DE112010004925T5

DE112010004925T5 - Carbon-rich, martensitic stainless steel and its production process

Info

Publication number: DE112010004925T5
Application number: DE112010004925T
Authority: DE
Inventors: Dong-Chul Chae; Bo-Sung Seo; Seong-In Jeong; Jae-hwa Lee; Gyu-Jin Jo; Seung-Bae Ahn
Original assignee: Posco Co Ltd
Current assignee: Posco Holdings Inc
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2012-11-08
Also published as: WO2011078532A3; US20120321501A1; CN102665964B; KR20110071516A; CN102665964A; WO2011078532A2; KR101268800B1; JP5770743B2; JP2013514891A

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren für kohlenstoffreichen, rostfreien martensitischen Stahl, wie er in Rasierklingen, Messern u. dgl. verwendet wird, der 0,40 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff und 11 bis 16 Gew.-% Chrom als Hauptbestandteile enthält. Bereitgestellt wird ein Herstellungsverfahren für kohlenstoffreichen, rostfreien martensitischen Stahl in einer Bandgießvorrichtung, wobei ein rostfreies Stahlfeinblech gegossen wird, indem ein rostfreier, geschmolzener Stahl, der 0,40 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff und 11 bis 16% Gew.-% Chrom enthält, aus einer Gießwanne über eine Düse in ein Schmelzstahlbad zugeführt wird, und das gegossene rostfreie Stahlfeinblech unmittelbar gleich nach dem Gießen unter Verwendung von Reihenwalzen in einem Abwalzgrad von 5 bis 40% so zu einem warmgewalzten, geglühten Band verarbeitet wird, dass die Größe von Primärcarbiden in der Mikrostruktur des warmgewalzten geglühten Bands 10 μm oder weniger beträgt, und es wird auch ein rostfreier martensitischer Stahl bereitgestellt, der mittels des Herstellungsverfahrens hergestellt wird. Indem die Größe der Primärcarbide, die sich in der gegossenen Struktur und dem warmgewalzten Blech gebildet haben, auf 10 μm oder weniger reduziert wird, stellt die vorliegende Erfindung kohlenstoffreichen, rostfreien martensitischen Stahl mit herausragender Klingenendgüte zur Verwendung in Schneideapparaten her.The present invention relates to a manufacturing method for high carbon martensitic stainless steel as used in razor blades, knives and the like. The like is used, which contains 0.40 to 0.80% by weight of carbon and 11 to 16% by weight of chromium as main components. There is provided a method of manufacturing high carbon martensitic stainless steel in a strip caster, wherein a stainless steel sheet is cast by adding a stainless steel molten steel containing 0.40 to 0.80 wt% carbon and 11 to 16 wt% Chromium is fed from a tundish through a nozzle into a molten steel bath, and the cast stainless steel sheet is processed into a hot-rolled, annealed strip immediately after casting using in-line rollers at a rolling rate of 5 to 40% so that the size of primary carbides in the microstructure of the hot-rolled annealed strip is 10 μm or less, and a martensitic stainless steel manufactured by the manufacturing method is also provided. By reducing the size of the primary carbides formed in the cast structure and hot rolled sheet to 10 µm or less, the present invention produces high carbon martensitic stainless steel with excellent blade finish for use in cutting apparatus.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen kohlenstoffreichen, rostfreien martensitischen Stahl und ein Herstellungsverfahren für diesen, und insbesondere auf einen kohlenstoffreichen, rostfreien martensitischen Stahl und ein Herstellungsverfahren für diesen, bei dem die Größe von Primärcarbiden verkleinert wird, indem der kohlenstoffreiche martensitische Stahl, der 0,4 bis 0,8 Gew.-% Kohlenstoff und 11 bis 16 Gew.-% Chrom enthält, unter Einsatz eines Bandgießprozesses hergestellt wird.One aspect of the present invention relates to a carbon-rich martensitic stainless steel and a manufacturing method thereof, and more particularly to a carbon-rich martensitic stainless steel and a manufacturing method thereof in which the size of primary carbides is reduced by reducing the carbon-rich martensitic steel. containing from 0.4% to 0.8% by weight of carbon and from 11% to 16% by weight of chromium using a strip casting process.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Im Allgemeinen verfügt ein kohlenstoffreicher, rostfreier martensitischer Stahl, der mehr als 0,40 Gew.-% Kohlenstoff enthält, eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, Härte und Abriebfestigkeit und wird von daher für Rasierklingen, Messer u. dgl. verwendet. Wenn eine Rasierklinge verwendet wird, die aus kohlenstoffreichem, rostfreiem martensitischen Stahl hergestellt ist, kommt die Rasierklinge in einem Rasiervorgang mit Feuchtigkeit in Kontakt.In general, a carbon-rich martensitic stainless steel containing more than 0.40% by weight of carbon has excellent corrosion resistance, hardness and abrasion resistance, and is therefore used for razor blades, knives and the like. Like. Used. When using a razor blade made of carbon-rich, martensitic stainless steel, the razor blade contacts moisture in a shaving operation.

Da die Rasierklinge unter einer feuchten Atmosphäre gehalten wird, ist es erforderlich, dass sie korrosionsbeständig ist. Eine solche Atmosphäre ist sehr aggressiv bei kohlenstoffreichem Stahl, und deshalb wird häufig ein rostfreier martensitischer Stahl verwendet, der ca. 13 Gew.-% Chrom enthält. Bei einer mittels rostfreiem martensitischen Stahl hergestellten Rasierklinge enthält Martensit, bei dem es sich um das Grundgefüge des rostfreien martensitischen Stahls handelt, mehr als ca. 12 Gew.-% Chrom. Im Ergebnis bildet sich ein dichtes dünnes Chromoxid auf der Oberfläche der Rasierklinge, um die feuchtigkeitsbedingte Korrosion des Grundgefüges der Rasierklinge zu unterbinden.Since the razor blade is kept under a humid atmosphere, it is required to be corrosion resistant. Such an atmosphere is very aggressive in high carbon steel, and therefore a martensitic stainless steel containing about 13% by weight chromium is often used. In a razor blade made of martensitic stainless steel, martensite, which is the basic structure of the martensitic stainless steel, contains more than about 12% by weight of chromium. As a result, a dense thin chromium oxide is formed on the surface of the razor blade to inhibit the moisture-induced corrosion of the razor blade root structure.

Dabei ist ein Rasiervorgang ein Prozess, bei dem ein Bart abrasiert wird, indem man eine Rasierklinge eng an einem Material anhaften lässt. Um einen sehr festen Bart zu rasieren, ist eine hohe Härte der Rasierklinge oberstes Gebot. Die für die Rasierklinge erforderliche hohe Härte wird durch ein martensitisches Grundgefüge aus Stahl bewerkstelligt. Bei dem martensitischen Gefüge handelt es sich um eine sehr leichte Mikrostruktur, die entsteht, wenn Hochtemperaturaustenit schnell abgekühlt wird. Da der Gehalt an Kohlenstoff zunimmt, der im Hochtemperaturaustenit enthalten ist, ist die im Martensit enthaltene Menge an Kohlenstoff groß, und somit nimmt die Härte des Martensits zu. Deshalb sollte dem Stahl möglichst viel Kohlenstoff zugesetzt werden, um eine Rasierklinge mit hoher Härte herzustellen.A shaving process is a process in which a beard is shaved by allowing a razor blade to adhere tightly to a material. To shave a very strong beard, a high hardness of the razor blade is the top priority. The high hardness required for the razor blade is achieved by a martensitic basic steel structure. The martensitic microstructure is a very light microstructure that occurs when high temperature austenite is rapidly cooled. As the content of carbon contained in the high-temperature austenite increases, the amount of carbon contained in the martensite is large, and thus the hardness of the martensite increases. Therefore, as much carbon as possible should be added to the steel to produce a high hardness razor blade.

Rostfreie martensitische Stähle der 420er-Reihe werden häufig als Material für Rasierklingen verwendet, das die vorstehend beschriebenen Anforderungen in Bezug auf Korrosionsbeständigkeit und Härte erfüllt. Jeder der Stähle enthält 0,45 bis 0,70 Gew.-% Kohlenstoff, höchstens 1 Gew.-% Mangan, höchstens 1 Gew.-% Silicium, und 12 bis 15 Gew.-% Chrom. Unter den Stählen werden häufig ein Stahl, der ca. 0,65 Gew.-% Chrom enthält, und ein Stahl verwendet, der ca. 13 Gew.-% Chrom enthält.Stainless martensitic 420 series steels are often used as a razor blade material that meets the corrosion resistance and hardness requirements described above. Each of the steels contains 0.45 to 0.70 wt% carbon, at most 1 wt% manganese, at most 1 wt% silicon, and 12 to 15 wt% chromium. Of the steels, a steel containing about 0.65% by weight of chromium and a steel containing about 13% by weight of chromium are often used.

