铁素体系不锈钢制造技术

本发明专利技术提供一种铁素体系不锈钢，其特征在于：化学成分以质量％计含有C：0.001～0.02％以下、Si：0.02～1.5％以下、Mn：1.5％以下、P：0.040％以下、S：0.006％以下、Cr：10～25％、Al：0.01～0.20％、Ti：0.35％以下、Nb：0.70％以下、O：0.0005～0.010％、N：0.005～0.025％、Ca：0.0030％以下，在含有CaO的最大直径为2μm以上的夹杂物中，在外周部伴有1种或两种以上的M(C,N)，且M(C,N)部的合计面积比例为40％以上的夹杂物的个数比例为70％以上；M(C,N)表示元素M的碳氮化物，M为选自Ti、Nb、Cr中的1种或两种以上的元素。种以上的元素。种以上的元素。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铁素体系不锈钢


[0001]本专利技术涉及一种耐锈蚀性优异的铁素体系不锈钢。

技术介绍

[0002]不锈钢一般不进行涂装等，以无垢的原状供于实用，因此以在钢材表面露出的CaS为起点的生锈成为问题。作为CaS的生成机理，已知有在钢水中结晶析出的方式和在凝固完成后的铸坯加热等时通过含有CaO的夹杂物与含在母材中的S反应而生成的方式。前者的方式通过近年来的精炼能力的提高而能够稳定地实现低S化，因而成为问题的情况减少，另一方面，后者的方式现在大多仍成为问题，作为抑制这些问题的尝试，已知有控制熔炼条件的方法。
[0003]例如，专利文献1中公开了一种方法，其通过将精炼结束时的熔渣中的CaO浓度控制在35％以下来抑制S向CaO的集聚，此外通过使MgO浓度在30％以下，生成与CaS点阵匹配性良好的固相MgO，来防止CaS容易析出，从而可制造耐锈蚀性优异的高Al不锈钢。
[0004]专利文献2及专利文献3中提供一种铁素体系不锈钢，其特征在于：通过将用X值表示的有关夹杂物组成的式中的值设定在一定值以下，而且以满足包含[Ca]、[S]、[Al]、T.[O]的式的方式进行精炼，来抑制CaS生成，减少生锈。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开平5
‑
339620号公报
[0008]专利文献2：日本特开2012
‑
184494号公报
[0009]专利文献3：日本特开2014
‑
162948号公报

