KR20220143758A - 스테인리스 강박, 스위치용 스프링, 플렉시블 디스플레이용 기판 및 스테인리스 강박의 제조 방법 - Google Patents

스테인리스 강박, 스위치용 스프링, 플렉시블 디스플레이용 기판 및 스테인리스 강박의 제조 방법 Download PDF

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KR1020227032942A
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다카히로 호리베
마사아끼 이시오
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히타치 긴조쿠 가부시키가이샤
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Abstract

이 스테인리스 강박(1)은, 스테인리스강(110a)으로 구성되고, 단면에서 볼 때의 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경(R)이 3㎛ 미만이다.

Description

스테인리스 강박, 스위치용 스프링, 플렉시블 디스플레이용 기판 및 스테인리스 강박의 제조 방법
본 발명은, 스테인리스 강박, 스위치용 스프링, 플렉시블 디스플레이용 기판 및 스테인리스 강박의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 통신 기기 또는 음향 기기 등의 스위치의 접시 스프링에는, 스테인리스 강박이 사용되고 있다. 이 경우, 스위치의 반복 조작에 의해, 스테인리스 강박에는 반복 응력이 발생한다. 그 때문에, 반복 응력에 견딜 수 있는 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박이 요구되고 있다.
예를 들어, 일본 특허 제4401816호 공보에는, 휴대 단말기용의 스위치에 사용되는 메탈 돔용 준안정 오스테나이트계 스테인리스 강대가 개시되어 있다. 일본 특허 제4401816호 공보에서는, 피로 강도를 향상시키기 위해, 오스테나이트계 스테인리스 강대의 0.2％ 내력을 향상시키고 있다.
일본 특허 제4401816호 공보
여기서, 상기 일본 특허 제4401816호 공보에는 개시되어 있지 않지만, 스테인리스 강박의 피로 강도는, 스테인리스 강박에 포함되는 비금속 개재물이 영향을 미친다. 스테인리스 강박에 존재하는 비금속 개재물은, 그 형상, 사이즈, 또는, 포함되는 화합물의 종류나 비율 등, 다양한 요인에 의해 갈라짐의 기점이 되어, 스테인리스 강박의 피로 강도를 저하시킨다.
그러나, 스테인리스 강박에 존재하는 비금속 개재물은, 스테인리스 강박을 구성하는 스테인리스강을 용제하는 과정에서 생성되는 것이며, 스테인리스 강박으로부터 완전히 제거하는 것은 어렵다. 그 때문에, 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박을 얻기 위해서는, 스테인리스 강박에 존재하는 비금속 개재물을 갈라짐의 기점이 되기 어렵게 하는 것이 중요하다.
본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 본 발명의 하나의 목적은, 스테인리스 강박에 존재하는 비금속 개재물을 갈라짐의 기점이 되기 어렵게 함과 함께, 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박을 제공하는 것이다.
본원 발명자는, 스테인리스 강박에 존재하는 비금속 개재물의 다양한 요인에 착안하여 예의 검토한 결과, 비금속 개재물이 원 상당 직경의 최댓값으로 3㎛ 미만인 스테인리스 강박에는 갈라짐이 발생하기 어려운 것을 발견하였다. 그리고, 본 발명을 완성시켰다. 즉, 본 발명의 제1 국면에 의한 스테인리스 강박은, 스테인리스강으로 구성되고, 단면에서 볼 때의 비금속 개재물의 원 상당 직경의 최댓값이 3㎛ 미만이다.
본 발명의 제1 국면에 의한 스테인리스 강박은, 스테인리스강으로 구성되고, 단면에서 볼 때의 비금속 개재물의 원 상당 직경의 최댓값이 3㎛ 미만이다. 스테인리스 강박에 존재하는 비금속 개재물이 원 상당 직경의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태임으로써, 비금속 개재물을 기점으로 하는 스테인리스 강박의 갈라짐의 발생이 억제된다. 그 결과, 스테인리스 강박에 존재하는 비금속 개재물이 갈라짐의 기점이 되기 어렵게 함과 함께, 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박을 제공할 수 있다. 또한, 이 효과는, 후술하는 실험(실시예)에 의해 확인되었다.
상기 제1 국면에 의한 스테인리스 강박에 있어서, 바람직하게는, 피로 강도가 1550MPa 이상이다. 이렇게 구성하면, 스테인리스 강박의 피로 강도가 1550MPa 이상이므로, 예를 들어, 통신 기기 또는 음향 기기 등의 스위치의 접시 스프링에 요구되는 반복 응력에도 충분히 견딜 수 있다. 또한, 이 효과는, 후술하는 실험(실시예)에 의해 확인되었다.
상기 제1 국면에 의한 스테인리스 강박에 있어서, 바람직하게는, 비금속 개재물은, Mn 산화물을 포함하고, 비금속 개재물 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상이다. 여기서, Mn 산화물은, 다른 비금속 개재물(예를 들어, Al 산화물, Mg 산화물 등)보다 취약하여, 압연 시에 깨지기 쉽다. 그 때문에, 취약한 Mn 산화물의 비율을 비금속 개재물 전체의 50질량％ 이상으로 함으로써, 스테인리스 강박에 존재하는 비금속 개재물을 용이하게 원 상당 직경의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태로 할 수 있다.
상기 제1 국면에 의한 스테인리스 강박에 있어서, 비금속 개재물은, 50질량％ 이상의 Mn 산화물을 포함하고, Al 산화물 및 Mg 산화물을 더 포함하는 경우가 있다. 이 경우, 바람직하게는, 비금속 개재물 전체에 있어서의, Al 산화물의 비율이 10질량％ 이하이고, Mg 산화물의 비율이 5질량％ 이하이다. 여기서, Al 산화물 및 Mg 산화물은, Mn 산화물보다 취약하지 않으므로, 압연 시에 Mn 산화물보다 깨지기 어렵다. 그 때문에, Mn 산화물보다 단단한 Al 산화물 및 Mg 산화물의 비금속 개재물 전체에 차지하는 비율을 작게 하고, 취약한 Mn 산화물의 비율을 비금속 개재물 전체의 50질량％ 이상으로 함으로써, 스테인리스 강박에 존재하는 비금속 개재물을 보다 용이하게 원 상당 직경의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태로 할 수 있다.
상기 제1 국면에 의한 스테인리스 강박에 있어서, 바람직하게는, 비금속 개재물의 극값 통계법에 의한 등가 치수의 최댓값은, 3㎛ 미만이다. 여기서, 극값 통계법이란, 복수의 검사 기준 면적마다 크기(예를 들어, 원 상당 직경)를 측정하고, 복수의 검사 기준 면적마다의 크기의 최댓값을 취득하고, 취득한 크기의 최댓값으로부터 어느 면적에 존재할 수 있는 크기의 최댓값을 추정하는 방법이다. 그 때문에, 비금속 개재물의 극값 통계법에 의한 등가 치수의 최댓값이 3㎛ 미만이면, 스테인리스 강박 전체에서 비금속 개재물이 원 상당 직경의 최댓값으로 3㎛ 이상으로 되어 있지 않다고 추정할 수 있다. 이에 의해, 스테인리스 강박에 존재하는 비금속 개재물이 갈라짐의 기점이 되기 어려운 원 상당 직경의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태인 동시에, 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박이라고 추정할 수 있다.
상기 제1 국면에 의한 스테인리스 강박에 있어서, 바람직하게는, 단면에서 볼 때의 비금속 개재물의 원 상당 직경의 상가 평균값이 2.5㎛ 미만, 더욱 바람직하게는 2.3㎛ 미만이다. 스테인리스 강박에 존재하는 비금속 개재물이, 원 상당 직경의 상가 평균값으로 2.3㎛ 미만인 양태임으로써, 비금속 개재물이 충분히 갈라짐의 기점이 되기 어려워지므로, 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박이 되는 것을 본원 발명자는 후술하는 실험(실시예)에 의해 지득하였다.
상기 제1 국면에 의한 스테인리스 강박에 있어서, 스테인리스 강박의 전체 두께가 0.1mm 이하여도 된다. 상기한 바와 같이, 스테인리스 강박에 존재하는 비금속 개재물이 갈라짐의 기점이 되기 어려운 원 상당 직경의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태인 동시에, 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박이면, 스테인리스 강박의 전체 두께를 0.1mm 이하로 작게 한 경우에도, 충분한 피로 강도를 가질 수 있다. 또한, 이러한 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박은, 전체 두께가 0.05mm 이하여도 된다. 그 때문에, 전체 두께가 0.1mm 이하(바람직하게는, 0.05mm 이하)인 스테인리스 강박을 사용함으로써, 박형화와 피로 강도가 요구되는 제품(예를 들어, 통신 기기 또는 음향 기기 등의 스위치의 접시 스프링 등)의 실용화에도 충분히 대응할 수 있다.