Dabei beträgt die Dicke einer Rasierklinge im Allgemeinen 0,2 mm oder weniger. Deshalb wird ein sehr dünner kohlenstoffreicher, rostfreier martensitischer Stahl mit einer Dicke von 0,2 mm oder weniger als Ausgangsmaterial zur Herstellung der Rasierklinge verwendet. Das Ausgangsmaterial hat eine Mikrostruktur, die aus einem Grundgefüge und gleichmäßig in diesem verteilten feinen Chromcarbiden besteht. In diesem Fall ist die Verteilung der feinen Chromcarbide ein Hauptfaktor, der es ermöglicht, dass Kohlenstoff in einem anschließenden Härteprozess wieder schnell in Hochtemperaturaustenit eingeschlossen wird, und der das durch das Abkühlen verformte Martensit so reguliert, dass es eine Härte aufweist, die ausreicht, um als Rasierklinge verwendet werden zu können.The thickness of a razor blade is generally 0.2 mm or less. Therefore, a very thin carbon-rich martensitic stainless steel having a thickness of 0.2 mm or less is used as a raw material for producing the razor blade. The starting material has a microstructure consisting of a basic structure and uniformly distributed in this fine chromium carbides. In this case, the distribution of the fine chromium carbides is a major factor that allows carbon to be quickly re-entrapped in high-temperature austenite in a subsequent hardening process, and regulates the martensite deformed by the cooling to have a hardness sufficient to to be used as a razor blade.

Die Größe der Chromcarbide, die im Grundmaterial enthalten sind, kann durch die Anzahl an Chromcarbiden pro Flächeneinheit bestimmt werden. Wenn das Ausgangsmaterial unter einer starken Vergrößerung von ×10000 betrachtet wird, sollten 50 oder mehr Chromcarbide mit einer Größe von 0,1 μm oder mehr pro Fläche von 100 μm² vorhanden sein. Das Ausgangsmaterial wird zu einer geeigneten Größe zerschnitten, zu Bandringen aufgerollt und durchläuft dann mehrere Folgeprozesse, wobei die Rasierklinge hergestellt wird. Die anschließenden Prozesse umfassen einen Härtungsprozess, bei dem die Rasierklinge erwärmt und in einem Hochtemperaturaustenitbereich gehalten und dann abgekühlt wird, um dem Klingenstahl eine hohe Härte zu verleihen, einen Schärfungsprozess zum Schärfen der Rasierklinge, einen Beschichtungsprozess, um Korrosionsbeständigkeit und Schmierung bereitzustellen, einen Schweißprozess, um die Rasierklinge an einem Rasierer anzubringen, u. dgl.The size of the chromium carbides contained in the base material can be determined by the number of chromium carbides per unit area. When the starting material is viewed under a high magnification of × 10,000, there should be 50 or more chromium carbides having a size of 0.1 μm or more per area of 100 μm ² . The starting material is cut to a suitable size, rolled up into ribbon rings, and then undergoes several sequential processes to produce the razor blade. Subsequent processes include a curing process in which the razor blade is heated and maintained in a high temperature austenite region and then cooled to impart high hardness to the blade steel, a sharpening process for sharpening the razor blade, a coating process to provide corrosion resistance and lubrication, a welding process, to attach the razor blade to a razor, u. like.

In einem Ausgangsmaterial mit einem dünnen Werkstoff (mit einer Dicke von 0,2 mm oder weniger), der zur Herstellung der Rasierklinge verwendet wird, sollten keine grobstückigen Chromcarbide in der Mikrostruktur des Ausgangsmaterials vorhanden sein, und zwar ist der Grund dafür wie folgt. Falls grobstückige Chromcarbide in der Mikrostruktur des Ausgangsmaterials vorhanden sind, werden diese während des Schärfungsprozesses aus einem Kantenabschnitt der Rasierklinge herausgerissen, und deshalb wird der Kantenabschnitt der Rasierklinge stumpf. Ein solches Phänomen wird als Kantenausbruch bezeichnet und ist ein Hauptfaktor, der eine Verletzung der Haut einer Person während des Rasierens verursacht. Zusätzlich zu den grobstückigen Chromcarbiden, wirkt eine grobstückige Zwischenstufe als Faktor, der den Kantenausbruch verursacht. Die maximale Größe der Chromcarbide, die in Bezug auf Kantenausbruch zulässig ist, ist 10 μm. Bei den grobstückigen Chromcarbiden mit einer Größe von 10 μm und darüber, die im Ausgangsmaterial vorkommen und als ein Kantenausbruch verursachender Hauptfaktor wirken, handelt es sich um grobe Primärcarbide, die sich in einem Gießprozess einer Legierung bilden. Die groben Primärcarbide unterscheiden sich von den feinen Sekundärcarbiden, die sich während eines Warmwalz- oder Wärmebehandlungsprozesses der Legierung bilden. Die groben Primärcarbide bilden sich durch eine Segregation, die zwischen Dendritenarmen während eines Erstarrungsprozesses des kohlenstoffreichen, rostfreien martensitischen Stahls entsteht. Da es sich bei der Segregation von Kohlenstoff und Chrom um eine natürliche Erscheinung handelt, die bei der Erstarrung des kohlenstoffreichen, rostfreien martensitischen Stahls stattfindet, ist es unvermeidlich, dass sich die Primärcarbide bilden, aber ihre Größe sollte während des Erstarrungsprozesses minimiert werden, um den Kantenausbruch zu verhindern. In a starting material with a thin material (having a thickness of 0.2 mm or less) used for producing the razor blade, there should be no coarse chromium carbides in the microstructure of the starting material, and the reason for this is as follows. If coarse chrome carbides are present in the microstructure of the starting material, they are torn out of an edge portion of the razor blade during the sharpening process, and therefore the edge portion of the razor blade becomes dull. Such a phenomenon is called edge eruption and is a major factor causing injury to the skin of a person during shaving. In addition to the coarse chromium carbides, a lumpy intermediate acts as a factor causing edge breakout. The maximum size of the chromium carbides that is allowed in terms of edge breakout is 10 μm. The lumpy chromium carbides of 10 μm and larger, which are present in the starting material and act as a major factor causing edge breakout, are coarse primary carbides that form in an alloy casting process. The coarse primary carbides are different from the fine secondary carbides that form during a hot rolling or heat treatment process of the alloy. The coarse primary carbides are formed by segregation formed between dendrite arms during a carbonization-rich martensitic stainless steel carbonization process. Since the segregation of carbon and chromium is a natural phenomenon that takes place during the solidification of the carbon-rich martensitic stainless steel, it is inevitable that the primary carbides will form, but their size should be minimized during the solidification process in order to minimize the carbonization To prevent edge breakout.

Kantenausbruch ist ein wichtiger Gütefaktor zur Bestimmung der endgültigen Klingenqualität der Rasierklinge zur Verwendung in Schneideapparaten. Wie vorstehend beschrieben, sollte dem Stahl eine möglichst große Menge an Kohlenstoff zugesetzt werden, um die Rasierklinge in einer hohen Härte herzustellen. Wenn jedoch der Kohlenstoffgehalt zunimmt, entstehen die grobstückigen Primärcarbide während des Erstarrungsprozesses, und deshalb ist es schwierig, eine qualitativ hochwertige Rasierklinge herzustellen.Edge breakout is an important figure of merit for determining the final blade quality of the razor blade for use in cutting apparatus. As described above, as large an amount of carbon as possible should be added to the steel to make the razor blade high in hardness. However, as the carbon content increases, the coarse primary carbides form during the solidification process, and therefore it is difficult to produce a high quality razor blade.

Aus diesem Grund offenbarte das Japanische Patent Nr. 61034161 eine Legierung, in der der Kohlenstoffgehalt auf 0,40 bis 0,55% gesenkt ist, um den durch Primärcarbide verursachten Kantenausbruch auf ein Mindestmaß zu senken. Eine ernsthafte Segregation tritt insbesondere in einem Blockgussverfahren auf, das allgemein zur Herstellung eines Materials für Rasierklingen eingesetzt wird, und deshalb bilden sich grobstückige Primärcarbide. Wegen eines solchen Nachteils wird im Wesentlichen eine zusätzliche Wärmebehandlung und Warmwalzen wie etwa Schmieden auf einen Rohblock angewendet, um die Primärcarbide wieder einzuschließen oder ihre Größe zu verkleinern.For that reason, that revealed Japanese Patent No. 61034161 an alloy in which the carbon content is reduced to 0.40 to 0.55% in order to minimize the edge eruption caused by primary carbides. In particular, serious segregation occurs in a billet casting process commonly used to make a razor blade material and, therefore, coarse primary carbides form. Because of such a disadvantage, substantially additional heat treatment and hot rolling such as forging are applied to a ingot to reclose or reduce the size of the primary carbides.

