CN108291289A - 具有改善的可加工性的奥氏体不锈钢 - Google Patents
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Abstract
公开了具有提高的可加工性的奥氏体不锈钢。以重量%计,奥氏体不锈钢包含硅(Si):0.1%至0.65%;锰(Mn):0.2%至3.0%;镍(Ni):6.5%至10.0%;铬(Cr):16.5%至20.0%;铜(Cu):6.0%或更小(不包括0);碳(C)和氮(N):0.08%或更小(不包括0);以及剩余部分为Fe和不可避免的杂质,其中奥氏体不锈钢在0.15至0.4的真实应变范围内的加工硬化速率为1500MPa或更小。因此,在通过使用控制真实应变和加工硬化速率的奥氏体不锈钢加工水槽等时,可以防止在其已经历大量加工的成型角部中发生延迟断裂。
Description
技术领域
本发明涉及具有提高的可加工性的奥氏体不锈钢,并且更具体地涉及具有提高的可加工性而在加工成复杂形状后没有缺陷例如延迟断裂的奥氏体不锈钢。
背景技术
本发明涉及用于水槽(sink bowl)等的不锈钢。更特别地,本发明涉及具有优异的可加工性而在加工成水槽后不发生延迟断裂的不锈钢。
不锈钢通常用于厨房用水槽。此处,使用特定的通用不锈钢。这样的不锈钢被广泛使用,因为它们在被成型成一般的水槽形状时没有问题。
然而,为了增强市场竞争力,近来已经进行了许多尝试来设计多种和复杂形状的水槽。在这种情况下,当直接施用常规使用的不锈钢时,成型的水槽可表现出延迟断裂,如图1所示。图1是在加工之后由常规奥氏体不锈钢制成的水槽的角部的照片。
在加工钢板后的一定时段后发生的延迟断裂主要沿加工的形状发生在已经历大量加工的部分。
尽管奥氏体不锈钢通常具有高可加工性,但是当其加工速率超过极限时,其表现出延迟断裂,例如时效裂纹。这样的裂纹在深冲压奥氏体不锈钢后几分钟至几个月之后出现。裂纹沿深冲压方向线性行进,但是在显微镜下,以锯齿(zigzag)形状行进,无论奥氏体不锈钢的晶粒/晶界如何。
因此,本发明提供了具有优异的可加工性而在加工成复杂形状后不出现缺陷例如延迟断裂的不锈钢。
(专利文献0001)韩国专利申请公开第10-2014-0131214号
发明内容
技术问题
本发明的实施方案提供了具有优异的可加工性而在加工成水槽时不发生延迟断裂的奥氏体不锈钢管。
技术方案
根据本发明的一个方面,上述和其他目的可以通过提供具有提高的可加工性的奥氏体不锈钢来实现,以重量%计,所述奥氏体不锈钢包含硅(Si):0.1%至0.65%;锰(Mn):0.2%至3.0%;镍(Ni):6.5%至10.0%;铬(Cr):16.5%至20.0%;铜(Cu):6.0%或更小(不包括0);碳(C)和氮(N)之和:0.08%或更小(不包括0);以及剩余部分为Fe和不可避免的杂质,其中所述奥氏体不锈钢在0.15至0.4的真实应变范围内的加工硬化速率(workhardening rate)为1500MPa或更小。
根据本发明的一个实施方案,奥氏体不锈钢可包含量为0.05%或更小(不包括0)的碳(C)和氮(N)。
根据本发明的一个实施方案,奥氏体不锈钢可包含量为0.03%或更小(不包括0)的碳(C)和氮(N)。
根据本发明的一个实施方案,奥氏体不锈钢的ASTM粒度号数可为8或更小。
根据本发明的一个实施方案,奥氏体不锈钢的铁素体或马氏体相分数可小于1%。
有益效果
本发明的实施方案提供了奥氏体不锈钢,其真实应变和加工硬化速率被控制,以在加工成水槽等时,能够防止在已经经过大量加工的成型角部中发生延迟断裂。
附图说明
图1是在加工常规奥氏体不锈钢之后的水槽的角部的照片。
图2是在加工根据本发明的一个实施方案的奥氏体不锈钢之后的水槽的角部的照片。
图3是示出根据本发明的一个实施方案的奥氏体不锈钢的真实应变与加工硬化速率之间的相互关系的图。
具体实施方式
以重量%计,根据本发明的一个实施方案的具有提高的可加工性的奥氏体不锈钢包含硅(Si):0.1%至0.65%;锰(Mn):0.2%至3.0%;镍(Ni):6.5%至10.0%;铬(Cr):16.5%至20.0%;铜(Cu):6.0%或更小(不包括0);碳(C)和氮(N)之和:0.08%或更小(不包括0);以及剩余部分为Fe和不可避免的杂质,并且所述奥氏体不锈钢在0.15至0.4的真实应变范围内的加工硬化速率为1500MPa或更小。
