CN103952642A - 高Mn奥氏体系不锈钢及其钢板的制造方法 - Google Patents

高Mn奥氏体系不锈钢及其钢板的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高Mn奥氏体系不锈钢及其钢板的制造方法。该高Mn奥氏体系不锈钢作为服饰用金属部件用的不锈钢，能够加工成复杂形状部件，且具有也能够应对这些加工品由检针器进行的检查的非磁性特性。不锈钢具有这样的成分组成：以质量％计含有C：0.02％～0.12％、Si：0.05％～1.5％、Mn：10.0％～22.0％、S：0.03％以下、Ni：4.0％～12.0％、Cr：14.0％～25.0％、N：0.07％～0.17％，而且，使以下述式：δcal(％)＝(Cr+0.48Si+1.21Mo+2.2(V+Ti)+0.15Nb)－(Ni+0.47Cu+0.11Mn－0.0101Mn2+26.4C+20.1N)－4.7表示的δcal为5.5质量％以下地含有上述成分，高Mn奥氏体系不锈钢在200kA/m的磁场中的导磁率为1.003以下。

Description

高Mn奥氏体系不锈钢及其钢板的制造方法
本申请是申请日为2010年2月26日、申请号为201080009450.7、优先权日为2009年2月27日、发明名称为“高Mn奥氏体系不锈钢和服饰用金属部件”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及容易加工成服饰用的摁扣(ホック)或钮扣(ボタン)、挂钩(前カン)、和服式男呢绒大衣用的钩(トンビ)等这样的复杂的部件形状、且具有即使利用检针器进行断针检查也不会发生误检测的非磁性特性的高Mn奥氏体系不锈钢及由该不锈钢制造成的服饰用金属部件。
背景技术
服饰用的摁扣或钮扣、挂钩、和服式男呢绒大衣用的钩等金属部件不仅是功能性的，为了谋求与其他制品的差别化，也需要付与外观性(设计性、时尚性)，服饰用的摁扣或钮扣、挂钩、和服式男呢绒大衣用的钩等金属部件经过冲压、整形等复杂的加工工序来制造。因此，作为这些部件的原料的金属材料需要能够经得住严苛加工的塑性加工性，以往，大多采用黄铜、铝合金等软质的材料。另外，部件相互间的接合、向布料的固定通常通过冲压的“铆接加工”来进行，从这个方面考虑，也要求是软质的材料。
但是，近年来，从重视安全性的方面考虑，引入了根据是否有磁性来辨别在制品中是否残留有缝制时折断的针的检针器，利用检针器进行严格的检查。由于这些检查在最终制品中进行，因此，是在安装摁扣或钮扣、挂钩等金属部件之后进行。由于由上述黄铜、铝合金等制造的金属部件的磁性较小，不会与断针混淆地被检测出，因此，在安装摁扣或钮扣、挂钩等金属部件之后进行检查不会对检查产生特别的障碍。
但是，由黄铜、铝合金等构成的金属部件在被塑料薄膜包装地搬运的途中，有时会产生由残留在布料中的染料等药品引起变色这样的不良情况，研究了将金属部件的材料改变为不会引起变色的金属原料、例如更换为不锈钢等。例如，在专利文献1中提出了活用强度比黄铜、铝合金等高的不锈钢的特性而将Ni－Cr系非磁性不锈钢应用于要求弹性的服饰用的金属部件。
但是，日本特开平08－269639号公报的Ni－Cr系非磁性不锈钢虽说是非磁性，但其导磁率为1.005左右，非磁性特性并不充分，因此，在应用于部件重量较大的挂钩、插槽(ソケット)等的情况下，有可能导致检测器误检测。另外，该不锈钢通过实施冷轧来提高强度，并且，在用于付与弹性的固溶化热处理之后也是硬质的，因此，并不能说塑性加工性良好，而且，对于铆接加工，在通常的方法中也存在难以固定于布料这样的问题。因而，为了替代黄铜、铝合金等而采用不锈钢，需要谋求进一步提高非磁性特性并提高塑性加工性(软质化)。
另外，在日本特开2005－154890号公报中，作为改善了加工性的非磁性不锈钢，提出了深拉等冲压成形用的Mn－Cr系奥氏体系不锈钢。但是，该不锈钢虽然在为了塑性加工之后也能够维持非磁性而进行了控制化学组成、奥氏体相的稳定度、层叠缺陷能量的生成指标等的成分设计，但是对得到的材料实施60％的冷轧后的导磁率为1.01～1.05左右，非磁性特性并不充分。
如上所述，软质且也能够充分地加工成复杂的服饰部件、且不会使检针器误动作的软质非磁性的不锈钢目前并不存在，强烈要求开发一种外观性较高的、具有能够进行复杂的塑性加工的优良的塑性加工性、并具有即使用于部件重量较大的服饰金属部件检针器也不会误检测的优良的非磁性特性的不锈钢。
发明内容
因此，本发明的目的在于解决以往技术所存在的上述各种问题，提供一种能够加工成钮扣或挂钩、插槽等服饰用的复杂形状部件、而且具有也能够充分应对这些加工品由检针器进行的严格检查的优良的非磁性特性的不锈钢。
