亚稳定奥氏体不锈钢钢带或钢板及其制造方法技术

提供兼备高强度、高延展性的亚稳定奥氏体不锈钢钢带或钢板及其制造方法。一种亚稳定奥氏体不锈钢钢带或钢板，以质量％含有C：0.05～0.15％、Si：0.05～1％、Mn：2％以下、Cr：16～18％、Ni：4～11％、Mo：2.5％～3.5％，其余为Fe以及不可避免的杂质，包括α′相和γ相的两相组织，γ相包括γT相和γR相，γT相和γR相合计为15～50体积％，由下述式(2)定义的γT相面积比(＝100×(观察面积整体中γT相的合计面积所占的比例))为1％以上、20％以下，具有满足0.2％耐力(YS)为1400N/mm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】亚稳定奥氏体不锈钢钢带或钢板及其制造方法
该专利技术涉及一种强度和延展性的平衡良好的亚稳定奥氏体不锈钢钢带或钢板及其制造方法。
技术介绍
对于以智能手机、笔记本电脑以及相机等为代表的精密设备的功能性部件、汽车以及航空器等高耐久性骨架结构部件，要求满足对加工性以及尺寸精度的要求的同时，还实现由于高强度化而带来薄壁轻量化。进一步，通过设备的小型轻量化，部件驱动时的负荷变大，因此要求能够承受严酷使用的强度以及反复疲劳强度等的良好的耐久性。尤其在汽车用骨架结构部件中，一直以来，大力进行与高强度和高延展性化相关的开发。例如，开发了添加了超过20质量％的Mn以及Ni的、具有现有的TRIP(TransformationInducedPlasticity，相变诱导塑性)钢级别的强度-延展性平衡的γ-SUS以及TWIP(TwinningInducedPlasticity，孪生诱导塑性)钢。但是，这些高强度和高延展性钢不仅成分成本增加，而且难以进行用于制造钢带和钢板的冷轧。另外，在许多常规钢中，由于不含有Cr，耐腐蚀性不充分，需要进行防锈处理。当前，在被认可的低合金TRIP型复合组织钢中，得到了TS：980MPa-EL：30％、TS：l180MPa-EL：25％左右(参照非专利文献1)。但是，即便是这种钢，得到的性能也不足。具有作为结构材料而要求的屈服强度(YP)≥1400MPa、且具有高延展性的钢带和钢板尚未被实用化。例如，在专利文献1(日本专利特开第2002-173742号公报)中记载有如下内容：为了改善形状平坦性，在固溶化处理不锈钢钢带之后，以冷轧来生成形变诱导马氏体相(α″相)，接着在500℃～700℃下加热以使得在α′相中生成3体积％以上的γT相(逆相变奥氏体相)的逆相变处理，由此制造维氏硬度为400以上的形状平坦性良好的高强度奥氏体不锈钢钢带。但是，γT相的量的温度依赖性高，虽然还依赖于化学成分，但在500℃以上的温度下进行逆相变处理时，γT相的量大概超过60％，难以得到1400N/mm2以上的强度。另外，在逆相变处理中，在短时间(例如，1～5分钟)的保持中延展性得到一定程度的改善，但在比这个长的时间的(例如，5～15分钟左右)保持中，延展性反而急剧下降。如此，逆相变处理是非常不稳定的处理，难以制造具有稳定的机械特性的钢带或钢板。进一步，由于不进行Cr-C以及Mo-C等碳化物析出，因此0.2％耐力的上升也很少。如此，在专利文献1的制造方法中，实质上不能实现钢的高强度和高延展性。专利文献2：日本专利特开昭第54-120223号公报中公开了一种具有与本专利技术涉及的不锈钢钢带或钢板类似的成分系列的不锈钢钢板，其进行固溶化处理、20～80％的冷轧、400℃下的低温退火。但是，在专利文献2中，为了提高耐腐蚀性，作为有效的成分添加了2.0％以下的Mo(在说明书中，只有实施例9的1.15％)，但没有将Mo作为低温热处理中的析出强化成分添加。而且，如此少的Mo添加量难以发挥“低温热处理中的析出强化功能”。专利文献3：日本专利特开第2012-201924号公报中公开了对不锈钢钢板进行700-1100℃下的退火、10％以上的冷轧、300℃下的时效处理的内容。但是，该不锈钢钢板不含有Mo，不能发挥通过添加Mo而产生的“低温热处理中的析出强化功能”。另外，非专利文献2的对象钢以300℃～500℃范围内的拉伸强度(TS)与延伸率(EL)的平衡为指标，拉伸强度(TS)上升至1750N/mm2左右，但0.2％耐力仅仅是1250N/mm2左右而已。进一步，非专利文献2的对象钢是以γ相为母相的Fe-Cr-C系钢，能够从本专利技术所属的亚稳定奥氏体不锈钢的范畴中排除。作为含有12质量％以上的Cr的通用的不锈钢，使用以SUS304为代表的亚稳定奥氏体不锈钢、以及SUS301等。SUS301为，在特别要求强度的情况下、能够减少Ni含量并通过冷加工来从奥氏体(γ相)向马氏体(α′相)形变诱导相变的钢。这些不锈钢在关注强度以及加工性等各自的特性时具有优点，但在要得到超过1400N/mm2的0.2％耐力(YS)的情况下，延伸率(EL)变为10％以下，YS-EL平衡(以YS×EL指标化的值)仅仅是14000左右而已。因此，作为小型复杂化的部件用途的材料，不但不具有充分的强度与延展性的平衡，而且作为部件的可靠性也不充分。存在SUS631析出硬化型不锈钢，其是部件成形之后为了高强度化，通过向以SUS301的化学成分为基体添加1％左右的Al、利用Ni3Al的析出强化的钢种。在该钢种中，由于在成形加工之后需要析出硬化热处理，因此不仅二次加工制造商的成本增加，而且存在由于热处理导致的成形部件的变形以及尺寸偏差的问题。