耐蚀性优异的马氏体系不锈钢制造技术

本发明专利技术廉价地提供空冷淬火时的耐蚀性良好、且耐磨性也优异的马氏体系不锈钢板。所述的空冷淬火时的耐蚀性优异的马氏体系不锈钢，其特征在于，按质量％计，具有Ｃ：０．１３～０．１８％、Ｓｉ：０．３０～０．６０％、Ｍｎ：０．１０～０．６０％、Ｐ：０．０３５％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｃｒ：１１．０～１５．０％、Ｎｉ：０．１０～０．６０％、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｖ：０．１０％以下、Ａｌ：０．０５％以下、Ｎ：０．０３％以上且小于０．０６％、其余量由Ｆｅ及不可避免的杂质构成的钢组成，并且，Ｃ＋Ｎ为０．１９～０．２３％，Ｃ／Ｎ为２．３～４．３，γ↓［ｍａｘ］＝４２０Ｃ＋４７０Ｎ＋３０Ｎｉ＋７Ｍｎ＋９Ｃｕ－１１．５Ｃｒ－１１．５Ｓｉ－１２Ｍｏ－２３Ｖ－４７Ｎｂ－４９Ｔｉ－５２Ａｌ＋１８９，为１２０以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及淬火后的耐蚀性优异的马氏体系不锈钢。更详细地讲，本 专利技术涉及在西餐刀具、织布机、工具、双轮盘式制动器等的制造中使用的、 即使进行空冷淬火也具有优异的耐蚀性的马氏体系不锈钢。
技术介绍
西餐刀具(餐桌用刀)、剪刀、织布机、游标卡尺等工具，通常使用SUS420J1、 SUS420J2钢，对于需要更高石更度的西式菜刀和水果刀等，一 直使用SUS440A钢。这是由于在这样的用途中，用于防锈的镀覆和涂装、 防锈油的使用都较困难，需要耐磨损、高石级的缘故。这些马氏体系不锈 钢的规格由C含量加以规定，可区分为SUS410: C: 0.15%以下、Cr: 11.5 ~ 13.5%; S腦20J1: C: 0.16 ~ 0.25%、 Cr: 12~14%; SUS420J2: C: 0.26 ~ 0.40%、 Cr: 12 ~ 14%; SUS440A: C: 0.60 ~ 0.75%、 Cr: 16 ~ 18%。 C含量越高，越可以得到高的淬火硬度，而制造性和淬火后的韧性 降低，因此西餐刀具等通常使用SUS420J1等级。关于采用马氏体系不锈钢制造的西式菜刀的制造工序，曾在好几篇文 献中作过介绍，从钢板起模、加热、淬火后，经过各种研磨工序，精加工 成刀具。关于淬火，以油淬火作为代表例进行介绍。但是，马氏体系不锈 钢的淬透性(淬硬性)良好，在空冷程度的冷却速度下也能够淬火。即已 知，作为刀具，即使空冷也可以得到充分的石H。因此，在西餐刀具的制 造工序中，为了节省工序， 一般地进行空冷淬火。另外，关于这些不锈钢的耐蚀性，已经知道一般由成分调整，通过添 加Cr、 Mo、 N来提高。对于马氏体系不锈钢，关于各元素的效果，曾经进行很多研究。有下述的报告可采用Cr+3.3Mo+30N进行整理，该值越 大，耐蚀性越高。另外，由于不锈钢在淬火后经研磨而使用，因此需要通 过降低A1量等，来避免大块的夹杂物，使研磨性提高。这些见解用专利文献进行说明。首先，在特开平5-287456号^^艮中， 曾经记载了含有Cr: 12~16%、 Mo: 1.3~3.5%、 N: 0.06% ~ 0.13%的耐 锈性优异的高强度马氏体系不锈钢线材。但是，使耐锈性提高的Cr、 Mo是高价元素，同时使奥氏体温度区狭 窄，从而存在使淬透性降低的问题。在泮火热处理时不能进行奥氏体单相 化的场合，会从奥氏体和铁素体的^4目区进行淬火，但奥氏体开始向马氏 体相变的温度低，为约30(TC左右，采用象空冷淬火那样的低冷却速度时， 会从C的扩tot度快的铁素体析出碳化物，其结果由于产生的贫Cr层， 而使耐蚀性显著下降。当然，对于奥氏体相，当冷却速度慢时，也析出碳 化物，使耐蚀性降低，但由于扩M度比铁素体中的小，因此冷却速度的 影响较小。这样的由于碳化物析出而引起的耐蚀性降低是空冷淬火时很显 著的问题。另一方面，氮是扩大奥氏体区、并且廉价的元素，但在熔化铸造时超 过固溶极限的氮产生气泡，不能得到健全的钢锭成为问题。氯的固溶极限 根据成分和铸造气氛的气压而变化。作为成分，Cr和C含量的影响较大， 在大气压下铸造SUS402J1、 SUS420J2等马氏体系不锈钢的场合，氮的溶 解量一般报告为约0.1%左右。在特开2005-163176号公报中记载有下述内 容作为无针孔缺陷的马氏体系不锈钢，将N规定为0.06~0.10%。作为获得更高耐锈性的尝试，也曾经开发了在超过大气压的高压力下 进行铸造的技术。例如，在特开2005-248263号公才艮中记载有采用可加压 的熔化炉熔化铸造的、含有N: 0.40% ~ 0.80%、 Cr: 13.0%以上至20.0%、 Mo: 0.2%~4.0%的马氏体系不锈钢。