本发明人为了谋求解决上述课题，在广阔的范围内调查了钢成分对导磁率和硬度产生的影响。结果发现，只要是Mn－Cr系不锈钢，就有可能得到以往的Ni－Cr系不锈钢无法达到的较小的导磁率。其原因在于，Mn、N是有助于减小导磁率的元素，但通过大量添加Mn，能够进一步增加N的固溶量。因此，发明人对于大量固溶有上述N的Mn－Cr系不锈钢更加详细地调查了钢成分对导磁率、硬度产生的影响。特别是，由于金属组织及其稳定性对导磁率产生较大的影响，因此，也考虑到整体的成分平衡进行了研究。
即，为了获得良好的非磁性特性，需要使凝固时生成的、具有磁性的δ铁素体相不残留在制品板中。还需要，即使得到了不残留δ铁素体相的奥氏体单相的制品板，在将其加工成部件时，也不会诱发具有磁性的马氏体相。还需要在防止了具有磁性的这两个相生成的基础之上，弄清成分元素的影响而减小导磁率。此外，为了付与良好的塑性加工性，也调查钢成分对硬度的影响，并且，也对用于更加廉价地制造的制造性进行研究，开发而成的是本发明。
即，本发明是一种高Mn奥氏体系不锈钢，该不锈钢具有这样的成分组成，即，含有C：0.02质量％～0.12质量％、Si：0.05质量％～1.5质量％、Mn：10.0质量％～22.0质量％、S：0.03质量％以下、Ni：4.0质量％～12.0质量％、Cr：14.0质量％～25.0质量％、N：0.07质量％～0.17质量％，而且，使以下述(1)式表示的δcal为5.5质量％以下地含有上述成分，其余部分由Fe及不可避免的杂质构成，该高Mn奥氏体系不锈钢在200kA/m的磁场中的导磁率为1.003以下，
δcal(质量％)＝(Cr+0.48Si+1.21Mo+2.2(V+Ti)+0.15Nb)－(Ni+0.47Cu+0.11Mn－0.0101Mn2+26.4C+20.1N)－4.7…(1)
在此，上述式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
本发明的高Mn奥氏体系不锈钢的特征在于，除了上述成分组成之外，还含有从Mo：0.03质量％～2.0质量％、Cu：0.03质量％～3.0质量％、V：0.02质量％～1.0质量％、Ti：0.02质量％～1.0质量％及Nb：0.02质量％～1.0质量％中选出的一种或者两种以上。
本发明的高Mn奥氏体系不锈钢的特征还在于，除了上述成分组成之外，还含有从B：0.0005质量％～0.01质量％、Ca：0.0005质量％～0.01质量％、REM：0.0005质量％～0.01质量％及Mg：0.0005质量％～0.01质量％中选出的一种或者两种以上。
本发明的高Mn奥氏体系不锈钢的特征在于，使以下述(2)式表示的Ni当量为26质量％以上地含有上述成分，
Ni当量(质量％)＝15C+0.33Si+0.71Mn+Ni+0.44Cr+0.60Mo+0.51Cu+21N+1.2V+0.8Ti+1.1Nb…(2)
在此，上述式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
本发明的高Mn奥氏体系不锈钢的特征在于，使以下述(3)式表示的Hv值为200以下地含有上述成分，
Hv值＝87C+2Si－1.2Mn－6.7Ni+2.7Cr+3.2Mo－2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88…(3)
在此，上述式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
另外，本发明是由上述任一项所述的高Mn奥氏体系不锈钢构成的服饰用金属部件。
采用本发明，能够提供一种塑性加工性优良、且非磁性特性也优良的不锈钢。该不锈钢易于加工成复杂形状部件，而且，在检针器的检查中也不会引起误检测，因此，能够适当地用作在摁扣或钮扣、挂钩、和服式男呢绒大衣用的钩等这样的服饰领域中采用的金属部件的原料。
附图说明
图1是表示δcal的值对残留在制品板中的δ铁素体相的量产生的影响的坐标图。
图2是表示Ni当量对固溶化热处理材料、冷轧材料的导磁率产生的影响的坐标图。
图3是表示Mn含有量对导磁率产生的影响的坐标图。
图4是用于评价塑性加工性的服饰用部件(挂钩)的示意图。
图5是表示硬度Hv对铆接不良率产生的影响的坐标图。
具体实施方式
首先，对开发本发明的过程和基本的技术构思进行说明。
(1)防止δ铁素体相残留于制品中
在利用连续铸造法等将奥氏体系不锈钢做成板坯的情况下，其凝固组织通常是由奥氏体相和几vol％的δ铁素体相构成的混合组织。由于该δ铁素体相会对制造性、制品的磁性产生影响，因此，以SUS304所代表的Ni－Cr系的奥氏体系不锈钢为中心，对化学成分和δ铁素体的相分率的关系进行了很多调查，也提出了几个其预测式。相对于此，对Mn－Cr系的奥氏体系不锈钢基本上没有进行研究，Hull的技术论文(WeldingJournal，58，No.5(1973)p.193～203)有一定程度的研究。