Deshalb ist es, um eine qualitativ hochwertige Rasierklinge herzustellen, erforderlich, ein Verfahren zum Unterbinden der Entstehung von grobstückigen Primärcarbiden in einem Gussprozess zu entwickeln. Insbesondere ist es notwendig, ein ökonomisches Gussverfahren zu entwickeln, das in der Lage ist, die Größe von Primärcarbiden in der Mikrostruktur von rostfreiem Stahl zu verkleinern, ohne im Vergleich zu gewöhnlichem Stahl für Rasierklingen den Kohlenstoffgehalt zu senken.Therefore, in order to produce a high quality razor blade, it is necessary to develop a method of inhibiting the formation of coarse primary carbides in a casting process. In particular, it is necessary to develop an economical casting method capable of reducing the size of primary carbides in the microstructure of stainless steel without lowering the carbon content compared to ordinary razor blade steel.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

TECHNISCHES PROBLEMTECHNICAL PROBLEM

Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kohlenstoffreichen, rostfreien martensitischen Stahl unter Verwendung eines Bandgießverfahrens bereitzustellen, um ein Blockgussverfahren zu ersetzen, das häufig bei der Herstellung des herkömmlichen kohlenstoffreichen, rostfreien martensitischen Stahls eingesetzt wird.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a carbon-rich martensitic stainless steel using a strip casting method to replace a billet casting method which is frequently used in the production of the conventional high-carbon martensitic stainless steel.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines ökonomischen kohlenstoffreichen, rostfreien martensitischen Stahls bereitzustellen und dabei grobstückige Primärcarbide, die sich in einem Erstarrungsprozess bilden, was der schwerwiegendste Nachteil im herkömmlichen Blockgussverfahren ist, deutlich zu unterbinden.Another object of the present invention is to provide a process for producing an economical carbon-rich martensitic stainless steel while significantly suppressing coarse primary carbides which form in a solidification process, which is the most serious drawback in the conventional ingot casting process.

TECHNISCHE LÖSUNGTECHNICAL SOLUTION

Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Herstellungsverfahren für einen kohlenstoffreichen, rostfreien martensitischen Stahl bereitgestellt, wobei in einer Bandgießvorrichtung, die ein Paar in entgegengesetzten Richtungen drehende Walzen, Randdämme, die jeweils auf beiden Seiten der Walzen vorgesehen sind, um ein Schmelzstahlbad zu bilden, und eine Gießspiegelabschirmung, um ein inertes Stickstoffgas der Oberfläche des Schmelzstahlbads zuzuführen, umfasst, ein rostfreies Stahlfeinblech gegossen wird, indem ein rostfreier, geschmolzener Stahl, der 0,40 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff und 11 bis 16% Gew.-% Chrom enthält, aus einer Gießwanne über eine Düse in ein Schmelzstahlbad zugeführt wird, und das gegossene rostfreie Stahlfeinblech unmittelbar gleich nach dem Gießen unter Verwendung von Reihenwalzen in einem Abwalzgrad von 5 bis 40% so zu einem warmgewalzten, geglühten Band verarbeitet wird, dass die Größe der Primärcarbide in der Mikrostruktur des warmgewalzten geglühten Bands 10 μm oder weniger beträgt.According to one aspect of the present invention, there is provided a carbon-rich martensitic stainless steel producing method wherein, in a strip casting apparatus comprising a pair of oppositely rotating rolls, edge dams respectively provided on both sides of the rolls to form a molten steel bath, and a Gießspiegelabschirmung to an inert To supply nitrogen gas to the surface of the molten steel bath, a stainless steel fine sheet is cast by passing a tundish from a molten stainless steel containing 0.40 to 0.80 wt% of carbon and 11 to 16 wt% of chromium is fed via a die into a molten steel bath, and the cast stainless steel sheet is processed into a hot rolled annealed strip immediately after casting using nip rolls at a rolling rate of 5 to 40% such that the size of the primary carbides in the microstructure of the hot-rolled annealed strip is 10 μm or less.

Der rostfreie martensitische Stahl kann 0,1 bis 1,0 Gew.-%Silicium (Si), 0,1 bis 1,0 Gew.-% Mangan (Mn), über 0 bis 0,1 Gew.-% Nickel (Ni), über 0 bis 0,04 Gew.-% Schwefel (S), und über 0 bis 0,05 Gew.-% Phosphor (P), und Eisen und andere unvermeidbare Fremdstoffe als Restbestandteile enthalten.The martensitic stainless steel may contain 0.1 to 1.0% by weight of silicon (Si), 0.1 to 1.0% by weight of manganese (Mn), over 0 to 0.1% by weight of nickel (Ni ), over 0 to 0.04 wt.% of sulfur (S), and over 0 to 0.05 wt.% of phosphorus (P), and iron and other unavoidable impurities as residual components.

Ein warmgewalztes, geglühtes Blech kann hergestellt werden, indem ein Haubenglühvorgang an dem warmgewalzten, geglühten Band bei einer Temperatur von 700 bis 950°C unter einer Reduziergasatmosphäre durchgeführt wird.A hot rolled annealed sheet can be produced by performing a bell annealing operation on the hot rolled annealed strip at a temperature of 700 to 950 ° C under a reducing gas atmosphere.

Der Haubenglühvorgang kann im Bereich von einmal bis dreimal durchgeführt werden.The bell annealing process can be carried out in the range of once to three times.

In dem Mikrostrukturschnitt des warmgewalzten, geglühten Bands kann der Haubenglühvorgang so durchgeführt werden, dass die Anzahl von Chromcarbiden, die eine Größe von 0,1 μm oder darüber haben, über 50 EA/100 μm² beträgt.In the microstructure section of the hot-rolled annealed belt, the bell annealing process may be performed so that the number of chromium carbides having a size of 0.1 μm or more is more than 50 EA / 100 μm ² .

Eine Beizbehandlung kann an dem warmgewalzten, geglühten Band durchgeführt werden, das dem Haubenglühvorgang nach einem Abstrahlvorgang unterzogen wurde.A pickling treatment may be performed on the hot rolled annealed strip which has been subjected to the bell annealing process after blasting.

Bei dem warmgewalzten, geglühten Band kann vor der Beizbehandlung die Tiefe einer dekarbonisierten Schicht direkt unter einer Oberflächenzunderschicht 20 μm oder weniger betragen.In the hot-rolled annealed strip, before the pickling treatment, the depth of a decarburized layer directly below a surface scale layer may be 20 μm or less.

Ein Kaltwalzvorgang kann an dem warmgewalzten, geglühten Band durchgeführt werden, und die einmalige Kaltwalzrate kann maximal 70% betragen.A cold rolling operation may be performed on the hot rolled annealed strip, and the one time cold rolling rate may be a maximum of 70%.

Ein Glühvorgang kann fünfmal oder weniger unter einer Reduzieratmosphäre an dem kaltgewalzten, geglühten Band durchgeführt werden.An annealing process may be performed five times or less under a reducing atmosphere on the cold-rolled annealed strip.

Ein Kaltwalz-Anlassvorgang kann bei einer Temperatur von 650 bis 800°C an dem kaltgewalzten Band durchgeführt werden.A cold rolling tempering operation may be performed at a temperature of 650 to 800 ° C on the cold rolled strip.

Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein kohlenstoffreicher, rostfreier martensitischer Stahl bereitgestellt, der mittels eines Herstellungsverfahrens hergestellt wird, wobei in einer Bandgießvorrichtung, die ein Paar in entgegengesetzten Richtungen drehende Walzen, Randdämme, die jeweils auf beiden Seiten der Walzen vorgesehen sind, um ein Schmelzstahlbad zu bilden, und eine Gießspiegelabschirmung, um ein inertes Stickstoffgas der Oberfläche des Schmelzstahlbads zuzuführen, umfasst, ein rostfreies Stahlfeinblech gegossen wird, indem ein rostfreier, geschmolzener Stahl, der 0,40 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff und 11 bis 16% Gew.-% Chrom enthält, aus einer Gießwanne über eine Düse in ein Schmelzstahlbad zugeführt wird, und das gegossene rostfreie Stahlfeinblech unmittelbar gleich nach dem Gießen unter Verwendung von Reihenwalzen in einem Abwalzgrad von 5 bis 40% so zu einem warmgewalzten, geglühten Band verarbeitet wird, dass die Größe der Primärcarbide in der Mikrostruktur des warmgewalzten geglühten Bands 10 μm oder weniger beträgt.According to another aspect of the present invention, there is provided a carbon-rich martensitic stainless steel which is manufactured by a manufacturing method wherein in a strip casting apparatus comprising a pair of oppositely rotating rollers, peripheral dams respectively provided on both sides of the rollers to form a molten steel bath, and a Gießschirmschirmschirmung to supply an inert nitrogen gas to the surface of the molten steel bath, a stainless steel sheet is cast by a stainless, molten steel, the 0.40 to 0.80 wt .-% carbon and 11 bis Containing 16% by weight of chromium supplied from a tundish via a nozzle into a molten steel bath, and the cast stainless steel sheet immediately after being cast using a series roll at a rolling degree of 5 to 40% to a hot rolled annealed strip is processed that the size of the primary carbide in the microstructure of the hot-rolled annealed strip is 10 μm or less.

