TW436528B - Tin-bearing free-machining steel - Google Patents

Description

五、發明說明（1) 月笳.圍 方法之易機 肥粒鐵晶界 易機械加工 一種製造這 相關技藝描 方法機械加 械加工性能 耗較小，藉 質。低工具 延長切割工 工具相關之 機械加工 能之完全了 性應變、塑 工具作鎚削 紋這類操作 法之錯綜複 械加工性能 冶金學家 可藉改變這 之化學组成 摩擦而達到 4365 28 :本發明係關於不依靠鉛作增強機械加工 械加工鋼。更特殊地，本發明係關於—月 具濃縮錫之易機械加工鋼，其具有與傳 奶 鋼相當或更佳之機械加工性能。本 、:° 類易機械加工鋼之方法。 本^明亦關於 J4 :易機械加工鋼利用於以快速切割機械工且 工各種組件。易機械加工鋼之特徵為良好之& ，也就是說，（i)其能力使在切割工具上之磨 此延長切割工具之使用壽命及（i i)高表面q 磨^允許使用較高之切割速度，使產率增:^ 具壽命藉結省切割工具花費及避免與更換切 停工時間進一步減少生產花費。 性能為複雜且不完全了解之性質。機械加工性 解將需考慮許多因素，包括鋼組成之影響、彈 性流及金屬工件之破裂機構，以及當鋼以切割 、成形、混煉、鑽孔、擴孔、打孔、刨及車螺 之機械加工時發生之切割動力學。由於切割方 雜及在微觀級作實時觀察固有之困難，影響機 機構範圍之程度之知識亦不完整。 已長期假定易機械加工鋼機械加工性能之改良 些鋼之化學組成將大小、形狀、分佈及失雜 增強加工片之碎性並增加工具/加工片介面之 。他們亦試圖防止增加工具磨耗之磨損爽.雜物

第6頁 436528 五、發明說明（2) "***"~ - 之形成。 因此，使用分佈軟性夾雜物如硫化錳 很平常。硫化錳夹雜物藉y起易機械加工鋼已 效應延長;;切割工具上聚集等 碳夾雜物，如二氧化梦、氧化链、二氧化：氧：物或；化 割工具而減少其使用壽命如用磨損或… 通常不做強本备a老 易工鋼在製造時 已加於含硫化猛爽雜物^^加工鋼中以 二鲈：機械加工性能。然而’使用鉛有嚴重之缺 加工‘騍：ϊ?是有毒#。在製鋼及其他任何需要高温之 氣。心。這類加工步驟產生錯及/或氧化錯蒸 帶錯必須合併在帶錯鋼之高溫製程中。來自 八^ 鋼之廢棄機械加工碎片亦由於碎片中之錯 :u i:胃。另一嚴重之缺點為鉛並非均勻分佈在整 在注入；5氣品中。這是因為鉛不溶於鋼中及因高密度使其 佈。及固化製程中沉澱，造成分離或在鋼中不均句之分 产^増強機械加工性能之能力已歸因於來自鉛之一低溶點溫 才L之琉化錳夾雜物結合之~~~ 牿柹Γ j取代易機械加工鋼中鉛之努力之焦點放在取代此 °所以’發展易機械加工鋼中軟相，如一低—ϋ 金屬偉或塑性m化物如含% ..之餐孓氧^Γ取代圍繞硫

第7頁 436528 五、發明說明（3) 化猛炎雜物之船。 發明概述 發明人發現鉛在增強易機械加工鋼之機械加工性能中扮 演一個重要的角色’其與錯形成圍繞硫化物爽雜物之軟 相。發明人發現鉛在易機械加工鋼溫度與機械加工時局部 化切割區發生之溫度相符時引起脆化效應°透過熱壓試驗 之使用，發明人發現，對帶錯易機械加工鋼，在約2 〇 〇 至約6 0 0 °C之溫度範圍内發生脆化，破裂模式由相當具延 展性之穿晶模式改變成相當脆之粒間模式。圖1顯示二相 似等級傳統易機械加工鋼.之熱壓試驗結果圖，其中之一為 A i S I級1 2 L1 4，含鉛；而另一為A IS I級1 2 1 5，不含錯。圖 中帶錯之12L14之深槽指示跪化區域。透過破裂表面之顯 微檢驗，發明人發現帶鉛1 2 L1 4級之脆化係由於在脆化溫 度區破裂模式由穿晶改變成粒間破裂。 發明人進一步發現鉛藉存在並弱化帶鉛易機械加工鋼之 肥粒鐵晶界引起破裂模式之此脆化改變。如此’發明人發 現鉛殘留在該鋼之肥粒鐵晶界，由於此效應降低粒界之凝 具強度，引起破裂模式在溫度與機械加工時切割區内發生 之局部溫度相符時由穿晶改變成晶救間。跪丨生、粒間破裂 與延展性、穿晶破碎相較需要較小之能量輸入。因此，發 明人進一步發現鉛藉在局部機械加工溫度脆化該鋼，減少 切割鋼所需自切割工具輸入之能量，藉此造成較少之切割 工具磨耗而改良機械加工性能β 重要的是，因為他們發現鉛改良易機械加工鋼之機械加

436528

五、發明說明（4) 工性能之機構，發明人能發現並解決熟諳此藝者先前未趣 知之問題。發明人發現在找出易機械加工鋼中錯之取代物 將解決之問題，係測定什麼可取代鉛殘留在肥粒鐵粒界< 試劑，引起破裂模式在溫度與機械加工時在發生在切割區 局部溫度相符下由穿晶改變成顆粒間。這發現使發明人乾 發現根據錫可作這樣之試劑並因此取代鉛作易機械加工餐 中機械加工性能增強劑之隨後發現之本發明易機械加工 鋼。如此 > 發明人製造驚奇之發現：錫可複製鉛在易機域 加工鋼中增強機械加工性能效應。 更進一步地’發明人發現相當小量錫之增強機械加工性 月&效力可透過在鋼之肥粒鐵晶界濃縮锡之熱粒子之使用而 放大。藉應用這類在肥粒鐵晶界錫之濃縮，發明人已能避 免不良之影響，如在較高之總錫含量發生之熱撕裂。 .此外 濃縮， 能之脆 之熱實 施，鋼 在局部 加工後 界重新 明人驚 理地增 丨發明 在局部 化效應 施逆轉 之機械 機械加 第二次 在整個 奇地發 強鋼之 者發現驚奇 機械加工溫 ，可隨後以 。如此，發 加工性能可 工溫度範圍 可傳導熱實 鋼中更均勻 現如何藉可 機械加工性 度之溫 使用重 明人已 藉在其 内之脆 施，這 地分配 逆地濃 能。 :起因 度範圍 分配錫 發現， 肥粒鐵 化改良 脆化可 合理地 縮在鋼 於肥粒鐵 内增強機 在整個鋼 透過第一 晶界之濃 ，隨後， 藉將錫由 除去d換 肥粒鐵晶 械力口工，卜 中更均4 次熱實 縮錫弓丨_ 透過機去 肥粒鐵J 言之，考 界之錫4 本發明之一項目標為提供易機械加工鋼與帶鉛者相當或

第9頁 4365 2 8 五、發明說明（5) ' --- 更佳之機械加工性質’不需依靠鉛增強機械加工性能並藉 此避免伴隨鉛之使用之令人討厭之缺點。 本發明之一項進一步目標為製造一種具鉛取代物之易機 械加^鋼，其複製鉛在鋼之肥粒鐵晶界之角色引起破裂模 f ^服度與機械加工時切割區發生之局部溫度相符時由穿 改變成粒間。 物之另一項目標為提供不需依靠形成軟相圍繞硫化 機械加工鋼之增強之機械加工性能，該軟相如 以改々ί屬像錯或鉍或塑性氧化物，如含鈣錯合氧化物， 進易機械加工鋼之機械加工性能。 本發明之另一項目標為提供一 工後可以務土炎册飢且^ ^ 檀易機械加工鋼，其在加 溫度範心 工鋼所苦之在2QG 至60 0 又祀園内之脆化。 本發明之另一項目標為提供一 帶鉛易撫钟丄 裡易機械加工鋼，其沒有 本發工船機械加工碎片相關之問題。 能3機供一種利用錫改良機械加工性 能本if -項目〖為提供-種利用㈣良機械加工性 入旦/、中鋼之總錫含量已最小化 ^ 1·生 3 =之有害影響，如熱撕裂。 避免^生在較南總錫 本發明> 可以用小總：：？i;為種易機械加工鋼，*其中 地增强機械：工性:卜⑨ 肥粒鐵晶界濃縮锡合理 本發明> w 另一項目標為提供一種易機械加工鋼’其可機

