CN111989418A

CN111989418A - 马氏体系s易切削不锈钢

Info

Publication number: CN111989418A
Application number: CN201980023405.8A
Authority: CN
Inventors: 境泽勇人; 东城雅之; 高野光司; 福元成雄
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Stainless Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Stainless Steel Corp
Priority date: 2018-06-13
Filing date: 2019-06-13
Publication date: 2020-11-24
Anticipated expiration: 2039-06-13
Also published as: JPWO2019240209A1; JP6918238B2; WO2019240209A1; TWI707047B; KR20200124294A; TW202000943A; KR102471016B1; CN111989418B

Abstract

本发明涉及一种马氏体系S易切削不锈钢，其以质量％计含有C：0.08～0.70％、Si：0.01～1.0％、Mn：0.1～1.50％、S：0.15～0.60％、P：0.010～0.050％、Cr：10～16％、N：0.005～0.15％、Al：0.004％以下、Mg：0.0020％以下、O：0.007～0.030％、Ni：0～1.0％、Mo：0～3.0％，剩余部分包含Fe及杂质；含有包含0.5质量％以上的O的(Mn，Cr)(S，O)系夹杂物。

Description

马氏体系S易切削不锈钢

技术领域

本发明涉及马氏体系S易切削不锈钢(马氏体系含S易切削不锈钢)。

本申请基于2018年6月13日在日本申请的特愿2018-112652号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

在OA设备、电子设备等部件中，对于通过切削而制造的精密部件，除了切削时的切屑处理性以外，还对切削加工面要求高的尺寸精度及良好的表面性状。作为可应对这些要求的原材料，有含有0.15％以上的S的SUS420F、或为了进一步提高切削性而单独或复合地含有Pb、Se、Te的马氏体系易切削不锈钢(专利文献1～3)。

另一方面，针对废止Pb添加的市场要求，提出了含有Bi或Sn、并且分散有以Cu作为主体的第2相的马氏体系易切削不锈钢(专利文献4、5)。

然而，就专利文献1～5中记载的发明而言，在制造性或切削后的表面性状方面未获得令人满意的结果。特别是上述精密部件在切削速度≥20m/min、切深(depth of cut)≥0.05mm、进给量≥0.005mm/rev这样的工业上的切削条件下要求表面粗糙度Ra≤0.50μm的精度和优异的耐工具磨损性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特公平7-56064号公报

专利文献2：日本特开2001-152298号公报

专利文献3：日本专利第5135918号公报

专利文献4：日本专利第6194696号公报

专利文献5：日本专利第4502519号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明是鉴于上述情况而进行的，课题是提供在精密部件的工业上的切削加工条件下能够获得表面粗糙度(Ra)：0.50μm以下的优异的表面精度、耐工具磨损性及制造性也优异、不含Pb的马氏体系S易切削不锈钢。

用于解决课题的手段

在本发明的一方案中，弄清楚了通过控制微量成分而谋求夹杂物的组成的控制，且使MnS均匀地分散化，从而能够改善切削性、特别是切削后的表面粗糙度。详细的认识如下所述。

为了改善表面粗糙度，减小在切削中形成于工具的刀刃的切屑瘤(built-upedge)是有效的。若产生切屑瘤，则由于在切削时产生与工具的刃口的轮廓不同的凹凸，因此表面粗糙度劣化。在本发明的一方案中，通过减小钢中的夹杂物的长宽比来抑制切屑瘤的形成。

首先，在铸造阶段按照生成粒状的硫化物系夹杂物(偏晶型)的方式控制微量成分。本发明的一方案中的硫化物系夹杂物的特征在于，其是(Mn，Cr)(S，O)系夹杂物或(Mn，Cr，Ca，REM)(S，O，Te)系夹杂物，通过将微量元素固溶于硫化物系夹杂物中，从而夹杂物的变形阻力提高，长宽比变小。此外，一般而言在铸造阶段生成棒状的硫化物(共晶型)，但这样的夹杂物由于长宽比大、另外形态变得不均匀，因此造成表面粗糙度的劣化。

