具有优良耐点蚀性的高硬度马氏体不锈钢制造技术

具有优良耐点蚀性的高硬度马氏体不锈钢，所述钢基本上由下列成、计，、的范围要满足下列等式（３）所表示的关系式，下面等式（１）限定的Ａ值不大于１０，下面等式（２）限定的Ｂ值不低于２０：　……（１）（其中Ａ值是通过设定那些不以零加入的选择成分而进行计算的）……（２）（其中Ｂ值是通过设定那些不以零加入的选择元素而进行计算的）＞０．２……（３）２、具有优良耐点蚀性的高硬度马氏体不锈钢，所述钢基本由下列成分、、不低于１１．０％但低于、不低于、和余量铁，下面等式（１）限定的Ａ值不大于１０，下面等式（２）限定的Ｂ值不低于２０：……（１）（其中Ａ值是通过设定那些不以零加入的选择元素而进行计算的）……（２）（其中Ｂ值是通过设定那些不以零加入的选择元素而进行计算的）。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及具有优良耐点蚀性的高硬度马氏体不锈钢，它适于需要优良耐蚀性，尤其是耐点蚀性和高硬度的产品中用作原料，这些产品如钉、螺栓、螺纹刀具、弹簧等等，它们用于户外而可能接触自来水、雨水、冷凝的露水或类似物质，包括用于塑料模制的模具，塑料注模机的部件等。到目前为止，已经看到，含碳量较高的碳钢或低合金钢已被广泛用作需要高硬度的钉、螺栓、螺纹刀具、弹簧等的原料。但由于有助于耐蚀性的合金元素如Cr的含量在那些类型的钢中是低的，所以甚至在接触自来水、雨水、冷凝露水或类似物质腐蚀性较低的情况下，钢仍然会易于锈蚀。这样人们遇到了外观和强度降低相结合的难题。另一方面，不锈钢被用于要求有耐蚀性的场合。以例如SUS 304或SUS316为代表的奥氏体不锈钢，虽然具有良好的耐腐蚀性，但有大量的加工硬化和低劣的冷加工性而且即使进行相当难处理的冷加工时，其最大硬度是约43 HRC。因此，奥氏体不锈钢不适合用于要求高硬度的场合。另外，以例如SUS 430为代表的铁素体不锈钢虽然加工硬化少，而且较易于进行冷加工，但其硬度非常低。因此，铁素体不锈钢也不宜用于要求高硬度的场合。同时，已知马氏体不锈钢是具有高硬度的不锈钢。然而，即使是已能达到广泛用于汽车和其它工业领域的典型材料的SUS 410在耐腐蚀性和硬度这两点上仍不能令人满意，因为耐腐蚀性尚不能达到足够的水平，而且硬度最多也仅约42 HRC。目前有硬度非常高的马氏体不锈钢SUS 440 C。这种钢的C含量高达约1％而因此能具有不低于58 HRC的硬度，然而作为不锈钢它的耐腐蚀性却不能令人满意。此外，不锈钢通常是比较耐腐蚀的，但有可能以小点的形式局部腐蚀，即发生所谓的点腐蚀，尽管作为整体腐蚀是较少的。这就产生了一个问题，高硬度材料的钢易于从腐蚀的点开始发生断裂。另外，日本专利公开号57-70265推荐一种高硬度的马氏体不锈钢，而日本专利公开号6-264194推荐一种具有良好耐腐蚀性的马氏体不锈钢和钻孔的自攻螺钉。公开在日本专利公开号57-70265中的马氏体不锈钢含有1.0-3.0％的Cu和不大于0.2％的Ni，如有必要还加有0.5-3.0％的Mo。然而，尽管所加的Ni量少，但由于铜含量高，所以使这种钢一直存在着热加工性不能达到满意程度的问题。根据组分的组合而定，δ铁素体易于形成，而在这种情况下，就会引起耐点蚀性恶化的问题。另外，日本专利公开号6-264194推荐的马氏体不锈钢不含Cu，但Ni和Mo的含量比较高。然而这种钢也有问题，即在一次退火处理情况下，退火后的硬度不能充分地降低，因为Ni含量高。为此，退火处理需要重复若干次，这样就使工艺过程比较复杂。况且，即使在退火处理重复若干次以后，硬度也不会降到令人满意的程度，以致难于进行难处理的冷成型。由于上述，目前存在着对马氏体不锈钢的要求，要求这种钢易于经受热加工和冷成型，而且具有优良的耐点蚀性以及淬火和回火后的高硬度。专利技术的公开本专利技术的目的是提供价廉的马氏体不锈钢，它具有优良的热加工性，并无需复杂的退火处理就能进行冷成型，并能同时具有优良的耐点蚀性和在淬火和回火后有高硬度。本专利技术者为达到优良的热加工性、优良的冷成型性、和高硬度以及优良的耐点蚀性的目的，对含13％Cr的马氏体不锈钢进行了大量的研究。结果，在淬火和回火后发现了下列事实。为了提高耐点蚀性，加入少量Cu是非常有效的，同时Mo和N作为主要成分加入。