第10頁 436528 五、發明說明（6) 械加工用作機械加工鋼組^牛 本發明之另一項曰扭A » ,^ . i 標為提供製造完成先前目標之易機械 產物。 月之進—步目標為提這些方法製得之 本發明藉提供易機械知^ _ 前之目標，該鋼使用巴Γ及製造 完成先 爽雜物以提供與傳晶界浪縮竭2鋼中硫化猛 ♦戋更佳。 咿釔易機械加工鋼之機械加工性能相 本發明包含一種易拖θ 干美太ώ β I f機械鋼，其組成以重1百分比表 0 ^ 、 · 2 5、鋼最多約〇. 5、锰約0. 〇 1至約 2、氧約0. 〇 0 3至約〇以 ^ 夕 g 奶n n 0…丄 d、硫約〇. 0 0 2至約〇 · 8及錫約〇 . 〇 4至 約0. 0 8所組成，其餘邱办 ^ Α Θ 餘°卩伤基本上為鐵及附帶之雜質，苴中 錳含量對硫含量之+ 3 τ ^ . ΑΛ n b例為約2. 9至約3· 4且硫加錫加銅之绝 量不超過約0 . 9 ,該細屮〜^ 曰厌+⑻π姐 &及成之特徵為微結構具有位於肥粒鐵 日a界之濃縮錫，其| 5 ^ 、$至V約為鋼之總錫含量之十倍。 本發明亦包含製備尽拖44?.丄

古邱^ 爾易機械加工鋼之方法，其包括提供JL 有錫作取代物.之鋼、娇+ 、匕符捉仏具 肥粒鐵之晶粒界及濃；；Γ:之硫化锰夾雜物，擴張鋼中 亦包含進一步包人4 粒界之錫等步驟。本發明 中更均句之步驟：C工及合理重分佈錫在整個鋼 界錫噥缩產生坤故ΐ 控制地移去由鋼肥粒鐵粒 蜴展縮產生增強機械加工性能之脆性。 本發明亦包括以圍迠太各 鋼。 阁％本發明之方法產生之易機械加工 這些及本發明之其他特徵 觀念及優點參照下面之定義

第11頁 436528 五、發明說明（7) 與較佳具體實施例、實例、附上之申請專利範圍及附圖之 描述將更清楚了解5 圖形之簡述 圖1顯示傳統易機械加工AISI級1215及12L14在室溫至 600 °C之溫度範圍内進行熱壓試驗結果之圖形。 圖2顯示C指數圖形之實例。 圖3顯示本發明之具體實施例與傳統易機械加工鋼 級1215及12L14在室溫至600 °C之溫度範圍内進行相似之熱 壓試驗結果比較之圖形。 定義 1.總錫含量 片語”總錫含量”指存在鋼中錫之總量，以化學分軒鋼之 大樣品測定。 2 . C指數 ， C指數為習用於評價鋼之機械加工性能之測量值β鋼之c 指數係以一些機械加工試驗之基礎測定，其中變化切割速 度並測疋固疋切割工具磨耗量下材料移去之量。已選擇C 指數測量刻度故理論參考鋼在切割表面速度為每分鐘丨〇 〇 公尺下有200立方公分之材料移時c指數為丨〇〇。由此，鋼 之C扣數大於1 0 0時比參考鋼有更好之機械加工性能，而那 些C指胃數小於1 00之鋼比參考鋼有較低之機械加工性能。 測里C私數值u之方法如下。對一個選定之切割速度，使 用一個用標準高速鋼切割工具之單點末端裝置、一種標冷 卻劑及一個標準送料速率以切割直徑25.4毫來（1英吋）之

第12頁 43652 8 五、發明說明（8) 柱狀試驗樣品表面。持續切割直到工具件呈現〇. 7毫米之 侧邊磨損。測董由試驗樣品移去材料之體積。隨後以其他 切割速度重覆此實驗《繪製試驗結果之對數-對數圖，縱 座標今移去材料體積而橫座標為切割速率，顯示於圖2。 該圖含有C指數值對數刻劃之參考線。晝通過座標上試驗 點之最適線，若必須，延長該線至交叉參考線。此通過試 驗點最適線與參考線之交又點為試驗材料之C指數值β 用於測定C指數值之試驗條件很詳細·描述於丨9 8 9瑞典特 羅爾海坦（丁rolihattan)富豪製造研究實驗室（The v〇lv〇

Laboratory fox Manufacturing Reserach)之"富豪標準 機械加工性能試驗”標準1018.712，其以提及的&併入 本文中。然而，那出版物描述適用此處之測量稱"B指數,， 。B指數和C指數試驗方法僅有之差別為試驗樣品之直徑： C指數使用25^4毫米（1英吋）直徑試驗樣品指數使用5〇 ，米^ &之试驗樣。引用之出版物中之b指數圖在使用c 指數試驗樣品大小時用來測定c指數。 3 .肥粒鐵晶界之踢濃度 片語M肥粒鐵粒界之錄嘈疮„ „ ,, 錫/辰度及該片語造句法上之變形指 位於鋼之肥粒鐵晶粒邊界之错 之技術測量。辨別鋼之總；描述在下面段落中 本發明之了解是重要的;^ 3 1與肥粒鐵晶界之錫濃度對 肥粒鐵晶界之錫濃度以下 在四碳化碳上含25%過氣酸之之ϋ則置。鋼之樣品用洋 電拋光成針狀試片。當電浴液及伏特直流電 田屯抛先進行時，鋼樣品在這二不溶

第13頁 436528 五、發明說明（9)

液體間介面收縮直到最後斷成二針壯H 用 巧狀片。之後复中 含2%過氯酸之2- 丁氧基乙醇及i〇_l5妆姓古* ^ 伙特直流電壓雷 削尖。隨後以穿透式電子顯微鏡檢驗，以決定拋先 粒界在30 0毫微求之針狀央端内。若在3〇〇毫微$ =麵織 端末端内沒有肥粒鐵晶界，則用含2%過氣酸之2尖 醇及10伏特直流電壓微電拋光針狀樣品:該電壓由=4己 隔可以亳秒控制之脈衝發電機供應。再次以穿透式$間間 微鏡檢驗針狀尖端。繼續微電抛光與穿透式電子; 驗之循環’直到肥粒鐵晶界在3 0 0毫微米之針狀尖端末端 内，之後肥粒鐵晶界以原子探測場離子顯微鏡檢驗，藉此 測得錫濃度之生值CR。之後將ς乘上修正因子κ，得到在肥 粒鐵晶界錫濃度之修正值Cc。修正因子κ為肥粒鐵晶界之 觀測面積對原子探測場離子顯微鏡之鏡面積之底例。也就 疋§兑’ K專於肥粒鐵晶界之觀測面積除以原子探測場離子 顯微鏡之觀察場面積。如此， 且 K = Agb/Aa = (l X t)/( 7ΓΧ r2) Cc = K x CR ’ 此處 K為修正因子：