상기 제1 국면에 의한 스테인리스 강박에 있어서, 바람직하게는, 오스테나이트계 스테인리스강으로 구성된다. 이렇게 구성하면, 오스테나이트계 스테인리스강은, 페라이트계 스테인리스강과 달리 녹슬기 어렵고 자성을 갖기 어렵기 때문에, 본원 발명의 스테인리스 강박을 사용한 부품의 녹, 또는 부품의 자화를 억제할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어, 통신 기기의 스위치에 사용한 경우에, 주변의 전자 부품 등에 녹 또는 자기에 기인하는 문제가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
이 경우, 바람직하게는, 오스테나이트계 스테인리스강은, JIS 규격의 SUS301이다. 여기서, JIS 규격의 SUS301은, 다른 오스테나이트계 스테인리스강인 JIS 규격의 SUS304보다 압연에 의한 가공 경화가 발생하기 쉽다. 그 때문에, JIS 규격의 SUS304와 비교하여 스테인리스 강박의 경도를 크게 하는 것이 용이하고, 스테인리스 강박의 피로 강도를 향상시키기 위해 유리하다.
본 발명의 제2 국면의 스위치용 스프링은, 제1 국면의 스테인리스 강박을 사용하여 형성할 수 있다. 비금속 개재물이 갈라짐의 기점이 되기 어려운 원 상당 직경의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태인 동시에 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박을 사용함으로써, 스위치용 스프링의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제3 국면의 플렉시블 디스플레이용 기판은, 제1 국면의 스테인리스 강박을 사용하여 형성할 수 있다. 비금속 개재물이 갈라짐의 기점이 되기 어려운 원 상당 직경의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태인 동시에 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박을 사용함으로써, 플렉시블 디스플레이용 기판의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제4 국면의 스테인리스 강박의 제조 방법은, 스테인리스강을 용해함과 함께 정련하여 스테인리스 강재를 용제하는 용해 정련 공정과, 용제된 스테인리스 강재를 스테인리스 강판으로 형성하는 제1 압연 공정과, 압연된 스테인리스 강판을 스테인리스 강박으로 형성하는 제2 압연 공정을 구비하고, 제2 압연 공정은, 스테인리스 강판에 포함되는 비금속 개재물을 깨뜨려 비금속 개재물의 원 상당 직경의 최댓값을 3㎛ 미만으로 형성하는 공정을 포함한다.
본 발명의 제4 국면에 의한 스테인리스 강박의 제조 방법에서는, 제2 압연 공정은, 스테인리스에 포함되는 비금속 개재물을 깨뜨려 비금속 개재물의 원 상당 직경의 최댓값을 3㎛ 미만으로 형성하는 공정을 포함한다. 이에 의해, 제2 압연 공정에 있어서 비금속 개재물을 깨뜨려 비금속 개재물의 원 상당 직경의 최댓값이 3㎛ 미만으로 형성되므로, 스테인리스 강박에 존재하는 비금속 개재물이 갈라짐의 기점이 되기 어려운 원 상당 직경의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태로 형성할 수 있음과 함께, 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박을 제조할 수 있는 것을 본원 발명자는 후술하는 실험(실시예)에 의해 지득하였다.
상기 제4 국면에 의한 스테인리스 강박의 제조 방법에 있어서, 바람직하게는, 용해 정련 공정은, 비금속 개재물 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상이 되도록 조정하는 공정을 포함한다. 여기서, Mn 산화물은, 다른 비금속 개재물(예를 들어, Al 산화물, Mg 산화물 등)보다 취약하므로, 용해 정련 공정 후의 제1 압연 공정 및 제2 압연 공정에 의해 용이하게 깨뜨릴 수 있다. 그 때문에, 용해 정련 공정에 있어서, Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상이 되도록 조정함으로써, 제2 압연 공정에 있어서 비금속 개재물을 갈라짐의 기점이 되기 어려운 원 상당 직경의 최댓값으로 3㎛ 미만으로 용이하게 형성할 수 있다. 이에 의해, 스테인리스 강박에 존재하는 비금속 개재물이 갈라짐의 기점이 되기 어려운 원 상당 직경의 최댓값으로 3mm 미만인 양태로 형성할 수 있음과 함께, 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박을 형성할 수 있다.
상기 제4 국면에 의한 스테인리스 강박의 제조 방법에 있어서, 비금속 개재물은, 50질량％ 이상의 Mn 산화물을 포함하고, Al 산화물 및 Mg 산화물을 더 포함하는 경우가 있다. 이 경우, 바람직하게는, 용해 정련 공정은, 비금속 개재물 전체에 있어서의 Al 산화물의 비율이 10질량％ 이하가 되고, Mg 산화물의 비율이 5질량％ 이하가 되도록 조정하는 공정을 포함한다. 여기서, Al 산화물 및 Mg 산화물은, Mn 산화물보다 취약하지 않아, 압연 시에 Mn 산화물보다 깨지기 어렵다. 그 때문에, 취약하지 않아 깨지기 어려운 Al 산화물 및 Mg 산화물의 비금속 개재물 전체에 차지하는 비율을 작게 하고, 취약하여 깨지기 쉬운 Mn 산화물의 비율을 비금속 개재물 전체의 50질량％ 이상으로 함으로써, 용해 정련 공정 후의 제1 압연 공정 및 제2 압연 공정에 의해 비금속 개재물을 갈라짐의 기점이 되기 어려운 원 상당 직경의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태로 용이하게 형성할 수 있다.
상기 제4 국면에 의한 스테인리스 강박의 제조 방법에 있어서, 바람직하게는, 제2 압연 공정은, 압하율이 60％ 이상이 되도록 스테인리스 강판을 압연하는 공정을 포함한다. 이렇게 압하율을 크게 함으로써, 압연 후의 스테인리스 강박에 존재하는 비금속 개재물을 갈라짐의 기점이 되기 어려운 원 상당 직경의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태로 용이하게 형성할 수 있음과 함께, 압연 후의 스테인리스 강박의 두께를 작게 할 수 있다. 여기서, 압하율은, 압연 가공도를 의미한다.
상기 제4 국면에 의한 스테인리스 강박의 제조 방법에 있어서, 바람직하게는, 제2 압연 공정은, 스테인리스 강박의 두께가 0.1mm 이하가 되도록 스테인리스 강판을 압연하는 공정을 포함한다. 이렇게 구성하면, 스테인리스 강박의 두께가 0.1mm 이하가 되도록 스테인리스 강판을 압연함으로써, 박형화와 피로 강도가 요구되는 제품(예를 들어, 통신 기기 또는 음향 기기 등의 스위치의 접시 스프링 등)의 부품을 위한 스테인리스 강박을 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이, 스테인리스 강박에 존재하는 비금속 개재물을 갈라짐의 기점이 되기 어렵게 함과 함께, 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 의한 스테인리스 강박을 도시하는 도면이다.
도 2는 비금속 개재물을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 원 상당 직경을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 극값 통계법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 의한 통신 장치를 도시하는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 의한 통신 장치의 음량 조정 버튼의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 의한 플렉시블 디스플레이를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 스테인리스 강박의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 시험편을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
(스테인리스 강박의 구성)
먼저, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 스테인리스 강박(1)에 대하여 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 스테인리스 강박(1)의 두께(전체 두께) t1은, 0.1mm 이하이다. 또한, 스테인리스 강박(1)을 사용하는 용도에 따라서, 스테인리스 강박(1)의 두께 t1은, 0.05mm 이하(예를 들어, 0.04mm)로 설정된다.
스테인리스 강박(1)은 스테인리스강으로 구성된다. 스테인리스 강박(1)을 구성하는 스테인리스강은, 스테인리스강이면, 오스테나이트계, 페라이트계 및 마르텐사이트계 등으로부터 선택해도 되고, 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 통신 기기, 음향 제품, 컴퓨터 관련 기기 및 정밀 전자 부품에 사용하는 경우는, 녹슬기 어렵고 자화되기 어려운 오스테나이트계 스테인리스강을 사용하는 것이 바람직하다.
오스테나이트계 스테인리스강은, Fe(철)와, Cr(크롬)과, Ni(니켈)를 포함하고, 상온에서 오스테나이트를 주요한 조직으로 하는 스테인리스강이다. Fe는 오스테나이트를 구성하기 위한 주성분이며, Cr은 내식성에 기여하고, Ni는 오스테나이트를 안정시킨다. 오스테나이트계 스테인리스강으로서는, 예를 들어, Fe와, 18질량％ 이상 20질량％ 이하의 Cr과, 8질량％ 이상 11질량％ 이하의 Ni를 포함하는 JIS 규격의 SUS304, 및 Fe와, 16질량％ 이상 18질량％ 이하의 Cr과, 6질량％ 이상 8질량％ 이하의 Ni를 포함하는 JIS 규격의 SUS301 등이 있다. SUS301은, SUS304와 비교하여 가공 경화되기 쉬우므로 스테인리스 강박(1)의 피로 강도를 향상시키는 데 유리하다. 또한, 예를 들어 스위치용 스프링에는 스테인리스강 이외의 인청동, 베릴륨구리, 니켈기 합금 등도 사용되지만, 이들보다 저렴하고 피로 강도가 높은 SUS301 등의 스테인리스강을 사용하는 것이 바람직하다.
