用作钢带的双相不锈钢带材制造技术

一种高强度双相不锈钢带材，具有由０．０４～０．１５质量％的Ｃ、１０．０～２０．０质量％的Ｃｒ、０．５～４．０质量％的Ｎｉ以及余量除不可避免的杂质外是Ｆｅ组成的化学组成；以及由２０～８５体积％马氏体晶粒和其余为带有尺寸被控制到１０μｍ或更小的在先奥氏体晶粒的铁素体晶粒组成的金相结构。该不锈钢带材被调节到硬度为ＨＶ３００或更高。在马氏体转变时，转变应变被均匀地分布在钢基质中，使得钢带材被成形并矫直成带形而没有吕德斯带。因此，由不锈钢带材制得具有精细外观的钢带。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用作钢带的双相不锈钢带材，该钢带具有精细的外观而没有很可能是在钢带制备工艺中矫直钢板时产生的吕德斯带。
技术介绍
不锈钢带已由加工硬化奥氏体不锈钢，如由冷轧矫直的SUS301和SUS304、JP51-31085B所述的低C马氏体不锈钢或JP59-49303B所述的沉淀硬化马氏体不锈钢制得。加工硬化不锈钢具有在塑性成形时通过施加应变转变成马氏体相的半稳定奥氏体相。应变致转变引起吕德斯带(如《日本金属研究杂志》Vol.55，No.4，第376～382页和《日新制钢技术报告》No.69，第1～14页所报导的)，使得钢板具有不适于作钢带材料的粗糙表面。马氏体或沉淀硬化马氏体不锈钢在退火的冷却阶段基本上被转变成单一的马氏体相，但经常通过转变时的体积膨胀而形变。一旦钢板被成形成带形，形变的外形很难矫正。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用作钢带的不锈钢带材，该钢带具有精细的外观，而在将钢板矫直成钢带或转变成难于矫正钢带外形的完全马氏体相时不产生吕德斯带。本专利技术提出了一种用作钢带的马氏体/铁素体双相不锈钢带材。该不锈钢具有由0.04～0.15质量％的C、10.0～20.0质量％的Cr、0.5～4.0质量％的Ni以及余量基本是Fe组成的化学组成。其金相结构由20～85体积％马氏体晶粒以及余量为铁素体晶粒组成。该钢带材被调节至硬度为HV300或更高。在先的奥氏体晶粒的晶粒度优选地被控制至10μm或更小，以使在退火冷却阶段中马氏体转变时将体积膨胀抑制在平均不大于9％。本说明书中的“钢带材”包括钢板材。具体实施例方式本专利技术人已研究了各种不同因素，如化学组成、金相结构和物料性能对产生吕德斯带的作用，并发现了吕德斯带显著地受到马氏体转变时应变分布和体积膨胀的影响。根据实验结果，本专利技术人已得出结论，通过在退火冷却阶段中马氏体转变时降低残余奥氏体并将膨胀应变均匀分布至整个钢带材可有效地抑制吕德斯带。本专利技术所提出的双相不锈钢带材含有特定比例的各种合金化元素，如下C0.04～0.15质量％C是一种使马氏体相硬化的奥氏体构成物。通过C含量控制在高于Ac1温度加热钢带材后形成的马氏体晶粒比例。在0.04质量％或更高时表明了C对硬化的作用。然而，高于0.15质量％的过量的C造成在双相退火阶段中冷却时铬的碳化物在晶界沉淀，导致降低晶粒间耐蚀性和疲劳强度。Cr10.0～20.0质量％Cr是一种赋予不锈钢耐蚀性的基本合金化元素。10.0质量％或更高表明了Cr对耐蚀性的作用。然而，高于20.0质量％的过量Cr降低不锈钢带材的韧性和可加工性。此外，过量Cr需要增加奥氏体构成物，如C、N、Ni、Mn和Cu。增加奥氏体构成物提高钢的成本而且还使室温时奥氏体相稳定，导致不良的强度。在这一意义上，Cr的上限被定为20.0质量％。Ni0.5～4.0质量％Ni是一种在高温区形成铁素体/奥氏体结构的奥氏体构成物(在室温时被转变成铁素体/马氏体结构)。当Ni增加时，马氏体晶粒的比例变得更大，而钢板被更硬化。元素Ni促使奥氏体/铁素体双相退火时奥氏体晶粒成核，从而形成细奥氏体/铁素体微双重结构。增加Ni含量对形成细微双重结构的作用很可能解释如下当Ni增加时，阻碍了奥氏体化核的生长超过由经典成核理论所确定的极限核，并且由于形成奥氏体相直至平衡状态的动态运动，奥氏体晶粒的核位点总数增加。0.5质量％或更高表明了Ni对微双重结构改善的作用。然而，Ni是一种昂贵的元素，过量Ni由于在冷却至室温的阶段高温奥氏体不完全转变成马氏体相，导致存在有害于不锈钢强度的残余奥氏体。在这一意义上，Ni含量的上限被定为4.0质量％。