因此，发明人利用铁素体测定仪对在用连续铸造法制造成的具有各种成分组成的Mn－Cr系的奥氏体系不锈钢的板坯中生成的δ铁素体的相分率进行测定，对于上述板坯的成分组成和δ铁素体的相分率的关系，与上述Hull的式相比较，研究Hull式的准确性，并尝试导出Hull式中没有记载的其他元素的影响系数。结果，得到的是下述(1)式。另外，在Hull式和本发明的下述(1)式中，影响系数不同的主要理由一般认为是由冷却速度的不同引起的。
δcal(质量％)＝(Cr+0.48Si+1.21Mo+2.2(V+Ti)+0.15Nb)－(Ni+0.47Cu+0.11Mn－0.0101Mn2+26.4C+20.1N)－4.7…(1)
在此，上述式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
并且，发明人对上述δcal的值与残留在板厚为2mm的制品板(冷轧板)中的δ铁素体的相分率的关系进行了调查。结果，如图1所示，可明确：在δcal的值大于5.5质量％时，δ铁素体相会残留在热轧后的钢板中，该残留的δ铁素体相在冷轧后也不会消失而残留，使非磁性特性显著降低。因此，在本发明中，将成分设计为使由上述(1)式表示的δcal的值为5.5质量％以下。另外，在不含有上述(1)式中所述的元素的情况下，它们计算为零(0)(后述的(2)式、(3)也同样。)。
(2)防止生成形变诱发马氏体相
对于奥氏体系不锈钢，公知经由冷加工也生成具有磁性的马氏体相。对于Ni－Cr系的不锈钢中的化学成分与奥氏体相的稳定性的关系进行了很多研究，提出了各种被称作Ni当量、Md30的关系式等。相对于此，对于Mn－Cr系的不锈钢，与δcal同样基本上没有进行调查。
因此，发明人在实验室中对Mn－Cr系不锈钢中的生成形变诱发马氏体相的容易度进行调查，对上述Ni－Cr系不锈钢的Ni当量的关系式施加修正而得到的是下述(2)式。该Ni当量的值表示Mn－Cr系不锈钢中的奥氏体相的稳定度(引起形变诱发马氏体相变的困难度)与化学成分的关系，表示该值越大，越难以生成形变诱发马氏体。
Ni当量(质量％)＝15C+0.33Si+0.71Mn+Ni+0.44Cr+0.60Mo+0.51Cu+21N+1.2V+0.8Ti+1.1Nb…(2)
在此，上述式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
发明人对较大地改变Ni当量而实施固溶化热处理后的Mn－Cr系不锈钢钢板、及对该钢板假想严苛的塑性加工而施加压下率60％的冷轧后的材料在200kA/m的磁场中的导磁率进行调查，图2表示其结果。由该结果可知，即使是固溶化热处理材料的导磁率为1.003以下的良好的非磁性级别，Ni当量小于26质量％的奥氏体相的稳定度较小的材料经由加工也会诱发马氏体相，导磁率上升。生成的马氏体相虽是微量，但也会导致检针器的误检测，因此，作为服饰用材料并不理想。因此，在本发明中，为了确保在加工后也是非磁性的，因此，优选将由上述(2)式表示的Ni当量限制在26质量％以下。
(3)Mn对导磁率产生的影响
在Ni－Cr系的奥氏体系不锈钢中，Mn是使奥氏体相稳定的元素。因此，制造用Mn来替换作为高价的Ni的替代的SUS304的Ni而成的200系不锈钢等廉价的不锈钢。这样，认为在Ni－Cr系的不锈钢中Mn和Ni的特性大致相同。
但是，本发明可明确，在增加Mn的添加量时，其特性与Ni并不相同，起到使铁素体相稳定的元素的作用。其原因在于，由上述δcal的(1)式可知，在Mn大于一定量时，δ铁素体相增加，因此非磁性特性变差。
因此，发明人对于添加规定量的C、N、Ni等来防止生成δ铁素体相的钢详细地调查Mn含有量对导磁率产生的影响，图3表示其结果。由图3可知，在Mn添加量大于10质量％的区域中，可确认到使导磁率降低的效果。但是，能看到导磁率降低效果的是Mn添加量直到18质量％左右，在Mn的添加量更多的情况下，作为铁素体稳定化元素的作用变大，虽是微量，但也会残留δ铁素体相，导致导磁率上升。而且，在Mn添加量为25质量％时，导磁率会远远大于1.003。因此，在本发明中，Mn添加量的上限被限制在22质量％。顺便说一下，在Ni－Cr系不锈钢的以往的见解中，是仅在10质量％以下的范围内能确认到Mn抑制导磁率上升的效果的现象(例如参照日本特开平08－269639号公报)。
(4)改善塑性加工性
由于服饰用的金属部件以往使用黄铜、铝合金等，因此，制造这些金属部件的设备也是以黄铜、铝合金的强度为前提的设计。但是，由于不锈钢的强度高于黄铜、铝合金，因此，在欲在以往的制造设备中使用不锈钢来制造服饰用金属部件时，会产生加工不良。因而，为了将黄铜、铝合金替换为不锈钢，需要谋求软质化。另外，由于上述非磁性的不锈钢比通常的SUS316L等不锈钢硬质，因此，需要进一步谋求软质化。
发明人在实验室中对实施固溶化热处理后的Mn－Cr系不锈钢的硬度与钢成分的关系进行调查，进行重回归分析而得到了下述(3)式。