这样，兼备耐锈性及制造性的马氏体系不锈钢曾提出了各种方案。然而，经本专利技术者们的研讨可知，前面提到的特开平5-287456号公才艮 所公开的方法，主要着眼于通过添加Cr、 Mo来提高耐蚀性，因此，合金成本增高，同时由于凝固偏析，富集有Cr、 Mo的部位变成为稳定的5铁 素体相，存在淬火热处理时的奥氏体单相化需要长时间等等的问题。另外，特开2005-163176号公报所记载的方法，即为了不出现针孔缺 陷并提高耐蚀性而添加0.06 ~ 0.10%的N的方案，在上述特开平5-287456 号公报的方法中也同样地进行了，但已经明确，伴随添加氮，耐蚀性提高， 但另一方面，伴随固溶氮的增加，碳化物的析出被过度地抑制，损害耐磨 性。此外，采用特开2005-248263号公才艮所述的方法时，为了将铸造气氛 进行加压，需要专用的设备，除此以外还存在不适合于大量生产的问题。
技术实现思路
本专利技术考虑上述的现状，其目的在于，廉价地提供空冷淬火时的耐蚀 性良好、且耐磨性也优异的马氏体系不锈钢板。本专利技术者们为了达到上述目的，对于成分和冷却速度对马氏体系不锈 钢的耐蚀性产生的影响进行调查，同时研讨了淬火后的析出物的状况和对 耐磨性的影响，得到以下见解为了得到良好的耐蚀性，提高淬火时的加 热温度区中的奥氏体的稳定度，同时调整空冷淬火时的碳氮化物析出量是 重要的；为此，特别是将C、 N、 Cr、 Ni的成分平衡性最佳化，并*控 制未固M化物是非常重要的。本专利技术是基于上述见解而完成的，其要旨 如下。(1) 一种空冷淬火时的耐蚀性优异的马氏体系不锈钢，其特征在于， 按质量％计，具有C: 0.13 ~ 0.18%、 Si: 0.30 ~ 0.60%、 Mn: 0.10 ~ 0.60%、 P: 0.035%以下、S: 0.015%以下、Cr: 11.0 ~ 15.00/0、 Ni: 0.10 ~ 0.60%、 Cu: 0.50%以下、V: 0.10%以下、Al: 0.05%以下、N: 0.03%以上并且 小于0.06%、其余量由Fe及不可避免的杂质构成的钢组成，并且，C+N 为0.19 ~ 0.23%， C/N为2.3 ~ 4.3， Y max=420C+470N+ 30Ni+ 7Mn十9Cu -11.5 Cr - 11.5Si誦12Mo-23V-47Nb-49Ti-52Al+189，为120以上。(2) 根据(1)所述的空冷淬火时的耐蚀性优异的马氏体系不锈钢， 其特征在于，按质量％计，还含有Mo: 0.01 ~ 1.0%、 Ti: 0.005 ~ 0.050%、 Nb: 0.005~0.050%中的l种或2种以上。附图说明图1是表示C、 N的最佳成分范围的图。图2是表示Cr、 Ni的最佳成分范围的图。图3是表示钢种和淬火时的冷却速度对在石克酸-硫酸铜腐蚀试验中的腐 蚀减量的影响的图。具体实施例方式以下详细说明本专利技术。一般地，不锈钢的耐蚀性可由其成分整理，用0+3.3]>10+16]\这一指 标整理，该数值越高，具有越高的耐蚀性。此时的耐蚀性，是指对中性的 氯化物水溶液环境而言，作为评价方法，可以列举例如根据JIS G0577所 规定的不锈钢的点蚀电位测定方法、和JIS Z2371所规定的氯化喷雾试验 方法等。然而，除了在化学和食品设备、热水器等的贮水槽、海滨环境中 使用的用途以外，即在日常的室内环境中，暴露在高浓度的氯化物水溶液 中的可能性极小，象作为西餐刀具使用SUS420J1钢那样，13。/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空冷淬火时的耐蚀性优异的马氏体系不锈钢，其特征在于，按质量％计，具有Ｃ：０．１３～０．１８％、Ｓｉ：０．３０～０．６０％、Ｍｎ：０．１０～０．６０％、Ｐ：０．０３５％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｃｒ：１１．０～１５．０％、Ｎｉ：０．１０～０．６０％、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｖ：０．１０％以下、Ａｌ：０．０５％以下、Ｎ：０．０３％以上且小于０．０６％、其余量由Ｆｅ及不可避免的杂质构成的钢组成，并且，Ｃ＋Ｎ为０．１９～０．２３％，Ｃ／Ｎ为２．３～４．３，γ↓［ｍａｘ］＝４２０Ｃ＋４７０Ｎ＋３０Ｎｉ＋７Ｍｎ＋９Ｃｕ－１１．５Ｃｒ－１１．５Ｓｉ－１２Ｍｏ－２３Ｖ－４７Ｎｂ－４９Ｔｉ－５２Ａｌ＋１８９，为１２０以上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：寺冈慎一，福田章宏，小林雅明，
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：JP[日本]