本发明专利技术公开了一种具有优异的表面粗糙度和抗释气性的铁素体易切削不锈钢，其包含以重量百分比计的０．０６％或更低的Ｃ、０．０５至１．０％的Ｓｉ、２．０％或更低的Ｍｎ、０．０５０％或更低的Ｐ、０．０５至０．５０％的Ｓ、２．０％或更低的Ｃｕ、２．０％或更低的Ｎｉ、９．０至２５．０％的Ｃｒ、４．０％或更低的Ｍｏ、０．０６５至２．０％的Ｔｉ、０．０１５０％或更低的Ｏ、０．０２０％或更低的Ｎ、０．００１至０．１００％的Ａｌ，以及铁和在剩余部分中不可避免的杂质，其中所述钢满足方程式中的方程式（１）和（２），［Ｔｉ］≥１．３×［Ｓ］－方程式（１），［Ｍｎ］／［Ｔｉ］≤３－方程式（２），（ＷＴｉ＋ＷＣｒ）＞２×ＷＭｎ－方程式（３），其中所述钢中含有的Ｔｉ的量以［Ｔｉ］表示，Ｓ的量以［Ｓ］表示，且Ｍｎ的量以［Ｍｎ］表示，并且所述钢满足方程式（３），其中在所述钢的组织结构中所生成的硫化物中所含有的Ｔｉ的量以ＷＴｉ表示，Ｃｒ的量以ＷＣｒ表示，且Ｍｎ的量以ＷＭｎ表示。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具有优异的表面粗糙度和抗释气性(outgass resistance)的铁素体易切削不锈钢。
技术介绍
近年来，为了推动使计算机、其外围设备或其它电子产品免于维修的趋势，可以以较低成本获得抗腐蚀性的铁素体不锈钢被广泛用作其部件的材料。尤其是，由于可切削(加工)性的改善被认为对于要求精密的精切削加工以确保尺寸精度的部件和具有复杂形状且涉及大的切削量(machining removal)的部件而言是重要的，故要包含的提供易切削性能的元素的量趋于增加。此外，这些元素在使用时不仅分别加入其中的每一种而且也组合加入。作为提供可切削性的元素，已知S、Pb、Se、Bi、Te和Ca等。在这些元素中，铅(Pb)在全球对环境保护的关注提升的近年来逐渐被排斥，因此，限制使用铅的设备和部件越来越多。于是，将硫用作改善可切削性元素的主要元素的材料被认为是一种替代材料(参见例如日本专利申请公开Nos.S56-16653、S62-258955、S54-17567和H10-46292)。通过在这些材料中生成锰基硫化物如主要是MnS，可以将其用于改善当切削硫化物而形成切屑时的应力集中效应，以及由于工具和切屑之间的润滑作用而产生的可切削性和可磨削性。然而，当生成锰基硫化物时，硫化物成为一个降低合金的抗腐蚀性和抗释气性的因素。降低抗释气性意味着当合金暴露于大气时，合金材料中包含的硫成分产生含硫的气体并释放该气体，该气体易于造成部件外围电路的腐蚀。这种含硫气体尤其易于在组件如经常在密封状态下使用的计算机的外围设备，例如硬盘驱动器(HDD)中造成故障。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种铁素体易切削不锈钢，其具有优异的表面粗糙度、抗腐蚀性和抗释气性，同时具有优异的可切削性。为了实现以上目的，根据本专利技术的一个方面，提供一种具有优异的表面粗糙度和抗释气性的铁素体易切削不锈钢，包含以重量百分比计0.06％或更低的C、0.05至1.0％的Si、2.0％或更低的Mn、0.050％或更低的P、0.05至0.50％的S、2.0％或更低的Cu、2.0％或更低的Ni、9.0至25.0％的Cr、4.0％或更低的Mo、0.065至2.0％的Ti、0.0150％或更低的O、0.020％或更低的N、0.001至0.100％的Al，以及铁和在余下部分中的不可避免的杂质，其中所述不锈钢满足以下方程式中的方程式(1)和(2)，≥1.3×……方程式(1)/≤3……方程式(2)(WTi+WCr)＞2×WMn……方程式(3)其中所述不锈钢中含有的Ti的量以表示，S的量以表示，且Mn的量以表示，且其中所述不锈钢满足方程式(3)，其中在钢组织结构中所生成的硫化物中所含有的Ti的量以WTi表示，Cr的量以WCr表示，且Mn的量以WMn表示。通常，S易于与钢材料中的成分Mn形成硫化物。然而，如上所述，锰基硫化物成为一个降低合金的抗腐蚀性和抗释气性的因素。则根据本专利技术，通过在钢的组织结构中加入Ti以生成钛基硫化物如TiS而不是锰基硫化物，抗腐蚀性和抗释气性得以改善。此外，由于钛基硫化物呈球体形式并很细致地分散，故本专利技术的铁素体易切削不锈钢具有优异的可切削性，并且在精密机加工中具有优异的杂质掉落性能(inclusion fallingproperty)，尤其是表面粗糙度。而且，当硫化物含有Cr时可以取得同样的效果。这里使用的“A”基硫化物指的是其中在与硫结合的成分中以最高重量比被包含在硫化物中的成分(元素)是“A”的硫化物。也就是说，在钛基硫化物中，与其它元素(如Mn)相比，有更多的Ti与S结合。以下将说明对本专利技术的权利要求书的限定理由。C(碳)0.06％或更低当C的含量过多时，C通过形成许多单质形式的碳化物而阻碍可切削性的改善。因此，上限是0.06％且优选范围是0.03％或更低。