发明实施方式
下文中,将参照附图详细描述本发明的实施方案。提供以下实施方案以将本发明的精神完整地传达给本发明所属领域的普通技术人员。本发明不限于本文所示的实施方案,而是可以以其他形式来实施。为了使本发明清楚起见,省略了与本发明无关的部分,并且可稍微放大部件的尺寸以帮助理解本发明。
以重量%计,根据本发明的一个实施方案的具有提高的可加工性的奥氏体不锈钢包含硅(Si):0.1%至0.65%;锰(Mn):0.2%至3.0%;镍(Ni):6.5%至10.0%;铬(Cr):16.5%至20.0%;铜(Cu):6.0%或更小(不包括0);碳(C)和氮(N)之和:0.08%或更小(不包括0);以及剩余部分为Fe和不可避免的杂质。
下文中,描述了构成本发明的具有提高的可加工性的奥氏体不锈钢的成分的数量限度背后的原因。
硅(Si)以0.1重量%至0.65重量%的量添加。
Si是为脱氧而必需添加的元素。当Si的含量太低时,炼钢工艺的成本高。因此,将Si的含量限制为0.1%或更大。
然而,当Si的含量太高时,由于Si是固溶强化元素,所以提高强度而使材料硬化并且Si与氧结合而形成夹杂物,由此耐腐蚀性降低。因此,将Si的上限限制为0.65%。
锰(Mn)以0.2重量%至3.0重量%的量添加。
为脱氧而必需添加的Mn增加奥氏体相的稳定性,减少铁素体或马氏体的产生量并降低加工硬化速率,以0.2%或更大的量添加。
然而,当作为固溶强化元素的Mn以太高的含量添加时,钢的强度可能增加并且材料的耐腐蚀性可能降低。因此,将Mn的上限限制为3.0%。
镍(Ni)以6.5重量%至10.0重量%的量添加。
当将Ni与铬(Cr)一起添加时,可以有效地改善耐腐蚀性,例如耐点蚀性。另外,当Ni的含量增加时,奥氏体钢的软化和加工硬化速率可能降低。另外,为了维持奥氏体平衡,以6.5%或更大的量添加Ni,其提高钢管中奥氏体相的稳定性并减少铁素体或马氏体产生量。
然而,当Ni的含量过高时,钢的成本增加。因此,将Ni的上限限制为10.0%。
铬(Cr)以16.5重量%至20.0重量%的量添加。
Cr是提高不锈钢的耐腐蚀性的必需元素,对于一般用途,应该以16.5%或更大的量添加。
然而,当作为固溶强化元素的Cr以太高的含量添加时,成本增加。因此,将Cr的上限限制为20.0%。
铜(Cu)以6.0重量%或更小(不包括0)的量添加。
由于Cu降低奥氏体钢的软化和加工硬化速率以及钢中铁素体或马氏体产生量,所以优选添加其。
然而,当Cu以太高的含量添加时,热加工性可能降低,奥氏体相可能相当硬化,成本可能增加,并且制造难度可能增加。因此,将Cu的上限限制为6.0%。
碳(C)和氮(N)之和应该以0.08重量%或更小(不包括0)的量添加。
为间隙固溶强化元素的C和N使奥氏体不锈钢硬化。当C和N的含量高时,在加工期间产生的改性有机马氏体硬化,由此材料的加工硬化程度增加。
因此,应该限制C和N的含量。在本发明中,将C和N之和的含量限制为0.08%或更小。为了防止材料的硬化,C和N的含量可优选为0.05%或更小(不包括0),更优选为0.03%或更小(不包括0)。
另外,奥氏体不锈钢在0.15至0.4的真实应变范围内的加工硬化速率为1500MPa或更小。
图2是在加工根据本发明的一个实施方案的奥氏体不锈钢之后的水槽的角部的照片。图2示出当将通过本发明中提出的方法制造的不锈钢应用于加工成与图1所示相同形状的水槽时,在已经经过大量加工的水槽的成型角部也不表现出延迟断裂。
图3是示出根据本发明的一个实施方案的奥氏体不锈钢的真实应变与加工硬化速率之间的相互关系的图。图3示出已经过单轴拉伸试验的常规不锈钢和本发明的不锈钢的真实应变相关的加工硬化速率。可以观察到,在0.15至0.4的真实应变范围内,常规不锈钢表现出1500MPa或更大的增加的加工硬化速率,而根据本发明的不锈钢的增加的加工硬化速率保持在1500MPa或更小。
当加工不锈钢时,发生加工硬化。由于当加工量大时发生延迟断裂,因此在本发明中在0.15至0.4的真实应变范围内检测加工硬化。
加工硬化被定量地表示为加工硬化速率,加工硬化速率是不锈钢中真实应力变化与不锈钢中真实应变变化之比。参照图3,可以确定,在常规不锈钢的情况下,0.15至0.4的真实应变范围内的加工硬化速率为1500MPa或更大。
