耐腐蚀性优异的马氏体系不锈钢制造技术

技术编号:3964559 阅读:145 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术廉价地提供一种耐腐蚀性优异的马氏体系不锈钢,其特征在于具有由下述成分构成的钢组成:以质量%计,C:0.03~0.25%、Si:0.25~0.60%、Mn:2.00%以下、P:0.035%以下、S:0.01%以下、Cr:11.0~15.5%、Ni:0.60%以下、Cu:0.80%以下、Sn:0.03~0.15%、V:0.10%以下、Al:0.03%以下、N:0.01~0.08%、剩余部分为Fe及不可避免的杂质,并且Sn与N的范围满足下述(A)式,且利用淬火或淬火回火使硬度为300~600HV。其中,Sn、N为质量%。MCI=0.0016-(0.65Sn-0.059)2+(N-0.050)2≥0????(A)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及淬火后或者淬火回火后的耐腐蚀性优异的马氏体系不锈钢。更详细地 说,本专利技术涉及用于制造西餐刀具或织布机部件、工具、二轮盘式制动器等、且在具有规定 硬度时也具有优异的耐腐蚀性的马氏体系不锈钢。
技术介绍
当简单地表征马氏体系不锈钢的以一般用途使用的钢种(JIS标准)时,西餐刀 具(餐刀)或剪子、织布机部件、游标卡尺等工具中一般使用SUS420J1、SUS420J2钢,在需 要更高硬度的洋式菜刀或水果刀等中使用SUS440A钢。另外,在二轮盘式制动器或钢筋等 结构部件中一般使用SUS410钢。其原因在于在这种用途中,难以使用用于防锈的镀覆或 者涂覆、防锈油,需要耐磨耗、高硬度。这些马氏体系不锈钢的标准用C量来进行规定,分 为 SUS410 是 C 0. 15% 以下、Cr 11. 5 13. 5% ;SUS420J1 是 C :0. 16 0. 25%,Cr 12 14 % ;SUS420J2 是 C 0. 26 0. 40 %、Cr 12 14 % ;SUS440A 是 C 0. 60 0. 75 %、Cr 16 18%。C量越高,则可获得越高的淬火硬度,但由于制造性和淬火后的韧性降低,因此 对于SUS410系而言以淬火状态进行使用,SUS420系一般在淬火后进行回火来改善靭性。对于这些不锈钢的耐腐蚀性而言,一般用成分来进行表征,已知添加Cr、Mo、N会 使耐腐蚀性提高。对于各元素的效果进行了很多研究,对于马氏体系不锈钢而言,有报告指 出可以用耐孔蚀性指数PRE = Cr+3. 3Mo+16N来进行表征,该值越大,则耐腐蚀性越高。另 外,该钢有时在淬火后进行研磨来使用,因此还需要降低A1等的含量,避免形成大型夹杂 物,从而提高研磨性。通过专利文献对这些认知进行说明。首先日本特开平5-287456号公报中记载了 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。氮是一种除了对提高耐腐蚀性有效之外、对拓宽奥氏体区也有效的廉价元素,但 在熔融铸造时,超过固溶度极限的氮会产生气泡,无法获得完整的钢坯,从而存在问题。氮 的固溶度极限随钢的成分组成或气氛的气压而改变。作为成分,Cr、C量的影响很大,有报告 指出当在大气压下铸造SUS420J1、SUS420J2等马氏体系不锈钢时,氮的溶解量约为0. 1% 左右。日本特开2005-163176号公报中也记载了作为没有针孔缺陷的马氏体系不锈钢,使 N 为 0. 06 0. 10%。作为用于获得更高耐锈性的尝试,还开发出在超过大气压的高压力下进行铸造的 技术。例如,日本特开2005-248263号公报中记载了在能够加压的熔融炉中进行熔融铸造 的含有N:0. 40% 0. 80%, Cr :13. 0% 20. 0%、Mo 0. 2% 4. 0%的马氏体系不锈钢。如此,提出了各种兼顾耐锈性和制造性的马氏体系不锈钢。但是,根据本专利技术人等的研究,在之前提到的日本特开平5-287456号公报中提高 耐锈性的Mo不仅是昂贵的元素,而且还会缩小奥氏体单相温度范围、即淬火加热温度范 围,因此存在有损淬火性的问题。另外,通过添加大量的合金元素,在淬火后会产生残留奥氏体,有时需要深冷处理。另外,由于回火软化阻力提高,因此在制造工序中回火所需的热 处理时间需要长时间,具有生产率降低的问题。另外,日本特开2005-163176号公报中记载的方法、即为了在不产生针孔缺陷的 情况下提高耐腐蚀性而添加0. 06% 0. 10%氮的技术,在日本特开平5-287456号公报 中也同样地进行了,虽然伴随氮的添加,耐腐蚀性提高,但由于固溶氮量严重影响着淬火硬 度,因此需要严密地控制氮量,存在制造麻烦的问题。另外,利用固溶氮的耐腐蚀性的提高 即便是添加0. 1 % N,换算成Cr量时,也不过是1. 6%的效果,因此作为耐腐蚀性的提高手段 并不充分。进而,在日本特开2005-248263号公报中记载的方法中,由于对铸造气氛进行加 压,因此除了需要专用设备之外,还存在不适于大量生产的问题。
技术实现思路
一般来说,不锈钢的耐腐蚀性用其成分组成进行表征,用PRE = Cr+3. 3MO+16N的 指标进行表征,该数值越高则具有越高的耐腐蚀性。此时的耐腐蚀性是指在中性的氯化物 水溶液环境中的耐腐蚀性,作为评价方法,例如可以举出JIS G0577规定的不锈钢的孔蚀电 位测定方法、JISZ2371规定的盐水喷雾试验方法等。但是,除了用于化学、食品工厂或热水 器等储水槽、海滨环境中的用途之外,即在日常的室内环境中暴露于高浓度氯化物水溶液 的可能性极小,如用作西餐刀具的SUS420J1钢那样,以13%左右的Cr量即可获得充分的耐 腐蚀性。另外,对于二轮盘式制动器而言,以12%的Cr即可获得充分的耐腐蚀性。然而,这些马氏体系不锈钢难以承受缝隙腐蚀,例如对于二轮盘式制动器用 的SUS410系钢种而言,易于发生以端面涂饰部和母材的缝隙为起点的腐蚀。另外,在 SUS420J1或SUS420J2钢的工具或刀具等中也存在在部件之间的接触部或者由于组装结构 所形成的缝隙部处发生腐蚀的问题。本专利技术鉴于此现状,课题在于廉价地提供即便在形成了缝隙结构的情况下耐腐蚀 性也良好的马氏体系不锈钢板。本专利技术人等为了解决上述课题,针对成分组成对马氏体系不锈钢的耐腐蚀性的影 响进行了调查,发现添加微量的Sn大大提高了马氏体系不锈钢的耐腐蚀性;该Sn所导致的 耐腐蚀性提高在淬火硬度以维氏硬度计为300 600的范围内显著地呈现,并且为了获得 良好的耐锈性,控制淬火或者淬火回火后的硬度是非常重要的。本专利技术的主旨如下所述。一种耐腐蚀性优异的马氏体系不锈钢,其特征在于具有由下述成分构成的钢组 成以质量%计,c :0. 03 0. 25%,Si 0. 25 0. 60%,Mn 2. 0% 以下、P 0. 035% 以下、S 0. 010% 以下、Cr 11. 0 15. 5%, Ni 0. 60% 以下、Cu 0. 80% 以下、Mo 0. 05% 以下、Sn 0. 03 0. 15%,V 0. 10%以下、A1 0. 03%以下、N :0. 01 0. 08%、剩余部分为Fe及不可 避免的杂质,并且Sn与N的范围满足表示马氏体耐腐蚀性指数MCI的下述(A)式,且淬火 硬度以维氏硬度计为300 600HV。MCI = 0. 0016-(0. 65Sn-0. 059)2+(N_0. 050)2 彡 0 (A)其中,Sn、N为质量%。通过在马氏体系不锈钢中添加0. 03 0. 15%的Sn,并将淬火或淬火回火后的硬 度以维氏硬度计控制在300 600HV,可以在不特意添加昂贵的Mo的情况下,且不需要加压铸造等特殊的铸造设备地在大气压下以能够制造的水平的氮量廉价地提供耐腐蚀性优异 的马氏体系不锈钢。附图说明图1为表示硬度和添加Sn对耐腐蚀性的影响的图。 具体实施例方式以下详细地说明本专利技术。本专利技术人等在对马氏体系不锈钢的耐腐蚀性提高方法进行各种研究的过程中发 现,对于特定的马氏体系不锈钢而言,添加微量的Sn是有效的。S卩,Sn通过与适量的氮共 存,具有本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种耐腐蚀性优异的马氏体系不锈钢,其特征在于,具有由下述成分构成的钢组成:以质量%计,C:0.03~0.25%、Si:0.25~0.60%、Mn:2.0%以下、P:0.035%以下、S:0.010%以下、Cr:11.0~15.5%、Ni:0.60%以下、Cu:0.80%以下、Mo:0.05%以下、Sn:0.03~0.15%、V:0.10%以下、Al:0.03%以下、N:0.01~0.08%、剩余部分为Fe及不可避免的杂质;并且Sn和N的范围满足下述(A)式,且淬火硬度或淬火回火所产生的硬度以维氏硬度计为300~600HV,MCI=0.0016-(0.65Sn-0.059)↑[2]+(N-0.050)↑[2]≥0(A)其中,Sn、N为质量%。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:寺冈慎一坂本俊治
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]

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