CN101490298A - 部件用不锈钢钢板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种不锈钢钢板及该不锈钢钢板的制造方法，其既具有良好的强度和延展性，又能够使加工性(成形性、刻蚀性)及疲劳强度提高。此外还可廉价且工业上稳定供给该不锈钢钢板。设不锈钢的整体为100质量％时，含有C：0.01～0.08质量％、Si：0.1～2.0质量％、Mn：3.0质量％以下、Cr：10.0～20.0质量％、Ni：3.0～12.0质量％、N：0.02～0.24质量％的各成分，并且，由“Md＝500－458(C+N)－9(Si+Mn)－14Cr－20Ni”代表的Md值为0～80，并且由各成分形成的该化合物之中，最大径20μm以上的该化合物在不锈钢的每5g质量中内在30个以下，此外该不锈钢整体的金属组织是再结晶晶粒及未再结晶部的混合组织。

Description

部件用不锈钢钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及被加工为工业制品等的不锈钢钢板及其制造方法，详细地说是涉及具有高强度、高疲劳特性及优异的加工性，此外还具有高平坦度、低残留应力的部件用不锈钢钢板及其制造方法。即，本发明涉及在由不锈钢钢板或钢带(以后总称为“不锈钢钢板”)制造的大量的制品、部件中发挥着优异的性能的不锈钢钢板及其制造方法。特别是涉及适于组装到随着制品的小型、轻量化而来的高精度、复杂化的工业制品内而被使用的多种多样的部件的不锈钢钢板及其制造方法。

背景技术

在汽车、家电制品、IT设备、移动电话等各种工业制品中，多种多样的部件在其内外被使用。各部件的材料也多种多样，但大多会应用金属材料，其中使用不锈钢的情况也很多。以这些不锈钢为材料的部件的大多数是通过挤压加工和刻蚀加工等的方法由不锈钢钢板制作而成。

例如，挤压加工时，通过切削、加衬(planking)等使该不锈钢钢板达到规定尺寸后，使用金属模具成形为规定的形状。代表性的能够列举弹簧部件。弹簧部件被使用于大量的工业制品，另外，也被用于1个制品中的许多部位。另外，弹簧部件的种类也很多，根据形状大体区分为皿形弹簧和板弹簧。具体来说，能够列举插入到螺钉和螺母之间的垫圈、在移动电话按键下使用的小型皿型弹簧、汽车和摩托车所使用的气缸垫(gasket)、金属填料(metal packing)等。

另一方面，刻蚀加工是指通过以光刻蚀(photoresist)法在板表面形成图案，在酸中浸渍，由喷雾器进行喷雾等的化学的手段来腐蚀、除去(刻蚀)原材的一部分，得到与图案相应的形状。刻蚀加工大多应用在挤压加工困难的诸如精密部件的加工上。其中，能够列举例如磁头固定所使用的万向接头(弹簧)、打印机送纸用齿轮等的小型部件，开有极多小孔的传统型TV的显像管阴罩、印刷电路板印刷用丝网等。

在这种使用了不锈钢的部件中，近年来部件的小型、轻量化及复杂化、高精度化的倾向推进，进一步需要如下的各种特性。

·强度：弹簧部件被赋予应力，此外具有结构体的侧面的部件也大，面对小型轻量化(由此带来的刚性的降低)，原材需要高强度。

·成形性：随着部件的复杂化、高精度化，因为需要高精度加工成更复杂的形状，所以需要优异的成形性。一般来说，成形性与材料的延伸率(延展性)成比例，而强度与延伸率成对立(无法并立)关系，从而需要高强度和优异的成形性的并立。

·刻蚀性：同样是了随着部件的复杂化、高精度化，为了得到无局部性发生的孔(蚀坑)等缺陷的、平滑的加工面，而需要优异的刻蚀性。

·疲劳特性：在弹簧部件上还多有负荷反复变动应力的情况，随着小型、轻量化，变形量增加，因此要求有优异的疲劳特性。另外，不仅要求在原材阶段优异，而且因成形导致严重劣化的情况多发，这就要求作为部件疲劳特性也优异，具有高可靠性。

·平坦度：为了稳定获得持续高精度、复杂化的部件的形状，降低组装到小型、轻量化的制品时的不良率(提升成品率)，需要板形状优异，稳定具有高平坦度。

·残留应力：(针对部件来说)从比较大的原材采取时，部件从周围的束缚中被解放出来，由于残留的应力的解放导致形状变化。即，部件不显示规定的形状，组装到(小型、轻量化的)制品时的不良率提高(成本品降低)。因此，需要残留应力低而稳定。

历来，以上这样的部件等都使用SUS301和SUS304这种准稳定奥氏体(γ)系不锈钢。通过对该奥氏体系不锈钢以室温加工，能够产生从γ母相向硬质的马氏体相的相变(加工诱发马氏体(α’)相变)。由此，可以得到既具有一定程度的延展性，同时强度也高的不锈钢钢板。该加工通常通过冷轧进行，可以通过调整该冷轧的压下率进行强度调整。之所以在具有高延展性的同时还能够得到高强度，是由于经加工诱发马氏体(α’)相变，只有该部分硬化，从而导致局部的变形受到抑制，并向软质的未相变部(γ部)传播变形，整体均一变形而显示出高延伸率。这被称为TRIP效果。根据这一特征，准稳定奥氏体(γ)系不锈钢在JIS规格(JIS G 4313)中也被分类为弹簧用不锈钢钢带。