双相不锈钢除C、Cr、Ni外另外可含有一种或多种奥氏体构成物，例如Mn、Cu和N和/或一种或多种铁素体构成物，例如Si、Ti、Nb和Al，从而在室温时产生铁素体/马氏体双相结构。其他元素，例如耐蚀性的Mo，为热加工性的Y、Ca和REM(稀土金属)，B和V可被加入不锈钢中。这些任选元素的比例规定如下Si最高达2.0质量％Si是一种在炼钢工艺中作为脱氧剂添加的元素。由于Si的固溶硬化能力，高于2.0质量％的过量Si使不锈钢固溶硬化太多并且降低其延展性。Mn最高达2.0质量％Mn是一种加速奥氏体化同时抑制高温区中形成δ-铁素体的奥氏体构成物。然而，高于2.0质量％的过量Mn使在退火状态中存在残存奥氏体。该残余奥氏体造成在将不锈钢板塑性成形成产品型钢时不利的应变致马氏体转变，导致产生应变。P不大于0.050质量％P是对不锈钢带材热加工性有害的一种杂质。0.050质量％或更高典型地表明了P对热加工性的作用。S不大于0.020质量％S是一种可能在晶界偏析的杂质。S的偏析使晶界变脆并降低不锈钢带材的热加工性。通过将S含量控制到0.20质量％或更低抑制这些缺陷。Al0～0.10质量％Al是一种在炼钢工艺中作为脱氧剂添加的元素。然而，高于0.10质量％的过量Al增加非金属夹杂物，造成韧性降低并产生表面缺陷。N0～0.10质量％N是一种加速形成奥氏体相、同时抑制高温区中形成δ-铁素体的奥氏体构成物。但是，高于0.10质量％的过量N使得在退火状态中存在残余奥氏体。该残余奥氏体造成在将不锈钢板塑性成形成产品型钢时不利的应变致马氏体转变，导致产生应变。此外，当N增加时，在退火状态中降低冷轧不锈钢板的延展性。Mo0～1.0质量％Mo是一种对耐蚀性有效的合金化元素，但高于1.0质量％的过量Mo由于其对固溶硬化和动态再结晶的作用，降低不锈钢带材的热加工性。Cu不大于2.0质量％Cu是一种来自原材料如金属废料的包含在不锈钢中的杂质。由于过量Cu降低不锈钢的热加工性和耐蚀性，Cu含量被定为2.0质量％或更少。Ti0.01～0.50质量％、Nb0.01～0.50质量％V0.01～0.30质量％、以及Zr0.01～0.30质量％Ti、Nb、V和Zr是对加工性和韧性有效的元素。在钢基质中，Ti、Nb和V将溶解的C稳定成碳化物，而Zr吸收O为氧化物。这些元素的比例优选地被定为Ti0.01～0.50质量％、Nb0.01～0.50质量％、V0.01～0.30质量％以及Zr0.01～0.30质量％，因为过量添加这些元素降低不锈钢带材的生产率。B0.0010～0.0100质量％B是一种将转变晶粒均匀地分散在热轧钢板中并在双相退火时使转变晶粒减至最少的元素。0.0010质量％或更高典型地表明了B的作用，但高于0.0100质量％的过量B降低不锈钢带材的热加工性和可焊性。Y0～0.02质量％、Ca0～0.05质量％和REM0～0.1质量％Y、Ca和REM是对热加工性有效的合金化元素，但过量添加这些元素引起表面缺陷。在这一意义上，Y、Ca和REM的上限分别被优选地定为0.02、0.05和0.1质量％。为了抑制在马氏体转变中产生的应变和体积膨胀对发生吕德斯带的作用，除特定的合金化设计外，控制马氏体转变时金相结构、在先的奥氏体晶粒和膨胀率。金相结构马氏体晶粒20～85体积％以及其余为铁素体晶粒。室温时马氏体晶粒20～85体积％的比例相应于高温区奥氏体晶粒的相同百分比例。在冷却至室温阶段高温奥氏体相转变成马氏体相，但来自转变时马氏体相的位错和体积膨胀的转变应变被引入冷却的不锈钢带材中。通过将在先的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用作钢带的双相不锈钢带材，该带材具有：　　　　由０．０４～０．１５质量％的Ｃ、１０．０～２０．０质量％的Ｃｒ、０．５～４．０质量％的Ｎｉ以及余量除不可避免的杂质外是Ｆｅ组成的化学组成；　　　　由２０～８５体积％马氏体晶粒和其余为带有尺寸被控制到１０μｍ或更小的在先奥氏体晶粒的铁素体晶粒组成的转变结构，以及　　　　硬度为ＨＶ３００或更高。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：富村宏纪，藤本广，森本宪一，平松直人，
申请(专利权)人：日新制钢株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]