本发明的一方案是基于上述认识而进行的，其主旨如下所述。

[1]一种马氏体系S易切削不锈钢，其特征在于，以质量％计含有：

C：0.08～0.70％、

Si：0.01～1.0％、

Mn：0.1～1.50％、

S：0.15～0.60％、

P：0.010～0.050％、

Cr：10～16％、

N：0.005～0.15％、

Al：0.004％以下、

Mg：0.0020％以下、

O：0.007～0.030％、

Ni：0～1.0％、

Mo：0～3.0％、

Ca：0～0.003％、

Te：0～0.024％、

REM：0～0.003％、

B：0～0.02％、

Nb：0～1.00％、

Ti：0～1.00％、

V：0～0.50％、

Ta：0～0.5％、

W：0～0.5％、

Co：0～1.00％、

Zr：0～0.020％、

Cu：0～3.0％、

Sn：0～0.5％、

Sb：0～0.5％、

Ga：0～0.0050％，

剩余部分包含Fe及杂质；

含有包含0.5质量％以上的O的(Mn，Cr)(S，O)系夹杂物。

[2]根据[1]所述的马氏体系S易切削不锈钢，其特征在于，以质量％计含有：

Ca：0.0005～0.003％、

Te：0.010～0.024％、

REM：0.0005～0.003％中的一种或两种以上。

[3]根据[1]或[2]所述的马氏体系S易切削不锈钢，其特征在于，含有包含0.3质量％以上的Ca、1质量％以上的Te、0.3质量％以上的REM中的任一种或两种以上的(Mn，Cr，Ca，REM)(S，O，Te)系夹杂物。

[4]根据[1]～[3]中任一项所述的马氏体系S易切削不锈钢，其中，以质量％计含有选自

B：0.0001～0.02％、

Nb：0.05～1.00％、

Ti：0.05～1.00％、

V：0.05～0.50％、

Ta：0.1～0.5％、

W：0.1～0.5％、

Co：0.05～1.00％、

Zr：0.001～0.020％、

Cu：0.1～3.0％、

Sn：0.005～0.5％、

Sb：0.005～0.5％、

Ga：0.0005～0.0050％中的一种或两种以上。

[5]根据[1]～[4]中任一项所述的马氏体系S易切削不锈钢，其中，上述(Mn，Cr)(S，O)系夹杂物的长宽比为4.0以下。

[6]根据[3]或[4]所述的马氏体系S易切削不锈钢，其中，上述(Mn，Cr，Ca，REM)(S，O，Te)系夹杂物的长宽比为4.0以下。

发明效果

在本发明的一方案中，能够获得在不含对环境造成不良影响的Pb的情况下在普通的精密部件的切削加工条件下具有表面粗糙度(Ra)：0.50μm以下的优异的表面精度、耐工具磨损性及制造性也优异的马氏体系S易切削不锈钢。另外，本发明的一方案所涉及的马氏体系S易切削不锈钢可以作为例如要求切削性及耐蚀性的OA设备、电子设备等精密部件的原材料或轴、螺钉、螺栓等部件来利用。

具体实施方式

本实施方式的马氏体系S易切削不锈钢的化学成分以质量％计含有C：0.08～0.70％、Si：0.01～1.0％、Mn：0.1～1.50％、S：0.15～0.60％、P：0.010～0.050％、Cr：10～16％、N：0.005～0.15％、Al：0.004％以下、Mg：0.0020％以下、O：0.007～0.030％、Ni：0～1.0％、Mo：0～3.0％、Ca：0～0.003％、Te：0～0.024％、REM：0～0.003％、B：0～0.02％、Nb：0～1.00％、Ti：0～1.00％、V：0～0.50％、Ta：0～0.5％、W：0～0.5％、Co：0～1.00％、Zr：0～0.020％、Cu：0～3.0％、Sn：0～0.5％、Sb：0～0.5％、Ga：0～0.0050％，剩余部分包含Fe及杂质；含有包含0.5质量％以上的O的(Mn，Cr)(S，O)系夹杂物。