Agb為在觀測範圍内可視之肥粒鐵晶界觀測面積；

Aa為原子探測離子顯微鏡之鏡面積，也就是說，觀測範

第14頁 436528 五、發明說明（ίο) 圍之面積； 1為在觀測範圍内可視之肥粒鐵晶界長； t為在觀測範圍内可視之肥粒鐵晶界寬度； r為觀測範圍之半徑；

Cc在肥粒鐵晶界修正之錫濃度；及 CR為錫濃度之生值，由原子探測場離子顯微鏡測量在含 有肥粒鐵晶粒邊界之鏡面積内之值。 重複上面步驟直到得到四至六個鋼之肥粒鐵晶界之正確 值Cc。之後取所有正確值之平均，於是決定在鋼之肥粒鐵 晶界之平均錫濃度。這平均值係指》肥粒鐵晶界之錫濃度n 4.濃縮在肥粒鐵晶界之錫 片語浪縮在肥粒鐵晶界之錫”及該片語造句法上之變形 指將帶錫鋼受造成踢原子變成以明顯之數量留在鋼之肥粒 鐵晶界之熱力及動力條件，這樣在肥粒鐵粒界錫之量超過 鋼之總錫含量。換言之，濃縮在肥粒鐵晶界之錫之步驟造 成以上述測量技術測量之肥粒鐵晶界之錫濃度，超過鋼中 之總锡含量。 5*等效直徑 等效直輕之觀念應用在關係得到一種特殊冶金狀況之 加熱或冷部時數、溫度、或速率，測定金屬之柱狀樣品給 ，金屬之非柱狀樣品。該片語”等效直徑，，指柱狀樣品之直 徑，如考慮中之非柱狀金屬樣品相同金屬，當受相同加熱 或冷卻條件時將得到如非柱狀樣品相同冶金狀況。因此，

436528 五、發明說明（11) 一片特定之鋼之等效直徑將符合那片鋼決定達到要求之冶 金狀況下必須之加熱或冷卻條件之目的之柱狀樣品半徑。 6. 附帶雜質 片語"附帶雜質，，指因製鋼過程而存在鋼中之雜質。 7. 再濃縮在肥粒鐵晶界之錫 片語"再濃縮在肥粒鐵晶界之錫”及該片語造句法上之變 形指將已作再分佈鋼中之錫之過程之鋼，受有助於濃縮在 鋼之肥粒鐵晶界之錫之熱力及動力條件，持續使在肥粒鐵 晶界錫之濃度增加夠長之時間。 8. 重分佈鋼中之錫 片語"重分佈鋼t之錫"及該片語造句法上之變形指將鋼 文有助於均勾鋼中錫之分佈之熱力及動力條件，持續對減 小在肥粒鐵晶界之錫濃度夠長之時間，之後在快到足以避 免錫在鋼之肥粒鐵晶界再濃縮之速率冷卻。 、 9 .第I型硫化錳夾雜物 片浯第I型硫化錳夾雜物,，指鋼中之硫化錳夾雜物竟 為球形且在氧含量約〇·〇1重量百分比或更高時形’栌、 錳夾雜物之球形在鋼處於近似凝固態時決定，也二 在鋼受可造成硫化錳夾雜物形狀一些改變之變形=5 , 前。 项程之 1 〇，第I I型硫化猛夹雜物 片第Π型硫化經夾雜物，， 硫化盆 ^ , 乳3里"於約〇. 0 0 3及約〇. 〇 1重量百八L ‘ k形成。硫化錳夾雜物 白+比間 之似才干狀在鋼處於近似凝固…±

第16頁 436528 五、發明說明（12) 定，也就是說，在鋼受可造成硫化錳爽雜 之變形過程之前。 雜物形狀一些改變 較佳具體實施例之詳述 本發明之較佳具體實施例包括數種易機槭加工鋼，豆 用在鋼之肥粒鐵晶界適當濃度之錫，連 鋼，、使 分散物，提供以傳統帶錯易加工鋼得到夾雜物之 加工性能。這類具體實施例有組合物巧好 制在特定範圍内且一些相關元辛含晉 某二凡素係控 了解在此描述之範圍，發明人打曾“列亦受控制。可 增加量包括在本發明之部：…在該範圍端點間之每- 本發明之較佳具體實施例由一種易加 以重量百分比計基本上為，碳至多約0,25,銅^多；成 0‘5 ’锰由約0·(Π至約2 ’氧由約〇〇〇3 硫 0. 0 02至約0· δ，錫由約〇, 04至 由約 共不超過約0.9，該組成之特，.力3·4且硫加錫加鋼總 至少約為鋼之總錫含量十倍之微結構d 錫很度 在一項本發明之更佳具體實施例中，易機械加工鋼之組 成以重量百分比計基本上為，碳由約〇. 〇ί至約〇 . 2 5，鋼至 多約0.5，猛由約0.5至約1>5，氣由約〇.〇〇3至約〇 〇3，硫 由約0 . 2至約0 . 4 5 ,及錫由約〇 . 〇 4至約〇 . 〇 8，其餘為鐵及 附帶之雜質，其中錳對硫之比例為約2. 9至約3. 4且硫加錫 加銅總和不超過約0. 9，該組成之特徵為在肥粒鐵晶界之 錫濃度至少約為鋼之總錫含量十倍之微結構。

第17頁 436528 五、發明說明（13) 、在仍，本發明之更佳具體實施例中’易機械加工鋼之組 成以重量百分比計基本上為，紹至多約0 · 0 0 5，碳由約 〇夕0 1至約0. 2 5 ’銅至多約0 . 5，錳由约〇. 5至約1. 5，氮至 夕約0. 0 1 5 ’氧由約〇 0 0 3至約0. 0 3，磷由約0. 0 1至約 〇，= ’石夕至多約0. 〇 5，硫由約〇. 2至約〇. 45，錫由約〇 . 〇 4 ^約0_ 08 ’其餘為鐵及附帶之雜質，其中錳對硫之比例為 二9至、3. 4且硫加錫加銅總共不超過〇 . 9 ’該組成之特 徵為在肥粒鐵晶界之錫濃度至少約為鋼之總錫含量十倍之 微結構。 農$本發明較佳具體實施例組成之特徵為在肥粒鐵有適當 :^之微結構。在鋼之肥粒鐵晶界之錫濃度以至少為總錫 ^ =之十倍較佳。在肥粒鐵晶界之錫濃度以0. 5重量百分 分散2 ^之^佳具體實施例藉濃縮在肥粒鐵晶界之踢連同 二从整個鋼中之硫化猛粒子增強機械加工性能。在這些

独队二 Λ知例中疏化猛夾雜物之形式以第I型硫化錳夾 Wf- ^ T T

7 里硫化錳夾雜物或第I型硫化猛夾雜物及第Ϊ I 型硫=窥夹雜物之結合較佳。

地描述:乂佳具體λ施例中特定元素範圍之重要性更詳細 暑。L ;下。除非另外指明，含量係指在鋼中元素之總含 在4^鱼办乂土 π八L — 佳具體實施例中錫含量在約0 · 0 4至約0 · 〇 8重量 白分比之阁 王至 之錫得到園内較佳。低於這範圍，由濃縮在肥粒鐵晶界 機械加工性邊增強量減少^錫含量在Q . 〇 4至約

436528 五、發明說明（14) 0. 0 6之範圍内 之重量百分比 此，在這些本 和以重量百分 在這些本發 量百分比較佳 化在鋼中沉澱 為锰含量增加 減少機械加工 為約0. 5至約1 在這些本發 重量百分比較 熔化在鋼中沉 鋼之熱撕裂， 本發明更佳具 百分比。 更佳。更進一步地，本 ^ q ^ ^ @鍚、硫及銅含量合計 起過u. 9時，鋼對埶撕裂 發明之具體督始在Γ、由可能性增加。因 比計不超過。:9較佳。，謂、硫及銅含量之總 明ΞΐΪΚϊ例中經含量以不低於〇.01重 加工性能之硫…藉溶 猛3 $亦不超過約2夤旦 古於9舌旦；\ 重量百分比較佳，因 问於2重量百分比可能 袖处 .,此9加鋼之硬度’因而 性此。在本發明更佳且 ,5重量百分比。。體實施例中’錳含量 明較佳具體實施例中炉 佳，故足量促進機二ί 不低於〇.002 碼職加工性能之硫化錳可藉 澱。因為過量之硫可形成硫化鐵，其可造成 硫含量亦不超過約0.8重量百分比較佳。在 體實施例t，硫含量為約0·2至約0 45重量 因為部份猛及硫結合對機械加工性能有貢獻之疏化錳夾 雜物，在這些本發明較佳具體實施例中控制錳含量對硫含 量之比例由約2. 9至約3. 4為合意的。限制錳含量為硫含量 之比例在此範圍之比例亦幫助防止過量元素造成不想要之 效應。當比例低於2. 9時’猛含量對與硫結合提供要求之 硫化錳夾雜物可能不足，且過量之硫可能形成使鋼在熱加 工時易破裂之硫化鐵。當該比例大於3. 4時，過量之錳可 能增加鋼之硬度.因而減少鋼之機械加工性能。

