JP2020509210A - 表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品およびその製造方法 - Google Patents

表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品およびその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】複雑な形状に加工しても加工クラックや表面劣化が発生せず、表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品およびその製造方法を提供する。【解決手段】このオーステナイト系ステンレス鋼加工品は、重量％で、Ｃ：０．００５〜０．１５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：６．０〜８．０％、Ｃｒ：１６〜１８％、Ｃｕ：０．１〜４．０％、Ｎ：０．００５〜０．２％、Ｍｏ：０．０１〜０．２％、残りはＦｅおよび不可避不純物を含むオーステナイト系ステンレス鋼を含み、下記式（１）で定義されるＮｉの表面負偏析度が０．６〜０．９の範囲であり、マルテンサイト分率が１０〜３０％である。（ＣＮｉ−Ｍｉｎ）／（ＣＮｉ−Ａｖｅ）・・・式（１）。ここで、ＣＮｉ−Ｍｉｎは表面でのＮｉの最小濃度であり、ＣＮｉ−Ａｖｅは表面でのＮｉの平均濃度である。【選択図】図１

Description

本発明はオーステナイト系ステンレス鋼加工品およびその製造方法に関し、より具体的には表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品およびその製造方法に関する。
本発明はシンクなどで使われるステンレス鋼加工品に関し、より詳細にはシンクに加工するときに、加工後にクラックなどの欠陥が発生せず、加工後の表面に突起、縞などの表面不良が発生しない加工性および表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品に関する。
台所用シンク台のシンクボウルには一般的にステンレス鋼が使われる。主に特定の汎用ステンレス鋼が使われるが、一般的なシンクボウルの形状には成形性に問題がないので広く使われる方である。
しかし、最近市場での競争力強化のために多様で複雑な形状のシンクボウルを設計しようとする試みが多くなっている。
オーステナイト系ステンレス鋼の成形において、加工性が足りない素材は加工後にクラックなどの欠陥が発生する。また、加工後の表面に突起などが形成されることによって表面特性が悪い場合もある。クラックなどの欠陥の発生時には加工不良に該当するため歩留まりが悪くなる原因となり、表面特性が悪い場合、表面研磨などの追加工程が必要となるため生産費用を増加させる問題点が発生する。
従来にシンクなどの加工用として広く使われる鋼種として例えば、ＳＴＳ ３０４鋼があるが、前述した加工クラックや表面劣化はたびたび発生する慢性的な問題として作用する。
韓国公開特許文献第１０−２０１３−００１４０６９号（２０１３．０２．０６．公開）
本発明の目的は、シンクなどとして複雑な形状に加工しても加工クラックや表面劣化が発生しない、表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品およびその製造方法を提供することにある。
本発明の一実施例に係る表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品は、重量％で、Ｃ：０．００５〜０．１５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：６．０〜８．０％、Ｃｒ：１６〜１８％、Ｃｕ：０．１〜４．０％、Ｎ：０．００５〜０．２％、Ｍｏ：０．０１〜０．２％、残りはＦｅおよび不可避不純物を含むオーステナイト系ステンレス鋼を含み、下記式（１）で定義されるＮｉの表面負偏析度が０．６〜０．９の範囲であり、マルテンサイト分率が１０〜３０％である。