Hv值＝87C+2Si－1.2Mn－6.7Ni+2.7Cr+3.2Mo－2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88…(3)
在此，上述式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
因此，使用进一步实施固溶化热处理后的Hv值不同的各种Mn－Cr系不锈钢，利用实机制造设备制造图4所示的服饰用部件(挂钩)，对使用与以往相同的铆接装置将其安装于布料时的不良产生率进行了调查。在此，上述不良是指在将处于图4所示的挂钩两侧的突起部向内侧弯曲地安装于布料时，铆接不充分，导致在布料与铆接的突起部之间产生间隙。图5表示Hv值与不良产生率的关系，可知为了使不良产生率为1％以下，需要使Hv值为200以下，为了使不良产生率为零，需要使Hv值为185以下。
因此，在本发明中，优选将由上述(3)式表示的Hv值限制在200以下。
接着，对本发明的Mn－Cr系不锈钢中的各个成分的组成范围进行说明。
C：0.02质量％～0.12质量％
C是奥氏体生成元素，是用于防止在高温下生成的δ铁素体相的生成、并抑制塑性加工时的形变诱发马氏体相的生成的有效的元素。为了得到该效果，需要至少含有0.02质量％的C。另一方面，C的过量添加会提高热处理后的硬度而降低加工性。另外，由于热处理条件的不同，也有可能残留碳化物，导致耐腐蚀性降低，因此，C的含量为0.12质量％以下。优选C的含量为0.03质量％～0.11质量％范围。
Si：0.05质量％～1.5质量％
Si是作为脱氧剂添加的元素，为了获得该效果，需要添加至少0.05质量％的Si。另一方面，Si是铁素体生成元素，因此，添加Si超过1.5质量％时，会促进δ铁素体相的生成，提高热处理后的硬度。因此，Si的添加量在0.05质量％～1.5质量％的范围内。优选Si的添加量在0.1质量％～1.3质量％的范围内。
Mn：10.0质量％～22.0质量％
Mn是用于减小奥氏体系不锈钢的导磁率的有效的元素，也具有使同样减小导磁率的N的固溶量增加的效果，因此，是直接、间接地有助于降低导磁率的、在本发明的不锈钢中必需的重要元素。此外，Mn具有使钢软质化、改善塑性加工性的效果。为了获得这些效果，需要添加至少10.0质量％的Mn。另一方面，过量地添加Mn超过22.0质量％时，会降低非磁性特性。因此，Mn的添加量在10.0质量％～22.0质量％的范围内。优选Mn的添加量在12.0质量％～20.0质量％的范围内。
S：0.03质量％以下
S是因作为制铁原料的废铁而混入的杂质，是使热加工性降低的有害元素，因此最好尽量降低S的量。因此，在本发明中，S的含量限制在0.03质量％以下。优选S的含量在0.02质量％以下。
Ni：4.0质量％～12.0质量％
Ni是奥氏体生成元素，对于奥氏体相的组织稳定性，是显示与C、N大致相同特性的元素。另外，由于Ni促进软质化，因此，从确保塑性加工性的方面考虑是必要的元素。为了获得这些效果，需要添加至少4.0质量％的Ni。另一方面，即使Ni的添加量超过12.0质量％，上述效果也会饱和，仅仅导致原料成本上升。因此，Ni的添加量在4.0质量％～12.0质量％的范围内。优选Ni的添加量在4.5质量％～11.0质量％的范围内。
Cr：14.0质量％～25.0质量％
Cr是为了确保钢的耐腐蚀性、防止变色而必需的元素。为了获得该效果，需要添加至少14.0质量％的Cr。另一方面，由于Cr是铁素体生成元素，因此，过量地添加Cr超过25.0质量％时，会促进δ铁素体相的生成，使非磁性特性显著变差。因此，Cr的添加量在14.0质量％～25.0质量％的范围内。优选Cr的添加量在15.0质量％～20.0质量％的范围内。
N：0.07质量％～0.17质量％
N是奥氏体生成元素，是抑制δ铁素体相、形变诱发奥氏体相的生成的元素，是为了获得优良的非磁性特性的重要的元素。为了获得这些效果，需要添加至少0.07质量％的N。另一方面，由于N因固溶强化而显著提高硬度，因此，也是降低塑性加工性的元素。因此，N的添加量在0.07质量％～0.17质量％的范围内。优选N的添加量在0.08质量％～0.16质量％的范围内。
本发明的高Mn奥氏体系不锈钢除了上述必需的成分之外，还能够在下述范围内含有从Mo、Cu、V、Ti及Nb：0.02质量％～1.0质量％中选出的一种或者两种以上。
Cu：0.03质量％～3.0质量％
Cu是降低热处理后的硬度、提高奥氏体相的稳定度而有助于组织稳定性的元素。为了体现这些效果，需要添加至少0.03质量％的Cu。另一方面，过量地添加Cu超过3.0质量％时，会降低热加工性。在添加Cu的情况下，优选在0.03质量％～3.0质量％的范围内添加。更优选在0.05质量％～2.5质量％的范围内添加。
Mo：0.03质量％～2.0质量％