另外，关于这些不锈钢的疲劳特性，在专利文献1中公开有构成破坏的起点的化合物的尺寸的限定。另外在专利文献2中关于刻蚀性的改善，公开有成为蚀坑(孔)的起点的化合物的分布的限定。此外，在专利文献3中公开有关于通过晶粒微细化来改善成形性和疲劳特性。

若对于这些准稳定奥氏体(γ)系不锈钢的制造工序进行说明，则大概具有如图5所示的工序。即，对熔炼的钢锭进行热轧及根据需要退火后，如图5所示，重复冷轧和退火而减至规定板厚。其次，进行调质轧制、形状矫正、用于消除应变的去应力退火。其中，调质轧制能够减至制品板厚的同时，利用加工硬化进行性能调整。调质轧制结束的时刻，在制品板厚下得到目标性能，以此方式减至规定板厚。其后在不使性能发生大的变化的范围内，通过形状矫正改善平坦度，通过用于消除应变的去应力退火降低残留应力。

此外作为改善这一系列的制造工序的方法，专利文献4及专利文献5中公开有TA(Tension-Anealing张力退火)处理。其是指在不使调质轧制后的性能发生大的变化的范围，边施加张力边以比较低的温度进行加热，从而能够同时进行平坦度改善和残留应力降低。

此外，作为其他制造方法之一，在专利文献6和专利文献7中公开有一种具有调质退火法的不锈钢的制造方法及由该调质退火法得到的高性能的准稳定γ系不锈钢钢板。其工序的概略显示在图6中。其是指对于具有规定的组成的不锈钢原材，通过冷轧达到制品板厚，以调质退火使加工硬化了的材料软化，并调整性能。由此，材料成为再结晶晶粒与残留有前加工的影响的未再结晶部相混合的组织，通过其比例的适当化能够使高强度和高延展性并立。此外，在调质退火时会发生从加工诱发马氏体(α’)相到奥氏体(γ)母相的相变(将其记述为“逆相变”。)、恢复及再结晶，由此残留应力被降低。此外，因为逆相变伴随体积变化，所以通过施加张力调整软化，也可以比较容易且在短时间内进行性能调整及形状矫正。即，能够合理且稳定地制造适于组装到制品内部而使用的部件的原材的高性能材料。

另外在专利文献8～10中公开有一种光刻加工用不锈钢钢板，其是将作为原才的不锈钢钢板的轧制条件及热处理条件进行特定，转移到晶内并导入马氏体，从而使晶内的刻蚀速度增加。其是通过使该晶内的刻蚀速度与晶界同样等，而使刻蚀面的平滑性得到提高。

专利文献1：特开2005-290449号公报

专利文献2：特开2000-273586号公报

专利文献3：特开平5-279802号公报

专利文献4：特开平10-34237号公报

专利文献5：特开2001-226718号公报

专利文献6：专利第3603726号公报

专利文献7：特开2002-194506号公报

专利文献8：特开2005-314772号公报

专利文献9：特开2005-320586号公报

专利文献10：特开2005-320587号公报

但是，需要能够与近年的部件的小型、轻量化及精密、高精度化的倾向对应的不锈钢钢板，上述的各特性的进一步提高成为课题。在专利文献1～3所示的各发明中仍存在局限，从而要求进一步的性能提高。特别是在弹簧材中，加工为制品后的疲劳特性的提高及能够高精度加工小型化的部件的加工性(成形性及刻蚀性)提高成为课题。

关于制造方法也具有同样的课题，采用能够解决上述课题的不锈钢钢板的制造方法成为课题。可是，现有的制造方法和专利文献4及专利文献5的制造方法，在原材的高强度和高延展性的并立上存在局限。此外，因为原材更薄，更高强度化，所以形状矫正困难，有板形状恶化的倾向。另外，去应力退火长时间化，这成为阻碍生产性的要因。此外，还有部件因多种多用途而板厚、硬度也有所不同，且还有使用量停留在比较少量的情况，这些问题变得显著，由此招致制品成本的大幅上升。

专利文献6及专利文献7所述的制造方法具有的课题，是为了应对因制品、部件的小型、轻量化的倾向的促进、品种的扩大等带来的加工性的进一步提高。

专利文献8～10所述的光刻加工用不锈钢钢板，虽然能够得到刻蚀的平滑度，但是未必具有良好的强度、延展性和疲劳特性。由此具有的课题是需要进一步的性能提高。

发明内容

因此，本发明的课题是提供一种不锈钢钢板及该不锈钢钢板的制造方法，其既具有良好的强度和延展性，又能够使加工性(成形性、刻蚀性)及疲劳强度提高。此外，根据该不锈钢钢板的制造方法，廉价且工业化地稳定供给上述本发明的不锈钢钢板也成为课题。

本发明者们锐意研究的结果是，得到用于解决上述课题的如下等结论，从而完成本发明。即，研究的是获得现有的不锈钢钢板及其制造方法得不到的用于不锈钢钢板的特性提高的混合组织(高延展性的再结晶组织和残存有高强度的加工诱发马氏体相的未再结晶组织相混合的组织)。而且，为此还对于一系列的轧制加工中的最终轧制率和材料组成的影响进行了详细地调查。其结果可知，利用具有后述这样的混合组织的不锈钢钢板及其制造方法，也能够使加工性及疲劳特性等提高。

详细地说是基于如下结论。

(a)具有混合组织的构造使得性能提高。这被认为是，在混合组织的再结晶部，具有因晶粒微细化带来的强化和因密度上升带来的晶界的不均一变形的抑制效果，另一方面，在混合组织的未再结晶部，具有来自加工硬化和逆相变的γ相的加工诱发(α’)相变带来的TRIP效果。由此，材料利用这些复合效果能够维持高强度。此外，均一变形进展，成形性(延展性提高)。另外，关于刻蚀性也能够进行同样的考虑，由于晶粒微细化及γ母相这样的单一构造的增加，致使刻蚀加工面变得均一。其结果是，成为疲劳破坏的起点的不均匀的部分消失，成形后及刻蚀加工后的疲劳特性提高。