第19頁 436528 五、發明說明（15) 在這些本發明較佳具體實施例中氧人 小磨損性氧化物夾雜物存在鋼中之量 〇· 03重量百分比之範圍内較佳。維持】在約〇* 0 0 3至約 ,治招，Μ·备vu此士. μ „丄... ?守I在這範圍内幫助減 維持氧在此範圍内 亦幫助確保硫化猛夹雜物為促進機赫 ^ 就是說，當氧含量維持在此範圍：械二性能之形式。也 更像是第I型硫化錳夹雜物，第丨丨型 之硫化錳夾雜物

剂β贫U刑祐π # + & 罘11型硫化錳夾雜物，或第I 型及第II型硫化猛夹雜物之結合。 所有鋼均含有一些碳。在本發明 含量至多約。.25重量百分比ΠΐΓ 實施例中’碳 & μ八I β 適的，以便最佳化鋼中肥 ί人：為ίη η 機械加工性能。在較佳具體實施例中 碳含量為約0 · 〇 1至約〇 , 2 5重量百分率更佳。 二；之延展性…’在-些本發明具體實施例 中銅3里不大於約〇 . 5重量百分比較佳。 磷：：入易機械加工鋼中改良加工表面之平滑度。然 β 二=;碟可減少鋼之延展性…，在-些本發明具 ^ :例中Μ量在自約〇.〇11約〇15重量m之範圍 内車父隹。 ::t促進片易碎性 '然而氮·可與其他元素反應形成 鼠化物或碳氮化物，增加工具磨耗因而減少機械加 = Μ 因此，在一些本發明較佳具體實施例中，氮含量 不大於約0, 〇15重量百分比較佳。 μ矽I ^成對切割工具壽命有害之磨損性氧化夾雜物。因 i : ϊ矽含量儘可能低較佳’且在-些本發明較佳具體 只她例中，限制不超過約〇. 05重量百分率更佳。

第20頁 436528 五、發明說明（16) 銘亦可形成對切割工具壽 此’保持鋁含量儘可能低較 實施例中，限制不超過約〇. 根據本發明製造易機械加 步驟：提供具有錫作取代物 物，發展在鋼·中之肥粒鐵晶 雖然在本發明不同具體實施 咸’將討論一些完成這些步 ^供具有踢作取代物鋼之 錫組成之熔融鋼完成較佳。 實施例所述之紐成之鋼較佳 方法餘下之步驟鋪路。 在鋼中析出硫化錳夾雜物 鋼組合物析出硫化錳夾雜物 錢夾雜物或第Π型硫化錳夹 夹雜物之結合，其分散於整 因為其產生具有對鋼之機械 物之鋼。 命有害之磨損性氧化粒子。因 佳，且在一些本發明較佳具體 005重量百分比較佳。 工鋼方法之一些較佳版本包含 之钢’在鋼中析出硫化錳失雜 界’及在肥粒鐵晶界濃縮錫。 例中這些步驟可藉種種方式完 禪之較佳方式。 步驟’以傳統製鋼方法製造含 提供具有上面本發明較佳具體 °這步驟為重要的因為其為此 之步驟’以在鋼固化時由熔融 完成。此步驟產生第〖型硫化 雜物或第I型及第Ϊ丨型硫化錳 個鋼中較佳。這步驟為重要的 加工性能有貢獻之硫化錳夾雜 發展在鋼中肥粒鐵晶界之步 之鋼由高於鋼之沃斯田鐵變熊 在由鋼之固化冷卻時發展肥粒 内。這步驟為重要的因為其造 在局部機械加工溫度下濃縮錫 裂’藉此增強鋼之機械加工性 驟，藉巳作熱加工或熱處理 溫度ARS冷卻完成較佳，雖然 鐵晶界亦在本發明之期望之 成肥粒鐵晶界之形成，當藉 弱化時’晶界將參與粒間破 能。為完成此步驟，自鋼之

第21頁 4365 2 8 五'發明說明（17) 沃斯田鐵範圍冷卻所用之速率快到沒有肥粒鐵形成是必須 的。選擇自沃斯田鐵冷卻之速率使鋼之微結構含有至少約 80體積百分比之肥粒鐵且其餘由波來鐵組成較佳。 在肥粒鐵晶界濃縮錫之步驟是重要的，因為其將足量錫 置於微結構之那部份’由此錫可藉在局部機械加工溫度引 起粒間破裂之發生.進行機械加工性能之增強，這有幾分像 發明人發現錯在帶錯易機械加工鋼中進行之。這步轉可用 一些方法完成。兩種完成這步驟之較佳方法現在將做描 述 〇 一種在肥粒鐵晶界濃縮錫之較佳方法，為在約7〇 〇至 約40 0 °C之整個溫度範圍内以比每秒约0 ,、 ^心杓1 C 之冷卻速度冷 部鋼。在這整個冷卻範圍内冷卻速率 佳，更快之冷卻速率伴隨條狀鋼當目 d u L旯 ^ ^ 职網策見之捲曲習慣。洽卻可 在鋼受如發生在固化，熱處理戋埶 進行。在-些在鋼上熱加工操作時之高溫隨後 高於90 0· °C之溫度後冷卻較佳、，告站熱軋或熱鍛已完成於 之溫度範圍内時更佳。在度在約至 卻之較佳方法為在絕緣層或覆罢 '、衣丨兄下，一種完成冷 另一在肥軔榻3¾.隹0 1下冷卻該鋼。 力 隹肥粒鐵晶界濃縮錫之較隹 425 °C至約5 7 5 °C之溫度範圍内一巧万t ’為將鋼保持在約 錫夠長之時間。保持時間每公八广對濃縮在肥粒鐵晶界之 時較佳。特定鋼對某—溫度^ ,等敦直徑鋼至少約0. 4小 提出之方法分析在肥粒ί ^界之=f之維持時間可藉上面 濃縮在肥粒鐵晶界之錫是否夠長/里決定’以決定時間對 。另一方面，維持時間對

第22頁

65 2 8

五、發明說明（18) 某一溫度在暴露是不是夠長，可藉決定若該鋼之機械加工 性能已達其預斯之水準來探知。 所述元成；農縮在肥粒鐵晶界锡步驟之較佳方法之Jt同 點’為均使鋼受造成明顯量之錫留在肥粒鐵晶界之熱力及 動力條件’故在肥粒鐵晶界之錫濃度超過總錫含量。通 常’在上面提到之溫度範圍内’錫濃縮在肥粒鐵晶界之量 將隨暴露時間增加而漸近地增加。因此，在上述本發明較 佳版本中，在肥粒鐵晶界之錫濃度將隨在整個約7 〇 〇 〇c至 約40 0 °C之溫度範圍内冷卻速率之減少或隨在約425它至約 575 °C之溫度範圍内維持時間之增加而漸近地增加。因 此’藉控制鋼暴露於這些溫度範圍之時間控制在肥粒鐵晶 界濃縮錫之量為可行的。 濃縮在肥粒鐵晶界之步驟造成濃縮在肥粒鐵晶界之錫至 約至少為總錫含量丨〇倍之濃度較佳。該步驟造成在肥粒鐵 晶界之锡濃縮至少約〇· 5重量百分比之濃度更佳。 製備根據本發明易加工鋼方法之其他較佳版本進一步包 含機械加工鋼之步驟且之後重分佈鋼中之錫，除了提供具 錫作取代物鋼之上面提及步驟外，還有沉澱鋼中之硫化錳 夾雜物、發展鋼中肥粒鐵晶界及濃縮在肥粒鐵晶界之錫， 雖然在本發.明不同具體實施例中這些步驟可用種法完 成’現在將討論一些完成某些這些步驟之較佳方法。 ，械加工步驟可藉熟諳此藝者所知任何機械加工鋼之方 法完成。這些方法包括（但未限制於）這類操作如、鏃削、 成形、銑、鑽孔；擴孔、打孔、刨及車螺紋。所有將對鋼