도 2에 도시한 바와 같이, 스테인리스 강박(1)에는, 비금속 개재물(2)이 존재한다. 종래, 일반적인 스테인리스 강박에 존재할 가능성이 있는 비금속 개재물은, 예를 들어 스테인리스 강재의 용제 시에 사용하는 탈산 재료에서 유래되는, 산화알루미늄(알루미나, Al2O3) 등의 Al 산화물, 산화마그네슘(마그네시아, MgO) 등의 Mg 산화물, Al과 Mg를 포함하는 스피넬(MgAl2O4, Al2O3ㆍMgO) 등의 산화물, 산화규소(실리카, SiO2) 등의 Si 산화물, 산화칼슘(생석회, CaO) 등의 Ca 산화물, 산화티타늄(티타니아, TiO2) 등의 Ti 산화물, Nb 산화물 및 W 산화물 등이 생각된다. 이들 산화물 외에, 스테인리스강의 주성분에서 유래되는 Cr 산화물 등도 일반적인 스테인리스 강박에 존재할 가능성이 있는 비금속 개재물이다.
본원 발명의 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)은, 스테인리스 강재의 용제 시에 사용한 탈산 재료에서 유래되는, 산화망간(MnO) 등의 Mn 산화물이다. 이 Mn 산화물 외에, 상기한 Al 산화물, Mg 산화물, Si 산화물, Ca 산화물 및 Ti 산화물도 스테인리스 강박(1)에 존재할 가능성이 있는 비금속 개재물(2)이다. 또한, 도 2는, 비금속 개재물(2)을 모식적으로 나타내고 있으므로, 실제의 형상과는 다르다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 스테인리스 강박(1)(도 2 참조)의 단면에서 볼 때의 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 최댓값이, 3㎛ 미만이다. 즉, 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R은, 모두 3㎛ 미만이다. 1개의 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R은, 그 비금속 개재물(2)의 면적 S와 동일한 면적을 갖는 원(3)의 직경을 의미한다. 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R은, 예를 들어 복수의 스테인리스 강박(1)을 밀착 또한 적층한 상태로 하고, 그 적층 상태의 스테인리스 강박(1)의 두께 방향을 따른 20㎟ 이상의 면적을 갖는 단면을 형성하고, 그 단면에 포함되는 비금속 개재물(2)을 관찰하여 산출할 수 있다. 비금속 개재물(2)은 전자 현미경을 사용한 관찰(단면에서 보아)에 있어서, 원 상당 직경 R의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태를 갖고 있다. 일반적인 스테인리스 강박에 존재하는 비금속 개재물은 원 형상, 타원 형상, 다각 형상 등의 입상, 또는 봉상 등의 양태를 가질 가능성이 있지만, 본 실시 형태의 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 대부분은 입상의 양태를 갖고 있는 것을 확인하였다.
스테인리스 강박(1)은, 바람직하게는, 1550MPa 이상의 피로 강도를 갖는다. 피로 강도가 불충분한 스테인리스 강박(1)은, 소정을 초과하는 응력이 반복하여 계속 가해지면 갈라짐(균열)이 발생하고, 그 갈라짐(균열)이 기점이 되어 파손에 이른다. 1550MPa 이상의 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박(1)은, 예를 들어 통신 기기, 음향 제품, 컴퓨터 관련 기기 및 정밀 전자 부품 등의 스위치용 스프링(11)(도 6 참조)에 요구되는 반복 응력, 또는 플렉시블 디스플레이용 기판(21)(도 7 참조)에 요구되는 반복 응력에도 충분히 견딜 수 있다.
여기서, 피로 강도는, JIS-Z2273:1978(금속 재료의 피로 시험 방법 통칙)을 참조하여, 피로 시험에 의해 구할 수 있다. 구체적으로는, 풀리식의 편진동 인장 피로 시험기를 사용하여, 스테인리스 강박(1)으로부터 잘라낸 압연 방향을 따르는 길이가 6mm인 판상 단면(두께 t1, 폭 3mm)을 갖는 시험체에 소정의 인장 응력(시험 응력)을 반복하여 가하는 피로 시험으로 하고, 가하는 시험 응력을 크게 해 가는 피로 시험으로 하였다. 이 경우, 하나의 시험 응력에 대해서, 5개의 시험체를 준비하고, 시험 응력을 가하는 반복 횟수(사이클수)를 100만회로 하고, 5회의 피로 시험을 실시하였다. 시험 응력은, 1260MPa, 1400MPa, 1440MPa, 1460MPa, 1490MPa, 1540MPa, 1560MPa, 1590MPa, 1640MPa, 1730MPa 및 1830MPa의 11단계로 조정하였다. 이 시험 응력의 변화 경향은 3차 근사식 y=1.31x3-22.6x2+152.1x+1146에 잘 맞는다.
이 발명에서는, 상기의 피로 시험의 결과에 기초하여, 사이클수가 100만회에 도달했을 때, 파손되지 않은 시험체가 3개 이상인 경우의 시험 응력(σ1)을, 스테인리스 강박(1)의 피로 강도라고 정의한다. 또한, 사이클수가 100만회에 도달했을 때, 어떤 시험 응력(σ2)에서는 모든 시험체(5개)가 파손되지 않고, 그것으로부터 1단계 크게 한 시험 응력(σ3)에서는 파손되지 않은 시험체가 2개 이하로 되는 경우가 있다. 이 경우, 상기의 정의 대신에, 사이클수가 100만회에 도달했을 때, 파손되지 않은 시험체가 2개 이하인 경우의 시험 응력 σ3과, 그것보다 1단계 작고 모든 시험체(5개)가 파손되지 않은 시험 응력 σ2의 평균값 σa=(σ2+σ3)/2를 구하여, 그 평균값 σa를 스테인리스 강박(1)의 피로 강도라고 정의한다.
본 실시 형태에서는, 비금속 개재물(2)은 Mn 산화물을 포함한다. 이 경우, 바람직하게는, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이, 50질량％ 이상이다. 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율은 클수록 바람직하다. 또한, 본 실시 형태에서는, Mn 산화물 외에, Al 산화물 및 Mg 산화물을 더 포함하는 경우가 있다. 이 경우, 바람직하게는, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Al 산화물의 비율이 10질량％ 이하이고, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mg 산화물의 비율이 5질량％ 이하이다. 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Al 산화물 및 Mg 산화물의 비율은 작을수록 바람직하다.
도 4에 도시한 바와 같이, 비금속 개재물(2)의 극값 통계법에 의한 등가 치수의 최댓값은, 바람직하게는, 3㎛ 미만이다. 극값 통계법이란, 복수의 검사 기준 면적마다 크기(예를 들어, 원 상당 직경)를 측정하고, 복수의 검사 기준 면적마다의 크기의 최댓값을 취득하고, 취득한 크기의 최댓값으로부터 어느 면적에 존재할 수 있는 크기의 최댓값을 추정하는 방법이다. 본 실시 형태에서는, 복수의 검사 기준 면적 S0마다 원 상당 직경 R을 측정하고, 복수의 검사 기준 면적 S0마다의 원 상당 직경 R의 최댓값을 취득하고, 취득한 원 상당 직경 R의 최댓값으로부터 어느 면적에 존재할 수 있는 원 상당 직경 R의 최댓값을 추정한다. 또한, 극값 통계법은, 추정하는 면적이 클수록, 산출되는 수치가 커진다. 그 결과, 실측값(예를 들어, 원 상당 직경)보다 큰 수치가 산출되는 경우가 있다.
본 실시 형태에서는, 단면에서 볼 때의 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 상가 평균값이, 바람직하게는 2.5㎛ 미만, 더욱 바람직하게는 2.3㎛ 미만이다. 상가 평균은, 단면에서 보아 관찰되는 비금속 개재물(2)마다의 원 상당 직경 R의 합계를, 비금속 개재물(2)의 수로 나눔으로써 산출된다.
본 실시 형태의 스테인리스 강박(1)은, 통신 기기, 음향 제품, 컴퓨터 관련 기기 및 정밀 전자 부품 등의 스위치용 스프링(11)(도 6 참조), 또는 플렉시블 디스플레이용 기판(21)(도 7 참조)에 사용할 수 있다. 이하, 스위치용 스프링(11)(도 5 참조), 또는 플렉시블 디스플레이용 기판(21)(도 7 참조)에 사용하는 경우에 대하여 설명한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 스위치용 스프링(11)(도 6 참조)은, 예를 들어 통신 기기(100)의 음량 조정 버튼(50)에 사용된다.
도 6에 도시한 바와 같이, 음량 조정 버튼(50)은, 통신 기기(100)의 외부 표면측으로부터, 커버부(51), 스위치용 스프링(11)의 순으로 배치된다. 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 스위치용 스프링(11)은 스위치 오프 상태일 때, 커버부(51)를 향하여 돌출되는 돔 형상을 갖고 있다. 스위치용 스프링(11)은, 예를 들어 접시 스프링이다. 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 음량 조정 버튼(50)이 조작(외부 표면측으로부터 압박)됨으로써, 스위치용 스프링(11)이 오목하게 들어가, 음량 조정 회로(52)에 접촉함으로써 음량 조정 회로(52)가 접속된다. 이에 의해, 음량 조정 회로(52)가 접속되어 있는 동안은 음량이 조정된다. 또한, 음량 조정 버튼(50)의 조작이 해제되면, 스위치용 스프링(11)이 원래의 형상으로 되돌아감과 함께, 음량 조정 회로(52)가 비접속 상태로 되어 스위치 오프 상태로 된다. 스위치용 스프링(11)은, 두께 t1이 작은(예를 들어, 0.1mm 이하) 스테인리스 강박(1)을 복수매 겹쳐 구성된다. 이에 의해, 유저가 음량 조정 버튼(50)을 누른 감각이 얻어짐과 함께, 복수매 겹친 경우와 동등한 두께의 1매의 스테인리스 강박판으로 이루어지는 스위치용 스프링(11)의 경우에 비해, 개개의 스테인리스 강박(1)에 작용하는 응력을 작게 할 수 있다. 그 때문에, 스위치용 스프링(11)을 갈라지기 어렵게 할 수 있다.
스테인리스 강박(1)을 스위치용 스프링(11)에 사용하는 경우, 스테인리스 강박(1)의 표면 중 적어도 음량 조정 회로(52)에 접촉하는 면에는, 도전성을 향상시키기 위한 금속층이 마련되어 있어도 된다. 금속층을 형성하는 방법은, 일반적으로 알려져 있는 방법이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 도금법 또는 증착법에 의해 형성된다. 또한, 금속층을 마련하는 경우, 스테인리스 강박(1)에 직접 금속층을 마련해도 되고, 하지층을 금속층과 스테인리스 강박(1) 사이에 마련해도 된다. 금속층의 재료는 특별히 한정되지 않지만, 금속층으로서는, 예를 들어 Au 도금, Ag 도금, Cu 도금 또는 Ni 도금이 사용된다. 예를 들어, 스위치용 스프링의 표면에는, 비교적 단단한 Ag 도금에 의한 금속층을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 하지층의 재료는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 하지층을 Ni로 구성함과 함께, 금속층을 Au 도금으로 구성해도 된다. 금속의 하지층을 형성하는 방법은, 일반적으로 알려져 있는 방법이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 도금법 또는 증착법에 의해 형성된다.
도 7에 도시한 바와 같이, 플렉시블 디스플레이(200)는, 절첩 가능, 또는 둥글게 하는 것이 가능한 표시 장치이다. 플렉시블 디스플레이(200)는, 유기 EL 등의 자발광의 수지제의 디스플레이(20)를 구비하고 있다. 플렉시블 디스플레이(200) 자체가 유연하므로, 기계적인 강도를 보강할 목적으로 플렉시블 디스플레이용 기판(21)이 사용된다. 플렉시블 디스플레이용 기판(21)에는 스테인리스 강박(1)을 사용할 수 있다. 또한, 플렉시블 디스플레이(200)를 절첩하기 위한 힌지부가 플렉시블 디스플레이용 기판(21)에 설치되어 있어도 된다. 이때, 힌지부에도 스테인리스 강박(1)을 사용할 수 있다.
스테인리스 강박(1)을 플렉시블 디스플레이용 기판(21)에 사용하는 경우에, 스테인리스 강박(1)의 디스플레이(20)에 접촉하는 면에 Cr 산화막을 형성하는 처리를 행해도 된다. Cr 산화물을 형성하는 처리는, 스테인리스 강박(1) 내에 포함되는 Cr을 산화시키는 처리가 간편하다. 이에 의해, 수지제의 디스플레이(20)와, 스테인리스 강박(1)으로 이루어지는 플렉시블 디스플레이용 기판(21)의 접착성을 향상시킬 수 있다.
(스테인리스 강박의 제조 방법)
도 8을 참조하여, 본 실시 형태의 스테인리스 강박(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 스테인리스 강박(1)의 제조 방법은, 스테인리스강(110a)을 용해함과 함께 정련하여 스테인리스 강재(110)를 용제하는 용해 정련 공정과, 용제된 스테인리스 강재(110)를 스테인리스 강판(10)으로 형성하는 제1 압연 공정과, 압연된 스테인리스 강판(10)을 스테인리스 강박(1)으로 형성하는 제2 압연 공정을 구비한다.
용해 정련 공정에서는, 스테인리스강(110a)을 용해함과 함께 정련하여, 스테인리스 강재(110)를 용제한다. 스테인리스 강판(10)의 두께는, 예를 들어 10mm로 형성된다.
용해 정련 공정에서는, 예를 들어, 노(30)에서, 스테인리스강(110a)을 용해하여 용융 금속으로 한다. 그리고, 스테인리스강(110a)의 용융 금속 내에, 탈산을 목적으로 하여, 충분한 양의 Mn을 포함하는 탈산 재료를 우선적으로 첨가한다. 또한, Mn을 포함하는 탈산 재료의 첨가에 이어서, 필요에 따라서, Al을 포함하는 탈산 재료, Mg를 포함하는 탈산 재료, 및 Al과 Mg를 포함하는 탈산 재료를 선택적으로 첨가해도 된다. 또한, 필요에 따라서, Si를 포함하는 탈산 재료, Ca를 포함하는 탈산 재료 및 Ti를 포함하는 탈산 재료를 선택적으로 더 첨가한다. 이때, Mn을 포함하는 탈산 재료 이외의 선택적으로 첨가되는 탈산 재료의 첨가량의 합계는, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 미만으로 되지 않도록 조정하는 것이 바람직하다. 이와 같이, Mn을 포함하는 탈산 재료를 저하시키고, 필요에 따라서 다른 탈산 재료를 첨가함으로써, 용해된 스테인리스강(110a)(용융 금속) 내에서, 스테인리스강(110a)에 포함되는 산소와 첨가된 탈산 재료에 포함되는 Mn이 반응하여, 스테인리스강(110a)이 탈산(환원)된다. 혹은, 필요에 따라서 선택적으로 첨가된 탈산 재료에 포함되는 Al, Mg가 산소와 반응하여, 스테인리스강(110a)이 탈산(환원)된다. 혹은, 필요에 따라서 선택적으로 더 첨가된 탈산 재료에 포함되는 Si, Ca, Ti가 산소와 더 반응하여, 스테인리스강(110a)이 더 탈산(환원)된다. 이후, 용해된 스테인리스강(110a)(용융 금속)의 표면에 부상한 Mn 산화물 등의 산화물을 포함하는 슬래그는, 가능한 한 제거된다. 이때, 다 제거되지 않고 스테인리스강(110a) 내에 잔존하는 Mn 산화물 등의 산화물이 비금속 개재물(2)이 된다.
용해 정련 공정은, 바람직하게는 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상이 되도록 조정하는 공정을 포함한다. 이 공정은, Mn을 포함하는 탈산 재료를 우선적으로 또한 필요 충분하게 첨가하여, Mn과 스테인리스강(110a) 중의 산소를 우선적으로 반응시켜서 Mn 산화물을 충분히 형성하고, 이후에 Mn 산화물 등의 산화물을 포함하는 슬래그를 가능한 한 제거함으로써 행해진다. 이에 의해, 취약하여 압연 시에 깨지기 쉬운 Mn 산화물을, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상이 되도록 조정하는 것이 가능해진다.
또한, 용해 정련 공정은, 필요에 따라서, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Al 산화물의 비율이 10질량％ 이하가 되고, Mg 산화물의 비율이 5질량％ 이하가 되도록 조정하는 공정을 포함할 수 있다. 이 공정은, Mn을 포함하는 탈산 재료를 우선적으로 또한 필요 충분하게 첨가하여 Mn 산화물을 충분히 형성한 후에, Al을 포함하는 탈산 재료 및 Mg를 포함하는 탈산 재료를 적절하게 첨가하여 Al 및 Mg와 스테인리스강(110a) 중에 잔존하는 산소를 반응시켜서 Al 산화물 및 Mg 산화물을 형성하고, 이후에 Mn 산화물, Al 산화물 및 Mg 산화물 등의 산화물을 포함하는 슬래그를 가능한 한 제거함으로써 행해진다. 이에 의해, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서, 취약하여 압연 시에 깨지기 쉬운 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상이 되고, Mn 산화물보다 취약하지 않아 압연 시에 깨지기 어려운 Al 산화물의 비율이 10질량％ 이하 및 Mg 산화물의 비율이 5질량％ 이하가 되도록 조정하는 것이 가능해진다.
제1 압연 공정에서는, 용제된 스테인리스 강재(110)를 제1 롤러(31)로 압연하여, 스테인리스 강판(10)으로 형성한다. 스테인리스 강판(10)의 두께 t2는, 예를 들어, 0.25mm로 형성된다. 또한, 제1 압연 공정에서는, 두께 t2에 이를 때까지, 필요에 따라서, 연화 어닐링, 산세, 세정 또는 연마 등의 처리를 행할 수 있다.
제2 압연 공정에서는, 압연된 스테인리스 강판(10)을 제2 롤러(32)로 압연하여, 스테인리스 강박(1)으로 형성한다. 스테인리스 강박(1)의 두께 t1은, 0.10mm 이하로 형성된다. 또한, 제2 압연 공정에서는, 두께 t1에 이를 때까지, 필요에 따라서, 연화 어닐링, 산세, 세정 또는 연마 등의 처리를 행할 수 있다.