Mo是利用少量添加来显著提高耐腐蚀性的元素。为了体现该效果，需要添加至少0.03质量％的Mo。另一方面，由于Mo是铁素体生成元素，因此，过量地添加Mo超过2.0质量％时，会促进δ铁素体相的生成，使非磁性特性显著变差。因此，在添加Mo的情况下，优选在0.03质量％～2.0质量％的范围内添加。更优选在0.05质量％～1.8质量％的范围内添加。
V：0.02质量％～1.0质量％、Ti：0.02质量％～1.0质量％、 Nb：0.02质量％～1.0质量％
V、Ti及Nb在热处理时形成微细的碳化物，抑制晶粒生长而使其微细化，从而使部件成形后的表面性状平滑，有助于提高外观性、研磨性。为了获得该效果，需要添加至少0.02质量％的V、Ti及Nb。但是，过量地添加超过1.0质量％时，会提高硬度而危害加工性。因此，在添加这些元素的情况下，优选在0.02质量％～1.0质量％的范围内添加。更优选在0.03质量％～0.8质量％的范围内添加。
并且，本发明的高Mn奥氏体系不锈钢除了上述成分之外，还能够在下述范围内含有从B、Ca、REM及Mg中选出的一种或者两种以上。
B：0.0005质量％～0.01质量％、Ca：0.0005质量％～0.01质量％、REM：0.0005质量％～0.01质量％、Mg：0.0005质量％～0.01质量％
B、Ca、REM及Mg可以是为了改善由S引起热加工性的降低而添加的。为了获得该效果，需要添加至少0.0005质量％的B、Ca、REM及Mg。但是，过量地添加这些元素超过0.01质量％时，反而会生成低熔点化合物，降低热加工性。因此，这些元素优选在0.0005质量％～0.01质量％的范围内添加。更优选在0.0008质量％～0.008质量％的范围内添加。
在本发明的奥氏体系不锈钢中，除了使上述各个成分满足上述组成范围之外，还需要使以下述(1)式表示的δcal的值为5.5质量％以下地含有上述各个成分。
δcal(质量％)＝(Cr+0.48Si+1.21Mo+2.2(V+Ti)+0.15Nb)－(Ni+0.47Cu+0.11Mn－0.0101Mn2+26.4C+20.1N)－4.7…(1)
在此，上述式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
该δcal表示在如上所述那样利用连续铸造来制造板坯时、在板坯中生成的δ铁素体的相分率与钢成分之间的关系，是有助于降低制品中的δ铁素体相的残留率的指标。在该δcal值大于5.5质量％时，δ铁素体相在热轧之后、冷轧之后也会残留，因此，使非磁性特性显著变差。由此，在本发明中，将上述δcal限制为5.5质量％以下。优选该δcal值为4.5质量％以下。
并且，在本发明的高Mn奥氏体系不锈钢中，需要使以下述(2)式表示的Ni当量为26质量％以上地含有上述成分。
Ni当量(质量％)＝15C+0.33Si+0.71Mn+Ni+0.44Cr+0.60Mo+0.51Cu+21N+1.2V+0.8Ti+1.1Nb…(2)
在此，上述式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
Ni当量如上所述是表示Mn－Cr系不锈钢中的奥氏体相的稳定度与钢成分的关系的指标，即表示各个合金元素对奥氏体相的稳定性带来的贡献度的指标。为了确保非磁性特性，需要防止由塑性加工导致形变诱发马氏体相产生，在该Ni当量小于26质量％时，易于由塑性加工导致形变诱发马氏体相生成，非磁性特性降低。因此，在本发明中，优选将上述Ni当量限制在26质量％以上。更优选为27质量％以上。
并且，在本发明的高Mn奥氏体系不锈钢中，需要使以下述(2)式表示的Hv值为200以下地含有上述成分。
Hv值＝87C+2Si－1.2Mn－6.7Ni+2.7Cr+3.2Mo－2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88…(3)
在此，上述式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
为了确保良好的塑性加工性、铆接加工性，需要为软质，该Hv值是表示固溶化热处理后的Mn－Cr系不锈钢的硬度与成分组成的关系的指标。在该Hv值大于200时，塑性加工时的不良产生率升高。因此，在本发明中，优选将上述Hv值限制在200以下。更优选为185以下。
实施例
利用常用方法的工艺来熔炼具有表1所示的成分组成的No.1～No.26的不锈钢，连续铸造而做成150mm厚×1000mm宽×6000mm长的板坯。另外，作为参考材料，与上述同样地也一并制造SUS305、SUS316L及SUS310S的板坯。在将这些板坯再加热之后，以1000℃～1300℃的温度进行热轧制，做成厚度为6mm的热轧材料(卷材)之后，对该热轧材料进行热轧板退火，酸洗，冷轧制而做成厚度2.0mm(压下率67％)的冷轧材料，进一步以1000℃～1200℃的温度进行退火之后，酸洗而做成冷轧退火材料。对上述冷轧退火材料的一部分再进行二次冷轧制，做成厚度为0.7mm(压下率65％)的冷轧材料之后，以1000℃～1200℃的温度进行退火之后，酸洗而做成二次冷轧退火材料。这些冷轧退火材料及二次冷轧退火材料用于下述评价试验。
表1
导磁率的测定
使用振动式磁测定装置(理研电子公司制；BHV－55)对冷轧后的板厚2.0mm的冷轧材料和对其实施退火后的冷轧退火材料这两者施加200kA/m的磁场，测定了导磁率μ。另外，导磁率的评价将1.003以下设为非磁性特性良好。
微组织观察
在将板厚2mm的冷轧退火材料的轧制方向截面研磨之后，使用KOH进行电解蚀刻，使结晶组织呈现出之后，使用光学显微镜观察微组织，判断了是否残留有δ铁素体相。
检针器的误检测性的评价
使用厚度为0.7mm的二次冷轧退火材料制造上述图4所示的服饰用金属部件(挂钩)，将该金属部件在利用磁感应的传送带式的检针器(三高公司制(SANKO ELECTRONICLABORATORY CO.,LTD.)：APA－6500)的传送带上沿与行进方向垂直的方向排列多个地通过检针器，调查了检针器能够检测的最少个数。此时的检针器的检测灵敏度被设定为能够检测到相当于断针的大小的φ0.8mm的铁球的级别。在该评价试验中，上述最少个数越多，非磁性特性越优良，即检针器越难以发生误检测。
硬度的测定
对板厚为2mm的冷轧退火材料测定了表面的维氏硬度Hv。
塑性加工性的评价
使用厚度为0.7mm的二次冷轧退火材料制造上述图4所示的服饰用金属部件(挂钩)，测定了将该金属部件各1000个分别铆接安装于布料时的不良产生率。另外，加工性的评价将能够与布料无间隙接合的金属部件设为合格，将产生间隙的金属部件设为不合格，以该不合格产生率进行了评价。
研磨性的评价
使用干式的抛光研磨装置对由板厚为0.7mm的二次冷轧退火材料制造的图4的服饰用金属部件(挂钩)的最宽的面进行研磨，利用从酸洗的表面状态精加工至#400精加工相当的表面状态为止所需的研磨时间进行了评价。另外，研磨性对1个钢进行5个研磨，利用其平均所需时间进行了评价。
制造性的评价
在将热轧制后的热轧材料(卷材)退火之后，进行酸洗，在酸洗流水线的出侧利用目测观察卷材全长，测定在表面产生的裂缝、剥落等有害缺陷的个数，将卷材的每100m的缺陷个数为0.5个以下评价为制造性优(◎)，每100m的缺陷个数大于0.5个、小于等于1.0个评价为制造性良(○)，每100m的缺陷个数大于1.0个评价为制造性不良(×)。
表2表示上述各评价试验的结果。
由表2可知，满足本发明条件的No.1～No.17的发明例的钢板均是导磁率较小，非磁性特性也优良。还可知，硬度较低，加工后的铆接性也良好，适合作为服饰部件的原料。其中，一般认为以适当量添加V、Ti及Nb中的任一种以上而成的No.12～No.14的钢板不仅是加工性、非磁性特性优良，研磨性也优良，有助于提高作业性。另外，以适当量添加B、Ca、REM及Mg中的任一种以上而成的No.15～No.17的钢板的表面品质良好，制造性优良。
相对于此，不满足本发明条件的No.18～No.29的比较例及参考例的钢板的非磁性特性、塑性加工性、制造性中的任一个以上的特性较差。例如No.18及No.21的钢板满足上述(1)式的δcal及(2)式的Ni当量的基准值，虽然能够防止δ铁素体相残留、形变诱发马氏体相生成，但是改良非磁性特性的Mn及N的含有量较少，因此，导磁率未达到目标的级别(1.003以下)。
另外，Mn量、δcal多于本发明范围的No.19的钢板及Ni量少于本发明范围的No.20的钢板均残留有δ铁素体相，因此，退火材料的导磁率变大。并且，No.20的钢板的Ni当量较低，奥氏体相的稳定度较小，因此，导致形变诱发马氏体相生成，冷轧材料的导磁率也较高。
另外，N量多于本发明范围地含有的No.22的钢板虽然非磁性特性良好，但是硬度较高，铆接加工的不良率升高。
另外，No.23的钢板虽然非磁性特性良好，但是S量大于本发明范围，因此，即使添加改善热加工性的Ca、Mg，其效果也不充分，较多地产生表面缺陷。
另外，在δcal的值为本发明范围之外的No.24的钢板中，δ铁素体相会残留在制品中，导磁率未达到目标的级别。
另外，由(2)式表示的Ni当量不满足本发明的较佳范围的No.25的钢板通过冷轧制生成形变诱发马氏体，导磁率变大。另外，由(3)式表示的Hv值不满足本发明的较佳范围的No.26的钢板虽然非磁性特性良好，但是硬度较高，加工性较差。
并且，作为参考例评价的Ni－Cr系非磁性不锈钢的SUS305、SUS316L及SUS310S与本发明的Mn－Cr系非磁性不锈钢相比，非磁性特性、制造性均较差，不能说良好。
表2
*No.26是权利要求1、2的发明例、权利要求3的比较例
产业上的可利用性
本发明的不锈钢板的用途并不限定于服饰用金属部件的原料，也能够适当地用于与本发明同样地要求塑性加工性和非磁性特性的其他领域、例如携带电话、携带型数字媒体播放器等电子仪器部件的领域。

Claims (20)