第23頁 436528 五、發明說明（19) 進行之機械加工不必要在這機械加工步騍完成。例如，額 外之機械加工可在锡重分佈步^ 鋼中之錫後在鋼上進行。 义&王里刀怖 重分佈在鋼中錫之步驟包含將鋼受有益於 2熱力及，條件，持續對減少在肥粒鐵 再編快之速率冷卻鋼時步；= 肥粒鐵晶界 份或完全）在約2〇〇 t至约ώC # 鐵晶界之錫產生之增強機械 n&内由濃縮在肥粒 熱力及動力條件’直刭扃sp > Μ β : 視雨要维持該 姐人θ h门 夏到在肥粒鐵晶界之錫濃度基本上盥绅

錫含Ϊ相同。這實施這步驟不’、W

增強機械加工性能之跪性t方&成最元全地移去 至約60 0 t：之溫度範圍内錮广後/完全地恢復在約2㈣。C 分佈至最佳狀況並非必要二 ，f本之實施]吏用重 使用應兩要求一4b在延展^ ’許多情況下當對鋼之 有-些額外之機械力改if預期錫重分配步驟後 為有利的，以便在重新：二？邛分合理地重分配錫可 展性時維持部分機槭加:用上適當表現所需之延 何顿加工性能之增強。 完全鋼：重分配錫步驟 斯田鐵變態溫度A之 =力…驷I阿於其沃 (每英对η、時），之後Λ 效直徑鋼0·4小時 圍内以比每秒1。(：快之：；個約7 0 0 C至約4°° °c之溫度範 粒鐵晶界之錫再濃縮速率冷卻鋼。此冷卻速率避免在肥 436528

提供下列未限制實例用來描述但不意味限制本發明之範 圍。 AA1 具有製造不同組成之本發明具體實施例藉用標準製鋼慣 例之直空感應熔化製造。這些具體實施例之標稱組成顯示 於表1。

4365 2 8 五、發明說明（21) 表1 元素* Sti60 Sn6〇M Sn80 SnSOM 12L14 1215 «t =as== 1018 碳 0.08 0.08 0.08 0.08 0.15最大 0.09最大 0.15-0.20 猛 1.00 1.00 1.00 1.00 .058-1.15 0.75-1.05 0.60-0.90 磷 0.06 0.06 0.06 0.06 0.04-0.09 0.04-0.09 0.040最大 硫 0.34 0.34 0.34 0.34 0.26-0.35 0.26-0.35 0.050最大 矽 0.010 0.010 0.010 0.010 — 爾· 錫 0.06 0.06 0.08 0.06 鋁 0.001 0.001 0.001 0.001 氮 0.005- 0.005 0.005 0.005 .. 氧 0.005 0.005 0.005 0.005 銅 0.45 0.005 0.45 0.20 __ 鉛 — -- 0.25 備註： _ 本發明具趙 實施例 $發明具 體實施例 本發明具 體實施例 本發明具 體實施例 傳統帶鉛 易加工鋼 %統易加 工鋼(無鉛） 傳統鋼(非 易加工） *所有組成爲標稱的且以重量百分比表示 在製造這些具體實施例令，生料分兩階段充填至熔煉爐 中°言先’由石墨、磷鐵礦（含25%磷）、硫化鐵（含50% 硫）' 純銅及1：解鐵組成之基料充填至爐中並熔化。在基 料溶化後’其餘元素依下列次序加入：電解鋅、純矽及純 錫。'溶融销洗注至2 2 . 4公斤（5 0磅）錠模中。固定錠加熱至 約 1 232 °C(22 5(TF)約 2. 5.小時，之後在1 232 °C(2250 °F)及

第26頁 436528 五、發明說明（22) 9 54 °C(1 7 5 0 °F)間熱軋十次成最终直徑約29毫来（1 1/8英 吋）之圓棒。隨後以約每小時28 °C (每小時5(3 °F)冷卻至室 溫。 各約152毫来（6英吋）長直徑25. 4毫米之試驗樣品，由各 熱軋製程製備。由商業來源得到之熱軋AI SI級1 0 1 8、1 2 1 5 及12L14對照樣品，亦以機械加工至試驗樣品大小。AISI 級1 0 1 8為低碳鋼不認為是容易加工的。a IS I級1 2 1 5為傳 統、無錯、易加工鋼。AISI級12L14為傳統帶鉛易加工 鋼》這三個商業級之組成列於表1。 測定各樣品之前面定義之C指數值。c指數值列於表2。

表2 機棂加工能力(c指數） 說明 1215 1 —---- 90-127. 胃銃、無鉛、易機械加工鋼 ]2L14 121-125 傳統'帶鉛、易機械加工鋼 1018 ——-~ 66 ----------- 傳統、非易機械加丁鋼 s_ ---— 127 $發明具體實施例 - Sn6〇M 142 ----- 本發明具體實施例 Sn8〇 ------ 126 本發明真體實施例 —---— 135 1----- 本發明具體實施例 ^--- 第27頁 _ Λ36528

五、發明說明（23) 5式驗結果明顯類示本發.明試給呈轉每妒/丨 ia ^ ^ ^ ^ ^ 霄3忒驗具胆Λ施例之機械加工性 此柚*於或超過傳統易機槭加工鋼試驗者。諛妗 一些本發明試驗具體實施例 °Λ'α ’、顯不 統▼釔、易機械加工鋼試榦之機械加工能力。社田 證實本發明試驗具體實施例大幅超過試驗 工鋼AISI級1018之機械加工性能。 匆機槭加 實例2 進行試驗測定熱實施在—些本發明具體實施例機械加工 性能之影響。具有除沒有濃縮在肥粒鐵晶界之錫外之本發 明組成之對照樣品亦受試驗。 天 如實例1中之描述製備樣品，但變化樣品之熱實施。

Sn6 0Μ及Sn8 0 Μ樣品之熱軋結束溫度為9 5 4 °C ( 1 7 5 0 °F ) »這 些樣品之一部份由熱軋結束溫度以約每小時2 8 °c緩慢冷卻 至室溫，模擬使罔商業上棒鑄造操作。其他樣品由熱軋溫 度以約每秒1 °C之速率冷卻至室溫。又其他之樣品，在以 約每秒1 °c之速率由熱軋溫度冷卻至室溫後，隨後加熱至 約5 0 〇 °c維持二小時，之後空氣冷卻至室溫。

Sn60樣品在最佳溫度為約9〇〇°C(1650°F)下熱軋’之後 以每秒約5 t：空氣冷卻至室溫。這快速之冷卻速率不讓錫 濃縮在肥粒鐵晶界。這些樣品之一在像已冷钟狀況下試驗 並作為對照樣品。其他Sn6Q樣品加熱至約450 c (842 F)維 持1小時以根據本發明在胳粒鐵晶界濃縮錫，以後在試驗

第28頁 43 65 2 8 五、發明說明（24) 前以空氣冷卻至室溫。 作各樣品C指數之測量。結杲列於表3。 η 衣 等級 熱實行 機械加工性能(C指敷) Sn60 HR+冷卻至RT以55C/^ 110 HR+冷卻至RT以渺 +45〇°C 1小時+空氣冷卻至RT 122 Sn60M HR+冷卻至RT以28 °C/小時 142 HR+冷卻至RT以1 aC/# 136 HR+冷卻至RT以I°C/# +50CTC 2小時+空氣冷卻至RT 143 Sn80M HR+冷卻至RT以28t/小時 135 HR+冷卻至RT以1°C/秒 129 HR+冷卻至RT以1°C/秒 +50CTC 2小時+空氣冷卻至RT 135 *“HR”意爲“熱氧”在實例1中描述之條件: “RT”音层“句囚，， 上、上 t:、.、u ι»ϊ/ —h' ~f πττ 結杲顯示各試驗之本發明具體實施例展示在所有熱實施 條件試驗下極佳之機械加工性能。比較上，s η 6 0之對照樣 品沒有在肥粒鐵晶界濃縮錫，展示明顯較佳之機械加工性 該結杲亦顯示以每小時約2 8 °C冷卻之樣品及經歷維持 5 0 0 t：之樣品比以每秒1 °C冷卻之樣品有較好之機械加工性