(b)通过使材料组成等的各种条件适当化，并且调整不锈钢钢板的混合组织及内在的化合物的分布，能够使材料的加工性、疲劳特性提高。具体来说，除了混合组织以外，通过使以质量计每5g中内在的最大径20μm以上的化合物在30个以下，则观察不到因加工而明显化的缺陷，加工部表面平滑。由此，加工后疲劳强度也被维持在相对于加工前的90％以上。由于疲劳破坏是因应力集中到该缺陷而发生的，因此认为通过减少该缺陷，同样会达成强度的提高。

(c)关于制造方法，是在制造时对不锈钢钢板所施加的张力使该不锈钢钢板的组织中由γ相构成的再结晶粒的比例发生了变化，并使未再结晶部的γ相的比例发生了变化。这被认为是由于在应用具有调质退火的制造方法时，随着体积变化，从α’(加工诱发马氏体)相到γ母相的逆相变被调质退火时的张力控制。通过该张力的施加导致软化放缓，因此张力的增加会抑制逆相变而使残存的α’(加工诱发马氏体)量增加。即，能够通过该张力控制不锈钢的金属组织。

可是另一方面可知，张力过大时，未再结晶部的γ相在冷中会相变为α’相。这被认为是由于，除了未再结晶部中的γ相残存的加工应变以外，由于张力的影响造成冷却中在规定温度以下发生因加工诱发而来马氏体相变(α’)。因此，负荷的张力也必须在考虑到逆相变的规定的范围内。

(d)另外关于制造方法，最终的冷轧增大压下率，可以粉碎化合物并使之微细化。这是性能调整作为另外工序(调质退火)的优点之一，在调质轧制中为了进行性能调整，需要不可避免地以规定的加工率实施。

以下对于本发明进行说明。

本发明范围的第一所述发明，是通过提供具有如下特征的部件用不锈钢钢板来解决所述课题：该钢板在不锈钢的整体为100质量％时，含有C：0.01～0.08质量％、Si：0.1～2.0质量％、Mn：3.0质量％以下、Cr：10.0～20.0质量％、Ni：3.0～12.0质量％、N：0.02～0.24质量％各成分，并且，该所含有的所述各成分的质量％的值被代入的由式

Md＝500—458(C+N)—9(Si+Mn)—14Cr—20Ni

所表示的Md值满足0～80，余量为不可避免的杂质，由各成分形成的化合物之中，最大径20μm以上的该化合物的内在量在不锈钢的每5g质量中为30个以下，此外该不锈钢整体的金属组织是再结晶晶粒及未再结晶部的混合组织。

本发明范围的第二所述发明，是通过提供具有如下特征的部件用不锈钢钢板来解决所述课题：该钢板在不锈钢的整体为100质量％时，含有C：0.01～0.08质量％、Si：0.1～2.0质量％、Mn：3.0质量％以下、Cr：10.0～20.0质量％、Ni：3.0～12.0质量％、N：0.02～0.24质量％及Nb、Ti、V之中的1种以上：0.5质量％以下各成分，并且，该所含有的所述各成分的质量％的值被代入的由式

Md＝500—458(C+N)—9(Si+Mn)—14Cr—20Ni—65Nb—27Ti—61V所表示的Md值满足0～80，余量为不可避免的杂质，由各成分形成的化合物之中，最大径20μm以上的该化合物的内在量在不锈钢的每5g质量中为30个以下，此外该不锈钢整体的金属组织是再结晶晶粒及未再结晶部的混合组织。

本发明范围的第三所述发明，其中，本发明范围第一发明或第二发明所述的部件用不锈钢钢板的再结晶晶粒的平均粒径为10μm以下。

本发明范围的第四所述发明，其中，本发明范围第四发明所述的部件用不锈钢钢板的混合组织有70质量％以上的奥氏体相。

本发明范围的第五所述发明，是根据具有如下工序的部件用不锈钢钢板制造方法来解决所述课题：对下述原材进行至少1次冷轧的第一冷轧工序(S1)；与第一冷轧工序组合而配置在该第一冷轧工序后的第一退火工序(S2)；在第一退火工序的后工序侧所具有的最后的轧制，压下率为20％以上，且与第一冷轧的合计的压下率为60％以上的第二冷轧工序(S3)；以650～1000℃在300秒以下保持第二冷轧工序后的所述原材，并且在该保持温度下的原材的0.2％屈服应力以下施加张力而进行调质的第二退火工序(S4)，

该原材具有如下化学组成，设不锈钢的整体为100质量％时，含有C：0.01～0.08质量％、Si：0.1～2.0质量％、Mn：3.0质量％以下、Cr：10.0～20.0质量％、Ni：3.0～12.0质量％、N：0.02～0.24质量％各成分，并且，该所含有的所述各成分的质量％的值被代入的由式

Md＝500—458(C+N)—9(Si+Mn)—14Cr—20Ni

所表示的Md值满足0～80，余量为不可避免的杂质。

本发明范围的第六所述发明，是根据具有如下工序的部件用不锈钢钢板制造方法来解决所述课题：对下述原材进行至少1次冷轧的第一冷轧工序(S1)；与第一冷轧工序组合而配置在该第一冷轧工序后的第一退火工序(S2)；在第一退火工序的后工序侧所具有的最后的轧制，压下率为20％以上，且与第一冷轧的合计的压下率为60％以上的第二冷轧工序(S3)；以650～1000℃在300秒以下保持第二冷轧工序后的所述原材，并且在该保持温度下的原材的0.2％屈服应力以下施加张力而进行调质的第二退火工序(S4)，