另外，本实施方式的马氏体系S易切削不锈钢也可以含有包含0.3质量％以上的Ca、1质量％以上的Te、0.3质量％以上的REM中的任一种或两种以上的(Mn，Cr，Ca，REM)(S，O，Te)系夹杂物。

再者，在本实施方式的马氏体系S易切削不锈钢中，(Mn，Cr)(S，O)系夹杂物的长宽比也可以为4.0以下。

再者，在本实施方式的马氏体系S易切削不锈钢中，(Mn，Cr，Ca，REM)(S，O，Te)系夹杂物的长宽比也可以为4.0以下。

以下，对本实施方式的各要件进行说明。

C：0.08～0.70％

C是为了在淬火处理后得到马氏体组织而获得高强度所必须的。因此，C含量设定为0.08％以上。再者，从切削性的观点出发C含量也可以设定为0.12％以上。另一方面，由于若含有过量的C，则在退火时生成粗大的碳化物，在切削加工时促进切屑瘤的生成而使切削面的精度劣化，因此C含量设定为0.70％以下。优选为0.40％以下。

Si：0.01～1.0％

Si是为了脱氧而含有。因此，Si含量设定为0.01％以上。Si含量也可以为0.05％以上。另一方面，由于若Si超过1.0％，则在将不锈钢进行热轧而制成棒线时促进轧制时的氧化皮生成，助长热轧缺陷的生成，因此Si含量设定为1.0％以下。

Mn：0.1～1.50％

Mn是与Cr一起生成夹杂物、使切削性、特别是表面精度提高的元素。因此，Mn含量设定为0.10％以上。另一方面，若Mn含量超过1.50％，则夹杂物中的Mn/Cr的组成比变高，夹杂物伸展而长宽比变大。因此，Mn含量设定为1.50％以下。Mn含量也可以为1.40％以下，也可以为1.10％以下。

S：0.15～0.60％

S会形成硫化物系夹杂物，在切削加工时应力集中于夹杂物。另外，在切屑生成时的剪切变形区域以夹杂物作为起点而产生龟裂，从而抑制切屑瘤的生长。因此，钢的切削面的精度提高。为了获得该效果，S含量设定为0.15％以上。S含量也可以为0.20％以上。另一方面，若S超过0.60％而含有，则热加工性显著劣化。因此，S含量设定为0.60％以下。S含量也可以设定为0.40％以下。

P：0.010～0.050％

P进行晶界偏析而使切削加工时的材料延展性降低，提高表面精度。因此，P含量设定为0.010％以上。P含量也可以为0.020％以上。另一方面，若P含量超过0.050％，则制造性显著劣化。因此，P含量设定为0.050％以下。

Cr：10～16％

Cr与Mn一起形成硫化物系夹杂物，特别是通过将夹杂物中的Mn与Cr的组成比(Mn/Cr)优化，可以控制夹杂物的长宽比。为了减小长宽比、提高切削面的精度，Cr含量设定为10％以上。Cr含量也可以为12％以上。然而，若大量地含有Cr，则夹杂物中的Mn/Cr的组成比变得过小，夹杂物变得容易伸展，长宽比变大。因此，Cr含量设定为16％以下。Cr含量也可以为15％以下。

N：0.005～0.15％

N固溶于基体中，在切削温度区域使基体脆化，另外，提高产品的强度。因此，N含量设定为0.005％以上。优选以超过0.02％的量含有N。但是，若超过0.15％而含有N，则由于气孔的生成或热加工性的劣化而使制造性显著劣化。因此，N含量设定为0.15％以下。

N含量也可以为0.12％以下。

Al：0.004％以下

Al作为脱氧元素而使用，但为了形成硬质的Al系氧化物而低氧化，生成棒状的硫化物(共晶型)。因此，Al含量设定为0.004％以下。Al含量也可以为0.003％以下，也可以低于0.002％。本实施方式中为了表现出效果，以0.001％以上的量含有Al较佳。