1.一种高Mn奥氏体系不锈钢，该不锈钢具有这样的成分组成，即，含有C：0.02质量％～0.12质量％、Si：0.05质量％～1.5质量％、Mn：10.0质量％～22.0质量％、S：0.0028质量％以下、Ni：4.0质量％～12.0质量％、Cr：14.0质量％～25.0质量％、N：0.07质量％～0.17质量％，而且，使以下述(1)式表示的δcal为5.5质量％以下地含有上述成分，其余部分由Fe及不可避免的杂质构成，该高Mn奥氏体系不锈钢在200kA/m的磁场中的导磁率为1.003以下，
δcal(质量％)＝(Cr+0.48Si+1.21Mo+2.2(V+Ti)+0.15Nb)－(Ni+0.47Cu+0.11Mn－0.0101Mn2+26.4C+20.1N)－4.7…(1)
在此，上述式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
2.根据权利要求1所述的高Mn奥氏体系不锈钢，其特征在于，
除了上述成分组成之外，还含有从Mo：0.03质量％～2.0质量％、Cu：0.03质量％～3.0质量％、V：0.02质量％～1.0质量％、Ti：0.02质量％～1.0质量％及Nb：0.02质量％～1.0质量％中选出的一种或者两种以上。
3.根据权利要求1或2所述的高Mn奥氏体系不锈钢，其特征在于，
除了上述成分组成之外，还含有从B：0.0005质量％～0.01质量％、Ca：0.0005质量％～0.01质量％、REM：0.0005质量％～0.01质量％及Mg：0.0005质量％～0.01质量％中选出的一种或者两种以上。
4.根据权利要求1或2所述的高Mn奥氏体系不锈钢，其特征在于，
使以下述(2)式表示的Ni当量为26质量％以上地含有上述成分，
Ni当量(质量％)＝15C+0.33Si+0.71Mn+Ni+0.44Cr+0.60Mo+0.51Cu+21N+1.2V+0.8Ti+1.1Nb…(2)
在此，上述式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
5.根据权利要求3所述的高Mn奥氏体系不锈钢，其特征在于，
使以下述(2)式表示的Ni当量为26质量％以上地含有上述成分，
Ni当量(质量％)＝15C+0.33Si+0.71Mn+Ni+0.44Cr+0.60Mo+0.51Cu+21N+1.2V+0.8Ti+1.1Nb…(2)
在此，上述式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
6.根据权利要求1或2所述的高Mn奥氏体系不锈钢，其特征在于，
使以下述(3)式表示的Hv值为200以下地含有上述成分，
Hv值＝87C+2Si－1.2Mn－6.7Ni+2.7Cr+3.2Mo－2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88…(3)
在此，上述计算式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
7.根据权利要求3所述的高Mn奥氏体系不锈钢，其特征在于，
使以下述(3)式表示的Hv值为200以下地含有上述成分，
Hv值＝87C+2Si－1.2Mn－6.7Ni+2.7Cr+3.2Mo－2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88…(3)
在此，上述计算式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
8.根据权利要求4所述的高Mn奥氏体系不锈钢，其特征在于，
使以下述(3)式表示的Hv值为200以下地含有上述成分，
Hv值＝87C+2Si－1.2Mn－6.7Ni+2.7Cr+3.2Mo－2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88…(3)
在此，上述计算式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
9.根据权利要求5所述的高Mn奥氏体系不锈钢，其特征在于，
使以下述(3)式表示的Hv值为200以下地含有上述成分，
Hv值＝87C+2Si－1.2Mn－6.7Ni+2.7Cr+3.2Mo－2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88…(3)
在此，上述计算式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
10.根据权利要求1或2所述的高Mn奥氏体系不锈钢，其特征在于，其用于服饰部件。
11.根据权利要求3所述的高Mn奥氏体系不锈钢，其特征在于，其用于服饰部件。
12.一种高Mn奥氏体系不锈钢板的制造方法，其特征在于，将板坯热轧后，进行1次或反复进行2次以上的冷轧和退火，制成在200kA/m的磁场中的导磁率为1.003以下的钢板，
所述板坯具有这样的成分组成，即，含有C：0.02质量％～0.12质量％、Si：0.05质量％～1.5质量％、Mn：10.0质量％～22.0质量％、S：0.0028质量％以下、Ni：4.0质量％～12.0质量％、Cr：14.0质量％～25.0质量％、N：0.07质量％～0.17质量％，而且，使以下述(1)式表示的δcal为5.5质量％以下地含有上述成分，其余部分由Fe及不可避免的杂质构成，
δcal(质量％)＝(Cr+0.48Si+1.21Mo+2.2(V+Ti)+0.15Nb)－(Ni+0.47Cu+0.11Mn－0.0101Mn2+26.4C+20.1N)－4.7…(1)
在此，上述式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
13.根据权利要求12所述的高Mn奥氏体系不锈钢板的制造方法，其特征在于，
所述板坯除了上述成分组成之外，还含有从Mo：0.03质量％～2.0质量％、Cu：0.03质量％～3.0质量％、V：0.02质量％～1.0质量％、Ti：0.02质量％～1.0质量％及Nb：0.02质量％～1.0质量％中选出的一种或者两种以上。
14.根据权利要求12或13所述的高Mn奥氏体系不锈钢板的制造方法，其特征在于，
所述板坯除了上述成分组成之外，还含有从B：0.0005质量％～0.01质量％、Ca：0.0005质量％～0.01质量％、REM：0.0005质量％～0.01质量％及Mg：0.0005质量％～0.01质量％中选出的一种或者两种以上。
15.根据权利要求12或13所述的高Mn奥氏体系不锈钢板的制造方法，其特征在于，
所述板坯使以下述(2)式表示的Ni当量为26质量％以上地含有上述成分，
Ni当量(质量％)＝15C+0.33Si+0.71Mn+Ni+0.44Cr+0.60Mo+0.51Cu+21N+1.2V+0.8Ti+1.1Nb…(2)
在此，上述式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
16.根据权利要求14所述的高Mn奥氏体系不锈钢板的制造方法，其特征在于，
所述板坯使以下述(2)式表示的Ni当量为26质量％以上地含有上述成分，
Ni当量(质量％)＝15C+0.33Si+0.71Mn+Ni+0.44Cr+0.60Mo+0.51Cu+21N+1.2V+0.8Ti+1.1Nb…(2)
在此，上述式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
17.根据权利要求12或13所述的高Mn奥氏体系不锈钢板的制造方法，其特征在于，
所述板坯使以下述(3)式表示的Hv值为200以下地含有上述成分，
Hv值＝87C+2Si－1.2Mn－6.7Ni+2.7Cr+3.2Mo－2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88…(3)
在此，上述计算式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
18.根据权利要求14所述的高Mn奥氏体系不锈钢板的制造方法，其特征在于，
所述板坯使以下述(3)式表示的Hv值为200以下地含有上述成分，
Hv值＝87C+2Si－1.2Mn－6.7Ni+2.7Cr+3.2Mo－2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88…(3)
在此，上述计算式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
19.根据权利要求15所述的高Mn奥氏体系不锈钢板的制造方法，其特征在于，
所述板坯使以下述(3)式表示的Hv值为200以下地含有上述成分，
Hv值＝87C+2Si－1.2Mn－6.7Ni+2.7Cr+3.2Mo－2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88…(3)
在此，上述计算式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
20.根据权利要求16所述的高Mn奥氏体系不锈钢板的制造方法，其特征在于，
所述板坯使以下述(3)式表示的Hv值为200以下地含有上述成分，
Hv值＝87C+2Si－1.2Mn－6.7Ni+2.7Cr+3.2Mo－2.6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88…(3)
在此，上述计算式中的各元素记号是各个元素的含有量(质量％)。
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