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的课题
[0011]但是，在上述技术中存在不能解决的课题。
[0012]专利文献1的技术由于需要使熔渣的CaO浓度处于低位，所以即便是高Al的成分系，为了稳定地进行脱氧，也需要慎重地进行控制等，使操作负荷增大。此外，脱硫行为也容易不稳定，反而生成CaS及其它硫化物，有时还使耐锈蚀性恶化。
[0013]在专利文献2及专利文献3的技术中，在熔渣组成及钢水中有关Ca及S浓度的制约较多，精炼负荷增大造成的成本上升成为问题。
[0014]于是，本专利技术鉴于上述现状存在的问题，其课题在于提供一种CaS少、耐锈蚀性优异的铁素体系不锈钢。
[0015]用于解决课题的手段
[0016]本专利技术是为了解决如上所述残存的课题而完成的，其主旨如下所述。
[0017][1]一种铁素体系不锈钢，其特征在于，化学成分以质量％计含有C：0.001～0.02％、Si：0.02～1.5％、Mn：1.5％以下、P：0.040％以下、S：0.006％以下、Cr：10～25％、
Al：0.01～0.20％、O：0.0005～0.010％、N：0.005～0.025％、Ca：0.0030％以下，进而含有Ti：0.35％以下、Nb：0.70％以下中的一方或双方，剩余部分包括Fe及杂质；在含有CaO的最大直径为2μm以上的夹杂物中，在外周部伴有1种或两种以上的M(C,N)，且M(C,N)部的面积率为40％以上的夹杂物的个数比例为70％以上；
[0018]这里，M(C,N)表示元素M的碳氮化物，M为选自Ti、Nb、Cr中的1种或两种以上的元素，作为其它元素的合计也可以含有低于1％。
[0019][2]根据上述[1]所述的铁素体系不锈钢，其特征在于，除上述[1]所述的化学成分以外，替代所述Fe的一部分，以质量％计含有V：2.0％以下、Zr：0.0050％以下、B：0.0001～0.0020％、Ga：0.010％以下中的1种或两种以上，所述M(C,N)的元素M为选自Ti、Nb、Cr、V、Zr、B、Ga中的1种或两种以上的元素。
[0020][3]根据上述[1]或[2]所述的铁素体系不锈钢，其特征在于，替代所述Fe的一部分，以质量％计进一步含有Mo：2.0％以下、Mg：0.0030％以下、REM：0.01％以下、Ta：0.001～0.100％、Ni：0.1～2.0％、Sn：0.01～0.50％、Cu：0.01～2.00％、W：0.05～1.00％、Co：0.10～1.00％、Sb：0.01～0.30％中的1种或两种以上。
[0021]能够提供一种以含有CaS的夹杂物为起点的生锈较少的铁素体系不锈钢。
附图说明
[0022]图1是表示M(C,N)部的面积率与被覆率的关系的图示。
[0023]图2是表示满足本专利技术条件的夹杂物的比例与SST试验结果的关系的图示。
[0024]图3是表示成为本专利技术对象的夹杂物的观察面及夹杂物尺寸的测定方法的图示。
[0025]图4是在夹杂物的外周部伴有M(C,N)部的夹杂物的示意图。
具体实施方式
[0026]以下，对本专利技术的内容详细地进行说明。
[0027]<CaS的形成(铸坯阶段)>
[0028]首先，对以致完成了本专利技术构思的实验进行叙述。
[0029]一般认为成为不锈钢生锈的起点的CaS即使在铸坯阶段即炼钢阶段不存在，也如前所述在热轧前的铸坯加热时通过母材中S的扩散，与夹杂物中的CaO反应而生成。
[0030]于是，调査了铸坯加热条件对CaS生成所产生的影响。从具有各种成分的铁素体系不锈钢铸坯切下试样，在大气气氛下，在按1000～1300℃的条件加热5分钟～3小时后进行空冷，切出适当的断面，采用镜面抛光进行研磨。
[0031]对随机选择的最大直径为5μm以上的20个夹杂物，采用EPMA测定颜色深浅分布，确认CaS的生成状况。其结果是，得知加热条件越是高温下长时间，则CaS生成越显著，此外即使在高温下若为5分钟左右的短时间，则不会生成CaS。由此还得知，作为包括可发生CaS生成的加热的工序，退火等短时间的加热可排除在外。
[0032]此外还得知：在长时间加热的条件下，在[S]≤5ppm那样的S极低的试样中，较少生成CaS，但在不是那样的情况([S]＞5ppm的情况)下，有时在同一的试样中存在CaS显著生成的夹杂物和CaS完全不生成的夹杂物。
[0033]进一步详细地进行了调査，可知CaS完全不生成的夹杂物在含有CaO的夹杂物的周
围被覆着碳化物和氮化物、碳氮化物等。如前所述，CaS由于通过含在母材中的S扩散，与夹杂物中的CaO反应而生成，所以一般认为通过被覆夹杂物的周围的碳化物和氮化物、碳氮化物而物理地遮断S的扩散，结果抑制了CaS的生成。
[0034]接着，对存在于含有CaO的夹杂物的外周部的碳化物和氮化物、碳氮化物进行了调査，结果得知C、N以外的元素为Ti、Nb、Cr、V、Zr、B、Ga等。这些元素有时为接近纯物质的组成，也有时为多种碳化物及氮化物固溶的状态。因此，以下不区别碳化物、氮化物、碳氮化物而将其表示为M(C,N)。如前所述，M并不局限于1种，有时也为两种以上。此外，存在于含有CaO的夹杂物的外周部的M(C,N)有时也是两相以上共存。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种铁素体系不锈钢，其特征在于，化学成分以质量％计含有：C：0.001～0.02％、Si：0.02～1.5％、Mn：1.5％以下、P：0.040％以下、S：0.006％以下、Cr：10～25％、Al：0.01～0.20％、O：0.0005～0.010％、N：0.005～0.025％、Ca：0.0030％以下，进而含有Ti：0.35％以下及Nb：0.70％以下中的一方或双方，剩余部分包括Fe及杂质；在钢表面中，在含有CaO的最大直径2μm以上的夹杂物中，在外周部伴有1种或两种以上的M(C,N)，且M(C,N)部的面积率为40％以上的夹杂物的个数比例为70％以上；这里，M(C,N)表示元素M的碳氮化物，M为选自Ti、Nb、Cr中的1种或两种以上的元素，作为其它元素的合计也可以含有低于1％。2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：福元成雄，三平启，金子农，井上宜治，
申请(专利权)人：日铁不锈钢株式会社，
类型：发明
国别省市：