成制动盘，但在这种情况下，存在需要淬火和回火这两个热处理工序的问题。对此，专利文献1中公开了有关下述钢组成的专利技术：在比作为SUS420J2钢的以往钢更宽的淬火温度范围内能够稳定地得到所期望的硬度，并且在淬火状态下使用。其与SUS410、SUS403、SUS410S钢同样地进行低C化，并且通过添加作为奥氏体稳定化元素的Mn来弥补由低C化引起的奥氏体单相温度区域的缩小、即淬火加热温度范围变窄。另外，专利文献2中公开了有关作为低Mn钢且在淬火状态下使用的摩托车盘式制动器用钢板的专利技术。该钢板是使Mn降低、与此同时添加具有同样效果的Ni以及Cu作为奥氏体形成元素的钢板。另外，最近对于二轮车正期待车身的轻量化，正在研究二轮制动盘的轻量化。在这种情况下，成为问题的是由制动时的发热所引起的盘材软化而导致的盘变形，为了解决该问题，需要使盘材的耐热性提高。作为其解决方法之一，有提高回火软化抗力，专利文献3中公开了有关利用添加Nb、Mo来进行的耐热性提高法的专利技术。专利文献4中公开了有关通过进行从超过1000℃的温度开始的淬火处理而具有优良的耐热性的盘材的专利技术。作为回火软化抗力优良的制动盘，专利文献5中公开了具有使原奥氏体粒子的平均粒径为8μm以上的马氏体组织的制动盘，专利文献6中公开了以淬火后的组织的面积率计75％以上为马氏体、使Nb为0.10％以上且0.60％以下的专利技术。专利文献7中公开了这样的低C马氏体系不锈钢的热加工性低，在热轧时在横向端部破裂，容易产生所谓的裂边，因此将成分控制在不易发生破裂这样的受限制的范围内。专利文献8涉及铁素体系不锈钢带的制造方法。该文献中，关于能够生产率良好地制造特别是成型加工性和材质均匀性优良的铁素体系不锈钢热轧钢带的制造方法，公开了薄板坯加热的最佳条件。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭57-198249号公报专利文献2：日本特开平8-60309号公报专利文献3：日本特开2001-220654号公报专利文献4：日本特开2005-133204号公报专利文献5：日本特开2006-322071号公报专利文献6：日本特开2011-12343号公报专利文献7：日本特开2008-285692号公报专利文献8：日本特开2000-61524号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题根据这样的技术，作为二轮车的盘式制动器用材料，普及使用了低C马氏体系不锈钢。另一方面，近年来，不断寻求制造盘式制动器时的生产率提高。例如，要求加热淬火时的加热时间的缩短和加热淬火后的研磨时间的缩短。另外，也要求通过使用至钢带的横向端部为止来使成品率提高。当为了缩短研磨时间而增加每单位时间的研磨量时，会由于加工摩擦发热而使得工具的损耗增加，同时产生材料的回火软化等，因此是不优选的。因而，为了缩短研磨时间而不引起加工摩擦发热，通常降低研磨厚度。因此成为问题的是钢带横向端部的边缘裂纹瑕疵。图1A中示出了实际制品中的边缘裂纹瑕疵的外观，图1B中示出了实际制品中的边缘裂纹瑕疵的断面的显微镜照片。制造热轧钢带的工序通常是将150～250mm厚度的板坯加热至1100～1300℃，用粗热轧机轧制成20～40mm厚度的粗棒(也称为粗条钢)，然后，用精热轧机轧制至板厚为3～6mm，进行卷取。由于在粗热轧中不施加张力，因此产生横向扩展，板坯端面的一部成为粗棒的表面。板坯端面在粗热轧初期与轧辊不相接触，因此粗糙度大，然后在与轧辊相接触时成为瑕疵的原因。边缘裂纹瑕疵在很多钢铁材料的热轧钢带中都被观察到。将在实验室中将各种不锈钢的80mm厚度的钢锭热轧至20mm、观察端面的照片示于图2，可知每个钢种端面的粗糙度的程度大大地不同。另外可知，对于SUS410钢，根据热轧加热温度，端面的粗糙度大幅度变化。粗热轧时的板坯端面的粗糙度是由于板坯的每个晶粒的结晶方位差所引起的变形样式的不同而产生的，因此在结晶粒径粗大的情况下变显著。例如，普通钢在凝固后冷却至室温时进行δ/γ、γ/α这样的二次相变，组织变细。在此，δ表示δ铁素体，γ表示奥氏体，α表示α铁素体，但表记为铁素体时通常是指α铁素体。δ铁素体是在A4相变点以上析出的铁素体，α铁素体是在A3相变点以下析出的铁素体。普通钢通过在热轧加热时再次发生α/γ相变而使组织变微细，而且粗热轧在容易再结晶的γ单相区域进行，因此利用再结晶进行的晶粒的微细化效果也被施加从而成为细粒，不易产生边缘裂纹瑕疵。