参照图3,在本发明中将加工硬化速率控制为在0.15至0.4的真实应变范围内为1500MPa或更小,由此在加工后也不会发生延迟断裂,因此获得具有优异的可加工性的不锈钢。
为了计算加工硬化速率,根据JIS13B和JIS5标准将板加工成拉伸试样,然后对经加工的拉伸试样进行单轴拉伸试验直至其断裂。使用通过该试验获得的真实应变值和真实应力值计算加工硬化速率。拉伸试验的标准没有特别限制,所述标准仅作为实例提供。为了测试延迟断裂,可以将板加工成直径为50mm且高度为100mm的水槽形状或简单杯状。
例如,不锈钢的ASTM粒度号数可为8或更小。晶粒尺寸在不锈钢管的纵向截面处测量。
例如,不锈钢的铁素体相分数可小于1%,以及马氏体相分数可小于1%。即,通过磁化法测量的不锈钢的铁素体分数或马氏体分数小于1%。
下文中,将通过描述本发明的示例性实施方案来详细描述本发明。
实施例
通过连铸制造包含如下表1中总结的发明例1至11和比较例1和2中的每一者的成分的奥氏体不锈钢板坯。随后,对奥氏体不锈钢板坯进行热轧,并将其冷轧至总压下率为50%,由此制造冷轧钢板。
[表1]
随后,将冷轧钢板加工成水槽,并测量钢板的加工硬化速率。在将钢板加工成水槽后,用肉眼观察延迟断裂的发生。结果总结在下表2中。
[表2]
加工硬化速率(MPa) | 延迟断裂 | |
发明例1 | 1033 | X |
发明例2 | 1020 | X |
发明例3 | 1029 | X |
发明例4 | 1433 | X |
发明例5 | 1604 | X |
发明例6 | 961 | X |
发明例7 | 1193 | X |
发明例8 | 1204 | X |
发明例9 | 1036 | X |
发明例10 | 1013 | X |
发明例11 | 992 | X |
比较例1 | 2106 | O |
比较例2 | 1601 | O |
表1和表2显示,在根据本发明中提出的成分范围和加工硬化速率制造的不锈钢中不发生延迟断裂。另一方面,可以确定,在其中使用常规不锈钢的比较例1和2的情况下,加工硬化速率不是1500MPa或更小,并且在相同条件下发生延迟断裂。
图1是在加工根据比较例1的奥氏体不锈钢后的水槽角部的照片。图2是在加工根据发明例1的奥氏体不锈钢后的水槽角部的照片,图3是示出根据比较例1和发明例1中每一者的奥氏体不锈钢的真实应变与加工硬化速率之间的相互关系的图。
参照图1至3和表2,可以确定根据本发明的奥氏体不锈钢在真实应变和加工硬化速率范围内也在加工后未表现出延迟断裂。
虽然已经参考示例性实施方案描述了本发明,但是应理解,本发明不限于此。本领域技术人员应理解,可以在所附权利要求的精神和范围内作出各种改变和修改。
工业实用性
根据本发明的实施方案的奥氏体不锈钢的工业实用性在于其适用于厨房用水槽等。
Claims (5)
1.一种具有提高的可加工性的奥氏体不锈钢,以重量%计,包含硅(Si):0.1%至0.65%;锰(Mn):0.2%至3.0%;镍(Ni):6.5%至10.0%;铬(Cr):16.5%至20.0%;铜(Cu):6.0%或更小(不包括0);碳(C)和氮(N)之和:0.08%或更小(不包括0);以及剩余部分为Fe和不可避免的杂质,其中所述奥氏体不锈钢在0.15至0.4的真实应变范围内的加工硬化速率为1500MPa或更小。
2.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢,包含量为0.05%或更小(不包括0)的碳(C)和氮(N)。
3.根据权利要求2所述的奥氏体不锈钢,包含量为0.03%或更小(不包括0)的碳(C)和氮(N)。
4.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢,其中所述奥氏体不锈钢的ASTM粒度号数为8或更小。
5.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢,其中所述奥氏体不锈钢的铁素体或马氏体相分数小于1%。
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