VORTEILHAFTE WIRKUNGENBENEFICIAL EFFECTS

Wie vorstehend beschrieben, ist es nach der vorliegenden Erfindung möglich, ein Bandgießverfahren anzuwenden, um aus einem geschmolzenen Stahl, der durch einen Stahlerzeugungsprozess hergestellt wurde, direkt ein warmgewalzte Bandrolle herzustellen. Da das Bandgießverfahren die Größe von Primärcarbiden, die in einem erstarrten Gefüge entstanden sind, deutlich verkleinern kann, kann das Bandgießverfahren zweckmäßiger Weise auf die Herstellung einer qualitativ hochwertigen Rasierklinge angewendet werden. Da das warmgewalzte Stahlband direkt aus dem geschmolzenen Stahl hergestellt wird, ist insbesondere der Herstellungsprozess des hergestellten Stahlbands einfacher als das herkömmliche Blockgussverfahren. Somit ist es möglich, die Qualität einer Rasierklinge zu verbessern und die Herstellungskosten erheblich zu senken.As described above, according to the present invention, it is possible to use a strip casting method to directly produce a hot rolled strip roll from a molten steel produced by a steelmaking process. Since the strip casting method can significantly reduce the size of primary carbides formed in a solidified structure, the strip casting method can be suitably applied to the production of a high quality razor blade. In particular, since the hot rolled steel strip is made directly from the molten steel, the manufacturing process of the produced steel strip is simpler than the conventional ingot casting method. Thus, it is possible to improve the quality of a razor blade and to significantly reduce the manufacturing cost.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist eine schematische Ansicht, die einen allgemeinen Bandgießprozess zeigt. 1 Fig. 10 is a schematic view showing a general strip casting process.

2 ist eine Rasterelektronenmikroskopaufnahme (REM-Aufnahme), die einen Mikrostrukturschnitt eines Blocks zeigt, der unter Verwendung eines Blockgussverfahrens gegossen wurde, in dem sich grobstückige Primärcarbide an einer Kristallkorngrenze des Blocks gebildet haben. 2 Fig. 10 is a scanning electron micrograph (SEM photograph) showing a microstructure section of a block cast using a billet casting process in which lumpy primary carbides have been formed at a crystal grain boundary of the block.

3 ist eine REM-Aufnahme, die eine Mikrostruktur eines Blocks zeigt, der einer Warmwalz- und Wasserkühlungsbehandlung unterzogen wurde, in dem die Primärcarbide, die sich an der Kristallkorngrenze des Blocks gebildet haben, auch in der Mikrostruktur eines warmgewalzten Blechs verbleiben. 3 Fig. 15 is an SEM photograph showing a microstructure of a block subjected to hot rolling and water cooling treatment in which the primary carbides formed at the crystal grain boundary of the ingot also remain in the microstructure of a hot rolled sheet.

4 ist eine REM-Aufnahme in geringer Vergrößerung, die einen Mikrostrukturschnitt eines warmgewalzten Blechs zeigt, das unter Verwendung eines Bandgießverfahrens gegossen wurde und gleich nach dem Gießen bei einer hohen Temperatur reihengewalzt wurde, in dem sich eine gleichachsige Kristallstruktur in einem mittleren Abschnitt in der Dickenrichtung und eine säulenartige Kristallstruktur in einem Oberflächenschichtabschnitt gebildet hat. 4 FIG. 16 is a low-magnification SEM photograph showing a microstructure section of a hot-rolled sheet cast by using a strip casting method and rolled immediately after casting at a high temperature in which an equiaxed crystal structure is formed in a middle portion in the thickness direction and has formed a columnar crystal structure in a surface layer portion.

5 ist eine REM-Aufnahme in starker Vergrößerung, die die säulenartige Kristallstruktur von 4 zeigt. 5 is a high magnification SEM image showing the columnar crystal structure of 4 shows.

6 ist eine REM-Aufnahme in starker Vergrößerung, die die gleichachsige Kristallstruktur von 4 zeigt. 6 is a high magnification SEM image showing the equiaxed crystal structure of 4 shows.

7 ist eine REM-Aufnahme in geringer Vergrößerung, die einen Mikrostrukturschnitt eines kaltgewalzten Materials aus einer Feinsubstanz zeigt, das in einer Dicke von 0,075 mm hergestellt wurde. 7 is a low magnification SEM photograph showing a microstructure section of a cold rolled material of a fine substance made to a thickness of 0.075 mm.

8 ist eine REM-Aufnahme in starker Vergrößerung, die einen Mikrostrukturschnitt des kaltgewalzten Materials aus der Feinsubstanz zeigt, das in einer Dicke von 0,075 mm hergestellt wurde. 8th FIG. 4 is a high magnification SEM photograph showing a microstructure section of the fine material cold rolled material made to a thickness of 0.075 mm. FIG.

BESTE ART UND WEISE ZUR UMSETZUNG DER ERFINDUNGBEST MODE FOR IMPLEMENTING THE INVENTION

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Einzelnen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt und lässt sich auch in anderen Formen ausführen. Diese Ausführungsformen werden nur zu veranschaulichenden Zwecken bereitgestellt und damit Fachleute auf dem Gebiet den Umfang der vorliegenden Erfindung umfassend nachvollziehen können. In den Zeichnungen sind gleiche Elemente durchgehend mit gleichen Bezugszahlen versehen. In den Zeichnungen ist die Dicke oder Größe von Schichten der Klarheit halber überzeichnet und nicht unbedingt maßstabsgetreu.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments and can be embodied in other forms. These embodiments are provided for illustrative purposes only, and will enable those skilled in the art to fully comprehend the scope of the present invention. In the drawings, like elements are given the same reference numerals throughout. In the drawings, the thickness or size of layers is for the sake of clarity oversubscribed and not necessarily to scale.

1 ist eine schematische Ansicht, die einen allgemeinen Bandgießprozess zeigt. Bei dem Bandgießprozess handelt es sich um einen Prozess zum direkten Herstellen eins warmgewalzten geglühten Bands eines dünnen Materials aus einem geschmolzenen Stahl. Der Bandgießprozess ist ein neuer Stahlproduktionsprozess, der in der Lage ist, Herstellungskosten, Anlageninvestitionskosten, die Menge an verbrauchter Energie, die Menge an Abgas u. dgl. deutlich zu senken, wobei ein Warmwalzprozess entfällt. In einer wie in 1 gezeigten Doppelwalzenbandgießvorrichtung, die in einem allgemeinen Bandgießverfahren eingesetzt wird, wird geschmolzener Stahl in einer Stahlpfanne 1 aufgefangen und dann über eine Düse in eine Gießwanne 2 eingeleitet. Der in die Gießwanne 2 geflossene, geschmolzene Stahl wird zwischen Randdämmen 6, die jeweils an beiden Endabschnitten der Gießwalzen 6 vorgesehen sind, über eine Schmelzstahleinspritzdüse 3, d. h. zwischen den Gießwalzen 6 so zugeführt, dass die Erstarrung des geschmolzenen Stahls beginnt. In diesem Fall wird eine Schmelzmetalloberfläche in einem Schmelzmetallabschnitt mit einer Gießspiegelabschirmung 4 geschützt, um Oxidation zu verhindern, und es wird ein geeignetes Gas in den Schmelzmetallabschnitt eingeleitet, um eine geeignete Atmosphäre auszubilden. Ein Feinblech 8 wird hergestellt und dabei aus einem zwischen den beiden Walzen gebildeten Walzenspalt 7 herausgezogen und zwischen Walzen 9 gewalzt. Dann durchläuft das gewalzte Feinblech einen Kühlprozess und wird um eine Wickelwalze 10 gewickelt. 1 Fig. 10 is a schematic view showing a general strip casting process. The strip casting process is a process for directly producing a hot-rolled annealed strip of a thin material from a molten steel. The strip casting process is a new steelmaking process that is capable of reducing manufacturing costs, capital investment costs, the amount of energy consumed, the amount of exhaust gas, and the like. Like. To significantly reduce, with a hot rolling process is eliminated. In a like in 1 The twin-roll strip casting apparatus of the present invention, which is used in a general strip casting process, becomes molten steel in a steel pan 1 collected and then through a nozzle in a tundish 2 initiated. The in the tundish 2 flowed, molten steel is between edge dams 6 , respectively at both end portions of the casting rolls 6 are provided, via a molten steel injection nozzle 3 ie between the casting rolls 6 supplied so that the solidification of the molten steel begins. In this case, a melted metal surface is formed in a molten metal section having a mold level shield 4 protected to prevent oxidation, and a suitable gas is introduced into the molten metal section to form a suitable atmosphere. A thin sheet 8th is manufactured and thereby from a nip formed between the two rolls 7 pulled out and between rollers 9 rolled. Then the rolled sheet undergoes a cooling process and becomes a winding roll 10 wound.