该原材具有如下化学组成，设不锈钢的整体为100质量％时，含有C：0.01～0.08质量％、Si：0.1～2.0质量％、Mn：3.0质量％以下、Cr：10.0～20.0质量％、Ni：3.0～12.0质量％、N：0.02～0.24质量％及Nb、Ti、V之中的1种以上：0.5质量％以下各成分，并且，该所含有的所述各成分的质量％的值被代入的由式

Md＝500—458(C+N)—9(Si+Mn)—14Cr—20Ni—65Nb—27Ti—61V

所表示的Md值满足0～80，余量为不可避免的杂质。

本发明范围的第七所述发明，其中，本发明的范围第五发明或第六发明所述的部件用不锈钢钢板制造方法的第二退火工序的张力为，保持温度下的原材的0.2％屈服应力的40％以下。

本发明范围的第八所述发明，其中，在本发明的范围第五发明～第七发明的任一项中所述的部件用不锈钢钢板制造方法中的第二退火工序(S4)后，再实施调质轧制。

根据本发明，能够提供一种能够制造多种多样的部件并具有高精度、高可靠性的不锈钢钢板及其制造方法。特别是在本发明中，可以廉价且工业上稳定地提供成形性及成形后的疲劳特性优异，可靠性高的不锈钢钢板。另外，也顺应最近的环境问题，还可以更加推进基于小型化、轻量化带来的资源的有效活用。

附图说明

图1是用于说明本发明的制造方法的流程的一种方式的图。

图2是表示原材的温度与0.2％屈服应力的关系的1个示例的图曲线图。

图3是表示结合由本实施例得到的结果制成的不锈钢钢板的硬度和延伸率的关系的曲线图。

图4是放大显示本实施例的No.4及No.28的情况下的弯曲部的表面的照片。

图5是用于说明现有的不锈钢钢板的制造方法的一个示例的图。

图6是用于说明现有的不锈钢钢板的制造方法的另一示例的图。

符号说明

S1 第一冷轧工序

S2 第一退火工序

S3 第二冷轧工序

S4 第二退火工序

具体实施方式

本发明的上述作用及利益，由用于实施以下说明的发明的最佳方式加以阐明。

以下，对于本发明的最佳的方式及其优异的范围等进行说明。

(1)不锈钢钢板

首先，对于本发明的不锈钢钢板进行说明。如上述本发明的不锈钢钢板，其组成和组织、Md值以及内在的化合物的形态具有特征。以下分别对其进行说明。

(1-1)成分

就本发明所含有的成分及其含量进行说明。本发明的不锈钢钢板的主要成分是Fe，以下所示的含量表示设不锈钢钢板整体为100质量％时的比例。

·C：C的含量为0.01～0.08质量％。C是廉价且有效的侵入型固溶强化元素之一。使之含有0.01质量％以上，固溶强化的作用得以发挥。另一方面，其上限值为0.08质量％。这是由于C是强力的γ稳定化元素，过度的添加会抑制所需要的加工诱发马氏体(α’)相变。另外，如果是包含调质退火的制造方法，则在调制退火时会招致由Cr₂₃C₆所代表的粗大的碳化物向晶界的析出，从而使加工性和耐腐蚀性劣化。因此C含量更优选的范围是0.02～0.07质量％。

·Si：Si的含量为0.1～2.0质量％。Si是有效的固溶强化元素。之所以使其下限值为0.1质量％以上，是因为由此会使高温强度上升，可容易地获得作为本发明的特征的上述的混合组织。之所以使其上限值为2.0质量％，是由于Si也是铁素体(α)稳定化元素，过剩的添加会使调质退火时残存的α’相增加。Si含量的更优选的范围是0.2～1.8质量％。

·Mn：Mn的含量为3.0质量％以下。Mn是γ稳定化元素，考虑到其与其他元素的平衡而被添加。之所以使其含量为3.0质量％以下，是由于过度添加时将得不到α’相。另外，还会有形成夹杂物而使加工性和有耐腐蚀性劣化的情况。Mn含量的更优选的范围是2.6质量％以下。

·Cr：Cr的含量为10.0～20.0质量％。Cr是不锈钢的基本合金元素之一。之所以使其含量为10.0质量％以上，是为了得到需要的耐腐蚀性。之所以使其上限值为20.0质量％，是由于Cr是α稳定化元素，过度的添加会增加调质退火后残存的α’相。Cr含量更优选的范围是13.0～19.0质量％。

·Ni：Ni的含量是3.0～12.0质量％。Ni也是不锈钢的基本元素之一，是最有效的γ稳定化元素。之所以使其下限值为3.0质量％，是因为这是用于在室温下得到稳定的γ相而不可欠缺的。之所以使上限值为12.0质量％，是由于需要在规定的范围发生α’相变。Ni含量更优选的范围是3.5～11.5质量％。

·N：N的含量为0.02～0.25质量％。N与C一样是有效的侵入型固溶强化元素之一，与C相比其能够达到更高温度形成化合物而不固溶。即，是本发明的主要的强化元素。从这一观点出发，使其下限值为0.02质量％。之所以使其上限值为0.25质量％，是由于过度添加时，会使热加工性劣化，有可能阻碍板的制造，另还还由于N与C同样是强力的γ稳定化元素之一，会抑制α’相变。N含量的更优选的范围是0.04～0.20质量％，进一步优选的范围是0.08～0.02质量％，最优选的范围是0.10～0.20质量％。

·Nb：Nb的含量为0.50质量％以下。Nb在高温下也会析出比较稳定且微细分散的Nb化合物，使混合组织容易获得，能够通过晶粒成长抑制使再结晶晶粒微细化。之所以使其上限值为0.50质量％，是由于过度的添加会形成粗大的化合物，使材料的延展性降低。另外其为昂贵的物质，也是从成本的观点出发而设定上限值。Nb更优选的范围是0.45质量％以下。

·Ti：Ti的含量为0.50质量％以下。Ti被认为具有与Nb同样的效果。即，能够通过Ti化合物的析出而使混合组织容易获得，使再结晶晶粒微细化。此外，还认为其比Nb更容易形成化合物。之所以使上限值为0.50质量％，是由于过度的添加会形成粗大的化合物，使材料的延展性降低。Ti含量更优选为0.45质量％以下。

·V：V含量为0.5质量％以下。V具有与Nb、Ti相同的效果。即，能够通过V化合物的析出而使混合组织容易获得，使再结晶晶粒微细化。之所以使上限值为0.50质量％，是由于过度的添加会形成粗大的化合物，使材料的延展性降低。V含量更优选的范围是0.001质量％以上、0.45质量％以下。

除上述成分以外，也可以含有从工业性的侧面而被添加的元素，例如根据需要含有作为熔炼时脱氧剂而使用的Ca、Al或REM(稀土类金属)，预期热加工性的改善的B，使合计量为0.3质量％以下。此外以废金属为原料时，也可以含有不可避免的Cu、Mo分别在0.4质量％以下。Cu、Mo在本发明中作为γ稳定度的调整元素起作用。另外，也可以含有通常的组成中不可避免的杂质。

(1-2)Md值

Md值在本发明中通过由式(1)或式(2)表示的式计算，该值为0～80℃。在此，添加不作为不可避免的杂质的上述Ni、Ti、V中的至少任意1个时采用式(2)计算。这些均未添加时采用度(1)计算。另外，式中的记号C、N、Si、Mn、Cr、Ni、Nb、Ti、V被代入其各自对应的成分的含量(质量％)。

Md＝500—458(C+N)—9(Si+Mn)—14Cr—20Ni…(1)

Md＝500—458(C+N)—9(Si+Mn)—14Cr—20Ni—65Nb—27Ti—61V…(2)

Md以℃的单位代表，表示加工诱发马氏体(α’)相变的发生可能性。公式是基于本发明的一系列的实验结果，将对γ单相的材料施加30％的拉伸变形时，总体的50％相变为α’相的温度(30℃)定式化。本发明如上述，因为以准稳定γ系不锈钢为对象，进行α’相变的活用，所以需要控制α’相变。因此为此最佳的Md值为0～80℃。更优选为10～70℃。

(1-3)化合物的形态

本发明的不锈钢钢板，在该不锈钢钢板所含有的化合物中，其最大径为20μm以上的化合物，在该不锈钢的每5g质量中内在30个以下。由此，认为能够减少因化合物引起的缺陷的发生。即，原材具有优异的成形性，并且粗大化合物存在于表面附近的确定性极小。挤压加工时，因两者(原材与粗大化合物)的变形能的巨大差异引起的凹凸、微小裂纹得到改善。另外在刻蚀加时，因耐腐蚀性不同引起的化合物露出，甚至脱落造成的孔(蚀坑)等局部性的缺陷的发生被消灭。由此认为，部件加工部表面平滑，疲劳特性提高。另外，该局部性的缺陷通过同加工部表面的最大粗糙度的测定进行检测。

(1-4)组织的形态

本发明的不锈钢钢板的材料组织，是由再结晶晶粒和残留有前加工的影响的未再结晶部相混合的组织定义的“混合组织”。由此能够使高强度和高延展性并立，并且也可以实现高平坦度化、低残留应力化。另外，混合组织也可以作为由70面积％以上的γ相构成的结构。通过使该γ相为主要结构，成形性、疲劳特性进一步提高。更优选为80面积％以上。

通过作为以上这样的不锈钢钢板，能够提供各种特性都优异，同时能够使加工性(成形性、刻蚀性)及疲劳特性得到提高的不锈钢钢板。另外，除此之外也可以使结晶的粒径为10μm以下。由此，因晶粒微细化带来成形性、疲劳特性进一步提高。更优选为6μm以下。

(2)不锈钢钢板的制造方法

其次，对于本发明的不锈钢钢板的制造方法的1个实施方式进行说明。本发明的不锈钢钢板的制造方法，如图1所示，具有至少1次以上的作为冷轧工序的第一冷轧工序(S1)；与该第一冷轧工序(S1)组合的至少1次的第一退火工序(S2)；第二冷轧工序(S3)；作为以调质为目的的退火的第二退火工序(S4)。以下分别对其加以说明。

(2-1)第一冷轧工序(S1)

在第一冷轧工序(S1)中，供给添加上述成分并经热加工的原材。在本工序中，主要目的是使原材的尺寸接近最终得到的钢板。因此，不必非要进行一次轧制，也可以进行数次轧制。具体来说，与后面实施的第二冷轧的合计压下率为60％以上，优选为70％以上，更优选为80％以上即可，最优选为90％以上。

(2-2)第一退火工序(S2)

这与上述第一冷轧工序(S1)组合的工序，主要是以原材的软化和赋予延展性为目的工序。因此，如果是通常进行的退火工序，则其条件没有特别限定。该条件由供给的原材及最终得到的钢板的形态决定。

(2-3)第二冷轧工序(S3)

第二冷轧工序(S3)配置在上述第一冷轧工序(S1)及第一退火工序(S2)后，是进行最后的冷轧的工序。在第二冷轧工序(S3)中，减厚至最终得到的不锈钢钢板的板厚。这时减厚其压率为20％以上，且与第一冷轧的合计压下率为60％以上。这是由于通过使压下率为20％以上，能够得到充分的加工诱发马氏体(α’)相。此外由此也能够使晶粒微细化。优选为30％以上。另外，之所以使第一冷轧和第二冷轧的合计的压下率为60％以上，是由于通过加大压下率，能够微细地粉碎化合物，减少20μm以上的粗大的化合物的数量。由此，可以减小该化合物的最大径，减少20μm以上的粗大的化合物的数量。这时，使用小径的工作辊进行冷轧的方法因为对粉碎粗大的化合物的效果明显，所以优选。

(2-4)第二退火工序(S4)

第二退火工序(S4)是最后的退火工序，据此，决定了能够最终得到的不锈钢钢板的材质的形态。具体来说，在本工序中使退火温度为650～1000℃，保持时间为300秒以下。这是从调整材料的机械的性质，并且从晶粒的成长等对原材的金属组织的影响和制造效率的观点出发而规定的。据此不仅有效率，而且能够得到高平坦度、低残留应力的不锈钢钢板。

此外，在第二退火工序(S4)中，处于上述退火温度的同时，还对原材施加张力。张力的大小是退火温度下的原材的0.2％屈服应力以下。更优选在该0.2％屈服应力的40％以下。通过以这一大小对原材负荷张力，逆相变得到调整。因此，能够使原材中含有微细的再结晶晶粒，并且能够使该原材成为具有γ相的比例高的混合组织。由此，还能够赋予所得到的不锈钢钢板以平衡良好的强度和延展性，使高平坦度、低残留应力并立。图中显示的曲线图表示的是原材的温度和该原材0.2％屈服应力的值的关系的示例。张力例如根据该图2决定并负荷。

作为使夹杂物微细化的方法，优选所谓在焊接时用于使粗大夹杂物的浮起分离强化的方法。其中，有通过延长熔汤的加热保持时间而使粗大的夹杂物浮起分离的方法。除此以外还能够列举通过用小径的辊进行上述第一冷轧工序(S1)及第二冷轧工序(S2)，从而微细地粉碎粗大的夹杂物的方法。另外，也可以组合所述2种方法，只要是能够使不锈钢钢板中所含有的最大径为20μm以上的化合物降低至在该不锈钢钢板的每5g质量中为30个以下的方法即可。

此外，如果本发明在能够维持发现高性能化的夹杂物分布和混合组织带来的效果的范围内，出于提高强度等的目的，也可以在上述第二退火后实施调质轧制。

根据这样的部件用不锈钢钢板制造方法，能够制造本发明的部件用不锈钢钢板。即，能够制造提供上述各种特性优异，同时还能够使加工性(成形性、刻蚀性)及疲劳特性也提高的不锈钢钢板。而且根据本制造方法，可以廉价且工业化地稳定供给上述本发明的不锈钢钢板。

实施例

接下来通过实施例更详细地进行说明。但是，本发明并不受本实施例限定。在实施例中，分别制造相当于本发明的不锈钢钢板及不符合本发明的不锈钢钢板并进行各种评价。

(i)供试材的制造

表1中显示供试材的组成。各成分之中涉及在本发明的范围外的，对其含量的数字附加“*”。

[表1]

Md＝500-458(C+N)-9(Si+Mn)-14Cr-20Ni

或

Md＝500-458(C+N)-9(Si+Mn)-14Cr-20Ni-65Nb-27Ti-61V

对于具有表1中a～l所示的组成的各原材，遵循各制造条件制造不锈钢钢板。表2中显示制造工序中的主要的条件。

[表2]

边参照表2边对于制造方法进行详细说明。在表2中对本发明的范围外的附加“*”。截止冷轧为止的工序各制造条件共通。具体来说就是熔炼小型铸锭，进行切削加工、热轧、退火、除鳞(酸清洗)。另外，关于在表2中由No.1～No.16、No.18、No.20～No.22、No.26～No.32所示的例子，作为夹杂物微细化对策，为了在熔炼时进行粗大夹杂物的浮起分离强化而延长了熔汤的加热保持时间。

关于如此得到的原材，对于No.1～No.26所示的钢材，一部分通过切削加工和酸洗进行板厚调整后，进行第一冷轧及退火，再按表2所示的条件进行第二冷轧及第二退火。板厚最终为0.2mm。在此，关于No.10及No.17所示的例子，作为夹杂物微细化对策，是使冷轧中使用的辊径相对于在此以外使用的直径200mm工作辊来说，使用直径60mm的小径工作辊。

另一方面，在No.27～No.32的示例中，如表2所示进行调质轧制达到厚0.2mm，成为JIS G 4313中规定的各硬度规格。而且其后，利用拉矫机(tension leveler)进行形状矫正，燕进行500℃加热、300秒保持的去应力退火。还有，冷轧时的工作辊使用直径200mm的。

从如上这样得到的厚0.2mm的薄板提取试验片，调查、比较诸特性。

(ii)评价项目及其评价方法

以下说明评价项目及其评价方法。

化合物分布：首先提取5g试料，用10％溴甲醇溶液腐蚀去除母材部。其后，通过规定尺寸的孔的过滤器提取残留物，用扫描型电子显微镜(SEM：Scanning Electron Microscope)观察该残留物，得到其最大径为20μm以上的化合物的总数。

晶粒直径：对于试料与轧制方向(R.D.)平等的剖面进行埋入、研磨，用光学显微镜及SEM观察刻蚀后的组织。另外，制成薄膜，使用透射型电子显微镜(TEM：Transmission Electron Microscope)观察组织。然后，在各个组织中拍摄平均的组织的照片，由该照片测定晶粒直径。另外，还由此进行组织是否是混合组织的判断。

还有，晶粒直径在No.1～No.26中表示调质退火后的再结晶晶粒的值，在No.27～No.32中表示第二退火工序后的值。在此在No.27～No.32中，因为通过调质轧制变形而成为延伸粒，所以在表3中用括号记述。另外，假定去应变退火没有带来粒径变化。

γ相比率：对于板表面，使用X射线衍射装置测定衍射图样，由各相峰值的积分强度比计算γ相、α’相的比例。

硬度：对于板表面，使用显微维氏硬度计在9.8N的载荷下进行测定。

延伸率：对于平行于轧制方向(R.D.)提取的JIS-3B试验片，使用Instron型试验机进行测定。

表面粗糙度：对于垂直于R.D.提取的短条状试验片的弯曲半径2mm的大致直角弯曲的弯曲外周部表面，使用激光显微镜测定表面粗糙度的最大高度(Ry)，根据

增加率(％)＝100×(弯曲加工后的Ry—加工前的Ry)/(加工前的Ry)进行评价。

疲劳特性：使用平面正反向弯曲试验机，了解未实施弯曲加工的原材的疲劳限度(经受107次反复弯曲的应力的上限值)。其次，对于将上述表面粗糙度用于测定的弯曲的试验片，以原材的疲劳限度的90％的应力实施反复弯曲，调查107次反复弯曲后有无裂纹。有裂纹时评价为×，无裂纹时评价为○。

板翘曲：在本实施例中，通过板翘曲评价平坦度。该方法是对于在调质退火或形状矫正+去应力退火的前后平行于R.D.提取的长500mm的试验片，通过目视测定吊挂上下翘曲的高度，根据

减少率(％)＝100×(处理后翘曲—处理前翘曲)/(处理前翘曲)进行评价。

残留应力：对于在调质退火或形状矫正+去应力退火的前后提取的试验片，使用X射线应力测定装置，测定板表面的R.D.上的残留应力，根据

减少率(％)＝100×(处理后应力—处理前应力)/(处理前应力)进行评价。

(iii)结果

接下来对于结果进行说明。首先关于得到的不锈钢钢板的组织、构造说明其结果。表3中显示结果。

[表3]

由表2及表3可知，关于满足本发明的制造方法的条件No.1～No.17，最大径为20μm以上的化合物均在30个以下，组织也能够得到混合组织。另一方面，在No.18～No.32中产生了如下问题：最大径为20μm以上的化合物均在30个以上，或者组织没有成为混合组织，本发明的制造方法的效果被显著地体现。

其次，对于得到的不锈钢钢板的各种特性进行说明。表4中显示结果。

[表4]

此外，基于本实施例的结果的硬度与延伸率的关系显示在图3中。由表4及图3可知，作为本发明例的No.1～No.17，比作为比较例的No.18～No.32的任何一个都具有高强度及高延展性。

另外，本发明例在弯曲加工后的表面粗糙度的最大值的增加率均在60％以下，均匀变形的进行，成形性的提高得以显现。图4表示弯曲加工前后的表面的照片及这时的表面粗糙度(Ry)。具体来说，对于发明例(No.4)及比较例(No.28)，分别显示平板、弯曲半径2mm及率曲半径0.5mm的情况。由这些照片及Ry的值也能看到本发明的效果。特别是平板，虽然任意的不锈钢钢板均是大体相同的表面粗糙度，但若施加弯曲加工，则其表面粗糙度显示出很大的差异。

此外在表4中，弯曲疲劳特性本发明也良好。因此，即使在弯曲加工后也能够维持优异的疲劳特性。即，通过使混合组织以外而内在的化合物分布适当化，带来均匀的变形的进展，弯曲加工时发生的缺陷减少。由此认为，能够显示出优异的成形性，并维持高疲劳强度。

另一方面，关于刻蚀性，加工面其表面粗糙度的最大值减少，蚀坑等缺陷也减少，比起加工前反而有平滑化的倾向。即，根据本发明，还能够使包含刻蚀性在内的加工性提高，加工部件也能够维持高疲劳强度。

此外，板翘曲及残留应力增加率也小，残留应力减少70％以上。因此在本发明中涉及这一特性也确认到有大幅的效果。

在本发明例之中，No.2、No.11及No.12因为调质退火温度比较高，所以再结晶粒径超过10μm。另外No.7、No.8中，因为施加的张力超过0.2％屈服应力的40％，所以混合组织的γ相的比率比70％小。由此，虽然能够得到比比较例优异的不锈钢钢板，但是在本发明例之中处于强度与延展性的平衡差的倾向。就此，相对于No.2、No.11及No.12，如No.14、No.16及No.17，通过Nb、Ti、V的添加，可以进行晶粒成长抑制的全新改善。另外对于No.7、No.8来说，通过如No.10这样减小附加张力能够进行改善。

实施了夹杂物微细化对策的No.1～No.18、No.20～No.22、No.26～No.32，最大径为20μm以上的夹杂物个数在本发明的范围内，特别是使用夹杂物的浮起和小径工作辊的No.10，显示出在本发明例中最佳的强度和延展性的平衡及加工性。

另一方面，比较例如上述与本发明例相比，强度与延展性的平衡差。具体来说，No.18～No.21其成分的含量及Md值虽然处于本发明的范围，但是No.18及No.19因为压下率不足，所以最大值20μm以上的化合物发生30个以上。其结果是，由于混合组织未形成，导致得不到良好的特性。另外No.20及No.21因为调质退火温度在本发明的制造方法的范围外，所以混合组织未形成，加工性、疲劳特性都与现有材同等或在其之下。关于其他比较例，材料也不满足需要组成，无法高性能化。

此外，对No.2的试料以10％、20％的压下率实施调质轧制的材料的特性调查结果显示在表5中。在表5中，No.2-a是对No.2的试料以10％的压下率实施调质轧制的情况，No.2-b是同样的以20％的压下率的情况。其结果确认，同材在调质轧制后仍维持优异的特性。

[表5]

以上，联系现在最富实践性的且认为是优选的实施方式来说明本发明，但本发明并不受本申请说明书中所公开的实施方式限定，可以在不违反发明的范围和从说明书总体读取的发明的要旨或思想的范围适宜变更，随着这样的变更，部件用不锈钢钢板及其制造方法必须仍被理解为包含在本发明的技术的范围内。

Claims (8)

1.一种部件用不锈钢钢板，其特征在于，具有如下化学组成：在设不锈钢的整体为100质量％时，含有C：0.01～0.08质量％、Si：0.1～2.0质量％、Mn：3.0质量％以下、Cr：10.0～20.0质量％、Ni：3.0～12.0质量％、N：0.02～0.24质量％各成分，并且，该所含有的所述各成分的质量％的值被代入的由式Md＝500—458(C+N)—9(Si+Mn)—14Cr—20Ni所表示的Md值满足0～80，余量为不可避免的杂质，

由所述各成分形成的化合物中，最大径为20μm以上的该化合物的内在量在所述不锈钢的每5g质量中为30个以下，并且，该不锈钢整体的金属组织为再结晶晶粒及未再结晶部的混合组织。

2.一种部件用不锈钢钢板，其特征在于，具有如下化学组成：在设不锈钢的整体为100质量％时，含有C：0.01～0.08质量％、Si：0.1～2.0质量％、Mn：3.0质量％以下、Cr：10.0～20.0质量％、Ni：3.0～12.0质量％、N：0.02～0.24质量％及0.5质量％以下的Nb、Ti、V中的1种以上的各成分，并且，该所含有的所述各成分的质量％的值被代入的由式Md＝500—458(C+N)—9(Si+Mn)—14Cr—20Ni—65Nb—27Ti—61V所表示的Md值满足0～80，余量为不可避免的杂质，

由所述各成分形成的化合物中，最大径为20μm以上的该化合物的内在量在不锈钢的每5g质量中为30个以下，并且，该不锈钢整体的金属组织为再结晶晶粒及未再结晶部的混合组织。

3.根据权利要求1或2所述的部件用不锈钢钢板，其特征在于，所述再结晶晶粒的平均粒径为10μm以下。

4.根据权利要求3所述的部件用不锈钢钢板，其特征在于，所述混合组织为70质量％以上的奥氏体相。

5.一种部件用不锈钢钢板制造方法，其特征在于，具有如下工序：对下述原材进行至少1次冷轧的第一冷轧工序；与所述第一冷轧工序组合配置在该第一冷轧工序后的第一退火工序；在所述第一退火工序的后工序侧具备的最后的轧制，压下率为20％以上，且与所述第一冷轧的合计压下率为60％以上的第二冷轧工序；在650～1000℃将所述第二冷轧工序后的所述原材保持300秒以下，并且在该保持温度下的所述原材的0.2％屈服应力以下施加张力进行调质的第二退火工序，

所述原材具有如下化学组成：在设不锈钢的整体为100质量％时，含有C：0.01～0.08质量％、Si：0.1～2.0质量％、Mn：3.0质量％以下、Cr：10.0～20.0质量％、Ni：3.0～12.0质量％、N：0.02～0.24质量％各成分，并且，该所含有的所述各成分的质量％的值被代入的由式Md＝500—458(C+N)—9(Si+Mn)—14Cr—20Ni所表示的Md值满足0～80，余量为不可避免的杂质。

6.一种部件用不锈钢钢板制造方法，其特征在于，具有如下工序：对下述原材进行至少1次冷轧的第一冷轧工序；与所述第一冷轧工序组合配置在该第一冷轧工序后的第一退火工序；在所述第一退火工序的后工序侧具备的最后的轧制，压下率为20％以上，且与所述第一冷轧的合计压下率为60％以上的第二冷轧工序；在650～1000℃将所述第二冷轧工序后的所述原材保持300秒以下，并且在该保持温度下的所述原材的0.2％屈服应力以下施加张力进行调质的第二退火工序，

所述原材具有如下化学组成：在设不锈钢的整体为100质量％时，含有C：0.01～0.08质量％、Si：0.1～2.0质量％、Mn：3.0质量％以下、Cr：10.0～20.0质量％、Ni：3.0～12.0质量％、N：0.02～0.24质量％及0.5质量％以下的Nb、Ti、V中的1种以上的各成分，并且，该所含有的所述各成分的质量％的值被代入的由式Md＝500—458(C+N)—9(Si+Mn)—14Cr—20Ni—65Nb—27Ti—61V所表示的Md值满足0～80，余量为不可避免的杂质。

7.根据权利要求5或6所述的部件用不锈钢钢板制造方法，其特征在于，所述第二退火工序的所述张力为所述保持温度下的所述原材的0.2％屈服应力的40％以下。

8.根据权利要求5～7中任一项所述的部件用不锈钢钢板制造方法，其特征在于，在所述第二退火工序后还实施调质轧制。

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