更优选的范围是0.015％或更低。Si(硅)0.05至1.0％Si作为钢的脱氧剂加入。为了获得脱氧剂的效果，需要0.05％或更多的Si。然而，当Si的含量过多时，钢的热加工性降低。因此，上限是1.0％。强调热加工性的优选范围是0.05至0.5％。Mn(锰)2.0％或更低Mn作为钢的脱氧剂加入，此外，因为其产生锰基硫化物(MnS)而具有改善可切削性的作用。然而，由于锰基硫化物(MnS)降低抗腐蚀性，故含量上限是2.0％。当特别强调抗腐蚀性时，含量范围是1.0％或更低。更优选的是0.5％或更低。P(磷)0.050％或更低由于P除了通过在颗粒边界偏析而增加颗粒间的腐蚀敏感性之外，还引起刚性降低，所以希望其含量尽可能地低。P的含量范围理想地为0.050％或更低。优选的是0.030％或更低。S(硫)0.05至0.50％S是硫化物的组成元素，可改善可切削性，为获得此效果需要有0.05％的S。然而，当S的含量过多时，热加工性降低，故上限是0.50％。考虑到可切削性的改善和热加工性的降低之间的平衡，S的含量范围理想地为0.15至0.40％。Cu(铜)2.0％或更低因为Cu可有效改善抗腐蚀性，尤其是在还原性酸性环境中的抗腐蚀性，故Cu可在需要时加入。然而，由于过量加入Cu会降低热加工性，故上限是2.0％，理想地为1.0％或更低。Ni(镍)2.0％或更低Ni是为了补充仅含Cr时抗腐蚀性的不足所必需的元素。然而，由于过量加入Ni引起成本增加，故上限是2.0％。此外，考虑到有效的抗腐蚀性和综合成本之间的平衡，Ni的含量理想地为1.0％或更低。Cr(铬)9.0至25.0％Cr是改善抗腐蚀性的元素，为了获得此效果，应含有9.0％或更多的Cr。另一方面，当Cr的含量过多时，除增加成本外还降低热加工性，故上限是25.0％。此外，考虑到有效的抗腐蚀性和综合成本之间的平衡，Cr的含量范围理想地为13.0至21.0％。Mo(钼)4.0％或更低Mo可进一步改善抗腐蚀性和强度。然而，由于过量加入Mo降低热加工性，除此之外还引起成本增加，故上限是4.0％。考虑到成本的增加，Mo的含量范围理想地为1.5％或更低。Ti(钛)0.065至2.0％Ti是生成改善可切削性的钛基硫化物必需的元素，为了获得此效果必须含有0.065％或更多的Ti。另一方面，由于Ti含量过多时成本增加，故Ti含量的上限是2.0％。此外，为了获得更有效的可切削性，Ti的含量范围理想地为0.075至2.0％。O(氧)0.0150％或更低O含量的上限是0.0150％，这是因为O与可有效改善可切削性的化合物的组成元素Ti结合并形成不利于改善可切削性的氧化物。O的含量范围理想地为0.0080％或更低，而且考虑到制造成本并且为了确保形成钛基硫化物所必需的Ti的有效量，更理想的O含量为0.0050％。N(氮)0.020％或更低N的含量上限是0.020％，这是因为N与可有效改善可切削性的化合物的组成元素Ti结合并形成不利于改善可切削性的氮化物。N的含量范围理想地为0.010％或更低，考虑到制造成本并且为了确保形成钛基硫化物所必需的Ti的有效量，更理想的N含量为0.006％或更低。Al(铝)0.001至0.100％Al作为钢的脱氧剂加入。然而，Al含量的上限是0.100％，这是因为当Al含量过多时形成对可切削性不利的氧化物。Al的含量范围理想地为0.050％或更低。≥1.3×……方程式本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有优异的表面粗糙度和抗释气性的铁素体易切削不锈钢，包含：以重量百分比计的０．０６％或更低的Ｃ、０．０５至１．０％的Ｓｉ、２．０％或更低的Ｍｎ、０．０５０％或更低的Ｐ、０．０５至０．５０％的Ｓ、２．０％或更低的Ｃｕ、２．０％或更 低的Ｎｉ、９．０至２５．０％的Ｃｒ、４．０％或更低的Ｍｏ、０．０６５至２．０％的Ｔｉ、０．０１５０％或更低的Ｏ、０．０２０％或更低的Ｎ、０．００１至０．１００％的Ａｌ，以及Ｆｅ和在剩余部分中不可避免的杂质，其中：所述钢满足以下方程式 中的方程式（１）和（２），［Ｔｉ］≥１．３×［Ｓ］……方程式（１）［Ｍｎ］／［Ｔｉ］≤３……方程式（２）（ＷＴｉ＋ＷＣｒ）＞２×ＷＭｎ……方程式（３）其中所述钢中含有的Ｔｉ的量以［Ｔｉ］表示，Ｓ的量以［Ｓ］表 示，且Ｍｎ的量以［Ｍｎ］表示，并且所述钢满足方程式（３），其中在所述钢的组织结构中所生成的硫化物中所含有的Ｔｉ的量以ＷＴｉ表示，Ｃｒ的量以ＷＣｒ表示，且Ｍｎ的量以ＷＭｎ表示。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石川浩一，清水哲也，
申请(专利权)人：大同特殊钢株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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