第29頁 436528 五、發明說明（25) 能。這指示機械加工性能可經由控制鋼經歷有益於在肥粒 鐵晶界濃縮錫之熱力及動力條件下之時間控制。因此，該 結杲顯示暴露於錫在肥粒鐵晶界濃縮之溫度範圍内較長.， 造成在肥粒鐵晶界較高濃度之錫及鋼中較好之機械加工性 能。 實例3 在高體積、複雜製造機械加工環境中進行試驗。在此試 驗中，本發明具體實施例Sn80與傳統12LU含鉛鋼比較。 使用之機為高體積海卓馬（Hydromat)型號HB32/45 16站 迴轉轉移機，其能表現種種機械加工操作。產率約為每小 時3⑽個零件。各零件之機械加工由下列·機械加工操作組 成：1)切斷，2)镟削，3 )最終鎚削，4)切角，5 )表面加 工，6)鑽孔，7)擴孔，8 )粗打孔，9)最終打孔，丨〇 )反打 孔/1)去毛邊及12)磨売。使用之工具為1)高速鋼、2)塗 覆氮化鈦之碳化物、3)未塗覆之碳化物、4)蒸 5)52100等工·具.結杲列於表4。

弟3〇頁 4 3 6 5 2 8 五、發明說明（26) 表4 因數 Sn80 12L14 ‘ . 破片特徵 短而硬;易碎 易處理 短而硬;易碎 易處理 破片適宜性 合乎要求 合乎要汞 機械加工操作員 判斷操作過程 極佳 極佳 機械加工操作員 判斷最終切割 錆感平滑 镜感平滑 表面粗糙度:無 0.9微米 L3微米 磨光之狀況 (35微吋） (5〇微吋） 表面粗糙度:無 0.10-0.15 微米 , 0.18-0.20 微米· 磨光後之狀況 (4-6微时） (7-S微吋） 1 結果顯示本發明之試驗具體實施例表挺至少和.傳統 1 2 U 4含鉛鋼一樣，且在未磨光及磨光之狀況下均有較平 滑表面之完成。 實例4 進行本發明具體實施例之熱延展性試驗，以決定若其在 溫度符合局部切割區溫度時如傳统帶鉛易機械加工鋼等級 1 2 L 1 4 —般展現跪性。傳統不含錯之易機械加工销A I S I級 1 2 1 5亦試驗作比較。 受試驗之尽發明具禮貫施例為S π 8 0 3 S π 8 0之標稱組成列

436528 五、發明說明（27) 於表1。Sn8 0以描述在實例1中之方法製備，除了使罔三種 不同之熱實施條件之外，以便允許增加在肥粒鐵晶界錫漠 度在熱延展性上之效'應之測定。在第一條件中，熱軋S η 8 0 之後以每小時約2 8 °C之速率冷卻至室溫。其餘二條件均以 Sn80在第一條件中熱軋-冷卻至室溫之階段開始》在第二 條件中，鋼再熱至5 0 0 °C維持一小時之保持時間，之後空 氣冷卻至室溫。在第三條件中，鋼再熱至5 0 0 °C維持二小 時之保持時間，之後空氣冷卻至室溫。由於逐漸加長樣品 對錫濃縮在肥粒鐵晶界溫度範圍之暴露時間，對三個條件 預期錫濃縮量逐漸增大。 熱延展性試驗在有凸緣之壓縮樣品。使兩應變速率為2 0 秒μ溫度在室溫與6 0 0 °C間進行。測量在凸緣外表面上最初 裂痕發生時霍普（Η oop)應變之量決定熱延展性。試驗結果 以圖形展示於圖3。表5亦列出在4 0 0 °C對室溫延展性水準 之延展性損失。在40 0 °C之延展性損失代表增強機械加工 性能跪性槽之深度。 所有試驗樣品之肥粒鐵含量為約9 5體積百分比，以微觀 顯像分析撒光金相試片測定。

第32頁

4 3 6 5 2 B 五、發明說明（28) 表5 條件 在400 SC之延性損失 說明 1215 熱阜L 0% 傳統易機械加工鋼 12L14 熱軋 19-21% 傳統、帶鉛、易加工鋼 Sn80 熱軋 8% 本發明具體實施例 500 °C I小時 15% 本發明具體實施例 500 t 2小時 17% 本發明具體實施例

試驗顯示各本發明試驗具體實施例展現相似於傳統、帶 鉛、易機械加工鋼之脆化槽行為。結果亦顯示對試驗之本 發明具體實施例當肥粒鐵晶界錫濃度增加時槽加深。該結 果亦證實在不含鉛傳統、易加工鋼中不產生脆化槽。 關 微觀檢驗一些試驗具體實施例之破裂表面顯示破裂模式 在脆化槽範圍外為跨粒界的而在脆化槽範圍内為粒間的。 在含鉛傳統、易機械加工鋼上，也就是說在A I S I級1 2L 1 4 樣品上，亦觀.察到相同之破裂模式行為。然而，對不含鉛 傳統、易機械加工鋼，即A I S I級1 2 1 5樣品，在整個試驗溫 度範圍内破裂模式為跨粒界的。 雖然只有少數本發明之具體實施例及版本已顯示及描 述，熟諳此藝者對此做許多改變及修正不達.背本發明之精 神及範圍是明顯的。因此明白了解到，本發明不受限於在 此描述之.特定具體實施例及版本，但可在下面申請專利範 圍内具體化及實際化。

第33頁

Claims (1)

1. 436528 -SS_871I8885

   1年、>^夕、卫

   其基本 〇3、硫由0,0 0 2至0.8、錫由0 0 4至1由0.003 附帶之雜質所组成，其中錳對硫之比例2 9及其餘為鐵與 加銅之總和不超過0.9，此组成之特徵為锶^3.4且硫加锡 六、申請專利範圍 1. 一種易機械加工鋼組成，以重量百八 上由碳最多0, 25、銅最多〇_5、錳由"刀比表示， 至 Qnq、，* 丄 ώ ，煩 :誚‘I -員 ϊΒ1 4年1丨:， Ιβ, 1：^ 此组成之特徵為徼站 在肥粒鐵晶界之錫濃度量為鋼之總錫含、Q f，其具 效量。 <•十倍 2.如申請專利範圍第1項之易機械加工 、 肥粒鐵晶界之錫濃度為0.5重量百分比或更j成，其中在 3· —種易機械加工鋼組成，以重量百分此1"^有致量。 上由鋁最多0.0 0 5、碳由0·01至〇.25、鋼最 示，其基本 〇. 5至1. 5、氮最多〇. 015、氧由〇. 〇〇3至〇. 〇3夕、· 5、錳由 〇 15、矽最多〇, 〇5、硫由〇· 2至◦. 45、錫由〇磷由〇· 〇1至 其餘為鐵與附帶之雜質所組成，其中錳對碌’ 4至0. 〇8及 至3. 4且硫加錫加銅之總和不超過〇 · 9，該叙=比例為2 . 9 結構’其在肥粒鐵晶界具有錫濃度之量為 '之特徵為微 十倍或更高有效量。 總锡含量之 4. 如申請專利範圍第3項之易機械加工麵級 ’ 肥粒鐵晶界之錫濃度為〇，5重量百分比或更高有’其 5. —種製備易加工鋼之方法，其包括之步豫欢量 a) 提供一種具有錫作為取代物之鋼；為· b) 在鋼中析.、出硫化錳夾雜物； c) 在鋼中發展肥粒鐵晶界；及 d) 在肥粒鐵晶界濃縮錫，其量為鋼之她 或更高有效量。 〜'鐵含4 或更高 有 其中在 之十倍