Mo的加入能使δ铁素体易于产生并降低耐点蚀性和热加工性。因此有必要加入少量的Ni和大量的N，以便抑止有害的δ铁素体的产生。本专利技术的另一特征是使合金成分适当地平衡，致使由下面等式(1)限定的代表Cr当量的A值，能保持低值以便抑止δ铁素体的产生，而由下面等式(2)限定的B值，保持高值，以便提高耐点蚀性A＝-40C+6Si-2Mn-4Ni+Cr+4Mo+2W-2Cu-30N+11V+10Ti+5Nb ……(1)(其中A值是通过设定那些不以零加入的选择成分而进行计算的)B＝Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N ……(2)(其中B值是通过设定那些不以零加入的选择成分而进行计算的)。在上述合金成分中，Cu的加入不仅对改进耐点蚀性有效而且对冷加工性也有效。根据这一观点，要求含Cu量尽可能的高。但是如果Cu含量过高，则产生热加工性恶化的问题。本专利技术再有一个特征是在含有具有降低热加工性倾向的成分如Mo和N的13％Cr的高硬度马氏体不锈钢中，加入在各自特定范围的Ni和Cu，同时对于Ni与Cu的含量比要满足Ni/Cu＞0.2的关系式，以致除了能达到良好的耐点蚀性和冷加工性外，还能达到令人满意的热加工性。本专利技术再有一个特征是加入大量的N，同时保持C含量在比较低的适当的范围内，以便能获得高硬度而不降低耐点蚀性。具体地说，本专利技术第一方面是涉及具有优良耐点蚀性的高硬度马氏体不锈钢，按重量计，该种钢基本上由下列成分组成大于0.15％但不大于0.40％的C、不大于2.0％的Si、不大于2.0％的Mn、不低于11.0％但低于15.0％的Cr、以Mo+1/2W计，1.0-3.0％的Mo或Mo和W、0.02-0.15％的N、0.1-1.5％的Ni、0.1-2.0％的Cu、和余量的铁，所含Ni和Cu的范围要满足下列等式(3)所表示的关系式，由下列等式(1)确定的A值不大于10，由下列等式(2)确定的B值不低于20A＝-40C+6Si-2Mn-4Ni+Cr+4Mo+2W-2Cu-30N+11V+10Ti+5Nb ……(1)(其中A值是通过设定那些不以零加入的选择成分而进行计算的)B＝Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N ……(2)(其中B值是通过设定那些不以零加入的选择成分而进行计算的)Ni/Cu＞0.2 ……(3)作为优选组成，根据本专利技术的第一方面，具有优良耐点蚀性的高硬度马氏体不锈钢，按重量计，基本上由下列成分组成大于0.15％而不大于0.40％的C、不大于2.0％的Si、不大于2.0％的Mn、大于0.2％但低于1.0％的Ni、不低于11.0％而低于15.0％的Cr、以Mo+1/2W计，1.0-3.0％的Mo或Mo和W、不低于0.1％但低于1.0％的Cu、0.02-0.15％的N、和余量的铁，由下面等式(1)确定的A值不大于10，由下文等式(2)确定的B值不低于20A＝-40C+6Si-2Mn-4Ni+Cr+4Mo+2W-2Cu-30N+11V+10Ti+5Nb ……(1)(其中A值是通过设定那些不以零加入的选择成分而进行计算的) B＝Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N ……(2)(其中B值是通过设定那些不以零加入的选择成分而进行计算的)。作为更好的组成，根据本专利技术的第一方面具有优良耐点蚀性的高硬度马氏体不锈钢，按重量计，基本由下列成分组成0.20-0.35％的C、不大于2.0％的Si、不大于2.0％的Mn、0.3％-0.75％的Ni、不低于11.0％但低于15.0％的Cr、以Mo+1/2W计，1.0-3.0％的Mo或Mo和W、不低于0.1％但低于1.0％的Cu、0.02-0.15％的N、和余量的铁，由下等式(1)确定的A值不大于10，由下等式(2)确定的B值不低于20A＝-40C+6Si-2Mn-4Ni+C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：上原利弘，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：