另一方面，在像铁素体系不锈钢那样凝固时的铁素体粒子一次也没有发生相变、而是被维持到热轧加热时的情况下，由于是粗大粒子因此容易产生边缘裂纹瑕疵。对于像该铁素体系不锈钢那样在凝固后没有变成γ单相的钢而言，通常不会进行δ铁素体和α铁素体的区分。即使是马氏体系不锈钢，如果像SUS420J1那样成分为13％Cr-0.2％C，则也会在热轧加热时为奥氏体单相，通过利用相变进行的组织微细化和利用奥氏体的再结晶进行的组织微细化，边缘裂纹瑕疵不易产生。但是，就低C的马氏体系不锈钢而言，形成奥氏体单相的温度范围窄，在热轧加热时得到δ铁素体与奥氏体的二相组织。由于此时的δ铁素体，容易产生边缘裂纹瑕疵，在盘式制动器的淬火后的研磨工序中，需要超过边缘裂纹瑕疵深度的研磨厚度，从而妨碍了生产率。当降低热轧加热温度来提高奥氏体率时，由于变形抗力的增加，热加工性降低，存在热轧时出现裂边的问题。当提高C量来提高γ相分率时，淬火硬度变得过高。当进一步添加Mn、Ni、Cu等奥氏体稳定化元素时，原料成本上升，而且在热轧板退火工序中退火冷却时间延长，存在损害生产率的问题。当降低Cr量来提高奥氏体分率时，存在损害耐腐蚀性的问题。为了控制δ铁素体分率，需要明确热轧中的δ铁素体分率的变化，但无法测定热轧板的δ铁素体分率。如果为热轧加热时的板坯的δ铁素体分率，则可以通过状态图计算法和实验室中的热处理试验来测定。如果从奥氏体和马氏体的二相组织快速冷却(急冷)，则奥氏体相形成为马氏体组织、δ铁素体相作为变形少的δ铁素体相而容易被区分。但是，在实际的热轧工序中板坯从热轧加热炉取出后，无法知道在进行热轧期间δ铁素体量是如何变化的。结束精热轧并卷取后的热轧钢带由于包含奥氏体相变而成的马氏体组织，因此为低韧性，难以直接倒卷。用箱式退火炉进行热轧板退火，将马氏体回火成铁素体和碳化物，由此能够倒卷，但无法考察退火前的热轧板组织。热轧退火后如图3所示是铁素体和碳化物的组织，无法测定δ铁素体分率。用于解决问题的手段本专利技术者们对考察低C马氏体系不锈钢的热轧退火钢板的铁素体母相中的δ铁素体分率的方法进行了研究。尝试了用于利用电子背散射衍射法(ElectronBackscatterDiffraction：EBSD)进行的组织本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二轮车制动盘用马氏体系不锈钢，其特征在于，以质量％计含有C：0.025～0.080％、Si：0.05％～0.8％、Mn：0.5～1.5％、P：0.035％以下，S：0.015％以下，Cr：11.0～13.5％、Ni：0.01～0.50％、Cu：0.01～0.08％、Mo：0.01～0.30％、V：0.01～0.10％、Al：0.05％以下，N：0.015～0.060％，余量为Fe和不可避免的杂质，由式(1)所规定的DFE值为5以上且30以下，在断面组织中观察到的δ铁素体分率以面积率计为5％以上且30％以下，DFE＝12(Cr+Si)‑430C‑460N‑20Ni‑7Mn‑89  式(1)其中，式(1)中的Cr、Si、C、N、Ni、Mn是指各种元素的含量，单位为质量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.17 JP 2014-188401;2015.03.25 JP 2015-062211.一种二轮车制动盘用马氏体系不锈钢，其特征在于，以质量％计含有C：0.025～0.080％、Si：0.05％～0.8％、Mn：0.5～1.5％、P：0.035％以下，S：0.015％以下，Cr：11.0～13.5％、Ni：0.01～0.50％、Cu：0.01～0.08％、Mo：0.01～0.30％、V：0.01～0.10％、Al：0.05％以下，N：0.015～0.060％，余量为Fe和不可避免的杂质，由式(1)所规定的DFE值为5以上且30以下，在断面组织中观察到的δ铁素体分率以面积率计为5％以上且30％以下，DFE＝12(Cr+Si)-430C-460N-20Ni-7Mn-89式(1)其中，式(1)中的Cr、Si、C、N、Ni、Mn是指各种元素的含量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：寺冈慎一，井上宜治，小山祐司，滨田纯一，田上利男，
申请(专利权)人：新日铁住金不锈钢株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP