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不锈冷轧钢板用原材及其制造方法

阅读:753发布:2020-10-03

专利汇可以提供不锈冷轧钢板用原材及其制造方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供适合于制造耐 腐蚀 性优良、而且成形性和耐起皱性优良的 铁 素体系不锈 钢 冷轧 钢板的 不锈钢 冷轧钢板用原材及其制造方法。一种不锈钢冷轧钢板用原材,其具有:以 质量 %计含有C:0.005~0.030%、Si:0.05~1.00%、Mn:0.05~1.00%、P:0.040%以下、S:0.030%以下、Al:0.001~0.150%、Cr:10.8~14.4%、Ni:0.01~2.50%和N:0.005~0.060%、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成;和含有以面积率计为10~90%的 马 氏体相、余量由铁素体相构成的组织。,下面是不锈冷轧钢板用原材及其制造方法专利的具体信息内容。

1.一种不锈冷轧钢板用原材,其具有:
质量%计含有C:0.005~0.030%、Si:0.05~1.00%、Mn:0.05~1.00%、P:0.040%以下、S:0.030%以下、Al:0.001~0.150%、Cr:10.8~14.4%、Ni:0.01~2.50%和N:0.005~0.060%、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成;和
含有以面积率计为10~90%的氏体相、余量由素体相构成的组织。
2.如权利要求1所述的不锈钢冷轧钢板用原材,其具有以质量%计还含有选自Co:0.01~0.50%、Cu:0.01~0.80%、Mo:0.01~0.30%和W:0.01~0.50%中的一种或两种以上的成分组成。
3.如权利要求1或2所述的不锈钢冷轧钢板用原材,其具有以质量%计还含有选自Ti:
0.01~0.30%、V:0.01~0.10%、Zr:0.01~0.10%和Nb:0.01~0.30%中的一种或两种以上、并且下述式(1)的值为0.0以下的成分组成,
54×(Ti+V+Zr+Nb)-5×Mn-19×Ni+1.0…式(1)
其中,所述式(1)中的各元素符号表示各元素的质量%含量,不含有的元素设为0。
4.如权利要求1~3中任一项所述的不锈钢冷轧钢板用原材,其具有以质量%计还含有选自B:0.0003~0.0030%、Mg:0.0005~0.0100%、Ca:0.0003~0.0030%、Y:0.01~0.20%和稀土金属REM:0.001~0.100%中的一种或两种以上的成分组成。
5.如权利要求1~4中任一项所述的不锈钢冷轧钢板用原材,其具有以质量%计还含有选自Sn:0.001~0.500%和Sb:0.001~0.500%中的一种或两种的成分组成。
6.一种不锈钢冷轧钢板用原材的制造方法,其是权利要求1~5中任一项所述的不锈钢冷轧钢板用原材的制造方法,其中,对具有所述成分组成的钢坯进行热轧,制成热轧板,对所述热轧板进行在900℃以上且1100℃以下的温度范围内保持5秒钟~15分钟的热轧板退火

说明书全文

不锈冷轧钢板用原材及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及适合于制造耐腐蚀性优良、而且成形性和耐起皱性优良的素体系不锈钢冷轧钢板的不锈钢冷轧钢板用原材及其制造方法。

背景技术

[0002] 铁素体系不锈钢板不含有大量Ni,因此,与奥氏体系不锈钢板相比是廉价且价格稳定性优良的材料,而且是耐生锈性优良的材料,因此被用在建筑材料、运输设备、家电产品等各种各样的用途中。特别是,与奥氏体系不锈钢板不同,具有磁性,因此在能够应对IH(感应加热)方式的烹调器具中的应用增加。以锅等为代表的烹调器具大多通过鼓凸加工来成形。因此,为了成形为预定形状,需要充分的伸长率。
[0003] 另一方面,对于铁素体系不锈钢板而言,存在成形时经常在表面产生损害美观的表面凹凸(起皱)的问题。对于表面外观大大地影响商品价值的烹调器具而言,在产生起皱的情况下,成形后需要除去凹凸的研磨工序。即,产生大的起皱时,存在制造成本增加的问题。需要说明的是,通常,铁素体系不锈钢板具有如下倾向:施加大的应变、即实施严苛的加工时,出现大的起皱。
[0004] 近年来,随着家庭用烹调器具的形状的多样化,要求能够实施比以往更严苛的加工的铁素体系不锈钢板。即,要求具有更高的伸长率的铁素体系不锈钢板。另一方面,对于家庭用烹调器具,还要求制造成本的低廉化。即,还要求减少了导致制造成本增加的起皱的铁素体系不锈钢板。出于上述情况,要求具有更高的伸长率、并且在施加比以往更大的应变的情况下起皱也充分小的铁素体系不锈钢板。
[0005] 对于上述问题,例如,在专利文献1中公开了一种成形性优良的铁素体系不锈钢板,其特征在于,以质量%计,含有C:0.02~0.06%、Si:1.0%以下、Mn:1.0%以下、P:0.05%以下、S:0.01%以下、Al:0.005%以下、Ti:0.005%以下、Cr:11~30%、Ni:0.7%以下,并且满足0.06≤(C+N)≤0.12、1≤N/C和1.5×10-3≤(V×N)≤1.5×10-2(C、N、V分别表示各元素的质量%)。
[0006] 另外,在专利文献2中公开了一种耐起皱性和加工性优良的铁素体系不锈钢板的制造方法,其特征在于,所述铁素体系不锈钢板以重量%计含有0.15%以下的C、13~25%的Cr,将该钢的热轧板在奥氏体和铁素体相共存的930~990℃的范围内进行10分钟以内的退火,由此,使组织为氏体相与铁素体相的双相组织,接着,进行冷轧,将冷轧板在750~860℃的范围内进行退火。
[0007] 另外,在专利文献3中公开了一种不锈钢冷轧钢板用原材,其以质量%计含有C:0.007~0.05%、Si:0.02~0.50%、Mn:0.05~1.0%、P:0.04%以下、S:0.01%以下、Cr:
15.5~18.0%、Al:0.001~0.10%、N:0.01~0.06%,余量由Fe和不可避免的杂质构成,并且,具有以面积率计为10~60%的马氏体相且余量由铁素体相构成的金属组织,此外,具有上述马氏体相的硬度由铁素体相构成的金属组织,此外,上述马氏体相的硬度为HVS00以下。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1:日本专利第3584881号公报
[0011] 专利文献2:日本特公昭47-1878号公报
[0012] 专利文献3:国际公开第2015/111403号

发明内容

[0013] 发明所要解决的问题
[0014] 在专利文献1所公开的发明中,基于施加了20%的预应变的试验片来评价起皱,对于施加了更严苛的加工时的起皱没有进行充分的评价。本发明人利用专利文献1所记载的方法制作了多个钢板,利用后述的方法对施加了23%的预应变时的起皱高度进行了评价。但是,对于任一个钢板而言,都没有得到优良的耐起皱性。
[0015] 另外,在专利文献2所公开的发明中,没有记载为了评价起皱而施加的预应变。本发明人利用专利文献2所记载的方法制作了多个钢板,利用后述的起皱评价方法对施加了23%的预应变时的起皱高度进行了评价。其结果是,对于任一个钢板而言,都没有得到优良的耐起皱性。另外,在该发明中,没有记载伸长率的评价中所使用的试验片的形状。所得到的伸长率的值根据评价中所使用的试验片的形状而发生变化是公知的事实。本发明人利用专利文献2所记载的方法制作了多个钢板,利用后述的拉伸试验方法对钢板的断裂伸长率进行了评价。其结果是,对于任一个钢板而言,都没有得到优良的成形性。
[0016] 另外,本发明人利用专利文献3所记载的方法制作了多个钢板,利用后述的拉伸试验方法对钢板的断裂伸长率进行了评价。其结果是,对于任一个钢板而言,都没有得到优良的成形性。
[0017] 本发明是鉴于上述现状而开发的,目的在于提供适合于制造耐腐蚀性优良、而且成形性和耐起皱性优良的铁素体系不锈钢冷轧钢板的不锈钢冷轧钢板用原材及其制造方法。
[0018] 需要说明的是,“优良的耐腐蚀性”是指利用如下所述的方法测定的锈面积率为30%以下。更优选为20%以下。用于评价耐腐蚀性的腐蚀试验依据JASO M609-91实施。首先,作为试验方法,将试验片利用金刚砂研磨纸研磨至600目,洗后,在乙醇中进行5分钟的声波脱脂。然后,将盐水喷雾(5质量%NaCl水溶液、35℃)2h→干燥(60℃、相对湿度
40%)4h→湿润(50℃、相对湿度95%以上)2h设为一个循环,实施三个循环的腐蚀试验。试验后,对腐蚀面进行外观拍摄,针对试验片中心的30mm×30mm的区域,由所得到的照片通过图像分析计算出锈面积率。
[0019] 另外,“优良的成形性”是指通过如下所述的方法测定的钢板的断裂伸长率为28%以上。更优选为32%以上。为了评价断裂伸长率,首先裁取分别以轧制方向(L方向)、相对于轧制方向成45度的方向(D方向)、相对于轧制方向成直的方向(C方向)作为长度方向的依据JIS Z 2241的JIS 13号B拉伸试验片。然后,进行依据JIS Z 2241的拉伸试验,分别测定断裂伸长率(El)。计算出所得到的断裂伸长率的三个方向平均((L+2D+C)/4,其中,L、D、C为各方向的断裂伸长率(%)),作为钢板的断裂伸长率。
[0020] 另外,“优良的耐起皱性”是指利用如下所述的方法测定的钢板表面的起皱高度为3.0μm以下。更优选为2.5μm以下。进一步优选为2.0μm以下。为了测定钢板表面的起皱高度,首先,与轧制方向平行地裁取JIS 5号拉伸试验片。接着,使用#600的金刚砂纸对裁取的试验片的表面进行研磨后,赋予23%的拉伸应变。接着,在试验片的平行部的研磨面,沿着与轧制方向成直角的方向,利用激光位移计测定表面形状。测定长度为每一行16mm,以0.05mm的步幅测定高度。另外,将各行的间隔设定为0.1mm,合计测定50行。所得到的各行的形状数据使用高截滤波器波长为0.8mm、低截滤波器波长为8mm的汉宁(Hanning)窗函数型的FIR(有限脉冲响应,Finite Impulse Response)带通滤波器分别进行平滑化和波纹除去处理。
然后,基于进行处理后的各行的形状数据,排除各行两端各自2mm部分的数据,对各行测定JIS B 0601(2001年)中规定的算术平均波纹度Wa。将该算术平均波纹度Wa的50行的平均值作为钢板表面的起皱高度。
[0021] 需要说明的是,在以往的耐起皱性评价中,大多使用赋予了15%或20%的拉伸应变的试验片。但是,本发明设想了加工成比以往更复杂的形状的用途。因此,设想了进行严苛的加工的情况、即赋予了比以往更多的应变的情况,将对试验片赋予的拉伸应变设定为23%而进行评价。
[0022] 用于解决问题的方法
[0023] 针对上述问题,本发明人对适合于制造耐腐蚀性优良、而且成形性和耐起皱性优良的铁素体系不锈钢冷轧钢板的不锈钢冷轧钢板用原材及其制造方法进行了研究。其结果是得出了如下见解。
[0024] 使用对于适当成分的铁素体系不锈钢进行热轧后、在进行冷轧之前在形成铁素体相与奥氏体相的双相区的适当温度范围内进行退火而制造的不锈钢冷轧钢板用原材,然后,实施冷轧、冷轧板退火,由此,得到成形性和耐起皱性优良的铁素体系不锈钢冷轧钢板。
[0025] 具体而言,首先,在钢成分中,将C含量设定为0.030%以下,并且,将Cr含量设定为14.4%以下,并且,将N含量设定为0.060%以下。对具有上述成分的钢锭进行热轧,接着在形成铁素体-奥氏体双相区的900~1100℃内进行热轧板退火。在该热轧板退火中,按照使奥氏体相以面积率计为10~90%的方式调整钢成分。在本发明的钢成分范围内,该奥氏体相几乎全部在热轧板退火后的冷却过程中变为马氏体相。对于这样得到的含有马氏体相的状态的热轧退火板(冷轧钢板用原材),之后实施冷轧,由此,成为起皱的原因的团簇(具有类似的晶体取向的晶粒群)被破坏,并且,高效地对铁素体/马氏体晶界赋予轧制应变。然后进一步实施冷轧板退火,由此,如上所述高效地赋予轧制应变,并且钢中所含的Cr量、C量和N量足够低,因此,再结晶被促进。通过再结晶被促进的效果,在780~830℃的作为铁素体单相区的温度范围内,冷轧板充分地再结晶,得到具有优良的成形性的冷轧退火板(铁素体系不锈钢冷轧钢板)。另外,通过上述团簇破坏的效果,该冷轧退火板具有优良的耐起皱性。
[0026] 本发明立足于上述见解,其主旨构成如下所述。
[0027] [1]一种不锈钢冷轧钢板用原材,其具有:以质量%计含有C:0.005~0.030%、Si:0.05~1.00%、Mn:0.05~1.00%、P:0.040%以下、S:0.030%以下、Al:0.001~0.150%、Cr:10.8~14.4%、Ni:0.01~2.50%和N:0.005~0.060%、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成;和含有以面积率计为10~90%的马氏体相、余量由铁素体相构成的组织。
[0028] [2]如[1]所述的不锈钢冷轧钢板用原材,其具有以质量%计还含有选自Co:0.01~0.50%、Cu:0.01~0.80%、Mo:0.01~0.30%和W:0.01~0.50%中的一种或两种以上的成分组成。
[0029] [3]如[1]或[2]所述的铁素体系不锈钢板用原材,其具有以质量%计还含有选自Ti:0.01~0.30%、V:0.01~0.10%、Zr:0.01~0.10%和Nb:0.01~0.30%中的一种或两种以上、并且下述式(1)的值为0.0以下的成分组成。
[0030] 54×(Ti+V+Zr+Nb)-5×Mn-19×Ni+1.0…式(1)
[0031] 其中,上述式(1)中的各元素符号表示各元素的含量(质量%),不含有的元素设为0。
[0032] [4]如[1]~[3]中任一项所述的不锈钢冷轧钢板用原材,其具有以质量%计还含有选自B:0.0003~0.0030%、Mg:0.0005~0.0100%、Ca:0.0003~0.0030%、Y:0.01~0.20%和REM(稀土金属):0.001~0.100%中的一种或两种以上的成分组成。
[0033] [5]如[1]~[4]中任一项所述的不锈钢冷轧钢板用原材,其具有以质量%计还含有选自Sn:0.001~0.500%和Sb:0.001~0.500%中的一种或两种的成分组成。
[0034] [6]一种不锈钢冷轧钢板用原材的制造方法,其是上述[1]~[5]中任一项所述的不锈钢冷轧钢板用原材的制造方法,其中,对具有上述成分组成的钢坯进行热轧,制成热轧板,对上述热轧板进行在900℃以上且1100℃以下的温度范围保持5秒钟~15分钟的热轧板退火。
[0035] 发明效果
[0036] 根据本发明,可提供适合于制造耐腐蚀性优良、而且成形性和耐起皱性优良的铁素体系不锈钢冷轧钢板的不锈钢冷轧钢板用原材及其制造方法。

具体实施方式

[0037] 以下,对本发明具体地进行说明。
[0038] 本发明的不锈钢冷轧钢板用原材具有以质量%计含有C:0.005~0.030%、Si:0.05~1.00%、Mn:0.05~1.00%、P:0.040%以下、S:0.030%以下、Al:0.001~0.150%、Cr:10.8~14.4%、Ni:0.01~2.50%和N:0.005~0.060%、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成,并且,具有含有以面积率计为10~90%的马氏体相、余量由铁素体相构成的组织。通过使用本发明的不锈钢冷轧钢板用原材,能够制造耐腐蚀性优良、而且成形性和耐起皱性优良的铁素体系不锈钢冷轧钢板。
[0039] 首先,对于在本发明中将成分组成限定为上述范围的理由进行说明。需要说明的是,只要没有特别说明,则作为成分的含量的单位的%是指质量%。
[0040] C:0.005~0.030%
[0041] C是对于提高钢的强度而言有效的元素。此外,C是促进热轧板退火时的奥氏体相的生成、使耐起皱性提高的元素。该效果可以通过使C含量为0.005%以上而得到。但是,C含量超过0.030%时,钢发生硬质化而成形性降低。因此,C含量设定为0.005~0.030%。C含量优选为0.007%以上,更优选为0.010%以上。另外,C含量优选为0.020%以下,更优选为0.015%以下。
[0042] Si:0.05~1.00%
[0043] Si是作为剂有用的元素。该效果可以通过使Si含量为0.05%以上而得到。但是,Si含量超过1.00%时,钢发生硬质化而成形性降低。此外,热轧板退火时生成的奥氏体相减少,耐起皱性降低。因此,Si含量设定为0.05~1.00%。Si含量优选为0.07%以上,更优选为0.10%以上,进一步优选为0.20%以上。另外,Si含量优选为0.50%以下,更优选为小于0.40%,进一步优选为小于0.30%。
[0044] Mn:0.05~1.00%
[0045] Mn具有脱氧作用。此外,Mn是促进热轧板退火时的奥氏体相的生成、使耐起皱性提高的元素。这些效果可以通过使Mn含量为0.05%以上而得到。但是,Mn含量超过1.00%时,MnS的析出和粗大化被促进,该MnS成为生锈的起点而耐腐蚀性降低。因此,Mn含量设定为0.05~1.00%。Mn含量优选为0.10%以上,更优选为0.15%以上。另外,Mn含量优选为
0.80%以下,更优选为0.60%以下。
[0046] P:0.040%以下
[0047] P是使耐腐蚀性降低的元素。另外,P通过在晶界发生偏析而使热加工性降低。因此,P含量优选尽可能低,设定为0.040%以下。优选P含量为0.030%以下。
[0048] S:0.030%以下
[0049] S与Mn形成析出物MnS。该MnS成为腐蚀孔的起点,导致耐腐蚀性的降低。因此,S含量优选较低,设定为0.030%以下。优选S含量为0.020%以下。
[0050] Al:0.001~0.150%
[0051] Al是用于脱氧的有效元素。该效果可以通过使Al含量为0.001%以上而得到。但是,Al含量超过0.150%时,钢发生硬质化而成形性降低。因此,Al含量设定为0.001~0.150%。Al含量优选为0.005%以上,更优选为0.010%以上。另外,Al含量优选为0.100%以下,更优选为0.050%以下。
[0052] Cr:10.8~14.4%
[0053] Cr是在表面形成钝化膜而提高耐腐蚀性的元素。Cr含量小于10.8%时,无法得到充分的耐腐蚀性。另一方面,Cr含量超过14.4%时,在热轧板退火工序中钢中没有充分地生成奥氏体相,耐起皱性降低,此外钢发生硬质化而成形性降低。因此,Cr含量设定为10.8~14.4%。Cr含量优选为11.0%以上,更优选为11.5%以上,进一步优选为12.0%以上。另外,Cr含量优选为14.0%以下,更优选为13.5%以下,进一步优选为13.0%以下。
[0054] Ni:0.01~2.50%
[0055] Ni是在低pH环境下抑制活性溶解的元素。在钢板彼此叠合的、所谓的间隙结构部中,存在形成容易引起腐蚀的低pH环境的情况。另外,在上述钢板彼此之间形成的间隙结构部以外,也存在如下情况:含有导致钢板生锈的氯化物离子的水溶液富集在钢板上,从水溶液中析出盐,在析出盐与钢板之间形成间隙结构,形成容易引起腐蚀的低pH环境。Ni抑制这种环境下的腐蚀的进行,使钢的耐腐蚀性提高。即,Ni对于耐间隙腐蚀性而言效果高,显著地抑制活性溶解状态下的腐蚀的进行从而使耐腐蚀性提高。此外,Ni是促进热轧板退火时的奥氏体相的生成、使耐起皱性提高的元素。
[0056] 该效果可以通过使Ni含量为0.01%以上而得到。另一方面,超过2.50%时,钢发生硬质化而其成形性降低。因此,Ni含量设定为0.01~2.50%。Ni含量优选为0.03%以上,更优选为0.05%以上,进一步优选为0.10%以上。另外,Ni含量优选为1.20%以下,更优选为0.80%以下,进一步优选为0.25%以下。
[0057] N:0.005~0.060%
[0058] N是对于提高钢的强度而言有效的元素。此外,N是促进热轧板退火时的奥氏体相的生成、使耐起皱性提高的元素。该效果可以通过使N含量为0.005%以上而得到。但是,N含量超过0.060%时,钢发生硬质化而成形性降低。因此,N含量设定为0.005~0.060%。N含量优选为0.007%以上,更优选为0.010%以上。另外,N含量优选为0.020%以下,更优选为0.015%以下。
[0059] 上述成分以外的余量为Fe和不可避免的杂质。此处所述的不可避免的杂质的代表例中,有O(氧)、Zn、Ga、Ge、As、Ag、In、Hf、Ta、Re、Os、Ir、Pt、Au、Pb等。这些元素中,O(氧)可以在0.02%以下的范围内含有。关于其它元素,可以在合计为0.1%以下的范围内含有。
[0060] 本发明中,除了上述基本成分以外,还可以适当含有如下所述的元素。
[0061] Co:0.01~0.50%
[0062] Co是使不锈钢的耐间隙腐蚀性提高的元素。另一方面,过量地含有时,其效果饱和,而且加工性降低。因此,含有Co的情况下,优选将Co含量设定为0.01~0.50%。Co含量更优选为0.30%以下,进一步优选为0.10%以下。
[0063] Cu:0.01~0.80%
[0064] Cu是强化钝化膜、使耐腐蚀性提高的元素。另一方面,过量地含有时,其效果饱和,而且加工性降低,ε-Cu容易析出,耐腐蚀性降低。因此,含有Cu的情况下,优选将Cu含量设定为0.01~0.80%。Cu含量更优选为0.15%以上,进一步优选为0.40%以上。另外,Cu含量更优选为0.60%以下,进一步优选为0.45%以下。
[0065] Mo:0.01~0.30%
[0066] Mo具有使不锈钢的耐间隙腐蚀性提高的效果。另一方面,过量地含有时,其效果饱和,而且加工性降低。因此,含有Mo的情况下,优选将Mo含量设定为0.01~0.30%。Mo含量更优选为0.20%以下,进一步优选为0.10%以下。
[0067] W:0.01~0.50%
[0068] W是使不锈钢的耐间隙腐蚀性提高的元素。另一方面,过量地含有时,其效果饱和,而且加工性降低。因此,含有W的情况下,优选将W含量设定为0.01~0.50%。W含量更优选为0.03%以上,进一步优选为0.05%以上。另外,W含量更优选为0.30%以下,进一步优选为
0.10%以下。
[0069] Ti:0.01~0.30%
[0070] Ti是与C和N的亲和高的元素,热轧时以化物或氮化物的形式析出,使母相中的固溶C和固溶N减少,具有使冷轧板退火后的加工性提高的效果。另一方面,过量地含有时,阻碍热轧板退火工序中的奥氏体相的生成,耐起皱性降低。因此,含有Ti的情况下,优选将Ti含量设定为0.01~0.30%。Ti含量更优选为0.02%以上。另外,Ti含量更优选为0.10%以下,进一步优选为0.08%以下。
[0071] V:0.01~0.10%
[0072] V是与C和N的亲和力高的元素,热轧时以碳化物或氮化物的形式析出,使母相中的固溶C和固溶N减少,具有使冷轧板退火后的加工性提高的效果。另一方面,过量地含有时,阻碍热轧板退火工序中的奥氏体相的生成,耐起皱性降低。因此,含有V的情况下,优选将V含量设定为0.01~0.10%。V含量更优选为0.02%以上,进一步优选为0.03%以上。另外,V含量更优选为0.08%以下,进一步优选为0.05%以下。
[0073] Zr:0.01~0.10%
[0074] Zr是与C和N的亲和力高的元素,热轧时以碳化物或氮化物的形式析出,使母相中的固溶C和固溶N减少,具有使冷轧板退火后的加工性提高的效果。另一方面,过量地含有时,阻碍热轧板退火工序中的奥氏体相的生成,耐起皱性降低。因此,含有Zr的情况下,优选将Zr含量设定为0.01~0.10%。Zr含量更优选为0.02%以上,进一步优选为0.03%以上。另外,Zr含量更优选为0.08%以下,进一步优选为0.05%以下。
[0075] Nb:0.01~0.30%
[0076] Nb是与C和N的亲和力高的元素,热轧时以碳化物或氮化物的形式析出,使母相中的固溶C和固溶N减少,具有使冷轧板退火后的加工性提高的效果。另一方面,过量地含有时,阻碍热轧板退火工序中的奥氏体相的生成,耐起皱性降低。因此,含有Nb的情况下,优选将Nb含量设定为0.01~0.30%。Nb含量更优选为0.02%以上。另外,Nb含量更优选为0.10%以下,进一步优选为0.08%以下。
[0077] 含有选自Ti、V、Zr、Nb中的一种或两种以上的情况下,下述式(1)的值为0.0以下[0078] 54×(Ti+V+Zr+Nb)-5×Mn-19×Ni+1.0…式(1)
[0079] 其中,上述式(1)中的各元素符号表示各元素的含量(质量%),不含有的元素设为0。
[0080] 实施本发明时,含有选自Ti、V、Zr、Nb中的一种或两种以上的情况下,为了得到优良的耐起皱性,需要各元素的含量满足上述范围、并且使上述式(1)的值为0.0以下。
[0081] 如上所述,Ti、V、Zr、Nb具有阻碍热轧板退火工序中的奥氏体相的生成的作用。另一方面,含有这些元素的情况下,通过充分地提高促进奥氏体相生成的Mn和Ni的含量,也能够在热轧板退火工序中使钢中生成足够量的奥氏体相。
[0082] 即,含有选自Ti、V、Zr、Nb中的一种或两种以上的情况下,以使式(1)的值为0.0以下的方式调整钢成分,由此,能够在热轧板退火时使热轧板中生成足够量的奥氏体相、从而使热轧退火板中存在足够量的马氏体相,能够在冷轧工序中充分破坏团簇、从而对冷轧退火板赋予优良的耐起皱性。另一方面,式(1)的值超过0.0的情况下,热轧板退火时在热轧板中没有生成足够量的奥氏体相,在热轧退火板中不存在足够量的马氏体相,在冷轧工序中团簇的破坏不充分,冷轧退火板的耐起皱性差。
[0083] B:0.0003~0.0030%
[0084] B是对于防止低温二次加工脆化而言有效的元素。另一方面,过量地含有时,热加工性降低。因此,含有B的情况下,优选将B含量设定为0.0003~0.0030%。B含量更优选为0.0005%以上。另外,B含量更优选为0.0020%以下。
[0085] Mg:0.0005~0.0100%
[0086] Mg在钢水中与Al一起形成Mg氧化物而作为脱氧剂发挥作用。另一方面,过量地含有时,钢的韧性降低而生产率降低。因此,含有Mg的情况下,优选将Mg含量设定为0.0005~0.0100%。Mg含量更优选为0.0010%以上。另外,Mg含量更优选为0.0050%以下,进一步优选为0.0030%以下。
[0087] Ca:0.0003~0.0030%
[0088] Ca是使热加工性提高的元素。另一方面,过量地含有时,钢的韧性降低而生产率降低,此外因CaS的析出导致耐腐蚀性降低。因此,含有Ca的情况下,优选将Ca含量设定为0.0003~0.0030%。Ca含量更优选为0.0010%以上。另外,Ca含量更优选为0.0020%以下。
[0089] Y:0.01~0.20%
[0090] Y是使钢水的粘度降低、使洁净度提高的元素。另一方面,过量地含有时,其效果饱和,而且加工性降低。因此,含有Y的情况下,优选将Y含量设定为0.01~0.20%。Y含量更优选为0.10%以下。
[0091] REM(稀土金属):0.001~0.100%
[0092] REM(稀土金属:La、Ce、Nd等原子编号57~71的元素)是使耐高温氧化性提高的元素。另一方面,过量地含有时,其效果饱和,而且在热轧时产生表面缺陷,生产率降低。因此,含有REM的情况下,优选将REM含量设定为0.001~0.100%。REM含量更优选为0.005%以上。另外,REM含量更优选为0.05%以下。
[0093] Sn:0.001~0.500%
[0094] Sn对于促进轧制时的变形带生成所带来的起皱改善而言是有效的。另一方面,过量地含有时,其效果饱和,而且成形性降低。因此,含有Sn的情况下,优选将Sn含量设定为0.001~0.500%。Sn含量更优选为0.003%以上。另外,Sn含量更优选为0.200%以下。
[0095] Sb:0.001~0.500%
[0096] Sb对于促进轧制时的变形带生成所带来的起皱改善而言是有效的。另一方面,过量地含有时,其效果饱和,而且成形性降低。因此,含有Sb的情况下,优选将Sb含量设定为0.001~0.500%。Sb含量更优选为0.003%以上。另外,Sb含量更优选为0.200%以下。
[0097] 含有以面积率计为10~90%的马氏体相、余量由铁素体相构成的组织
[0098] 在本发明中,使组织中存在规定量的马氏体相很重要。在本发明中,通过热轧板退火使钢中生成规定量的奥氏体相。该奥氏体相几乎全部在热轧板退火后通过冷却而变为马氏体相。由于该马氏体相的存在,在冷轧工序中团簇被破坏,冷轧退火板的耐起皱性提高。
[0099] 该效果可以在热轧板退火后的马氏体相的面积率为10%以上时得到。另一方面,马氏体相的面积率超过90%时,热轧退火板发生硬质化,在冷轧工序中轧制负荷增大,不仅如此,还发生裂、板形状不良而生产率降低。因此,马氏体相的面积率设定为10~90%。马氏体相的面积率优选为15%以上,更优选为20%以上。另外,马氏体相的面积率优选为70%以下,更优选为50%以下。
[0100] 在本发明中,作为马氏体相的面积率的测定方法,首先,从冷轧钢板用原材的宽度中央部附近裁取组织观察用试验片,对轧制方向截面进行镜面研磨后,利用村上试剂(8质量%KOH-8质量%[K3Fe(CN)6]水溶液)进行腐蚀(蚀刻),使用光学显微镜以距表层1.0mm的部分为中心以400倍的倍率拍摄10个视野。然后,将所得到的组织照片利用图像分析进行二值化,将一者视为马氏体相,将另一者视为铁素体相,识别并分离马氏体相与铁素体相,测定马氏体相的面积率。进而,将该测定结果以全部10个视野进行平均,将计算出的值作为马氏体相的面积率。
[0101] 接着,对本发明的不锈钢冷轧钢板用原材的优选的制造方法进行说明。将上述成分组成的钢利用转炉、电炉、真空熔化炉等公知的方法进行熔炼,通过连铸法或铸锭-开坯法制成钢原材(钢坯)。将该钢原材加热至1000℃以上且1200℃以下后,在使精轧温度为700℃以上且1000℃以下的条件下按照使板厚为2.0~6.0mm的方式进行热轧。
[0102] 接着,对热轧板进行在形成铁素体相与奥氏体相的双相区的900℃以上且1100℃以下的温度范围内保持5秒钟~15分钟的热轧板退火。热轧板退火在得到本发明的组织方面是极其重要的工序。
[0103] 热轧板退火温度低于900℃时,变成铁素体单相区或接近铁素体单相区的温度范围内的退火,热轧板中没有生成足够量的奥氏体相。另外,热轧板退火温度超过1100℃时,也变成铁素体单相区或接近铁素体单相区的温度范围内的退火,热轧板中没有生成足够量的奥氏体相。
[0104] 另外,热轧板退火中保持的时间小于5秒钟时,在热轧板退火期间热轧板中没有生成足够量的奥氏体相。另一方面,热轧板退火中保持的时间超过15分钟时,热轧板退火期间晶粒变得粗大,导致通过之后制造冷轧钢板时进行的冷轧退火得到的冷轧退火板的晶粒的粗大化。这样的组织在加工时导致被称为橘皮(orange peel)的与起皱不同的表面粗糙。
[0105] 因此,在本发明中,进行在900℃以上且1100℃以下的温度范围内保持5秒钟~15分钟的热轧板退火,得到热轧退火板。热轧板退火优选在950℃以上的温度范围内进行。另外,热轧板退火优选在1050℃以下的温度范围内进行。热轧板退火优选在上述温度范围内保持20秒钟以上。另外,热轧板退火优选在上述温度范围内保持1分钟以下。
[0106] 这样制作的热轧退火板(不锈钢冷轧钢板用原材)之后可以进行酸洗
[0107] 另外,作为由热轧退火板(不锈钢冷轧钢板用原材)制造铁素体系不锈钢冷轧钢板的方法,可以列举如下方法:对上述不锈钢冷轧钢板用原材进行冷轧而制成冷轧板后,对上述冷轧板进行冷轧板退火而制成冷轧退火板。上述冷轧退火板可以进一步利用酸洗线进行酸洗而除去氧化皮。可以对除去了氧化皮的冷轧退火酸洗板进行表皮光轧。需要说明的是,上述冷轧的条件无需特别规定,可以按照常规方法进行。作为一例,可以在冷轧中实施使总压下率为40~90%的冷轧。另外,上述冷轧板退火优选设定为将上述冷轧板在780℃以上且830℃以下的温度范围内保持5秒钟~5分钟的工序。通过使冷轧板退火温度为780℃以上,能够抑制在制造的铁素体系不锈钢冷轧钢板中残留未再结晶组织,能够进一步提高成形性。通过使冷轧板退火温度为830℃以下,能够抑制退火时在钢中生成奥氏体相,能够抑制在退火后的组织中存在马氏体相,能够进一步提高成形性。另外,通过使冷轧板退火中保持的时间为5秒钟以上,能够在退火时使冷轧板中所含的马氏体相充分地分解,能够抑制在退火后的组织中存在马氏体相,能够进一步提高成形性。通过使冷轧板退火中保持的时间为5分钟以下,能够抑制在冷轧板退火期间晶粒变得粗大,容易抑制在制造的铁素体系不锈钢冷轧钢板的加工时产生被称为橘皮的与起皱不同的表面粗糙。需要说明的是,上述冷轧板退火优选利用连续退火线进行。
[0108] 实施例1
[0109] 将具有表1的No.1-1~1-3所示的成分组成(余量为Fe和不可避免的杂质)的铁素体系不锈钢熔炼为100kg钢锭后,加热至1050℃的温度进行热轧,得到板厚4.0mm的热轧板。
[0110] 将上述各热轧板分割成5片,将其中的4片在大气中在表1所示的830~1200℃的各温度下进行20秒钟退火,进行表面和背面这两面的磨削而除去氧化皮,制成不锈钢冷轧钢板用原材。各个冷轧钢板用原材在长度中央部进行剪切分割,一半供于后述的评价,剩余的一半通过以下所示的工序制成冷轧退火酸洗板。
[0111] 另外,将各热轧板分割后的剩余1片在大气气氛中在800℃下进行8小时退火,进行表面和背面这两面的磨削而除去氧化皮,制成不锈钢冷轧钢板用原材。各个冷轧钢板用原材在长度中央部进行剪切分割,一半供于后述的评价,剩余的一半通过以下所示的工序制成冷轧退火酸洗板。
[0112] 所得到的各个冷轧钢板用原材之后通过冷轧制成板厚为1.0mm的冷轧板。对所得到的冷轧板在大气气氛中于800℃下进行20秒钟退火,得到冷轧退火板。所得到的冷轧退火板利用通常的方法进行酸洗,得到铁素体系不锈钢冷轧退火酸洗板。
[0113] 将通过以上的制造条件得到的不锈钢冷轧钢板用原材和铁素体系不锈钢冷轧退火酸洗板供于以下所示的评价。
[0114] 首先,从冷轧钢板用原材的宽度中央部附近裁取组织观察用试验片,对轧制方向截面进行镜面研磨后,利用村上试剂(8质量%KOH-8质量%[K3Fe(CN)6]水溶液)进行腐蚀(蚀刻),使用光学显微镜以距表层1.0mm的部分为中心以400倍的倍率拍摄10个视野。将所得到的组织照片利用图像分析进行二值化,识别并分离马氏体相与铁素体相,测定马氏体相的面积率。将测定结果以全部10个视野进行平均,将计算出的值作为马氏体相的面积率。
[0115] <耐腐蚀性>
[0116] 进而,从上述制造的冷轧退火酸洗板通过剪切加工切割出长度80mm×宽度60mm的钢板后,利用金刚砂研磨纸将表面研磨至600目,水洗后,在乙醇中进行5分钟的超声波脱脂,得到试验片。对所得到的试验片依据JASO M609-91实施腐蚀试验,对耐腐蚀性进行评价。试验片利用乙烯基胶带(vinyl tape)包覆端部和背面后,以长度方向为纵向,按照倾斜度为60°设置在试验装置内。将盐水喷雾(5质量%NaCl水溶液、35℃)2h→干燥(60℃、相对湿度40%)4h→湿润(50℃、相对湿度95%以上)2h设为一个循环,实施三个循环。试验后,对腐蚀面进行外观拍摄,针对试验片中心的30mm×30mm的区域,由所得到的照片通过图像分析计算出锈面积率。将锈面积率为20%以下的试样评价为“○”(合格:优良)、将锈面积率大于20%且30%以下的试样评价为“□”(合格)、将锈面积率大于30%的试样评价为“▲”(不合格)。
[0117] <成形性>
[0118] 进而,以使轧制方向(L方向)、相对于轧制方向成45度的方向(D方向)和相对于轧制方向成直角的方向(C方向)为试验片的长度方向的方式分别从上述制造的冷轧退火酸洗板裁取JIS Z 2241中规定的13B号试验片,依据同一标准在常温下进行拉伸试验,对成形性进行评价。将断裂时总伸长率(%)的三个方向平均((L+2D+C)/4,其中,L、D、C为各方向的断裂伸长率(%))为32%以上的试样设定为“○”(合格:优良)、将小于32%且28%以上的试样设定为“□”(合格)、将小于28%的试样设定为“▲”(不合格)。
[0119] <耐起皱性>
[0120] 进而,以使轧制方向为试验片的长度方向的方式从上述制造的冷轧退火酸洗板裁取JIS Z 2241中规定的5号试验片,利用#600的金刚砂纸对其表面进行研磨后,依据同一标准进行拉伸试验,赋予23%的拉伸应变。然后,在该试验片的平行部中央的研磨面,沿着与轧制方向成直角的方向,利用激光位移计测定表面形状。测定长度为每一行16mm,以0.05mm的步幅测定高度。另外,使用高截滤波器波长设定为0.8mm、低截滤波器波长设定为8mm的汉宁窗函数型的FIR(有限脉冲响应,Finite Impulse Response)带通滤波器进行平滑化和波纹除去处理。然后,基于进行处理后的各行的形状数据,排除各行的两端各自2mm部分的数据,对各行测定JIS B 0601(2001年)中规定的算术平均波纹度Wa。需要说明的是,各行的间隔设定为0.1mm,合计测定50行。然后,将该算术平均波纹度Wa的50行的平均值作为钢板表面的起皱高度来评价耐起皱性。
[0121] 将起皱高度为2.0μm以下的情况设定为“◇”(合格:特别优良)、将起皱高度大于2.0μm且2.5μm以下的情况设定为“○”(合格:优良)、将起皱高度大于2.5μm且3.0μm以下的情况设定为“□”(合格)、将起皱高度大于3.0μm的情况设定为“▲”(不合格)。
[0122] 将所得到的结果示于表1中。马氏体相的面积率处于本发明的范围内的冷轧钢板用原材、即由本发明例的冷轧钢板用原材制作的冷轧退火酸洗板均是耐腐蚀性的评价为“○”或“□”、并且成形性的评价为“○”、并且耐起皱性的评价为“◇”或“○”,可知耐腐蚀性优良、并且成形性和耐起皱性优良。
[0123] 另外,马氏体相的面积率不满足本发明的范围的冷轧钢板用原材、即由比较例的冷轧钢板用原材制作的冷轧退火酸洗板均是耐起皱性的评价为“▲”。这些冷轧退火酸洗板由于冷轧钢板用原材中所含的马氏体相的量不足,因此,团簇没有因冷轧而被充分破坏,因此耐起皱性差。
[0124]
[0125] 实施例2
[0126] 在实施例1所示的制造条件下制作具有表2-1、表2-2的No.2-1~2-57所示的成分组成的冷轧钢板用原材和冷轧退火酸洗板。但是,热轧板的退火条件设定为在大气气氛中于1000℃下进行20秒钟退火的条件。将这些冷轧钢板用原材和冷轧退火酸洗板供于实施例1所示的各试验,对冷轧钢板用原材的组织中的马氏体相的面积率、冷轧退火酸洗板的耐腐蚀性、成形性和耐起皱性进行评价。
[0127] 将所得到的结果示于表2-1、表2-2中。
[0128]
[0129]
[0130]
[0131] 由本发明例的冷轧钢板用原材制作的冷轧退火酸洗板均是耐腐蚀性的评价为“○”或“□”、并且成形性的评价为“○”或“□”、并且耐起皱性的评价为“◇”或“○”或“□”,可知耐腐蚀性优良、并且成形性和耐起皱性优良。
[0132] 试验No.2-35中,由Cr的含量低于本发明的成分范围的比较例的冷轧钢板用原材制作,因此耐腐蚀性差。
[0133] 试验No.2-36中,由Cr的含量高于本发明的成分范围的比较例的冷轧钢板用原材制作,因此耐起皱性差。
[0134] 试验No.2-37中,由Ni的含量低于本发明的成分范围的比较例的冷轧钢板用原材制作,因此耐腐蚀性差。
[0135] 试验No.2-38中,由Ni的含量高于本发明的成分范围的比较例的冷轧钢板用原材制作,因此成形性差。
[0136] 试验No.2-39、2-41中,分别地由C和N的含量低于本发明的成分范围的比较例的冷轧钢板用原材制作,因此耐起皱性差。
[0137] 试验No.2-40、2-42中,分别地由C和N的含量高于本发明的成分范围的比较例的冷轧钢板用原材制作,因此成形性差。
[0138] 试验No.2-43中,由Si的含量高于本发明的成分范围的比较例的冷轧钢板用原材制作,因此成形性和耐起皱性差。
[0139] 试验No.2-44中,由Cr的含量高于本发明的成分范围的比较例的冷轧钢板用原材制作,因此耐起皱性差。
[0140] 试验No.2-52中,由Ti的含量高于本发明的成分范围的比较例的冷轧钢板用原材制作,因此耐起皱性差。
[0141] 试验No.2-53、2-54、2-56中,由式(1)的值超过0.0的比较例的冷轧钢板用原材制作,因此耐起皱性差。
[0142] 试验No.2-55中,由Cr的含量低于本发明的成分范围、并且式(1)的值超过0.0的比较例的冷轧钢板用原材制作,因此耐腐蚀性和耐起皱性差。
[0143] 试验No.2-57中,由Nb的含量高于本发明的成分范围的比较例的冷轧钢板用原材制作,因此耐起皱性差。
[0144] 产业上的可利用性
[0145] 本发明的不锈钢冷轧钢板用原材适合于制造耐腐蚀性优良、而且成形性和耐起皱性优良的铁素体系不锈钢冷轧钢板。由本发明的不锈钢冷轧钢板用原材制造的铁素体系不锈钢冷轧钢板的耐腐蚀性优良、而且成形性和耐起皱性优良,因此,能够适合用在以家庭用烹调器具为代表的、家电产品用部件、办公用品用部件、汽车内装用部件、汽车排气用配管、建材等用途中。
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