另外，由于通过析出硬化而部件自身的延展性降低，因此部件自身的韧性降低。以此为背景，用户要求在成形之后不需要后处理(成为尺寸变化的原因的热处理等)，并且强度与延展性的平衡良好的材料。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开第2002-173742号公报；专利文献2：日本专利特开昭第54-120223号公报；专利文献3：日本专利特开第2012-201924号公报。非专利文献非专利文献1：“铁和钢”Vol.100(2014)No.1,P.82-93非专利文献2：Nanoscaleaustenitereversionthroughpartitioning,segregationandkineticfreezing:Exampleofaductile2GPaFe-Cr-CsteelL.Yuanetal.lAciaMalerialia60(2012),p.2790-2804。
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题本专利技术者们关注通过形变诱导相变而生成的α′相的潜能(potential)，将亚稳定奥氏体不锈钢的0.2％耐力(YS)提高到1400N/mm2左右。现有的亚稳定奥氏体不锈钢能够通过冷加工的形变诱导相变和时效析出强化，能够同时实现加工前的延展性和加工后的强度，但另一方面，时效析出强化的成本和尺寸变化等成为问题。尤其在要求高精度的尺寸的电子部件以及精密部件中，成形后的尺寸变化对最终产品的性能带来大的影响，因此后工序的热处理中需要高度的技巧。于是，本专利技术者们发现了如下内容：在通过1～80％的冷加工来将该不锈钢的金属组织相变到α′相之后，实施250～480℃的低温热处理，由此将α′相中积累的应变能作为驱动力，使过饱和固溶体碳扩散浓化到以体积率为数％的γ相中，可以该γ相为核，将相邻的α′相逆相变为γT相。另外，发现了如下内容：通过所述热处理而使Cr、Mo的碳化物微细析出到α′相中，因此在与强度进一步的上升的同时，分散到γT相而产生的形变诱导相变(TRIP)效果，由此能够实现1400N/mm2以上的0.2％耐力(YS)和15％以上的延伸率(EL)。进一步，在本专利技术范围之中的合适条件下，能够同时实现1550N/mm2以上的0.2％耐力(YS)和23％以上的延伸率(EL)，并实现了由下式(1)得到的“YS-EL平衡”值超过35000的特性。“YS-EL平衡”＝YS×EL…(1)α′相表示形变诱导马氏体相。γR相表示剩余奥氏体相。γT相表示逆相变奥氏体相。本专利技术的目的在于，提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种亚稳定奥氏体不锈钢钢带或钢板，其特征在于，以质量％含有C：0.05～0.15％、Si：0.05～1％、Mn：2％以下、Cr：16～18％、Ni：4～11％、Mo：2.5％～3.5％、Cu：0.4％～1.0％，其余为Fe以及不可避免的杂质，包括α′相和γ相的两相组织，γ相包括γT相和γR相，γT相和γR相合计为15～50体积％，由下述式(2)定义的γT相面积比为1％以上、20％以下，具有满足0.2％耐力(YS)为1400N/mm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.01 JP 2016-109695;2016.11.18 JP 2016-225081.一种亚稳定奥氏体不锈钢钢带或钢板，其特征在于，以质量％含有C：0.05～0.15％、Si：0.05～1％、Mn：2％以下、Cr：16～18％、Ni：4～11％、Mo：2.5％～3.5％、Cu：0.4％～1.0％，其余为Fe以及不可避免的杂质，包括α′相和γ相的两相组织，γ相包括γT相和γR相，γT相和γR相合计为15～50体积％，由下述式(2)定义的γT相面积比为1％以上、20％以下，具有满足0.2％耐力(YS)为1400N/mm2～1900N/mm2、由式(1)得到的“YS-EL平衡”的值至少为21000～48000的特性，“YS-EL平衡”＝YS×EL…(1)γT相面积比(％)＝100×(观察面积整体中γT相的合计面积所占的比例)…(2)其中，α′相表示形变诱导马氏体相，γ相表示组合了γT相和γR相的相，γT相表示每一个粒子的面积为5μm2以上20μm2以下的逆相变奥氏体相，γR相表示γT相以外的奥氏体相，YS表示0.2％耐力，EL表示延伸率。2.根据权利要求1所述的不锈钢钢带或钢板，其具有：满足所述0.2％耐力(YS)为1550N/mm2～1900N/mm2、由所述式(1)得到的“YS-EL平衡”的值至少为35000～48000的特性。3.根据权利要求1所述的不锈钢钢带或钢板，其中，代替Fe的一部分，以质量％还含有选自Al：0.1％～3.5％以及Ti：0.1％～3.5％的组中的一种或者两种。4.根据权利要求1至3中任一项所述的不锈钢钢带或钢板，其中，所述不锈钢钢带或钢板为HV450以上。5.一种亚稳定奥氏体不锈钢钢带或钢板的制造方法，其特征在于，包括：准备以质量％含有C：0.05～...

【专利技术属性】
技术研发人员：松村雄太，小川恭平，田中慎一，细谷佳弘，平田辰美，
申请(专利权)人：株式会社特殊金属超越，
类型：发明
国别省市：日本,JP