제2 압연 공정에서는, 바람직하게는, 압하율이 60％ 이상이 되도록 압연하여, 스테인리스 강판(10)으로 형성한다. 압하율은, 압연 가공도를 의미하고 있고, 압연 전의 두께 t2와 압연 후의 두께 t1의 차(t1-t2)를 압연 전의 두께 t2로 나누어 구할 수 있다. 예를 들어, 제2 압연 공정 전의 스테인리스 강판(10)의 두께 t2가 0.25mm이고, 제2 압연 공정 후의 스테인리스 강박(1)의 두께 t1이 0.10mm인 경우, (0.25-0.10)÷0.25×100=60에 의해, 압하율은 60％가 된다. 또한, 예를 들어, 제2 압연 공정 후의 스테인리스 강박(1)의 두께 t1이 0.05mm인 경우, (0.25-0.05)÷0.25×100=80에 의해, 압하율은 80％가 된다.
<본 실시 형태의 효과>
본 실시 형태에서는, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 실시 형태에서는, 스테인리스 강박(1)은, 스테인리스강(110a)으로 구성되고, 단면에서 볼 때의 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 최댓값이 3㎛ 미만이다. 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)이 원 상당 직경 R의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태임으로써, 비금속 개재물(2)이 갈라짐의 기점이 되기 어려워지므로 비금속 개재물(2)을 기점으로 하는 스테인리스 강박(1)의 갈라짐의 발생을 억제할 수 있다. 그 결과, 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)을 갈라짐의 기점이 되기 어렵게 함과 함께, 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박(1)을 제공할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 스테인리스 강박(1)은, 바람직하게는, 피로 강도가 1550MPa 이상이다. 이렇게 구성하면, 스테인리스 강박(1)의 피로 강도가 1550MPa 이상이므로, 예를 들어, 통신 기기 또는 음향 기기 등의 스위치의 접시 스프링에 요구되는 반복하여 가해지는 응력에도 충분히 견딜 수 있다.
본 실시 형태에서는, 바람직하게는, 비금속 개재물(2)은 Mn 산화물을 포함하고, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상이다. 이렇게 구성하면, 취약하여 압연 시에 깨지기 쉬운 Mn 산화물의 비율이 비금속 개재물(2) 전체의 50질량％ 이상이므로, 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)을 용이하게 원 상당 직경 R의 최댓값으로 3㎛ 미만인 형태로 할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 비금속 개재물(2)은, 50질량％ 이상의 Mn 산화물을 포함하고, Al 산화물 및 Mg 산화물을 더 포함하는 경우가 있다. 이 경우, 바람직하게는, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의, Al 산화물의 비율이 10질량％ 이하이고, Mg 산화물의 비율이 5질량％ 이하이다. 이렇게 구성하면, Mn 산화물보다 취약하지 않아 압연 시에 깨지기 어려운 Al 산화물 및 Mg 산화물의 비금속 개재물 전체에 차지하는 비율을 작게 하고, 취약하여 압연 시에 깨지기 쉬운 Mn 산화물의 비율을 비금속 개재물 전체의 50질량％ 이상으로 함으로써, 스테인리스 강박에 존재하는 비금속 개재물을 보다 용이하게 원 상당 직경의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태로 할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 바람직하게는, 비금속 개재물(2)의 극값 통계법에 의한 등가 치수의 최댓값은, 3㎛ 미만이다. 이렇게 구성하면, 비금속 개재물(2)의 극값 통계법에 의한 등가 치수의 최댓값이 3㎛ 미만임으로써, 스테인리스 강박(1) 전체에서 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 최댓값이 3㎛ 이상인 양태가 되는 경우가 없다고 추정할 수 있다. 이에 의해, 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)이 갈라짐의 기점이 되기 어려운 원 상당 직경 R의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태로 되어 있는 동시에, 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박(1)으로 되어 있다고 추정할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 바람직하게는 단면에서 볼 때의 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 상가 평균값이 2.5㎛, 더욱 바람직하게는 2.3㎛ 미만이다. 이렇게 구성하면, 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)이 원 상당 직경 R의 상가 평균값으로 2.3㎛ 미만인 양태임으로써, 비금속 개재물(2)이 충분히 갈라짐의 기점이 되기 어려워지므로, 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박(1)으로 할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 스테인리스 강박(1)의 전체 두께 t1이 0.1mm 이하여도 된다. 상기한 바와 같이, 스테인리스 강박(1)은, 그 전체 두께 t1을 0.1mm 이하로 작게 한 경우에도 충분한 피로 강도를 가질 수 있다. 그 때문에, 전체 두께 t1이 0.1mm 이하인 스테인리스 강박(1)을 사용함으로써, 박형화와 피로 강도가 요구되는 제품(예를 들어, 통신 기기 또는 음향 기기 등의 스위치의 접시 스프링 등)의 실용화에도 충분히 대응할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 스테인리스 강박(1)은, 바람직하게는 오스테나이트계 스테인리스강으로 구성된다. 이렇게 구성하면, 오스테나이트계 스테인리스강은 페라이트계의 스테인리스강과 달리 녹슬기 어렵고 자성을 갖기 어려우므로, 본원 발명의 스테인리스 강박(1)을 사용한 부품의 녹, 또는 부품의 자화를 억제할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어, 통신 기기의 스위치에 사용한 경우에, 주변의 전자 부품 등에 녹 또는 자기에 기인하는 문제가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 바람직하게는, 오스테나이트계 스테인리스강은, JIS 규격의 SUS301이다. 이렇게 구성하면, 다른 오스테나이트계 스테인리스강인 JIS 규격의 SUS304보다도 압연에 의한 가공 경화가 발생하기 쉬운 SUS301이므로, 스테인리스 강박(1)의 피로 강도를 향상시키기 위해 유리하다.
본 실시 형태에서는, 스위치용 스프링(11)은, 상기 실시 형태의 스테인리스 강박(1)을 사용하여 형성할 수 있다. 비금속 개재물(2)이 갈라짐의 기점이 되기 어려운 원 상당 직경 R의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태인 동시에 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박(1)을 사용함으로써, 스위치용 스프링(11)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 실시 형태에서는, 플렉시블 디스플레이용 기판(21)은, 상기 실시 형태의 스테인리스 강박(1)을 사용하여 형성할 수 있다. 비금속 개재물(2)이 갈라짐의 기점이 되기 어려운 원 상당 직경 R의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태인 동시에 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박(1)을 사용함으로써, 플렉시블 디스플레이용 기판(21)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 실시 형태에서는, 스테인리스 강박(1)의 제조 방법은, 스테인리스강(110a)을 용해함과 함께 정련하여 스테인리스 강재(110)를 용제하는 용해 정련 공정과, 용제된 스테인리스 강재(110)를 스테인리스 강판(10)으로 형성하는 제1 압연 공정과, 압연된 스테인리스 강판(10)을 스테인리스 강박(1)으로 형성하는 제2 압연 공정을 구비하고, 제2 압연 공정은, 스테인리스 강판(10)에 포함되는 비금속 개재물(2)을 깨뜨려 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 최댓값을 3㎛ 미만으로 형성하는 공정을 포함한다. 이에 의해, 제2 압연 공정에 있어서 비금속 개재물(2)을 깨뜨려 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 최댓값을 3㎛ 미만인 양태로 형성함으로써, 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)이 갈라짐의 기점이 되기 어려운 원 상당 직경 R의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태인 동시에, 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박(1)을 제조할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 바람직하게는, 용해 정련 공정은, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상이 되도록 조정하는 공정을 포함한다. 이에 의해, 취약하여 압연 시에 깨지기 쉬운 Mn 산화물의 비율이 비금속 개재물(2) 전체의 50질량％ 이상이 되므로, 용해 정련 공정 후의 제1 압연 공정 및 제2 압연 공정에 의해 비금속 개재물(2)(Mn 산화물)을 깨뜨리기 쉬워진다. 그 때문에, 용해 정련 공정에 있어서, Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상이 되도록 조정함으로써, 제2 압연 공정에 있어서 비금속 개재물(2)을 갈라짐의 기점이 되기 어려운 원 상당 직경 R의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태로 용이하게 형성할 수 있다. 이에 의해, 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)이 갈라짐의 기점이 되기 어려운 원 상당 직경 R의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태인 동시에, 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박(1)을 형성할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 용해 정련 공정은, 비금속 개재물(2)은 50질량％ 이상의 Mn 산화물을 포함하고, Al 산화물 및 Mg 산화물을 더 포함하는 경우가 있다. 이 경우, 바람직하게는, 용해 정련 공정은, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Al 산화물의 비율이 10질량％ 이하가 되고, Mg 산화물의 비율이 5질량％ 이하가 되도록 조정하는 공정을 포함한다. 이에 의해, Mn 산화물보다 취약하지 않아 압연 시에 깨지기 어려운 Al 산화물 및 Mg 산화물의 비금속 개재물(2) 전체에 차지하는 비율을 작게 할 수 있으므로, 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)을 보다 용이하게 원 상당 직경 R의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태로 할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 바람직하게는, 제2 압연 공정은, 압하율이 60％ 이상이 되도록 스테인리스 강판(10)을 압연하는 공정을 포함한다. 이렇게 압하율을 크게 함으로써, 압연 후의 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)을 갈라짐의 기점이 되기 어려운 원 상당 직경 R의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태로 용이하게 형성할 수 있음과 함께, 압연 후의 스테인리스 강박(1)의 두께를 작게 할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 바람직하게는, 제2 압연 공정은, 스테인리스 강박(1)의 두께가 0.1mm 이하가 되도록 스테인리스 강판(10)을 압연하는 공정을 포함한다. 이에 의해, 스테인리스 강박(1)의 두께가 0.1mm 이하가 되도록 스테인리스 강판(10)을 압연하므로, 박형화와 피로 강도가 요구되는 제품(예를 들어, 통신 기기 또는 음향 기기 등의 스위치의 접시 스프링 등)의 부품을 위한 스테인리스 강박(1)을 제조할 수 있다.