Mg：0.0020％以下

Mg作为脱氧元素而使用，但为了形成硬质的Mg系氧化物而低氧化，生成棒状的硫化物(共晶型)。因此，Mg含量设定为0.0020％以下。Mg含量也可以为0.0010％以下，也可以低于0.0005％。本实施方式中为了表现出效果，以0.0001％以上的量含有Mg较佳。

通过以本实施方式的范围的量含有Al和Mg这两者，生成粒状的硫化物系夹杂物(偏晶型)，从而切削性提高。

O：0.007～0.030％

O通过使凝固时的脱氧产物粗大化，并且生成粒状的硫化物系夹杂物(偏晶型)而提高切削性。因此，O含量设定为0.007％以上。O含量也可以为0.012％以上。再者，也可以为0.016％以上。但是，由于若超过0.030％而含有O，则硬质的夹杂物增加而使切削性劣化，因此O含量设定为0.030％以下。

本实施方式的马氏体系S易切削不锈钢除了上述的元素以外，还包含Fe及杂质。但是，可以在不阻碍本实施方式的技术特征所发挥的效果的范围内，选择性含有上述以外的以下记载的元素。以下记载限定理由。这些元素的下限为0％。

Ni：0～1.0％

Ni为了通过固溶强化提高材料的硬度而防止切屑瘤的生成、提高切削加工时的表面精度，也可以含有。这种情况下，Ni含量优选为0.1％以上。然而，若超过1.0％，则硬质化而引起工具寿命的劣化。因此，Ni含量设定为1.0％以下。Ni含量也可以为0.8％以下。Ni含量也可以为0％。

Mo：0～3.0％

Mo是使耐蚀性提高的元素，也可以含有。然而，若大量地含有Mo，则硬质化而引起工具寿命的劣化。因此，Mo含量设定为3.0％以下。Mo含量也可以为2.0％以下。另一方面，为了获得上述效果，Mo含量优选为0.1％以上。Mo含量也可以为0％。

Ca：0～0.003％

Ca由于通过生成粒状的硫化物系夹杂物(偏晶型)而提高切削性，因此也可以含有。另外，由于还具有将氧化物系夹杂物软质化、改善工具寿命的效果，因此也可以含有。为了获得这些效果，含有0.0005％以上较佳。然而，若超过0.003％而含有Ca，则其效果饱和，相反热加工性降低。因此，Ca含量设定为0.003％以下。Ca含量更优选为0.001％～0.002％。Ca也可以为0％。

Te：0～0.024％

Te由于在本实施方式中是为了提高切削性、特别是切削面的精度而言重要的元素，因此也可以含有。Te通过在夹杂物中固溶1质量％以上而抑制夹杂物的变形，减小长宽比。其结果是，抑制切屑瘤的生长，使切削面的精度提高。含有Te时的Te含量优选为0.010％以上。另一方面，若Te超过0.024％而含有，则不仅其效果饱和，而且在夹杂物的周围形成MnTe，制造性显著劣化。因此，Te含量设定为0.024％以下。Te含量也可以为0.015％以下。Te也可以为0％。

REM：0～0.003％

REM由于与Ca同样地通过生成粒状的硫化物系夹杂物(偏晶型)而提高切削性，因此也可以含有。另外，由于还具有将氧化物系夹杂物软质化、改善工具寿命的效果，因此也可以含有。在含有REM的情况下，设定为0.0005％以上较佳。然而，若REM超过0.003％而含有，则不仅其效果饱和，而且在夹杂物的一部分中生成硬质的REM系氧硫化物，引起工具寿命的劣化。因此，REM含量设定为0.003％以下。REM含量优选为0.001％～0.002％。REM也可以为0％。

REM(稀土类元素)按照一般的定义，是指钪(Sc)、钇(Y)这两种元素与周期表中镧(La)～镥(Lu)的15种元素(镧系元素)的总称。可以单独含有一种，也可以是两种以上的混合物。

B：0～0.02％

B是为了改善热加工性而使用的元素，为了获得稳定的效果，也可以含有。然而，由于若以过剩的量含有B，则B的化合物析出，使热加工性劣化，因此B含量设定为0.02％以下。B含量优选为0.015％以下。另一方面，为了获得上述效果，B含量优选为0.0001％以上，B含量更优选为0.0002％以上。B也可以为0％。

Nb：0～1.00％

Ti：0～1.00％

V：0～0.50％

Ta：0～0.5％

W：0～0.5％

Nb、Ti、V、Ta、W由于具有形成碳氮化物、改善耐蚀性的效果，因此也可以含有。然而，由于若大量地含有这些元素，则切削性劣化，因此Nb含量设定为1.00％以下，Ti含量设定为1.00％以下。另外，V含量设定为0.50％以下，Ta含量设定为0.5％以下，W含量设定为0.5％以下。另一方面，为了获得上述效果，Nb含量优选为0.05％以上，Ti含量优选为0.05％以上，V含量优选为0.05％以上。另外，Ta含量优选为0.1％以上，W含量优选为0.1％以上。Nb、Ti、V、Ta、W也可以为0％。

Co：0～1.00％

Co为了提高基体的韧性，也可以含有。然而，由于若以过剩的量含有Co，则硬质化而使切削性劣化，因此Co含量设定为1.00％以下。Co含量也可以为0.60％以下。另一方面，为了获得上述效果，Co含量优选为0.05％以上。Co也可以为0％。

Zr：0～0.020％

Zr由于具有提高强度的效果，因此也可以含有。然而，由于若大量地含有Zr，则使韧性降低，因此Zr含量设定为0.020％以下。另一方面，为了充分获得提高强度的效果，Zr含量优选为0.001％以上。Zr也可以为0％。

Cu：0～3.0％

Cu由于通过固溶强化提高材料的硬度而防止切屑瘤的生成，使切削加工时的表面精度提高，因此也可以含有。然而，由于即使超过3.0％而含有，其效果也饱和，产生铸坯开裂等而使制造性劣化，因此Cu含量设定为3.0％以下。另一方面，为了获得上述效果，Cu含量优选为0.1％以上。Cu也可以为0％。

Sn：0～0.5％

Sb：0～0.5％

Sn、Sb通过与使耐蚀性劣化的硫化物共存来抑制耐蚀性的劣化，因此也可以含有。然而，若Sn、Sb超过0.5％而含有，则使制造性劣化，因此Sn、Sb含量分别设定为0.5％以下。Sn、Sb含量也可以分别为0.3％以下。另一方面，为了获得上述效果，Sn、Sb含量分别优选为0.005％以上。Sn、Sb含量也可以分别为0.010％以上。另外，Sn、Sb含量也可以分别为0％。

Ga：0～0.0050％

Ga为了冷加工性的提高，根据需要也可以以0.0005％以上的量含有。然而，若Ga超过0.0050％则锻造性劣化。因此，将Ga含量的上限设定为0.0050％以下较佳。Ga也可以为0％。

本实施方式的马氏体系S易切削不锈钢有时也不可避免地混入Pb和Se，但需要将Pb含量控制为低于0.03％，将Se含量控制为低于0.02％。

此外，所谓杂质是在工业上制造钢材时从作为原料的矿石、废料或制造环境等混入的成分，是指在不对本实施方式的钢材造成不良影响的范围内允许的成分。

在本实施方式中，控制夹杂物的组成是重要的。若夹杂物的变形阻力提高，则可以使将本实施方式所涉及的马氏体系S易切削不锈钢轧制成线材后的夹杂物的长宽比保持小的状态。其结果是，切屑瘤的形成得以抑制，在切削加工时可获得高的尺寸精度、良好的表面性状。

为了控制夹杂物的组成，通过在精炼工序中在钢的熔化时将Al、Mg等脱氧成分的量控制为本实施方式的含量的上限以下，从而提高钢水中的氧含量。另外，在实机制造中在AOD(或VOD)中，优选将炉渣的碱度CaO/SiO₂设定为1.8以下、优选1.5左右。在上述精炼的结束后，通过完全不添加Al、Mg等脱氧成分的操作，可以提高钢水中的氧含量。由此，作为粒状的硫化物系夹杂物(偏晶型)，可以生成包含0.5质量％以上的O的(Mn，Cr)(S，O)系夹杂物。该阶段的夹杂物的长宽比成为4.0以下、优选为3.0以下。生成了夹杂物的不锈钢即使在之后的热轧工序中以总热轧断面收缩率(热轧中的断面收缩率的合计)为95％以上的条件进行轧制的情况下，夹杂物也不会变形，可以将长宽比控制为作为目标的4.0以下、优选为3.0以下。若长宽比超过4.0，则在对部件等进行切削加工时切削性降低，因此不优选。夹杂物的长宽比优选为1以上。认为在夹杂物的长宽比低于1的情况下，该夹杂物为难以延伸的非常硬质的夹杂物，在制造时成为开裂的原因或表面缺陷的原因。

再者，若含有Ca、Te、REM中的一种或两种以上，则可以生成包含0.3质量％以上的Ca、1质量％以上的Te及0.3质量％以上的REM中的一种以上的复合夹杂物即(Mn，Cr，Ca，REM)(S，O，Te)系夹杂物。所生成的夹杂物的长宽比成为4.0以下、优选为3.0以下。这样的复合夹杂物由于变形阻力高，因此即使在之后的热轧工序中以热轧的断面收缩率为95％以上的条件进行轧制的情况下夹杂物也不会变形，可以将夹杂物的长宽比控制为4.0以下、优选为3.0以下，能够大幅改善切削性。若长宽比超过4.0，则切削性降低，因此不优选。夹杂物的长宽比优选为1以上。

本实施方式的马氏体系S易切削不锈钢可以是铸造后的钢材，也可以是通过将钢材进行热轧而获得的线材，也可以是通过将线材进一步进行冷拉丝而获得的钢丝，另外，还可以是将铸造后的钢材或热轧后的线材进行锻造而获得的锻造材。这些钢材、线材、钢丝或锻造材是具有本实施方式所涉及的化学成分的钢，包含(Mn，Cr)(S，O)系夹杂物或(Mn，Cr，Ca，REM)(S，O，Te)系夹杂物。另外，钢中所含的(Mn，Cr)(S，O)系夹杂物或(Mn，Cr，Ca，REM)(S，O，Te)系夹杂物由于是比较难以变形的夹杂物，因此在上述的任一阶段，均成为具有4.0以下的长宽比的夹杂物。

另外，通过含有Ca或Te、REM中的一种或两种以上而生成(Mn，Cr，Ca，REM)(S，O，Te)系夹杂物，但即便在这种情况下，在本实施方式所涉及的马氏体系S易切削不锈钢中，也可以包含(Mn，Cr)(S，O)系夹杂物。

此外，所谓包含0.5％以上的O的(Mn，Cr)(S，O)系夹杂物是包含Mn、Cr、S、O全部、O浓度为0.5％以上的夹杂物。

另外，所谓(Mn，Cr，Ca，REM)(S，O，Te)系夹杂物是包含Mn、Cr、S、O全部、且包含0.3％以上的Ca、1％以上的Te及0.3％以上的REM中的一种或两种以上的夹杂物。进而(Mn，Cr，Ca，REM)(S，O，Te)系夹杂物也可以包含0.5％以上的O。

夹杂物中的O及Te各自的量优选为10％以下。夹杂物中的Ca及REM各自的量优选为20％以下。

这些夹杂物的组成通过扫描型电子显微镜(SEM)附属的能量色散型X射线分析装置(EDS)进行分析。在从通过SEM而特定的夹杂物中检测到Cr、Mn、S、O全部、并且包含0.5质量％以上的O的情况下，将该夹杂物设定为(Mn，Cr)(S，O)系夹杂物。另外，在从通过SEM而特定的夹杂物中检测到Mn、Cr、S、O全部、且检测到0.3质量％以上的Ca、1质量％以上的Te及0.3质量％以上的REM中的一种或两种以上的情况下，将该夹杂物设定为(Mn，Cr，Ca，REM)(S，O，Te)系夹杂物。是否混合存在这些夹杂物只要通过对10个以上的夹杂物进行特定而分析，由该结果确认是否混合存在夹杂物即可。

另外，关于夹杂物的长宽比，使用供于SEM-EDS的试样，通过光学显微镜观察，以100倍的放大倍数进行10个视场拍摄，通过图像解析法来测定外接于夹杂物的与轧制方向平行的直径(水平费雷特(Feret)直径)和与轧制方向垂直的直径(垂直费雷特直径)。算出各夹杂物的水平费雷特直径/垂直费雷特直径之比作为长宽比，将全部夹杂物的长宽比的平均值设定为该试样的长宽比。在包含上述两种夹杂物的情况下，只要将全部的夹杂物的长宽比进行平均即可。

综上，本实施方式的马氏体系S易切削不锈钢含有S作为易切削加工元素而切削性优异。在将该钢制成钢丝材的情况下，例如可以适宜作为要求切削性及耐蚀性的OA设备、电子设备等精密部件的原材料或螺钉、螺栓等部件的原材料使用。

实施例

利用真空熔化炉将150kg的合金原料熔化，通过将Al、Mg等脱氧成分的量控制为本实施方式的含量的上限以下，从而保持钢水中的氧含量高的状态而铸造成直径为200mm的铸型。之后，在1200℃下加热，接着进行热锻造而加工至直径为70mm。接着，在780℃下进行1小时退火(空气冷却)，以直径66mm进行剥离。接着，通过相当于棒钢的轧制的热挤出而加工成直径为10mm。进行酸洗，接着再次在780℃下进行1小时退火，进行了空气冷却(5℃/s)(总热轧断面收缩率：98％)。接着，进行冷拉丝加工至φ6mm，将所得到的线材再次在780℃下在炉内保持3分钟而进行了分股退火(冷却为骤冷)。最后，用拉丝机对线材进行加工而获得直径为5.5mm的磨光棒。使用该磨光棒作为评价用原材料，实施了各评价试验。此外，在表1～表3中所示的钢成分中，Pb低于0.03％，Se低于0.02％。

将上述线材按照在包含其中心线的长度方向的截面上进行观察的方式埋入树脂中，进行镜面研磨，通过扫描型电子显微镜(SEM)附属的能量色散型X射线分析装置(EDS)对夹杂物的组成进行分析。在从通过SEM而特定的夹杂物中检测到Cr、Mn、S、O全部、并且包含0.5质量％以上的O的情况下，将该夹杂物设定为(Mn，Cr)(S，O)系夹杂物。另外，在从通过SEM而特定的夹杂物中检测到Mn、Cr、S、O全部、且检测到0.3质量％以上的Ca、1质量％以上的Te及0.3质量％以上的REM中的一种或两种以上的情况下，将该夹杂物设定为(Mn，Cr，Ca，REM)(S，O，Te)系夹杂物。是否混合存在这些夹杂物通过对10个以上的夹杂物进行特定并分析，由其结果确认是否混合存在夹杂物。表4及表5中示出了夹杂物的组成比。

关于夹杂物的长宽比，使用供于SEM-EDS的试样，通过光学显微镜观察，以100倍的放大倍数进行10个视场拍摄，通过图像解析法来测定外接于夹杂物的与轧制方向平行的直径(水平费雷特直径)和与轧制方向垂直的直径(垂直费雷特直径)。算出各夹杂物的水平费雷特直径/垂直费雷特直径之比作为长宽比，将全部夹杂物的长宽比的平均值设定为该试样的长宽比。将结果示于表6及表7中。此外，在表6及表7中，在包含上述两种夹杂物的情况下，将全部的夹杂物的长宽比的平均值标记为该试样的长宽比。

切削线材的外周后的表面粗糙度以切削表面的中心线平均粗糙度(Ra)进行了评价。切削为车削加工，使用材质为超硬P种、刀刃R为0.4mm的工具，以切削速度50m/min、进给量0.02mm/rev、切深0.1mm的条件，一边涂布切削油(矿物油)一边进行切削。

表面粗糙度Ra以15分钟的车削加工后的试样进行了测定。对于测定，使用接触式的粗糙度测定机，以基准长度2.5mm各测定5点，将其平均值设定为测定值。本实施方式中在表面粗糙度Ra为0.50μm以下的情况下判断为良好。将结果示于表6及表7中。

另外，工具寿命以至后隙面的平均磨损量达到0.2mm为止的时间进行评价，如果因15分钟的加工而后隙面的平均磨损量低于0.2mm，则设定为寿命达成。即，在因15分钟的加工而后隙面的平均磨损量低于0.2mm的情况下，评价为工具寿命长且切削性优异。在因15分钟的加工而后隙面的平均磨损量为0.2mm以上的情况下，评价为工具寿命短且切削性差。将结果示于表6及表7中。

制造性通过高温拉伸试验进行了评价。从上述的直径为70mm的锻造材的中心和表面的中间部沿圆棒长度方向采集直径为10mm的热延展性的评价试验片。以在试验温度1000℃、拉伸速度10mm/s的条件下进行拉伸断裂后的拉深值来评价制造性。此时的试验片的形状为φ10mm×100mm。关于制造性，1000℃下的拉深值为50％以上时设定为制造性达成。即，在1000℃下的拉深值为50％以上的情况下，评价为制造性优异。在1000℃下的拉深值低于50％的情况下，评价为制造性差。将结果示于表6及表7中。

[表1]

[表2]

[表3]

*符号表示偏离本实施方式的范围

[表4]

[表5]

[表6]

[表7]

试样No.1～49为本发明钢(本发明例)，试样No.50～65为比较钢(比较例)。

表中的*符号表示值偏离本实施方式的范围。

若对表4及表5的夹杂物的组成进行补充，则关于检测到Ca、Te、REM中的任一种或两种以上的No.25～37及63～65，包含(Mn，Cr)(S，O)系夹杂物和(Mn，Cr，Ca，REM)(S，O，Te)系夹杂物这两者。另外，在包含两种夹杂物的情况下，(Mn，Cr)(S，O)系夹杂物、(Mn，Cr，Ca，REM)(S，O，Te)系夹杂物各自的长宽比均为4.0以下。

另外，就No.59、60、62而言，在夹杂物组成中氧量低于0.5质量％。就这些No.59、60、62而言，不含长宽比为4.0以下的(Mn，Cr)(S，O)系夹杂物。就No.52而言，Mn量在本实施方式的范围外。就No.55而言，Cr量在本实施方式的范围外。就这些No.52、55而言，不含长宽比为4.0以下的(Mn，Cr)(S，O)系夹杂物。

就上述以外的试样而言，包含长宽比为4.0以下的(Mn，Cr)(S，O)系夹杂物。

本发明钢的No.1～No.49通过控制马氏体系S易切削不锈钢的夹杂物的组成，从而切削加工后的表面粗糙度Ra成为0.50μm以下，工具磨损量也低于0.2mm，达成了目标工具寿命的基准。另外，关于制造性，1000℃下的拉深值也为50％以上，达成了制造性的基准。另一方面，比较钢的No.50～No.65不满足实施方式的规定范围，不满足任一特性。

如由实施例表明的那样，通过本实施方式，能够制造在不含毒性高的Pb等的情况下切削性及制造性优异的马氏体系S易切削不锈钢。

产业上的可利用性

本实施方式的马氏体系S易切削不锈钢例如可以作为要求切削性及耐蚀性的OA设备、电子设备等精密部件的原材料或轴、螺钉、螺栓等部件来利用。

Claims

1.一种马氏体系S易切削不锈钢，其特征在于，以质量％计含有：