In diesem Fall besteht die wichtige technische Vorgehensweise in einem Doppelwalzenbandgießverfahren zum direkten Herstellen eines Feinblechs mit einer Dicke von 10 mm oder weniger aus einem Schmelzstahl darin, ein Feinblech mit einer gewünschten Dicke, das keinen Riss hat, und einem verbesserten realen Ertrag herzustellen, indem der geschmolzene Stahl durch eine Einspritzdüse zwischen innen luftgekühlte Doppelwalzen zugeführt wird, die sich mit hoher Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung drehen.In this case, the important technical approach is to use a double roll band casting method for directly producing a thin sheet having a thickness of 10 mm or less from a molten steel therein, a thin sheet having a desired thickness having no crack, and an improved real one Produce yield by the molten steel is fed through an injection nozzle between inside air-cooled double rollers, which rotate in high speed in the opposite direction.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren für einen kohlenstoffreichen, rostfreien martensitischen Stahl, das sich eines Bandgießverfahrens bedient. Da der kohlenstoffreiche, rostfreie martensitische Stahl, der 0,40 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff und 11 bis 16 Gew.-% Chrom als Hauptbestandteile enthält, insbesondere unter Verwendung eines Bandgießverfahrens hergestellt wird, wird die Größe von Primärcarbiden, die sich in dem Gussgefüge bilden, auf 10 μm oder weniger gesenkt, so dass es möglich ist, den kohlenstoffreichen, rostfreien martensitischen Stahl für Rasierklingen mit ausgezeichneter Klingenendgüte herzustellen.The present invention relates to a production method of a carbon-rich martensitic stainless steel using a strip casting method. In particular, since the carbon-rich martensitic stainless steel containing 0.40 to 0.80 wt% of carbon and 11 to 16 wt% of chromium as main constituents is produced by using a strip casting method, the size of primary carbides which become in the cast structure, lowered to 10 μm or less, so that it is possible to produce the carbon-rich martensitic stainless steel for razor blades having excellent blade finish.

Beim Bandgießprozess handelt es sich um einen Prozess, um eine beim Gießen auftretende Segregation auf ein Mindestmaß zu senken, indem flüssiger Stahl direkt zu einem Blech von 1 bis 5 mm gegossen und das Gussblech einer sehr schnellen Abkühlung unterzogen wird. In der vorliegenden Erfindung wird ein warmgewalztes Stahlband unter Verwendung der Doppelwalzenbandgießvorrichtung hergestellt. Die Doppelwalzenbandgießvorrichtung führt geschmolzenen Stahl zwischen in entgegengesetzte Richtungen drehende Doppeltrommelwalzen und zwischen Seitendämmen zu und gießt den geschmolzenen Stahl, während dabei ein großer Wärmebetrag durch Oberflächen der wassergekühlten Walzen abgegeben wird. In diesem Fall bildete sich bei einer hohen Abkühlgeschwindigkeit eine erstarrte Zelle auf den Oberflächen der Walzen, und schließlich wurde ein warmgewalztes Feinblech mit einer Dicke von ca. 1 bis 5 mm durch einen Reihenwalzvorgang hergestellt, der nach dem Gießen bei einer hohen Temperatur kontinuierlich durchgeführt wurde.The strip casting process is a process to minimize segregation during casting by pouring liquid steel directly into a sheet of 1 to 5 mm and subjecting the cast sheet to a very rapid cooling. In the present invention, a hot rolled steel strip is produced by using the double roll band casting apparatus. The twin roll band casting apparatus feeds molten steel between oppositely rotating double drum rolls and between side dams, and pours the molten steel while discharging a large amount of heat through surfaces of the water-cooled rolls. In this case, at a high cooling rate, a solidified cell was formed on the surfaces of the rolls, and finally, a hot rolled thin sheet having a thickness of about 1 to 5 mm was produced by a continuous rolling process which was carried out continuously after casting at a high temperature ,

AUSFÜHRUNGSFORMENEMBODIMENTS

Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

Bei einem in der vorliegenden Erfindung verwendeten Grundmaterial handelt es sich um einen kohlenstoffreichen, rostfreien martensitischen Stahl, der 0,4 bis 0,8 Gew.-% Kohlenstoff (C) und 11 bis 16 Gew.-% Chrom (Cr) enthält. In dem Fall, dass der Gehalt an Kohlenstoff in der vorliegenden Erfindung auf 0,4 Gew.-% oder weniger eingestellt wird, bildet sich zwar keine große Menge an Primärcarbiden in einem Band oder Block, aber die Härte des rostfreien martensitischen Stahls lässt zu wünschen übrig. Im Falle, dass der Gehalt an Kohlenstoff auf 0,8 Gew.-% oder höher eingestellt wird, kann es schwierig sein, selbst dann die Entstehung grobstückiger Primärcarbide zu unterbinden, wenn der rostfreie martensitische Stahl unter Verwendung des Bandgießverfahrens hergestellt wird. Deshalb ist in der vorliegenden Erfindung der rostfreie martensitische Stahl mit einem Gehalt an 0,4 bis 0,8 Gew.-% Kohlenstoff (C) und 11 bis 16 Gew.-% Chrom (Cr) als optimaler Gehaltsbereich nahegelegt.A base material used in the present invention is a carbon-rich, martensitic stainless steel containing from 0.4 to 0.8% by weight of carbon (C) and from 11 to 16% by weight of chromium (Cr). In the case where the content of carbon in the present invention is set to 0.4% by weight or less, while no large amount of primary carbides are formed in a strip or block, the hardness of the martensitic stainless steel is desirable left. In the case where the content of carbon is set to 0.8 wt% or higher, it may be difficult to inhibit the formation of coarse primary carbides even when the martensitic stainless steel is produced by using the strip casting method. Therefore, in the present invention, the martensitic stainless steel containing 0.4 to 0.8% by weight of carbon (C) and 11 to 16% by weight of chromium (Cr) as an optimum content range is suggested.

Beim rostfreien martensitischen Stahl nach den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Legierung, die Zusammensetzungen enthält, die 0,1 bis 1,0 Gew.-% Silicium (Si), 0,1 bis 1,0 Gew.-% Mangan (Mn), über 0 bis 0,1 Gew.-% Nickel (Ni), über 0 bis 0,04 Gew.-% Schwefel (S), und über 0 bis 0,05 Gew.-% Phosphor (P), und Eisen und andere unvermeidliche Fremdstoffe als Restbestandteile umfassen.The martensitic stainless steel according to the embodiments of the present invention is an alloy containing compositions containing 0.1 to 1.0% by weight of silicon (Si), 0.1 to 1.0% by weight of manganese (Mn), from 0 to 0.1% by weight of nickel (Ni), from 0 to 0.04% by weight of sulfur (S), and from 0 to 0.05% by weight of phosphorus (P), and iron and other inevitable foreign matter as residual components.

In diesen Ausführungsformen wurden mikrostrukturelle Eigenschaften eines unter Verwendung des herkömmlichen Blockgussverfahrens warmgewalzten geglühten Blechs und eines unter Verwendung des Bandgießverfahrens hergestellten Stahls verglichen. Tabelle 1 zeigt Zusammensetzungen von Stählen, die mittels des Blockgießverfahrens bzw. des Bandgießverfahrens hergestellt wurden. Zuerst wurde ein gewöhnlicher Rasierklingenstahl als Block hergestellt, um die Mikrostruktur eines mittels des Bandgießverfahrens hergestellten Materials mit derjenigen eines mittels des Blockgussverfahrens hergestellten Materials zu vergleichen, und die Zusammensetzungen des Blocks wurden als Vergleichsbeispiel Nr. 1 von Tabelle 1 dargestellt. Der Block wurde mit einem Gewicht von 50 kg mittels eines Vakuuminduktionsschmelzverfahrens hergestellt. Der Block wurde wieder auf eine Temperatur von 1200°C erhitzt und dann zu einem Blech mit einer Dicke von 3,5 mm warmgewalzt, und das Blech wurde gleich nach dem Warmwalzen wassergekühlt. Dann wurden verschiedene Zusammensetzungen enthaltende Stähle als warmgewalzte Bleche unter Verwendung der Doppelwalzengießvorrichtung hergestellt. Jedes der Bleche wurde mit einem Gewicht von 100 Tonnen hergestellt, und die Zusammensetzungen jedes der Stähle wurde in Tabelle 2 dargestellt. Das Material mit dem Gewicht von 100 Tonnen, das zwischen die heißwassergekühlten Walzen gegossen wurde, wurde kontinuierlich als warmgewalztes Stahlband mit einer Dicke von 1 bis 5 mm hergestellt, indem es gleich nach dem Gießen in einem Zustand hoher Temperatur zwischen Reihenwalzen warmgewalzt wurde. TABELLE 1 ZUSAMMENSETZUNG VON STAHL, DER MITTELS DES BLOCKGUSSVERFAHRENS HERGESTELLT WURDE ID C Si Mn P S Cr Ni N Primärcarbid (≥ 10 μm) Bemerkung Nr. 0,67 0,30 0,66 0,002 0,001 13,1 0,05 0,03 ja Vergleichsbeispiel TABELLE 2 ZUSAMMENSETZUNG VON STAHL, DER MITTELS DES BANDGIESSVERFAHRENS HERGESTELLT WURDE ID C Si Mn P S Cr Ni N Primärcarbid (≥ 10 μm) Bemerkung Nr. 2 0,65 0,26 0,45 0,019 0,001 12,9 0,39 0,03 nein Ausführungsform Nr. 3 0,64 0,41 0,61 0,022 0,001 13,7 0,29 0,02 nein Ausführungsform Nr. 4 0,72 0,42 0,68 0,023 0,002 13,4 0,37 0,04 nein Ausführungsform Nr. 5 0,87 0,25 0,32 0,021 0,001 14,3 0,07 0,02 ja Vergleichsbeispiel Nr. 6 0,67 0,42 0,64 0,023 0,004 13,4 0,12 0,04 nein Ausführungsform Nr. 7 0,46 0,40 0,32 0,018 0,002 14,1 0,15 0,02 nein Ausführungsform Nr. 8 0,49 0,55 0,90 0,022 0,002 12,8 0,15 0,03 nein Ausführungsform Nr. 9 0,67 0,30 0,71 0,021 0,002 12,4 0,01 0,03 nein Ausführungsform Nr. 10 0,56 0,34 0,38 0,018 0,002 14,5 0,28 0,02 nein Ausführungsform In these embodiments, microstructural properties of a hot-rolled annealed sheet using the conventional billet casting method and a steel made using the strip casting method were compared. Table 1 shows compositions of steels produced by the ingot casting method and the strip casting method, respectively. First, an ordinary razor blade steel was prepared as a block to compare the microstructure of a material produced by the tape casting method with that of a material produced by the ingot molding method, and the compositions of the block were shown as Comparative Example No. 1 of Table 1. The block was made with a weight of 50 kg by means of a vacuum induction melting process. The ingot was reheated to a temperature of 1200 ° C and then hot rolled into a 3.5 mm thick sheet, and the sheet was water cooled just after hot rolling. Then, steels containing various compositions were prepared as hot-rolled sheets using the twin roll caster. Each of the sheets was produced with a weight of 100 tons, and the compositions of each of the steels were shown in Table 2. The 100-tonne material cast between the hot-water-cooled rolls was continuously produced as a hot-rolled steel strip having a thickness of 1 to 5 mm by being hot rolled immediately after casting in a high-temperature state between series rolls. TABLE 1 COMPOSITION OF STEEL MADE BY THE BLOCK CASTING METHOD ID C Si Mn P S Cr Ni N Primary carbide (≥ 10 μm) comment No. 0.67 0.30 0.66 0,002 0.001 13.1 0.05 0.03 Yes Comparative example TABLE 2 COMPOSITION OF STEEL MADE BY MEANS OF THE BAND GAS PROCESSING ID C Si Mn P S Cr Ni N Primary carbide (≥ 10 μm) comment No. 2 0.65 0.26 0.45 0.019 0.001 12.9 0.39 0.03 No embodiment No. 3 0.64 0.41 0.61 0,022 0.001 13.7 0.29 0.02 No embodiment No. 4 0.72 0.42 0.68 0.023 0,002 13.4 0.37 0.04 No embodiment No. 5 0.87 0.25 0.32 0,021 0.001 14.3 0.07 0.02 Yes Comparative example No. 6 0.67 0.42 0.64 0.023 0,004 13.4 0.12 0.04 No embodiment No. 7 0.46 0.40 0.32 0,018 0,002 14.1 0.15 0.02 No embodiment No. 8 0.49 0.55 0.90 0,022 0,002 12.8 0.15 0.03 No embodiment No. 9 0.67 0.30 0.71 0,021 0,002 12.4 0.01 0.03 No embodiment No. 10 0.56 0.34 0.38 0,018 0,002 14.5 0.28 0.02 No embodiment

ART UND WEISE ZUR UMSETZUNG DER ERFINDUNGMODE FOR IMPLEMENTING THE INVENTION

2 zeigt einen Mikrostrukturschnitt eines Blocks des Vergleichsbeispiels Nr. 1 von Tabelle 1, bei dem es sich um einen gewöhnlichen Stahl handelt, der mittels des Vakuuminduktionsschmelzverfahrens gegossen wurde. 3 zeigt eine Mikrostruktur des Stahls des Vergleichsbeispiels Nr. 1, der warmgewalzt und dann wassergekühlt wurde. Wie in der Mikrostruktur des Blocks von 2 klar zu sehen ist, bildeten sich grobstückige Primärcarbide unregelmäßig zwischen Kristallkörnern. Da die grobstückigen Primärcarbide während eines bei einer Temperatur von 1200°C durchgeführten Wiedererwärmungsvorgangs nicht wieder vollständig in das Grundgefüge eingeschlossen wurden, verblieben sie nach dem Warmwalzen in der Mikrostruktur, und sie sind in einem Zustand abgebildet, in dem sie in der Walzrichtung angeordnet sind. Dies ist in 3 zu sehen. 2 Fig. 10 is a microstructure section of a block of Comparative Example No. 1 of Table 1, which is an ordinary steel cast by the vacuum induction fusion method. 3 shows a microstructure of the steel of Comparative Example No. 1, which was hot-rolled and then water-cooled. As in the microstructure of the block of 2 it can be clearly seen, lumpy primary carbides formed irregularly between crystal grains. Since the coarse primary carbides were not completely re-entrapped in the basic structure during a rewarming operation performed at a temperature of 1200 ° C, they remained in the microstructure after hot rolling, and they are imaged in a state where they are arranged in the rolling direction. This is in 3 to see.

4 ist eine REM-Aufnahme in geringer Vergrößerung, die einen Mikrostrukturschnitt eines unter Verwendung des Bandgießverfahrens warmgewalzten Bandstahls (Nr. 6 in Tabelle 2) mit einer Dicke von 2,1 mm zeigt, der über ähnliche Zusammensetzungen verfügt wie der als Block gegossene erfindungsgemäße Stahl (Nr. 1 in Tabelle 1). Eine säulenartige Kristallmikrostruktur, die sich in einem Oberflächenschichtabschnitt gebildet hat, und eine gleichachsige Kristallmikrostruktur, die sich in einem mittleren Abschnitt in der Dickenrichtung des mittels des Bandgießverfahrens hergestellten Bandstahls gebildet hat, sind in 5 bzw. 6 gezeigt. Die Größen von Primärcarbiden lassen sich anhand der in 2 und 3 gezeigten Blockstrukturen und der in 5 und 6 gezeigten Bandgießstrukturen vergleichen. Das heißt, im Falle des mittels des Blockgießverfahrens hergestellten warmgewalzten Bandstahls, ist in einer Vergrößerung von ×1000 offensichtlich zu beobachten, dass sich Primärcarbide gebildet haben. Jedoch sind bei dem in 5 und 6 gezeigten warmgewalzten Bandstahl, der unter Verwendung des Bandgießverfahrens hergestellt wurde, die grobstückigen Primärcarbide, die in der erstarrten Struktur des mittels des Blockgussverfahrens hergestellten Blocks von 2 und des warmgewalzten Blechs von 3 in der Vergrößerung von ×1000 in der entstandenen Mikrostruktur nicht zu sehen. Dies ist ein Ergebnis, das offensichtlich die technische Wirkung der vorliegenden Erfindung zeigt, dass die Entstehung grobstückiger Primärcarbide erkennbar unterbunden werden kann, wenn der kohlenstoffreiche, rostfreie martensitische Stahl unter Verwendung des Bandgießverfahrens gegossen wird. 4 is a low magnification SEM micrograph showing a microstructure section of a 2.1 mm thick hot rolled strip steel using the strip casting method (# 6 in Table 2) having similar compositions to the block cast steel of the present invention (FIG. No. 1 in Table 1). A column-like crystal microstructure formed in a surface layer portion and an equiaxed crystal microstructure formed in a central portion in the thickness direction of the strip steel produced by the strip casting method are disclosed in U.S. Patent Nos. 4,178,074; 5 respectively. 6 shown. The sizes of primary carbides can be determined by the in 2 and 3 shown block structures and the in 5 and 6 Compare strip casting structures shown. That is, in the case of the hot-rolled steel strip produced by the ingot casting method, it is apparently observed at a magnification of × 1000 that primary carbides have been formed. However, in the case of 5 and 6 The hot-rolled strip steel produced using the strip casting method, the coarse primary carbides produced in the solidified structure of the block-cast ingot shown in FIG 2 and hot-rolled sheet of 3 in the magnification of × 1000 in the resulting microstructure can not be seen. This is a result which obviously demonstrates the technical effect of the present invention that the formation of coarse primary carbides can be visibly inhibited when the carbon-rich martensitic stainless steel is cast using the strip casting method.

Dabei wurde die Größe der Primärcarbide gemessen, die beim warmgewalzten Blech in der Vergrößerung von ×1000 zu beobachten waren, und die Messergebnisse wurden in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.Incidentally, the size of the primary carbides observed in the hot-rolled sheet at the magnification of × 1000 was measured, and the measurement results were shown in Tables 1 and 2.

Im Falle, dass der kohlenstoffreiche, rostfreie martensitische Stahl unter Verwendung des Bandgießverfahrens gegossen wird, kann der Gießprozess vereinfacht werden, und von daher sind die Produktionskosten im Vergleich zum herkömmlichen Blockgussverfahren gesenkt. Wenn ein kohlenstoffreicher, martensitischer warmgewalzter Bandstahl mittels des Blockgussverfahrens hergestellt wird, sind im Wesentlichen anschließende Warmwalzprozesse wie etwa Blockteilungs- und Warmwalzprozesse erforderlich. Die Zusatzprozesse sind Hauptfaktoren, die die Produktionskosten des Blockgussverfahrens in die Höhe treiben. Ein Wärmebehandlungsprozess, der das Abkühlen und Erwärmen eines Materials umfasst, der im Wesentlichen in den anschließenden Warmwalzprozessen wie etwa Blockteilungs- und Warmwalzprozessen erforderlich ist, sollte Aufgrund des Auftretens von durch Thermoschock verursachten Rissen sehr langsam durchgeführt werden. Da auch ein Vorgang zum Übertragen des Materials zwischen Prozessen bei hoher Temperatur auch sehr sorgsam durchgeführt werden sollte, ist er in Bezug auf Produktivität sehr nachteilig. Im Bandgießverfahren hingegen wird der warmgewalzte Bandstahl direkt hergestellt, ohne die vorstehend beschriebenen, den Blockteilungsprozess umfassenden separaten Warmwalzprozesse zu durchlaufen. Somit kann der kohlenstoffreiche, rostfreie martensitische Stahl zu einem niedrigen Preis hergestellt werden.In the case where the carbon-rich martensitic stainless steel is cast by using the strip casting method, the casting process can be simplified, and therefore, the production cost is lowered as compared with the conventional ingot casting method. When a carbon-rich martensitic hot-rolled strip steel is produced by the ingot molding process, substantially subsequent hot rolling processes such as billet splitting and hot rolling processes are required. The additional processes are the main factors that drive up the production costs of the ingot casting process. A heat treatment process that involves cooling and heating a material that is essentially required in the subsequent hot rolling processes, such as billet splitting and hot rolling processes, should be performed very slowly due to the occurrence of thermal shock cracks. Also, since a process for transferring the material between processes at high temperature should be performed very carefully, it is very disadvantageous in terms of productivity. In the strip casting method, on the other hand, the hot rolled strip steel is directly manufactured without undergoing the above-described separate hot rolling processes involving the block-dividing process. Thus, the carbon-rich martensitic stainless steel can be manufactured at a low price.

Der erfindungsgemäße Stahl 6 in Nr. 6 von Tabelle 2 wurde als durch den Bandgießprozess hergestellter, warmgewalzter Bandstahl mit einer Dicke von 2,1 mm in einem haubenartigen Wärmebehandlungsofen über einen langen Zeitraum haubengeglüht. In diesem Fall wurde der warmgewalzte Bandstahl langsam bei einer Glühtemperatur von 700 bis 950°C unter einer Reduzieratmosphäre erhitzt. Der warmgewalzte Bandstahl wurde über einen langen Zeitraum auf der Glühtemperatur gehalten und dann im Ofen langsam abgekühlt. Das Haubenglühen lässt sich ein- bis dreimal durchführen. Wenn die Durchführungshäufigkeit des Haubenglühvorgangs zunimmt, kann das Material stärker homogenisiert werden, aber auch die Produktionskosten können zusätzlich zunehmen. Die Wärmebehandlung im Bandgießverfahren wirkt so, dass Martensit und übriges Austenit, die die Mikrostruktur des warmgewalzten Bandstahls bilden, in Ferrit und Chromcarbid umgewandelt werden. Die Härte der haubengeglühten Struktur betrug ca. 220 Hv. Der geglühte, warmgewalzte Bandstahl wurde einer Abstrahlung unterzogen, und Zunder und dekarbonisierte Schichten auf der Oberfläche des warmgewalzten Bandstahls wurden bei einer Temperatur von ca. 70°C unter Verwendung einer Beizlösung entfernt, die sich als ein Gemisch aus Schwefelsäure und Schwefel-/Salpetersäure darstellte. In diesem Fall bildet sich die Tiefe der dekarbonisierten Schicht bis 20 μm oder weniger direkt unter einer Oberflächenzunderschicht, so dass die dekarbonisierte Schicht durch die Beizlösung mühelos entfernt werden kann. Im Allgemeinen wird unweigerlich ein Wärmebehandlungsprozess an dem mittels des Blockgussverfahrens hergestellten Block bei einer hohen Temperatur durchgeführt, um die beim Gießen entstehende Segregation eines Legierungselements zu reduzieren. Da im Wärmebehandlungsprozess eine schwerwiegende Segregation stattfindet, kann es erforderlich sein, einen zusätzliche Vorgang zum Entfernen der dekarbonisierten Schicht nach der Herstellung des warmgewalzten Bandstahls durchzuführen. Die dekarbonisierte Schicht kann auch in dem mittels des Bandgießverfahrens hergestellten Bandstahl vorhanden sein, aber die Zeit, in der der Bandstahl nach dem Gießen einer Temperatur von 1000°C oder mehr bis zum Abkühlen des Bandstahls ausgesetzt ist, liegt lediglich innerhalb von 5 Minuten, und deshalb bildet sich nur geringfügig eine dekarbonisierte Schicht. Da die dekarbonisierte Schicht bei dem mittels des Bandgießverfahrens hergestellten warmgewalzten Bandstahl mühelos durch einen Beizprozess entfernt werden kann, kann somit ein zusätzlicher Bandstahlschleifprozess zum Entfernen der dekarbonisierten Schicht entfallen, was ökonomisch ist.Steel 6 of the present invention in No. 6 of Table 2 was bell-annealed for a long period of time as a hot-rolled strip steel produced by the strip casting process with a thickness of 2.1 mm in a hood type heat treatment furnace. In this case, the hot rolled strip steel was slowly heated at an annealing temperature of 700 to 950 ° C under a reducing atmosphere. The hot rolled strip steel was kept at the annealing temperature for a long time and then slowly cooled in the furnace. The hood annealing can be carried out one to three times. As the frequency of operation of the bell annealing process increases, the material can be more homogenized, but also the production cost can increase. The strip-casting heat treatment functions to convert martensite and residual austenite forming the microstructure of the hot-rolled strip to ferrite and chromium carbide. The hardness of the hood-annealed structure was about 220 Hv. The annealed, hot rolled strip steel was subjected to radiation and scale and decarburized layers on the surface of the hot rolled strip steel were removed at a temperature of about 70 ° C using a pickling solution which was a mixture of sulfuric acid and sulfuric / nitric acid , In this case, the depth of the decarburized layer forms up to 20 μm or less directly below a surface scale layer, so that the decarburized layer can be easily removed by the pickling solution. In general, a heat treatment process is inevitably performed on the block produced by the ingot molding method at a high temperature to reduce the alloying element segregation resulting from casting. Since severe segregation takes place in the heat treatment process, it may be necessary to perform an additional process of removing the decarburized layer after the production of the hot rolled steel strip. The decarburized layer may also be present in the strip steel produced by the strip casting method, but the time in which the strip steel after casting is exposed to a temperature of 1000 ° C. or more until the strip steel is cooled is within only 5 minutes, and therefore, only a slightly decarburized layer forms. Thus, in the hot rolled strip produced by the strip casting method, since the decarboxylated layer can be easily removed by a pickling process, an additional strip grinding process for removing the decarburized layer can be omitted, which is economical.

Ein Kaltwalzprozess wurde am erfindungsgemäßen Stahl in Nr. 6 von Tabelle 2 als dem warmgewalzten Bandstahl durchgeführt, an dem der Beizprozess abgeschlossen war. Da wie vorstehend beschrieben, ein Ausgangsmaterial zur Herstellung einer Rasierklinge eine Dicke von 0,2 mm hat, ist ein erheblicher Kaltwalzprozess erforderlich, um die Dicke des Ausgangsmaterials vom warmgewalzten geglühten Bandstahl mit einer Dicke von 2,1 mm auf eine Zieldicke zu senken. Insbesondere geht das Härten des Stahlmaterials für Rasierklingen beim Kaltwalzen schnell vonstatten, und das Erweichen des Stahlmaterials ist aufgrund von in der Mikrostruktur vorhandenen feinen Carbiden erheblich herabgesetzt. Das Kaltwalzen von maximal 70% oder weniger wurde während eines einmaligen Kaltwalzvorgangs durchgeführt, um ein durch das Auftreten von Randrissen während des Kaltwalzens verursachtes Brechen des Blechs zu verhindern und das Kaltwalzen auf die Zieldicke durchzuführen. Dann erfolgte ein Kantenbeschnitt und Zwischenglühen. In diesem Fall wurde das Zwischenglühen innerhalb von 5 Minuten bei einer Temperatur von ca. 750°C durchgeführt. Das Kaltwalzen und Zwischenglühen wurde mehrmals wiederholt durchgeführt, um das Walzen auf die endgültige Zieldicke zu bewerkstelligen. Auf diese Weise wurde ein kaltgewalzter dünner Bandstahl mit einer Dicke von 0,075 mm hergestellt. In diesem Fall war die Gesamthäufigkeit, mit der das Glühen durchgeführt wurde, um das kaltgewalzte Blech zu erhalten, einschließlich der Häufigkeit, mit der das Glühen beim warmgewalzten geglühten Banddurchgeführt wurde, auf fünfmal oder weniger begrenzt, was ökonomisch ist. Bei der vorliegenden Erfindung kann die ökonomische Effizienz bei derselben Qualität noch weiter verbessert werden, indem die Häufigkeit, mit der das Glühen durchgeführt wird, innerhalb von fünfmal liegt. Darüber hinaus kann das Kaltwalzanlassen am kaltgewalzten Band bei einer Temperatur von 650 bis 800°C durchgeführt werden.A cold rolling process was performed on the steel of the present invention in No. 6 of Table 2 as the hot rolled strip steel where the pickling process was completed. As described above, since a raw material for making a razor blade has a thickness of 0.2 mm, a significant amount is Cold rolling process required to reduce the thickness of the starting material from the hot-rolled annealed steel strip having a thickness of 2.1 mm to a target thickness. In particular, the hardening of the steel material for razor blades during cold rolling is rapid and the softening of the steel material is significantly reduced due to fine carbides present in the microstructure. The cold rolling of at most 70% or less was performed during a one-time cold rolling operation to prevent breakage of the sheet caused by occurrence of edge cracks during cold rolling and to perform cold rolling to the target thickness. Then an edge trimming and intermediate annealing took place. In this case, the intermediate annealing was carried out within 5 minutes at a temperature of about 750 ° C. The cold rolling and intermediate annealing was repeated several times to bring the rolling to the final target thickness. In this way, a cold-rolled thin strip steel having a thickness of 0.075 mm was prepared. In this case, the total frequency with which the annealing was performed to obtain the cold-rolled sheet including the number of times the annealing was performed in the hot-rolled annealed strip was limited to five times or less, which is economical. In the present invention, the economic efficiency at the same quality can be further improved by making the frequency of annealing within five times. In addition, the cold roll annealing may be performed on the cold rolled strip at a temperature of 650 to 800 ° C.

7 und 8 zeigen Mikrostrukturen eines kaltgewalzten Bandstahls mit einer Dicke von 0,075 mm. Carbide, die eine Größe von 10 μm oder mehr haben, sind in dem hergestellten Bandstahl nicht vorhanden, und die meisten der Carbide sind gleichmäßig verteilt und haben eine Größe von 0,1 bis 1,5 μm. Und zwar ist in 8 zu sehen, dass die Mikrostruktur des Bandstahls gebildet ist, die vorteilhaft zum Verhindern eines Randausbruchs ist. Da die in 8 dargestellte Anzahl von Carbiden mit einer Größe von 0,1 μm oder mehr ca. 120 EA/100 μm² beträgt, ist zu sehen, dass der für eine Rasierklinge geeignete Bandstahl hergestellt wurde. 7 and 8th show microstructures of a cold-rolled steel strip with a thickness of 0.075 mm. Carbides having a size of 10 μm or more are not present in the produced steel strip, and most of the carbides are evenly distributed and have a size of 0.1 to 1.5 μm. And that is in 8th to see that the microstructure of the steel strip is formed, which is advantageous for preventing an edge breakout. Since the in 8th When the number of carbides having a size of 0.1 μm or more is about 120 EA / 100 μm ² , it can be seen that the strip steel suitable for a razor blade has been produced.

Wie vorstehend beschrieben, wird nach der vorliegenden Erfindung beim kohlenstoffreichen rostfreien martensitischen Stahl, der unter Verwendung des Bandgießverfahrens hergestellt wird, die Entstehung grobstückiger Primärcarbide im Vergleich zu dem unter Verwendung des Blockgussverfahrens hergestellten Klingenstahl merklich unterbunden, so dass es möglich ist, eine qualitativ hochwertige Rasierklinge ökonomisch herzustellen. Obwohl eine für die Verwendung von Rasierklingen hergestellte spezifische Ausführungsform beschrieben wurde, ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die Verwendung von Rasierklingen beschränkt und umfasst den durch die beigefügten Ansprüche definierten Umfang.As described above, according to the present invention, in the carbon-rich martensitic stainless steel produced by using the strip casting method, the formation of coarse primary carbides is remarkably inhibited as compared with the blade steel produced by the ingot molding method, so that it is possible to produce a high quality razor blade to produce economically. Although a specific embodiment made for the use of razor blades has been described, the scope of the present invention is not limited to the use of razor blades and includes the scope defined by the appended claims.

Obwohl die Erfindung in Zusammenhang mit bestimmten beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte klar sein, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern vielmehr verschiedene Abwandlungen und gleichwertige Anordnungen, die im Aussagegehalt und Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten sind, und Äquivalente von diesen umfassen soll.While the invention has been described in conjunction with certain exemplary embodiments, it should be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but rather various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims, and equivalents thereof should include.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

JP 61034161 [0010]

Claims

A carbon-rich martensitic stainless steel manufacturing method comprising, in a strip casting apparatus comprising a pair of oppositely rotating rolls, edge dams respectively provided on both sides of the rolls to form a molten steel bath and a mold level shield to form an inert nitrogen gas To feed the surface of the molten steel bath, a stainless steel sheet is cast by a stainless, molten steel containing 0.40 to 0.80 wt .-% carbon and 11 to 16% wt .-% chromium from a tundish via a nozzle is fed into a molten steel bath, and the cast stainless steel sheet is processed into a hot-rolled annealed strip immediately after casting using a series roll at a rolling rate of 5 to 40% such that the size of primary carbides in the microstructure of the hot-rolled annealed strip 10 μm or less.

The manufacturing method according to claim 1, wherein the martensitic stainless steel is 0.1 to 1.0% by weight of silicon (Si), 0.1 to 1.0% by weight of manganese (Mn), above 0 to 0.1% by weight. % Of nickel (Ni), over 0 to 0.04% by weight of sulfur (S), and above 0 to 0.05% by weight of phosphorus (P), and iron and other unavoidable impurities as residual components.

The manufacturing method according to claim 1, wherein a hot rolled annealed sheet is produced by performing a bell annealing operation on the hot rolled annealed strip at a temperature of 700 to 950 ° C under a reducing gas atmosphere.

The manufacturing method according to claim 3, wherein the bell annealing operation is performed in the range of once to three times.

The manufacturing method according to claim 3, wherein in the microstructure section of the hot-rolled annealed strip, the annealing process is performed so that the number of chromium carbides having a size of 0.1 μm or more is more than 50 EA / 100 μm ² .

A manufacturing method according to claim 3, wherein a pickling treatment is performed on the hot rolled annealed strip which has been subjected to the bell annealing process after blasting.

The production method according to claim 6, wherein in the hot-rolled annealed strip before the pickling treatment, the depth of a decarburized layer directly under a surface scale layer is 20 μm or less.

A manufacturing method according to any one of claims 1 to 7, wherein a cold rolling operation is performed on the hot rolled annealed strip, and the one time cold rolling rate is at most 70%.

A manufacturing method according to claim 8, wherein a tempering operation is performed five times or less under a reducing atmosphere on the cold-rolled strip.

The manufacturing method according to claim 8, wherein a cold rolling tempering operation is performed at a temperature of 650 to 800 ° C on the cold rolled strip.

A carbon-rich martensitic stainless steel produced by a manufacturing method, comprising, in a strip casting apparatus, a pair of oppositely rotating rolls, edge dams respectively provided on both sides of the rolls to form a molten steel bath, and a mold level shield; to supply an inert nitrogen gas to the surface of the molten steel bath, a stainless steel fine sheet is cast by mixing a stainless molten steel containing 0.40 to 0.80 wt% of carbon and 11 to 16 wt% of chromium Is fed via a die into a molten steel bath, and the cast stainless steel sheeting is processed into a hot rolled, annealed strip immediately after casting using inline rolls at a rolling rate of 5 to 40% such that the size of primary carbides in the microstructure of the hot-rolled annealed strip 10 μm or less b eträgt.

The high carbon martensitic stainless steel according to claim 11, wherein said martensitic stainless steel is 0.1 to 1.0 wt% of silicon (Si), 0.1 to 1.0 wt% of manganese (Mn), above 0 to 0 , 1 wt% nickel (Ni), over 0 to 0.04 wt% sulfur (S), and over 0 to 0.05 wt% phosphorus (P), and iron and other unavoidable impurities as residual components contains.

The high carbon martensitic stainless steel according to claim 11, wherein a hot rolled annealed sheet is produced by performing a bell annealing operation on the hot rolled annealed strip at a temperature of 700 to 950 ° C under a reducing gas atmosphere.

The high carbon martensitic stainless steel according to claim 13, wherein the bell annealing is performed in the range of once to three times.

The carbon rich martensitic stainless steel according to claim 13, wherein in the microstructure section of the hot-rolled annealed strip, the annealing process is performed so that the number of chromium carbides having a size of 0.1 μm or more is over 50 EA / 100 μm ² ,

A carbon rich martensitic stainless steel according to claim 13, wherein a pickling treatment is performed on the hot rolled annealed strip subjected to the bell annealing process after blasting.

The carbon-rich martensitic stainless steel according to claim 16, wherein in the hot-rolled annealed strip before the pickling treatment, the depth of a decarburized layer directly below a surface scale layer is 20 μm or less.

The high carbon martensitic stainless steel according to any one of claims 11 to 17, wherein a cold rolling operation is performed on the hot rolled annealed strip, and the one time cold rolling rate is at most 70%.

The high carbon martensitic stainless steel according to claim 18, wherein a tempering operation is performed five times or less under a reducing atmosphere on the cold rolled strip.

The high carbon martensitic stainless steel according to claim 18, wherein a cold rolling tempering operation is performed at a temperature of 650 to 800 ° C on the cold rolled strip.