（ＣＮｉ−Ｍｉｎ）／（ＣＮｉ−Ａｖｅ）・・・式（１）
ここで、ＣＮｉ−Ｍｉｎは表面でのＮｉの最小濃度であり、ＣＮｉ−Ａｖｅは表面でのＮｉの平均濃度である。
また、本発明の一実施例によると、下記式（２）で定義される表面硬度比が１．１〜１．６の範囲である。
Ａ／Ｂ ・・・式（２）
ここで、Ａは前記加工品の表面硬度の上位１０％の平均値であり、Ｂは前記加工品の表面硬度の下位１０％の平均値である。
また、本発明の一実施例によると、表面からの深さが２０μｍ以上であるクラックが１０個以下である。
また、本発明の一実施例によると、Ｎｉ表面偏析部は面積分率で６０％未満であり、Ｎｉ表面負偏析部は面積分率で５％超過である。
本発明の一実施例に係る表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品の製造方法は、重量％で、Ｃ：０．００５〜０．１５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：６．０〜８．０％、Ｃｒ：１６〜１８％、Ｃｕ：０．１〜４．０％、Ｎ：０．００５〜０．２％、Ｍｏ：０．０１〜０．２％、残りはＦｅおよび不可避不純物を含むオーステナイト系ステンレス鋼を加工する段階、オーステナイト系ステンレス鋼加工品を９００〜１，１５０℃の温度で１０分以下の間熱処理する段階および熱処理された前記オーステナイトステンレス鋼加工品を５００℃まで３０分以内に冷却する段階を含む。
また、本発明の一実施例によると、熱処理前、前記オーステナイト系ステンレス鋼加工品のマルテンサイト分率は１０〜５０％である。
また、本発明の一実施例によると、冷却後、前記オーステナイト系ステンレス鋼加工品のマルテンサイト分率は１０〜３０％である。
本発明の実施例に係るオーステナイト系ステンレス鋼加工品は、シンクなどとして複雑な形状に加工しても加工クラックなどの欠陥を防止することができ、加工後に表面に発生する突起乃至縞などの表面不良を防止することができる。
本発明の一実施例に係るオーステナイト系ステンレス鋼加工品の表面に形成されたＮｉ偏析部および負偏析部を撮影した写真である。 従来のオーステナイト系ステンレス鋼加工品の表面を撮影した写真である。 本発明の一実施例に係るオーステナイト系ステンレス鋼加工品の表面を撮影した写真である。 本発明の比較例に係るオーステナイト系ステンレス鋼加工品の表面を撮影した写真である。 従来のオーステナイト系ステンレス鋼でシンク加工した加工品の加工面を撮影した写真である。 本発明の一実施例に係るオーステナイト系ステンレス鋼でシンク加工した加工品の加工面を撮影した写真である。 本発明の比較例に係るオーステナイト系ステンレス鋼加工品の表面クラックを撮影した写真である。 本発明の一実施例に係るオーステナイト系ステンレス鋼を製造する方法を説明するためのグラフである。
本発明の一実施例に係る表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品は、重量％で、Ｃ：０．００５〜０．１５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：６．０〜８．０％、Ｃｒ：１６〜１８％、Ｃｕ：０．１〜４．０％、Ｎ：０．００５〜０．２％、Ｍｏ：０．０１〜０．２％、残りはＦｅおよび不可避不純物を含むオーステナイト系ステンレス鋼を含み、下記式（１）で定義されるＮｉの表面負偏析度が０．６〜０．９の範囲であり、マルテンサイト分率が１０〜３０％である。
（ＣＮｉ−Ｍｉｎ）／（ＣＮｉ−Ａｖｅ）・・・式（１）
ここで、ＣＮｉ−Ｍｉｎは表面でのＮｉの最小濃度であり、ＣＮｉ−Ａｖｅは表面でのＮｉの平均濃度である。