[실시예]
이하에, 상기 실시 형태에 기초하는 비교 실험(실시예 및 비교예)에 대하여 설명한다. 실시예 1 내지 4에서는, 상기 실시 형태의 제조 방법과 마찬가지의 제조 방법으로, 용해 정련 공정에 있어서, 수 종류의 탈산 재료(Mn을 포함하는 것, Al을 포함하는 것, Mg를 포함하는 것 등)를 사용하여, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상이 되도록 조정하는 공정을 의도적으로 행하여, 스테인리스 강박(1)을 형성하였다. 또한, 비교예 1 내지 4에서는, 용해 정련 공정에 있어서, 상기의 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상이 되도록 조정하는 공정을 의도적으로 행하지 않은 점을 제외하고, 상기 실시 형태와 동일한 제조 방법으로, 스테인리스 강박(1)을 형성하였다. 또한, 실시예 및 비교예는, 모두 제1 압연 공정 후의 스테인리스 강판(10)의 두께 t2를 0.25mm로 형성하고, 제2 압연 공정 후의 스테인리스 강박(1)의 두께 t1을 0.1mm 이하인 0.04mm로 형성하였다.
스테인리스 강판(10) 및 스테인리스 강박(1)은, 전자 현미경(가부시키가이샤 히타치 하이테크제의 FlexSEM1000)과 입자 해석 소프트웨어(옥스포드ㆍ인스트루먼츠 가부시키가이샤제의 Aztec)를 사용하여 단면을 관찰(화상 해석)하였다. 스테인리스 강판(10) 및 스테인리스 강박(1)의 관찰에서는, 압연 방향을 따라서 잘라내어, 두께 방향의 단부면(절단면)이 노출되도록 수지에 매립하고, 그 단부면을 경면 연마한 것을 사용하였다. 또한, 두께 t1이 작은 스테인리스 강박(1)은 압연 방향을 따라서 잘라낸 복수의 박편을 두께 방향으로 밀착시켜서 적층한 것을 수지에 매립하였다. 관찰 배율을 400배로 하고, 관찰 면적은 20㎟로 하였다.
스테인리스 강판(10)은 화상 해석 데이터로부터 2㎛ 이상의 원 상당 직경 R을 갖는 비금속 개재물(2)을 추출하고, 비금속 개재물(2)의 개수를 1㎛ 단위로 계수하여, 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 최댓값 및 상가 평균값을 구하였다. 또한, 스테인리스 강박(1)은 스테인리스 강판(10)과 마찬가지로 개수, 최댓값 및 상가 평균값을 구함과 함께, 검사 기준 면적 S0을 0.505㎟, 검사 횟수를 40회, 및 극값 통계법에 의한 등가 치수의 최댓값을 예측하는 면적을 2㎟로 하고, 극값 통계법에 의한 등가 치수의 최댓값을 산출하였다.
스테인리스 강판(10)의 관찰 결과를 표 1에 나타냄과 함께, 스테인리스 강박(1)의 관찰 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
표 1에 나타내는 바와 같이, 제1 압연 공정 후의 스테인리스 강판(10)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 최댓값은, 실시예 1에서는 6.45㎛가 되고, 실시예 2에서는 6.58㎛가 되었다. 또한, 제1 압연 공정 후의 스테인리스 강판(10)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 최댓값은, 실시예 3에서는, 3.84㎛가 되고, 실시예 4에서는, 5.37㎛가 되었다. 한편, 제1 압연 공정 후의 스테인리스 강판(10)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 최댓값은, 비교예 1에서는 10.90㎛가 되고, 비교예 2에서는 4.11㎛가 되고, 비교예 3에서는 5.74㎛가 되고, 비교예 4에서는 5.39㎛가 되었다. 또한, 제1 압연 공정 후의 스테인리스 강판(10)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 상가 평균값은, 실시예 1에서는 2.43㎛가 되고, 실시예 2에서는 2.51㎛가 되었다. 또한, 제1 압연 공정 후의 스테인리스 강판(10)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 상가 평균값은, 실시예 3에서는, 2.46㎛가 되고, 실시예 4에서는, 2.50㎛가 되었다. 한편, 제1 압연 공정 후의 스테인리스 강판(10)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 상가 평균값은 비교예 1에서는 2.82㎛가 되고, 비교예 2에서는 2.47㎛가 되고, 비교예 3에서는 2.93㎛가 되고, 비교예 4에서는 2.64㎛가 되었다. 이에 의해, 제1 압연 공정 후의 스테인리스 강판(10)의 모두에, 원 상당 직경 R의 최댓값이 3㎛ 이상인 양태가 되는 비금속 개재물(2)이 존재하는 것이 확인되었다. 또한, 실시예 1 및 실시예 2의 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 최댓값은, 비교예 2 내지 4를 상회하고 있는 것이 확인되었다.
제1 압연 공정에서 압연된 스테인리스 강판(10)을 제2 압연 공정에서 더 압연하여 스테인리스 강박(1)으로 형성한 경우, 표 2에 나타내는 바와 같이, 제2 압연 공정 후의 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 최댓값이, 실시예 1에서는 2.53㎛가 되고, 실시예 2에서는 2.45㎛가 되었다. 또한, 제2 압연 공정 후의 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 최댓값이, 실시예 3에서는, 2.68㎛가 되고, 실시예 4에서는, 2.54가 되었다. 그 때문에, 제2 압연 공정 후의 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 최댓값이, 실시예에서는 모두 3㎛ 미만이 되고, 2.7㎛ 이하로 되었다. 한편, 비교예 1에서는 4.99㎛가 되고, 비교예 2에서는 3.12㎛가 되고, 비교예 3에서는 4.81㎛가 되고, 비교예 4에서는 4.33㎛가 되어, 모두 3㎛ 미만이 되지 않고 3㎛ 이상이 되었다. 또한, 제2 압연 공정 후의 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 상가 평균값은, 실시예 1에서는 2.21㎛가 되고, 실시예 2에서는 2.18㎛가 되었다. 또한, 제2 압연 공정 후의 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 상가 평균값은, 실시예 3에서는 2.42㎛가 되고, 실시예 2에서는 2.31㎛가 되었다. 제2 압연 공정 후의 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 상가 평균값은, 실시예에서는, 2.45㎛ 이하가 되었다. 한편, 비금속 개재물의 원 상당 직경의 최댓값이 3㎛ 이상인 비교예 1에서는 2.72㎛가 되고, 비교예 2에서는 2.32㎛가 되고, 비교예 3에서는 2.74㎛가 되고, 비교예 4에서는 2.57㎛가 되어, 모두 2.3㎛ 미만이 되지 않았다.
이상으로부터, 본 실시 형태의 제조 방법에 의하면, 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)을, 원 상당 직경 R의 최댓값으로, 3㎛ 미만인 양태로 하는 것이 가능한 것이 확인되었다. 즉, 적어도, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상이 되도록 조정하는 공정을 포함하는(또한, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Al 산화물의 비율이 10질량％ 이하가 되고, Mg 산화물의 비율이 5질량％ 이하가 되도록 조정하는 공정을 포함하는 것도 가능함) 용해 정련 공정과, 제1 압연 공정에서 형성된 스테인리스 강판(10)에 포함되는 비금속 개재물(2)을 깨뜨려 비금속 개재물(2)을, 원 상당 직경 R의 최댓값으로, 3㎛ 미만으로 형성하는 공정을 포함하는 제2 압연 공정을 구비하는, 본 실시 형태의 제조 방법에 의해, 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)을 원 상당 직경 R의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태로 하는 것이 가능한 것이 판명되었다. 또한, 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)을, 원 상당 직경 R의 상가 평균값으로 2.3㎛ 미만인 양태로 하는 것이 가능한 것이 판명되었다.
또한, 표 2에 나타내는 바와 같이, 제2 압연 공정 후의 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 극값 통계법에 의한 등가 치수의 최댓값은, 실시예 1에서는 2.86㎛가 되고, 실시예 2에서는 2.65㎛가 되었다. 또한, 제2 압연 공정 후의 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 극값 통계법에 의한 등가 치수의 최댓값은, 실시예 3에서는, 2.95㎛가 되고, 실시예 4에서는, 2.83이 되었다. 그 때문에, 제2 압연 공정 후의 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 극값 통계법에 의한 등가 치수의 최댓값은, 실시예에서는 3㎛ 미만이 되었다. 한편, 비교예 1에서는 4.92㎛가 되고, 비교예 2에서는 4.42㎛가 되고, 비교예 3에서는 4.69㎛가 되고, 비교예 4에서는 4.32㎛가 되어, 모두 3㎛ 미만이 되지 않고, 4.3㎛ 이상이 되었다. 이 결과로부터, 본 실시 형태의 제조 방법에 의하면, 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)을 극값 통계법에 의한 등가 치수의 최댓값으로 3㎛ 미만인 양태로 하는 것이 가능한 것이 확인되었다.
다음에, 실시예 1 내지 4, 및 비교예 1 내지 4의 스테인리스 강박(1)의 단면에서 관찰된 비금속 개재물(2)의 조성을 구하였다. 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 조성은, 상기의 입자 해석 소프트웨어에서 추출된 비금속 개재물(2)에 대하여 산화물의 에너지 분산형 X선 분석(EDX: Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)을 행하여, 분석된 원소(Mn, Al, Mg, Si, Ca 및 Ti)의 질량 농도로부터 비금속 개재물(2)(MnO, Al2O3, MgO, SiO2, CaO 및 TiO2)의 합계가 100질량％로 되도록 환산하여 구하였다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure pct00003
또한, 실시예 1 내지 4, 및 비교예 1 내지 4의 스테인리스 강박(1)에 대해서, 피로 강도, 비커스 경도, 인장 강도, 및 가공 유기 마르텐사이트(마르텐사이트 발생량)를 측정하였다.
스테인리스 강박(1)의 피로 강도는, JIS-Z2273:1978을 참조하여, 피로 시험에 의해 측정하였다. 구체적으로는, 풀리식의 편진동 인장 피로 시험기를 사용하여, 스테인리스 강박(1)으로부터 잘라낸 압연 방향을 따르는 길이가 6mm인 판상 단면(두께 t1, 폭 3mm)을 갖는 시험체에 소정의 인장 응력(시험 응력)을 반복하여 가하는 피로 시험으로 하고, 가하는 시험 응력을 크게 해 가는 피로 시험으로 하였다. 또한, 하나의 시험 응력에 대해서, 5개의 시험체를 준비하고, 시험 응력을 가하는 반복 횟수(사이클수)를 100만회로 하고, 5회의 피로 시험을 실시하였다. 시험 응력은, 1260MPa, 1400MPa, 1440MPa, 1460MPa, 1490MPa, 1540MPa, 1560MPa, 1590MPa, 1640MPa, 1730MPa 및 1830MPa의 11단계로 조정하였다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
스테인리스 강박(1)의 비커스 경도는, 스테인리스 강박(1)의 압연면을 연마하여 단면을 노출시켜서, 자동 경도 시험 시스템(가부시키가이샤 마츠자와제의 AMT-X7FS)을 사용하여 측정하였다. 시험편은, 폭 B의 스테인리스 강박(1)(도 9 참조)의 폭 방향의 단부로부터 1/4ㆍB의 위치로부터 채취하였다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
스테인리스 강박(1)의 인장 강도는, 텐실론 만능 시험기(가부시키가이샤 A&D제의 RTC-1310A)를 사용하여 측정하였다. 시험편은 JIS 5호 시험편으로 하고, 시험 방향을 압연 방향으로 하였다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
스테인리스 강박(1)의 가공 유기 마르텐사이트(마르텐사이트 발생량)는, 스테인리스 강박(1)의 압연면을 연마하여 단면을 노출시켜서, 헬무트피셔사제의 페라이트스코프 FMP30을 사용하여 페라이트스코프값을 측정하였다. 또한, 페라이트스코프값은, 스테인리스 강박(1)의 조직 중에 가공 유기된 마르텐사이트 조직의 비율을 의미한다. 시험편은, 폭 B의 스테인리스 강박(1)(도 9 참조)의 폭 방향의 단부로부터 1/4ㆍB의 위치로부터 채취하였다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
Figure pct00004
표 3에 나타내는 바와 같이, 실시예인 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)은, 실시예 1에서는, MnO의 비율이 65.84질량％가 되고, Al2O3의 비율이 5.18질량％가 되고, MgO의 비율이 1.46질량％가 되고, 다른 산화물의 비율의 합계가 27.52질량％가 되었다. 실시예 2에서는, MnO의 비율이 53.22질량％가 되고, Al2O3의 비율이 6.30질량％가 되고, MgO의 비율이 3.87질량％가 되고, 다른 산화물의 비율의 합계가 36.61질량％가 되었다. 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)은, 실시예 3에서는, MnO의 비율이 76.56질량％가 되고, Al2O3의 비율이 9.43질량％가 되고, MgO의 비율이 1.30질량％가 되고, 다른 산화물의 비율의 합계가 12.7질량％가 되었다. 실시예 4에서는, MnO의 비율이 75.07질량％가 되고, Al2O3의 비율이 8.56질량％가 되고, MgO의 비율이 1.95질량％가 되고, 다른 산화물의 비율의 합계가 14.42질량％가 되었다. 이것으로부터, 실시예 1 내지 4의 스테인리스 강박(1)은, 모두, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상이고, Al 산화물의 비율이 10질량％ 이하이고, Mg 산화물의 비율이 5질량％ 이하인 것이 확인되었다.
한편, 비교예인 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)은, 비교예 1에서는, MnO의 비율이 2.53질량％가 되고, Al2O3의 비율이 37.38질량％가 되고, MgO의 비율이 41.62질량％가 되고, 다른 산화물의 비율의 합계가 18.47질량％가 되었다. 비교예 2에서는, MnO의 비율이 11.31질량％가 되고, Al2O3의 비율이 38.15질량％가 되고, MgO의 비율이 16.24질량％가 되고, 다른 산화물의 비율의 합계가 34.30질량％가 되었다. 비교예 3에서는, MnO의 비율이 6.51질량％가 되고, Al2O3의 비율이 53.40질량％가 되고, MgO의 비율이 26.61질량％가 되고, 다른 산화물의 비율의 합계가 13.48질량％가 되었다. 비교예 4에서는, MnO의 비율이 1.38질량％가 되고, Al2O3의 비율이 12.00질량％가 되고, MgO의 비율이 52.88질량％가 되고, 다른 산화물의 비율의 합계가 33.74질량％가 되었다. 이것으로부터, 비교예 1 내지 4의 스테인리스 강박(1)은, 모두, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％를 하회하고 있고, Al 산화물의 비율이 10질량％를 초과하고 있고, Mg 산화물의 비율이 5질량％를 초과하고 있는 것이 확인되었다.
표 4에 나타내는 바와 같이, 스테인리스 강박(1)의 피로 강도는, 실시예 1에서는 1590MPa가 되고, 실시예 2에서는 1615MPa가 되고, 실시예 3에서는, 1615MPa가 되고, 실시예 4에서는 1590MPa로, 모두 1550MPa 이상이 되었다. 한편, 비교예 1에서는 1443MPa가 되고, 비교예 2에서는 1492MPa가 되고, 비교예 3에서는 1474MPa가 되고, 비교예 4에서는 1404MPa가 되어, 모두 1550MPa 미만이 되어 1500MPa를 하회하였다. 이 결과로부터, 본 실시 형태의 제조 방법에 의하면, 1550MPa 이상의 충분한 피로 강도를 갖는 스테인리스 강박(1)을 제조할 수 있는 것이 확인되었다.
실시예 1 내지 4의 스테인리스 강박(1)은, 표 2에 나타내는 바와 같이, 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경 R의 최댓값이 3μ 미만이었다. 이 점을 아울러 고려하면, 비금속 개재물(2)이 원 상당 직경 R의 최댓값으로 3㎛인 양태로 존재하는 스테인리스 강박(1)은, 1550MPa 이상의 피로 강도를 갖는 것이 가능한 것이 확인되었다.
또한, 실시예 1 내지 4의 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)은, 표 3에 나타내는 바와 같이, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상이었다. 이 점을 또한 아울러 고려하면, 비금속 개재물(2)이 원 상당 직경 R의 최댓값으로 3㎛인 양태로 존재하고, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상인, 스테인리스 강박(1)은, 1550MPa 이상의 피로 강도를 갖는 것이 가능한 것이 확인되었다.
혹은, 실시예 1 내지 4의 스테인리스 강박(1)에 존재하는 비금속 개재물(2)은, 표 3에 나타내는 바와 같이, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상인 동시에, Al 산화물의 비율이 10질량％ 이하이고, Mg 산화물의 비율이 5질량％ 이하였다. 이 점을 또한 아울러 고려하면, 비금속 개재물(2)이 원 상당 직경 R의 최댓값으로 3㎛인 양태로 존재하고, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상인 동시에, Al 산화물의 비율이 10질량％ 이하이고, Mg 산화물의 비율이 5질량％ 이하인 스테인리스 강박(1)은, 1550MPa 이상의 피로 강도를 갖는 것이 가능한 것이 확인되었다.
표 4에 나타내는 바와 같이, 스테인리스 강박(1)의 비커스 경도는, 실시예 1에서는 574HV가 되고, 실시예 2에서는 585HV가 되었다. 또한, 스테인리스 강박(1)의 비커스 경도는, 실시예 3에서는 580HV가 되고, 실시예 4에서는 580HV가 되었다. 한편, 비교예 1에서는 584HV가 되고, 비교예 2에서는 581HV가 되고, 비교예 3에서는 572HV가 되고, 비교예 4에서는 578HV가 되었다. 그 때문에, 본 실시 형태의 제조 방법과 같이, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상인 비금속 개재물(2)이 존재하는 스테인리스 강박(1)이어도, 570HV 이상의 충분한 비커스 경도를 갖는 것이 가능한 것이 확인되었다. 혹은, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상이고, Al 산화물의 비율이 10질량％ 이하이고, Mg 산화물의 비율이 5질량％ 이하인 비금속 개재물(2)이 존재하는 스테인리스 강박(1)이어도, 570HV 이상의 충분한 비커스 경도를 갖는 것이 가능한 것이 확인되었다. 이에 의해, 실시예 1 내지 4에서는, 비교예 1 내지 4와 동등한 570HV 이상의 비커스 경도를 확보하면서, 비교예 1 내지 4보다도 큰 1550MPa 이상의 피로 강도를 확보하는 것이 가능한 것이 확인되었다.
표 4에 나타내는 바와 같이, 스테인리스 강박(1)의 인장 강도는, 실시예 1에서는 1802MPa가 되고, 실시예 2에서는 1820MPa가 되었다. 또한, 스테인리스 강박(1)의 인장 강도는, 실시예 3에서는 1843MPa가 되고, 실시예 4에서는 1818MPa가 되었다. 한편, 비교예 1에서는 1856MPa가 되고, 비교예 2에서는 1836MPa가 되고, 비교예 3에서는 1826MPa가 되고, 비교예 4에서는 1795MPa가 되었다. 그 때문에, 본 실시 형태의 제조 방법과 같이, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상인 비금속 개재물(2)이 존재하는 스테인리스 강박(1)이어도, 1800MPa 이상의 충분한 인장 강도를 갖는 것이 가능한 것이 확인되었다. 혹은, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상이고, Al 산화물의 비율이 10질량％ 이하이고, Mg 산화물의 비율이 5질량％ 이하인 비금속 개재물(2)이 존재하는 스테인리스 강박(1)이어도, 1800MPa 이상의 충분한 인장 강도를 갖는 것이 가능한 것이 확인되었다. 이에 의해, 실시예 1 및 실시예 2에서는, 비교예 1 내지 4와 동등한 1800MPa 이상의 인장 강도를 확보하면서, 비교예 1 내지 4보다도 큰 1550MPa 이상의 피로 강도를 확보하는 것이 가능한 것이 확인되었다.
표 4에 나타내는 바와 같이, 스테인리스 강박(1)의 가공 유기 마르텐사이트는, 실시예 1에서는 40.8질량％가 되고, 실시예 2에서는 40.7질량％가 되었다. 또한, 스테인리스 강박(1)의 가공 유기 마르텐사이트는, 실시예 3에서는 40.6질량％가 되고, 실시예 4에서는 40.8질량％가 되었다. 한편, 비교예 1에서는 40.6질량％가 되고, 비교예 2에서는 40.9질량％가 되고, 비교예 3에서는 40.7질량％가 되고, 비교예 4에서는 40.7질량％가 되었다. 이에 의해, 본 실시 형태의 제조 방법과 같이, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상이 되도록 조정한 경우라도, 스테인리스 강박(1)의 조직 중의 가공 유기 마르텐사이트가 40질량％ 정도의 50질량％ 미만이 되고, 비금속 개재물(2) 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상이 되도록 조정하지 않은 경우와 동등 정도가 되는 것이 확인되었다.
[변형예]
금회 개시된 실시 형태 및 실시예는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태 및 실시예의 설명이 아닌 청구범위에 의해 나타내어지고, 또한 청구범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경(변형예)이 포함된다.
예를 들어, 본 실시 형태에서는, 스테인리스 강박을, 스위치용 스프링 및 플렉시블 디스플레이용 기판에 사용하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 스테인리스 강박은, 예를 들어 휴대 기기 등의 섀시, 리브, 힌지, 플렉시블 배선용 기판 또는 방열 부품의 서포트 등에 사용되어도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 오스테나이트계 스테인리스강이 JIS 규격의 SUS301인 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 예를 들어, 오스테나이트계 스테인리스강이, JIS 규격의 SUS304, SUS316 또는 SUS316L 등, 다른 스테인리스여도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 비금속 개재물에 포함되는 산화물로서, Mn 산화물, Al 산화물, Mg 산화물, Si 산화물, Ca 산화물 및 Ti 산화물을 포함하는 예(실시예 1, 2)를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 비금속 개재물에 Mn 산화물을 포함하고 있으면, 예를 들어 다른 모든 산화물을 포함하고 있지 않아도 되고, 열거한 산화물 이외의 산화물을 포함하고 있어도 된다.
1: 스테인리스 강박
2: 비금속 개재물
10: 스테인리스 강판
11: 스위치용 스프링
21: 플렉시블 디스플레이용 기판
110: 스테인리스 강재
110a: 스테인리스강
R: 원 상당 직경

Claims (17)

  1. 스테인리스강(110a)으로 구성되고,
    단면에서 볼 때의 비금속 개재물(2)의 원 상당 직경(R)의 최댓값이 3㎛ 미만인, 스테인리스 강박(1).
  2. 제1항에 있어서,
    피로 강도가 1550MPa 이상인, 스테인리스 강박.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 비금속 개재물은, Mn 산화물을 포함하고,
    상기 비금속 개재물 전체에 있어서의 상기 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상인, 스테인리스 강박.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 비금속 개재물은, Al 산화물 및 Mg 산화물을 더 포함하고,
    상기 비금속 개재물 전체에 있어서의, 상기 Al 산화물의 비율이 10질량％ 이하이고, 상기 Mg 산화물의 비율이 5질량％ 이하인, 스테인리스 강박.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비금속 개재물의 극값 통계법에 의한 등가 치수의 최댓값이 3㎛ 미만인, 스테인리스 강박.
  6. 제1항에 있어서,
    단면에서 볼 때의 상기 비금속 개재물의 원 상당 직경의 상가 평균값이 2.5㎛ 미만인, 스테인리스 강박.
  7. 제6항에 있어서,
    단면에서 볼 때의 상기 비금속 개재물의 원 상당 직경의 상가 평균값이 2.3㎛ 미만인, 스테인리스 강박.
  8. 제1항에 있어서,
    스테인리스 강박의 전체 두께가 0.1mm 이하인, 스테인리스 강박.
  9. 제1항에 있어서,
    오스테나이트계 스테인리스강으로 구성되는, 스테인리스 강박.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 오스테나이트계 스테인리스강은, JIS 규격의 SUS301인, 스테인리스 강박.
  11. 스테인리스강(110a)으로 구성되고, 단면에서 볼 때의 비금속 개재물의 원 상당 직경의 최댓값이 3㎛ 미만인, 스테인리스 강박(1)을 사용한, 스위치용 스프링(11).
  12. 스테인리스강(110a)으로 구성되고, 단면에서 볼 때의 비금속 개재물의 원 상당 직경의 최댓값이 3㎛ 미만인, 스테인리스 강박을 사용한, 플렉시블 디스플레이용 기판(20).
  13. 스테인리스강(110a)을 용해함과 함께 정련하여 스테인리스 강재(110)를 용제하는 용해 정련 공정과,
    용제된 스테인리스 강재를 스테인리스 강판으로 형성하는 제1 압연 공정과,
    압연된 스테인리스 강판을 스테인리스 강박으로 형성하는 제2 압연 공정을 구비하고,
    상기 제2 압연 공정은, 스테인리스 강판에 포함되는 비금속 개재물(2)을 깨뜨려 상기 비금속 개재물의 원 상당 직경(R)의 최댓값을 3㎛ 미만으로 형성하는 공정을 포함하는, 스테인리스 강박(1)의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 용해 정련 공정은, 상기 비금속 개재물 전체에 있어서의 Mn 산화물의 비율이 50질량％ 이상이 되도록 조정하는 공정을 포함하는, 스테인리스 강박의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 용해 정련 공정은, 상기 비금속 개재물 전체에 있어서의 Al 산화물의 비율이 10질량％ 이하가 되고, Mg 산화물의 비율이 5질량％ 이하가 되도록 조정하는 공정을 포함하는, 스테인리스 강박의 제조 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제2 압연 공정은, 압하율이 60％ 이상이 되도록 스테인리스 강판을 압연하는 공정을 포함하는, 스테인리스 강박의 제조 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제2 압연 공정은, 스테인리스 강박의 두께가 0.1mm 이하가 되도록 스테인리스 강판을 압연하는 공정을 포함하는, 스테인리스 강박의 제조 방법.
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