   O:\55\55899.ptc 第1頁 4365 28 _案號87118885_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中在鋼中析出硫化 錳夾雜物之步驟，包括析出一種或多種選自第I型硫化錳 夾雜物及第I I型硫化猛夾雜物之硫化猛夾雜物類型。 7. 如申請專利範圍第5項之方法，其中在肥粒鐵晶界濃 縮錫之步驟包括在肥粒鐵晶界濃縮錫達0. 5重量百分比或 更高有效量之濃度。 8. 如申請專利範圍第5項之方法，其中在肥粒鐵晶界濃 縮錫之步驟包括在整個7 0 0 °C至4 0 0 °C之溫度範圍内，以比 每秒1 t：慢之速率冷卻鋼，以在肥粒鐵晶界濃縮錫。 9. 如申請專利範圍第5項之方法，其中在肥粒鐵晶界濃 縮錫之步驟包括保持鋼在4 2 5 °C至5 7 5 °C之溫度範圍，歷經 一段夠長之時間，以在肥粒鐵晶界濃縮锡。 1 0.如申請專利範圍第9項之方法，其r保持鋼在 4 2 5 °C至5 7 5 °C之溫度範圍内之時間為每公分等效直徑鋼 0. 4小時或更長有效時間。 11.如申請專利範圍第5項之方法，其中提供具有錫作為 取代物之鋼之步驟，包括提供一種組成以重量百分比表示 基本上由碳最多0.25 '銅最多0.5、錳由0.01至2、氧由 0.003至0·03 、硫由0.002至0.8、錫由0.04至(Κ08及其餘 為鐵與附帶之雜質組成之鋼，其中錳對硫之比例為2. 9至 3. 4且硫加錫加銅之總和不超過0 . 9。 1 2.如申請專利範圍第6項之方法，其中提供具有錫作為 取代物之鋼之步驟，包括提供一種組成以重量百分比表示 由基本上碳最多0.25、銅最多0.5、錳由0.01至2、氧由 0.003至0.03、硫由0.002至0.8 '錫由0.04至0.08及其餘

   O:\55\55899.ptc 第2頁 2000.12. 11. 035 436528 Λ_η 曰

   案號 87118885 六、申請專利範圍 為鐵與附帶之雜質組成之鋼’其中錳對硫之比例為2 9至 3. 4且硫加錫加銅之總和不超過〇 . 9。 1 3 _如申請專利範圍第7項之方法，其中提供具有锡作^ 取代物之鋼之步驟，包括提供一種組成以重量百分比表示 基本上由碳最多0.25、銅最多0.5、猛由〇,〇1至2、氣由^ 0.003至0.03、硫由0.002至0.8、錫由〇·〇4至0.08及其餘 為鐵與附帶之雜質組成之鋼，其中錳對硫之比例為2. 9至 3. 4且硫加錫加銅之總和不超過0 . 9。 14_如申請專利範圍第8項之方法，其中提供具有錫作 取代物之鋼之步驟’包括提供一種組成以重量百分比表^ 基本上由碳最多0.25、銅最多0.5、錳由〇_01至2、氧 0. 0 03至0. 03、硫由0. 0 0 2至0. 8、錫由〇· 04至〇, 〇8及羊其餘 為鐵與附帶之雜質組成之鋼’其宁錳對硫之比例為2/9至 3. 4且硫加錫加銅之總和不超過0 . 9。 1 5,如申請專利範圍第9項之方法’其中提供具有錫作 取代物之鋼之步驟’包括提供一種組成以重量百分比表^ 基本上由碳最多0.25、銅最多〇.5、錳由〇 〇1至2、氧 0.0 0 3至0.03、硫由0.00 2至0.8、錫由〇〇4至〇 〇8及盆 為鐵與附帶之雜質組成之鋼，其中錳對硫之比例為2.'9至 3. 4且硫加錫加銅之總和不超過〇 . 9 ^ . 16.如申請專利範圍第㈣之方法，其中提供具有 為取代物之鋼之步驟，包括提供—種组成以重量百 示基本上由碳最多0.25、鋼最多〇·5、錳由〇 〇ι至2、: o.m至0.03、^由o.m至0_8、錫由〇,〇4至〇〇8及其餘由 為鐵與附帶之雜質組成之鋼_其中猛對硫之比例為2. 9至

   O:\55V55899.ptc 2000-12.11.036 4 3 65 2 8 _案號 87118885_年月曰__ 六、申請專利範圍 3 . 4且硫加錫加銅之總和不超過0 . 9。 1 7.如申請專利範圍第5項之方法，其中提供具有錫作為 取代物之鋼之步驟，包括提供一種組成以重量百分比表示 基本上由鋁最多0.005、碳由0.01至0.25、銅最多0.5、錳 由0.5至1.5、氮最多0.015、氧由0.003至0.03、磷由0.01 至0.15、矽最多0.05、硫由0.2至0.45、錫由0.04至0.08 及由鐵與附帶雜質組成之其餘部份組成之鋼，其中錳對硫 之比例為2. 9至3, 4且硫加錫加銅之總和不超過0 . 9。 1 8.如申請專利範圍第6項之方法，其中提供具有錫作為 取代物之鋼之步驟，包括提供一種組成以重量百分比表示 基本上由i呂最多0.005、碳由0,01至0.25、銅最多0.5、猛 由0_5至1.5、氮最多0.015、氧由0,003至0.03、磷由0.01 至0.15、矽最多0.05、硫由0.2至0. 45、錫由0,04至0.08 及由鐵與附帶雜質组成之其餘部份組成之鋼，其中錳對硫 之比例為2. 9至3 . 4且硫加錫加銅之總和不超過0 . 9。 1 9.如申請專利範圍第7項之方法，其中提供具有錫作為 取代物之鋼之步驟，包括提供一種組成以重量百分比表示 基本上由鋁最多0.005、碳由0.01至0.25、銅最多0.5、錳 由0.5至1.5、氮最多0.015、氧由0.003至0.03、磷由0.01 至0,15、矽最多0.05、硫由0.2至0.45、錫由0.04至0.08 及由鐵與附帶雜質組成之其餘部份组成之鋼，其中錳對硫 之比例為2. 9至3. 4且硫加錫加銅之總和不超過0 . 9。 2 〇.如申請專利範圍第8項之方法，其中提供具有錫作為 取代物之鋼之步驟，包括提供一種組成以重量百分比表示 基本上由鋁最多0.005、碳由0.01至0.25、銅最多0.5、錳

   O:\55\55S99.ptc 第4頁 2000.12. 11.037 4365 2 8 __案號 87118885 __-----—-- 六、申請專利範圍 由0·5至1.5、氮最多0.015、氧由0_003至0·〇3、磷由0.〇1 至0·15、石夕最多〇.〇5、瑞由至〇，45、錫由0.04至0.08 及由鐵與附帶雜質組成之其餘部份組成之鋼’其中猛對硫 之比例為2 9至3 . 4且硫加錫加銅之總和不超過〇 · 9。 2 1.如申請專利範圍第9項之方法，其中提供具有錫作為 取代物之鋼之步驟，包括提供一種組成以重量百分比表示 基本上由|呂最多0.005、破由至〇·25、銅最多0.5、猛 由0.5至1.5、氮最多0.015、氧由0.003至0.03、碟由〇·〇ι 至0.15、石夕最多〇.〇5、硫由至0.45、錫由〇.〇4至0.08 及由鐵與附帶雜質組成之其餘部份組成之鋼，其中猛對硫 之比例為2 · 9至3. 4且硫加錫加銅之總和不超過〇 · 9。 2 2.如申請專利範圍第1 0項之方法’其中提供具有錫作 為取代物之鋼之步雜，包括提供一種組成以重量百分比.表 示基本上由鋁最多0.005、.碳由0.01至0,25、銅最多0.5、 錳由0.5至1.5、氮最多0,015、氧由〇.003至〇.〇3、磷由 0,01至0.15、矽最多0.05、硫由0·2至0·45、錫由0.04至 0.08及由鐵與附帶之雜質組成之其餘部份組成之鋼，其中 锰對硫之比例為2. 9至3. 4且硫加錫加銅之總和不超過 0. Θ。 23.—種製備易加工鋼之方法，其包括之步驟為： a) 提供一種具有錫作為取代物之鋼； b) 在鋼中析出硫化錳夾雜物； c) 在鋼中發展肥粒鐵晶界； d)在肥粒鐵晶界濃縮錫 或更南有效量； 其置為鋼之總錫含量之十倍