以下、本発明の実施例を、添付図面を参照して、詳細に説明する。以下の実施例は、本発明の思想を伝達するために提示するものである。本発明は、ここで提示した実施例に限定されず、他の形態で具体化されてもよい。
本発明の一実施例に係る表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品は、重量％で、Ｃ：０．００５〜０．１５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：６．０〜８．０％、Ｃｒ：１６〜１８％、Ｃｕ：０．１〜４．０％、Ｎ：０．００５〜０．２％、Ｍｏ：０．０１〜０．２％、残りはＦｅおよび不可避不純物を含むオーステナイト系ステンレス鋼を含む。すなわち、前記加工品は前記ステンレス鋼を加工して製造され、前記加工品は例えば、シンクボウル（ｓｉｎｋ ｂｏｗｌ）である。
以下では本発明の加工性および表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼を構成する成分の数値限定の理由について説明する。
Ｃは０．００５〜０．１５重量％範囲内で調節して添加する。
Ｃはオーステナイト相安定化元素であって、多く添加するほどオーステナイト相が安定化するため０．００５％以上含有するが、過度に含有すると強度が過度に高くなって加工が困難であるため０．１５％以下に制限する。
Ｓｉは０．１〜１．０重量％範囲内で調節して添加する。
Ｓｉは添加するほど一定水準の加工硬化および耐食性の効果を提供するため０．１％以上含有するが、過度に多く添加すると靭性を阻害する恐れがあるため１．０％以下に制限する。
Ｍｎは０．１〜２．０重量％範囲内で調節して添加する。
Ｍｎはオーステナイト相安定化元素であって、多く添加するほどオーステナイト相が安定化し、加工硬化の速度を下げる効果があるため、０．１％以上含有するが、過度に添加すると耐食性を阻害するため、２．０％以下に制限する。
Ｎｉは６．０〜８．０重量％範囲内で調節して添加する。
Ｎｉはオーステナイト相安定化元素であって、多く添加するほどオーステナイト相が安定化し、添加量が増加するとオーステナイト鋼の軟質化および加工硬化速度を下げる効果があり、本発明で偏析帯を形成する元素であるため６．０％以上添加するが、多く添加すると費用の上昇を招くため８．０％に制限する。
Ｃｒは１６〜１８重量％範囲内で調節して添加する。
Ｃｒは耐食性を向上させる元素であって１６％以上を含有するが、過度な添加は費用の上昇を招くため１８％に制限する。
Ｃｕは０．１〜４．０重量％範囲内で調節して添加する。
Ｃｕはオーステナイト相安定化元素であって、多く添加するほどオーステナイト相が安定化し、オーステナイト鋼の軟質化および加工硬化速度を下げる効果があるため０．１％以上含有し、添加量が増加するほどオーステナイト相が安定化して本発明で追求する特性が得られるため４．０％までも添加することができる。しかし、Ｃｕの過度な添加は費用の上昇を招くため２．０％に制限することが好ましい。
Ｎは０．００５〜０．２重量％範囲内で調節して添加する。
Ｎはオーステナイト相安定化元素であって、多く添加するほどオーステナイト相が安定化し、耐食性を向上させるため０．００５％以上含有するが、過度に含有すると強度が過度に高くなって加工が困難であるため０．２％以下に制限する。
Ｍｏは０．０１〜０．２重量％範囲内で調節して添加する。
Ｍｏは耐食性と加工性を向上させる効果があるため０．０１％以上含有するが、過度な添加は費用の上昇を招くため０．２％以下に制限する。
図１は、本発明の一実施例に係るオーステナイト系ステンレス鋼加工品の表面に形成されたＮｉ偏析部および負偏析部を撮影した写真である。図２は、従来のオーステナイト系ステンレス鋼加工品の表面を撮影した写真である。図３は、本発明の一実施例に係るオーステナイト系ステンレス鋼加工品の表面を撮影した写真である。
図１を参照すると、本発明の一実施例に係る加工性および表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品は、鋼表面にＮｉ表面偏析部およびＮｉ表面負偏析部を含む。
すなわち、本発明の一実施例に係る前記オーステナイト系ステンレス鋼加工品は、下記式（１）で定義されるＮｉの表面負偏析度が０．６〜０．９の範囲を有する。
（ＣＮｉ−Ｍｉｎ）／（ＣＮｉ−Ａｖｅ）・・・式（１）
ここで、ＣＮｉ−Ｍｉｎは表面でのＮｉの最小濃度であり、ＣＮｉ−Ａｖｅは表面でのＮｉの平均濃度である。
Ｎｉの表面負偏析度は前記式（１）で定義され、鋼表面のＮｉの最小濃度をＮｉの平均濃度で割った値であり、Ｎｉの最小濃度は前記Ｎｉ負偏析部で測定された値である。
ここで、偏析度はステンレス鋼加工品の表面で測定される。統計的に意味を有するためには、５００＊５００μｍ２以上の面積で測定し、各軸で、等間隔で５０個以上の位置で測定することが好ましい。
測定方法はエネルギー分散型分光分析（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、ＥＤＳ）あるいは電子プローブ微小分析（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｐｒｏｂｅ ｍｉｃｒｏ ａｎａｌｙｓｉｓ、ＥＰＭＡ）等を活用することができる。
本発明では８００＊８００μｍ２の面積でステンレス鋼の元の表面でＥＰＭＡを活用してＮｉの元素分布を測定したし、これを図１に示した。図１で明るい色がＮｉ負偏析部を意味し、暗い色がＮｉ偏析部を意味し、偏析帯が形成されたことが分かる。
図２を参照すると、従来のオーステナイト系ステンレス鋼を利用した加工品であるＳＴＳ ３０１鋼加工品の表面を撮影した写真である。これはオーステナイト系ステンレス鋼加工品の表面にＮｉ偏析部および負偏析部が形成されていない鋼であり、この加工品の表面に突起が発生して表面が粗くなり表面特性が低下することが分かる。
これとは異なり、図３を参照すると、本発明の一実施例に係るオーステナイト系ステンレス鋼加工品の表面を撮影した写真である。これはオーステナイト系ステンレス鋼加工品の表面にＮｉ表面偏析部およびＮｉ表面負偏析部が形成されており、加工しても表面に縞または突起が発生せず秀麗な表面品質を有することが分かる。
このような効果について本発明者は、Ｎｉ表面偏析部が形成されたステンレス鋼を加工すると、同量のＮｉを含有しているにもかかわらず、偏析部を形成していない素材に比べて加工時に負偏析部でマルテンサイト変態が多量なされるため突起の形成が抑制されるものと推定している。
図４は、本発明の比較例に係るオーステナイト系ステンレス鋼加工品の表面を撮影した写真である。
前記Ｎｉの表面負偏析度が０．６未満の場合、表面に偏析帯が過度に形成されて加工後の表面に圧延方向に沿って激しい縞が現れる問題点がある。図４を参照すると、前記Ｎｉの表面負偏析度が０．５を有するオーステナイト系ステンレス鋼を加工した後に表面を撮影した写真であって、圧延方向に縞が観察されることが分かり、このような縞による表面不良は表面の研磨などの追加の工程が必要となるため生産費用を増加させることになる。
また、前記Ｎｉの表面負偏析度が０．９超過である場合、本発明で目的とする偏析部および負偏析部が形成されないかその形成量が小さいため負偏析部でのマルテンサイト変態がなされない。
また、本発明の一実施例に係る前記オーステナイト系ステンレス鋼加工品のマルテンサイト分率が１０〜３０％である。
前記加工品のマルテンサイト分率が３０％超過である場合、追加加工時にクラックが発生する問題点があり、前記加工品のマルテンサイト分率が１０〜３０％の範囲である場合、追加加工時にもクラック乃至表面にシワが発生しない。
例えば、前記オーステナイト系ステンレス鋼加工品の前記Ｎｉ表面偏析部は面積分率で６０％未満であり、前記Ｎｉ表面負偏析部は面積分率で５％超過である。
前記Ｎｉ表面偏析部は表面でのＮｉの平均濃度より大きいＮｉ濃化領域であり、前記Ｎｉ表面負偏析部は表面でのＮｉの平均濃度より小さいＮｉ欠乏領域である。例えば、前記Ｎｉ濃化領域は表面でのＮｉの平均濃度より１．２倍以上のＮｉ濃度を有し、前記Ｎｉ欠乏領域は表面でのＮｉの平均濃度より０．８倍以下のＮｉ濃度を有することができる。
このような前記Ｎｉ表面負偏析部が前記オーステナイト系ステンレス鋼表面上に面積分率で５％以下に形成されるか、前記Ｎｉ表面偏析部が面積分率で６０％以上に形成される場合、加工時に前記Ｎｉ表面負偏析部でマルテンサイト変態が十分になされないため、加工後の表面上の突起を抑制し難い。
例えば、前記Ｎｉ表面負偏析部は長径が１００μｍ以下である偏析を６０％以上含むことができる。これに伴い、前記Ｎｉ表面負偏析部内の偏析を微細化することによって、偏析の大きさ増加によって加工後の表面に圧延方向に沿って縞が発生することを防止することができるため表面特性を改善することができる。
例えば、本発明の一実施例に係る前記オーステナイト系ステンレス鋼加工品は、下記式（２）で定義される表面硬度比が１．１〜１．６の範囲である。
Ａ／Ｂ ・・・式（２）
ここで、Ａは前記加工品の表面硬度の上位１０％の平均値であり、Ｂは前記加工品の表面硬度の下位１０％の平均値である。
表面硬度の測定時、統計的に意味を有するためには、十字方向に各方向当たり１０ｍｍ範囲で５０個以上の位置で測定することが好ましい。例えば、表面硬度の上位５個の平均値を下位５個の平均値で割った値が表面硬度比である。
前記表面硬度比が１．１未満の場合、加工品の表面上に偏析部および負偏析部が形成されないかその形成量が小さいため負偏析部でのマルテンサイト変態量が相対的に小さく、これに伴い、前記オーステナイト系ステンレス鋼加工品の表面に突起が存在し、この追加加工時に表面にシワが発生する問題点がある。
前記表面硬度比が１．６超過である場合、加工品の表面上に偏析帯が過度に形成されて加工品の表面にオーステナイトステンレス鋼の圧延方向に沿って激しい縞が現れ、この追加加工時にクラックが発生する問題点がある。
図５は、従来のオーステナイト系ステンレス鋼でシンク加工した加工品の加工面を撮影した写真である。図６は、本発明の一実施例に係るオーステナイト系ステンレス鋼でシンク加工した加工品の加工面を撮影した写真である。図７は、本発明の比較例に係るオーステナイト系ステンレス鋼加工品の表面クラックを撮影した写真である。
例えば、本発明の一実施例に係る前記オーステナイト系ステンレス鋼加工品は、表面からの深さが２０μｍ以上であるクラックが１０個以下である。前記加工品の表面からの深さが２０μｍ以上であるクラックが１０個を超過する場合、前記加工品の不良と判断されて使用が制限される。
図５および図７を参照すると、従来のオーステナイト系ステンレス鋼を利用した加工品であるＳＴＳ ３０１鋼加工品の表面を観察したものであって、オーステナイト系ステンレス鋼の加工時に表面クラックがひどく発生することが分かり、したがって、本発明が提示するオーステナイト系ステンレス鋼加工品は図６の例のようにシンク加工性が良好であることが分かる。
本発明の一実施例に係る表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品の製造方法は、重量％で、Ｃ：０．００５〜０．１５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：６．０〜８．０％、Ｃｒ：１６〜１８％、Ｃｕ：０．１〜４．０％、Ｎ：０．００５〜０．２％、Ｍｏ：０．０１〜０．２％、残りはＦｅおよび不可避不純物を含むオーステナイト系ステンレス鋼を加工する段階、前記オーステナイト系ステンレス鋼加工品を９００〜１，１５０℃の温度で１０分以下の間熱処理する段階および熱処理された前記オーステナイトステンレス鋼加工品を５００℃まで３０分以内に冷却する段階を含む。
図８は，本発明の一実施例に係るオーステナイト系ステンレス鋼を製造する方法を説明するためのグラフである。
図８を参照すると、前記オーステナイト系ステンレス鋼は、重量％で、Ｃ：０．００５〜０．１５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：６．０〜８．０％、Ｃｒ：１６〜１８％、Ｃｕ：０．１〜４．０％、Ｎ：０．００５〜０．２％、Ｍｏ：０．０１〜０．２％、残りはＦｅおよび不可避不純物を含むオーステナイト系ステンレス鋼を連続鋳造して製造することができる。
このとき、前記連続鋳造段階は、２次冷却帯において、１，１５０〜１，２００℃である第１温度区間で鋳片を６０℃／ｍｉｎ以上の速度で冷却する段階、９００〜１，１５０℃である第２温度区間で鋳片を１０℃／ｍｉｎ以下の速度で冷却する段階および９００℃以下である第３温度区間で鋳片を２０℃／ｍｉｎ以上の速度で冷却する段階を含む。
連続鋳造された鋳片は１，１５０〜１，２００℃である第１温度区間で鋳片を６０℃／ｍｉｎ以上の速度で冷却する段階を経る。
前記本発明の成分系を有する溶鋼から連続鋳造をしてスラブを製造するが、このとき、鋳片の表面にＮｉ表面偏析部およびＮｉ表面負偏析部を形成するために、前記第１温度区間では前記鋳片の急冷を遂行する。この時、例えば全面ノズル噴射を通じて鋳片の面全体が速い速度で冷却されるように遂行する。これとは異なり、前記鋳片が前記第１温度区間で６０℃／ｍｉｎ未満の速度で冷却される場合には表面にＮｉ表面偏析部および負偏析部が形成されなくてもよい。
通常的に連続鋳造によるＮｉ偏析は鋳片の中心偏析が知られているが、本発明でのように一定の温度区間で急冷を遂行する場合、鋳片の表面にＮｉ偏析を形成することができる。
これに伴い、本発明の一実施例に係るオーステナイト系ステンレス鋼は前記式（１）で表示されるＮｉの表面負偏析度が０．６〜０．９の範囲を満足することができる。
その後、９００〜１，１５０℃である第２温度区間で鋳片を１０℃／ｍｉｎ以下の速度で冷却する段階を経る。
前記第１温度区間で表面にＮｉ偏析を形成した後、前記第２温度区間で前記鋳片の徐冷を遂行する。これにより、鋳片の表面のＮｉ偏析のうちの一部が再固溶されることになる。
これにより、前記オーステナイト系ステンレス鋼のＮｉ表面偏析部は面積分率で６０％未満であり、Ｎｉ表面負偏析部は面積分率で５％超過を満足することができる。
以降、９００℃以下である第３温度区間で鋳片を２０℃／ｍｉｎ以上の速度で冷却する段階を経る。
前記第２温度区間で表面にＮｉ偏析一部を再固溶した後、前記第３温度区間で前記鋳片の急冷を遂行する。これにより、鋳片の表面の前記Ｎｉ表面負偏析部内に偏析を微細化することができる。
その後、前記２次冷却段階で冷却された鋳片を熱間圧延する段階および前記熱間圧延された鋳片を冷間圧延する段階を含む。
このとき、熱間圧延時、連続鋳造されたオーステナイト系ステンレス鋼のスラブの５時間以内に再加熱を遂行する。スラブの再加熱時間が５時間を超過すると、表面に形成された前記Ｎｉ表面偏析部および負偏析部が分解し始まるため本発明で目的とする表面の前記Ｎｉ表面負偏析部および前記Ｎｉ表面偏析比を満足することができなくなる。
また、熱延焼鈍または冷延焼鈍時、１，０００〜１，２００℃の焼鈍温度まで３０秒以内に昇温させた後、維持時間は３０秒以内で遂行する。熱延焼鈍または冷延焼鈍時の昇温時間および維持時間が増加するほど、表面に形成された前記Ｎｉ表面偏析部および負偏析部が分解し始まるため本発明で目的とする表面の前記Ｎｉ表面負偏析部および前記Ｎｉ表面偏析比を満足することができなくなる。
以降、前記オーステナイト系ステンレス鋼を加工した後、前記オーステナイト系ステンレス鋼加工品を９００〜１，１５０℃の温度で１０分以下の間熱処理する。前記加工品の表面偏析帯、硬度比およびマルテンサイト分率を制御するために加工品の熱処理過程を遂行する。
例えば、熱処理前、前記オーステナイト系ステンレス鋼加工品のマルテンサイト分率は１０〜５０％である。
前記熱処理は９００〜１，１５０℃の温度で１０分以下で遂行されるが、熱処理温度が９００℃未満である場合、変形誘起マルテンサイト分率を減少させることが難く、熱処理温度が１，１５０℃超過であるか、熱処理時間が１０分超過である場合、表面に形成された前記Ｎｉ表面偏析部および負偏析部が分解し始まるため本発明で目的とする表面の前記Ｎｉ表面負偏析度、前記表面硬度比を満足することができなくなる。
以降、熱処理された前記オーステナイトステンレス鋼加工品を５００℃まで３０分以内に冷却する。前記加工品のＮｉ表面負偏析部内に偏析を微細化するために加工品の急冷過程を遂行する。
前記熱処理された前記オーステナイトステンレス鋼加工品を空冷または水冷して冷却することができ、これに伴い、加工品の表面の前記Ｎｉ表面負偏析部内に偏析を微細化することができる。
例えば、前記Ｎｉ表面負偏析部は長径が１００μｍ以下である偏析を６０％以上含むことができる。これに伴い、前記Ｎｉ表面負偏析部内の偏析を微細化することによって、偏析の大きさ増加により追加的な加工後の表面に縞が発生することを防止することができるため表面特性を改善することができる。
例えば、冷却後、前記オーステナイト系ステンレス鋼加工品のマルテンサイト分率は１０〜３０％である。
以下、実施例を通じて本発明をより詳細に説明する。
「実施例」
下記の表１の発明例１〜９、そして比較例１〜６の成分を含むオーステナイト系ステンレス鋼スラブを連続鋳造して製造した。その後、熱間圧延および、５０％総圧下率で冷間圧延を経て、冷延鋼板を製造した。
以降、前記発明例１〜９、そして比較例１〜６の冷延鋼板を直径１５０ｍｍの球面ポンチを利用してマルテンサイト含量が４０％となるように加工後、加工品の温度が１，１００℃に到達後に３０秒熱処理後、空冷して５００℃まで２分で冷却した。その後追加加工をした後、加工性を観察した。
Figure 2020509210
これによって製造された加工品のＮｉ表面負偏析度、マルテンサイト分率、表面硬度比、表面特性および追加加工後のクラック乃至シワ発生の有無を肉眼で観察して下記の表２に示した。
Figure 2020509210
ここで、Ｎｉ表面負偏析度および表面硬度比はオーステナイト系ステンレス鋼加工品の表面で測定される。
統計的に意味を有するためには、５００＊５００μｍ２以上の面積で測定し、各軸で、等間隔で５０個以上の位置で測定することが好ましい。
測定面は元の表面にするか、研磨した表面にすることができ、研磨をする場合、研磨剤の粒度が２μｍ以下であることが好ましい。測定方法はエネルギー分散型分光分析（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、ＥＤＳ）あるいは電子プローブ微小分析（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｐｒｏｂｅ ｍｉｃｒｏ ａｎａｌｙｓｉｓ、ＥＰＭＡ）等を活用することができる。
本発明では、８００μｍ＊８００μｍ面積で、ＥＰＭＡ方法でＮｉの元素分布を撮影した。ステンレス鋼は一般的に表面に酸化層を形成するため、元素を測定する装置が酸化層以下の領域を測定できる程反応体積が充分でない時には、酸化層を表面から１〜２００μｍ研磨した面で測定した。また、異物は本発明の論外であり、Ｎｉ偏析は母材に対するものとした。
前記表１および表２を参照すると、本発明の一実施例に係るオーステナイト系ステンレス鋼加工品の成分および範囲を満足する場合、表面特性および加工性が優秀であることが分かる。ただし、このような成分範囲を満足しても鋼表面のＮｉ負偏析度および表面硬度を満足しない場合、表面特性乃至加工性が劣位であることが分かる。
さらに、前記発明例１〜３、そして比較例１〜３の追加加工後の表面からの深さが２０μｍ以上であるクラックの個数を観察した結果を下記の表３に示した。
Figure 2020509210
表３を参照すると、本発明の実施例に係るオーステナイト系ステンレス鋼加工品の追加加工時に発生する表面からの深さが２０μｍ以上であるクラックの個数が１０個以下と加工性が良好であることが分かり、比較例によると表面からの深さが２０μｍ以上であるクラックの個数が１０個を超過して多量に発生して加工性が劣位であることが分かる。
以上、本発明の例示的な実施例を説明したが、これに限定されず、多様な変更および変形が可能である。
本発明の実施例に係る加工性および表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品は、台所用シンク台のシンクボウルなどの用途で適用可能である。

Claims (7)

  1. 重量％で、Ｃ：０．００５〜０．１５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：６．０〜８．０％、Ｃｒ：１６〜１８％、Ｃｕ：０．１〜４．０％、Ｎ：０．００５〜０．２％、Ｍｏ：０．０１〜０．２％、残りはＦｅおよび不可避不純物を含むオーステナイト系ステンレス鋼を含み、
    下記式（１）で定義されるＮｉの表面負偏析度が０．６〜０．９の範囲であり、マルテンサイト分率が１０〜３０％であることを特徴とする表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品。
    （ＣＮｉ−Ｍｉｎ）／（ＣＮｉ−Ａｖｅ）・・・式（１）
    ここで、ＣＮｉ−Ｍｉｎは表面でのＮｉの最小濃度であり、ＣＮｉ−Ａｖｅは表面でのＮｉの平均濃度である。
  2. 下記式（２）で定義される表面硬度比が１．１〜１．６の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品。
    Ａ／Ｂ ・・・式（２）
    ここで、Ａは前記加工品の表面硬度の上位１０％の平均値であり、Ｂは前記加工品の表面硬度の下位１０％の平均値である。
  3. 表面からの深さが２０μｍ以上であるクラックが１０個以下であることを特徴とする請求項１に記載の表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品。
  4. Ｎｉ表面偏析部は面積分率で６０％未満であり、Ｎｉ表面負偏析部は面積分率で５％超過であることを特徴とする請求項１に記載の表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品。
  5. 重量％で、Ｃ：０．００５〜０．１５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：６．０〜８．０％、Ｃｒ：１６〜１８％、Ｃｕ：０．１〜４．０％、Ｎ：０．００５〜０．２％、Ｍｏ：０．０１〜０．２％、残りはＦｅおよび不可避不純物を含むオーステナイト系ステンレス鋼を加工する段階、
    オーステナイト系ステンレス鋼加工品を９００〜１，１５０℃の温度で１０分以下の間熱処理する段階、および
    熱処理された前記オーステナイトステンレス鋼加工品を５００℃まで３０分以内に冷却する段階を含むことを特徴とする表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品の製造方法。
  6. 熱処理前、前記オーステナイト系ステンレス鋼加工品のマルテンサイト分率は１０〜５０％であることを特徴とする請求項５に記載の表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品の製造方法。
  7. 冷却後、前記オーステナイト系ステンレス鋼加工品のマルテンサイト分率は１０〜３０％であることを特徴とする請求項６に記載の表面特性が優秀なオーステナイト系ステンレス鋼加工品の製造方法。
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