   O:\55\55899.ptc 第5頁

   2000.12. 11. 038 436528

   O:\55\55899.ptc 第6頁 2000.12.12.039 436528 _ES 87118885 曰 修正 六、申請專利範圍 示基本上由碳最多0.25、銅最多〇_5、猛由0.01至2、氧由 0,003至0.03、硫由0.002至〇.8、錫由0.04至0.08及其餘 為鐵與附帶之雜質組成之鋼，其中錳對硫之比例為2. 9至 3 · 4且硫加锡加鋼之總和不超過〇. 9。 3 1.如申請專利範圍第24項之方法，其中提供具有錫作 為取代物之鋼之步驟’包括提供一種組成以重量百分比表 .示基本上由石反最多〇·25、銅最多0.5、猛由0.01至2、氧由 〇_ 0 0 3至〇. 03、硫由0.002至0,8、錫由0.04至0· 08及其餘 為鐵與附帶之雜質組成之鋼，其中猛對硫之比例為2 9至 3. 4且瓜加錫加鋼之總和不超過〇 , 9。 32.如申請專利範圍第25項之方 鋼，，包括提供-種組成以重量百:比表 0丁二至0 取多0,25、銅最多〇.5、猛由0,01至2、氧由 為鐵與附帶之^由至G.8、錫由G.G4跳08及其餘 Q 雜貝組成之鋼，其中錳對硫之比例為2. 9至 d · 4且硫加銘it 娜加鋼之總和不超過0 . 9。 3 3.如申含軎亩f、 為取代物/如專利範圍第26項之方法，其中提供具有錫作 示基本上由驴^步驟，包括提供一種組成以重量百分比表 0.003至0 取多〇.25、銅最多〇.5、猛由〇,01至2、氧由 為鐵與附帶之挪硫由〇.〇02至〇.8、錫由〇·04至0·08及其餘 3_ 4且疏加錄^質組成之鋼，其中錳對硫之比例為至 34.如申許;飼之總和不超過0·9。

   O:\55\55899.ptc 第7頁 為取代物之L利範圍第27項之方法，其中提供具有錫作 示基本上由妒2步驟，包括提供一種組成以重量百分比表 --反最多0.25、銅最多0.5、錳由〇_〇1至2、氧由 2000.12.11, 〇4〇 w 4 3 65 2 8 _案號 87118885_年月日___ 六、申請專利範圍 0.003至0.03、硫由0.002至0,8、錫由0.04至0.08及其餘 為鐵與附帶雜質組成之鋼，其中錳對硫之比例為2 . 9至3. 4 且硫加錫加銅之總和不超過0. 9。 3 5.如申請專利範圍第2 8項之方法，其中提供具有錫作 為取代物之鋼之步驟，包括提供一種組成以重量百分比表 示基本上由碳最多0.25、銅最多0.5、猛由0.01至2、氧由 0,003至0.03、硫由0.002至0.8、錫由0.04至0.08及其餘 為鐵與附帶之雜質組成之鋼，其中錳對硫之比例為2. 9至 3. 4且硫加錫加銅之總和不超過0. 9。 3 6.如申請專利範圍第2 9項之方法，其中提供具有錫作 為取代物之鋼之步驟，包括提供一種組成以重量百分比表 示基本上由碳最多0.25、銅最多0.5、錳由0.01至2、氧由 0.003至0.03、硫由0.002至0.8、錫由0.04至0.08及其餘 為鐵與附帶雜質組成之鋼，其中錳對硫之比例為2. 9至3. 4 且硫加錫加銅之總和不超過0, 9 ^ 3 7.如申請專利範圍第2 3項之方法，其中提供具有錫作 為取代物之鋼之步驟，包括提供一種組成以重量百分比表 示基本上由銘最多0.005、碳由0.01至0.25、銅最多0.5、 錳由0.5至1.5、氮最多0,015、氧由0.003至0.03、磷由 0.01至0.15 、石夕最多0.05 、硫由0.2至0.45 、錫由0.04至 0 . 0 8及由鐵與附帶雜質組成之其餘部份組成之鋼，其中錳 對硫之比例為2, 9至3 . 4且硫加錫加銅之總和不超過0. 9。 3 8.如申請專利範圍第2 4項之方法，其中提供具有錫作 為取代物之鋼之步驟，包括提供一種組成以重量百分比表 示基本上由鋁最多0.005、碳由0.01至0.25、銅最多0.5、

   O:\55\55899.ptc 第8頁 2000.12.12.041 436528 __案號 87118885 月 曰 修正 氧由0. 0 03至0. 03、磷由 六'申請專利範圍 錳由0.5至1.5、氮最多〇·〇15 0.01至0.15 '矽最多〇·〇5、硫由〇·2至0.45、錫由0·04至 0.08及由鐵與附帶之雜質組成之其餘部份組成之鋼’其中 錳對硫之比例為2. 9至3. 4且硫加錫加銅之總和不超過 0.9 c 3 9 ·如申請專利範圍第2 5頊之方法，其中提供具有錫作 為取代物之鋼之步驟，包括提供一種組成以重量百分比表 示基本上由|呂最多0.005、石炭由至0.25、銅隶多0·5、 猛由0.5至1.5、氮最多0.015、氧由〇·0〇3至0.03、填由 0.01至0.15、矽最多〇.〇5、硫由〇，2至0.45、錫由0.04至 〇. 08及由鐵及附帶雜質組成之其餘部份組成之鋼，其中錳 對硫之比例為2. 9至3. 4且碰加錫加銅之總和不超過〇 · 9。 40. 如申請專利範圍第2 6項之方法’其中提供具有錫作 為取代物之鋼之步驟，包括提供一種組成以重量百分比表 示基本上由鋁最多〇.〇05、碳由〇,〇1至0.25、銅最多〇,5、 猛由0.5至1.5、氮最多0.015、氧由〇.〇〇3至0.03、磷由 0_0 1至0，15、矽最多0.05、硫由〇 2至〇·45、錫由〇.〇4至 m if寸帶雜質組成之其餘部份組成之鋼，其中錳 士申1· 9 53, 4且硫加錫力σ鋼之總和不超過〇. 9。 41. 如申晴專利範圍第27項 為取代物之鋼之步驟，包括提法’其中提供具有錫作 不基本上由鋁最多〇. 00 5、碳 乂 里里曰刀比衣 猛由0 5至1 R ^ . ·〇1至0.25、銅最多0.5、 鉱田u.D主i.5、虱最多〇.〇15、盡 η « 〇 ic 孔由 0.003 至 0.03、磷由 0. 01至0· 15、矽最多〇· 〇5、硫由〇 Μ田 η i ^ ^ ^ Φυ. 2 至 0.45、錫由 〇,〇4 至 0 . 0 8及由鐵與附帶雜質組成 t私加 --—---/'餘部份組成之鋼，其中錳

   O:\55\55899.ptc 第9頁 2000.12.11,042 43 65 2 8 _案號 87118885_年月日_ί±^,_ 六、申請專利範圍 ^ 對硫之比例為2 . 9至3 . 4且硫加錫加銅之總和不超過0 . 9。 4 2.如申請專利範圍第2 8項之方法，其中提供具有錫作 為取代物之鋼之步驟，包括提供一種組成以重量百分比表 示基本上由鋁最多0.005、碳由0.01至0. 25、銅最多0.5、 錳由0.5至1.5、氮最多0.015、氧由0.003至0.03、磷由 0.01至0.15、矽最多0.05、硫由0.2至0.45、錫由0.04至 0.08及由鐵與附帶雜質組成之其餘部份組成之鋼，其中錳 對硫之比例為2. 9至3. 4且硫加錫加銅之總和不超過0. 9。 43.如申請專利範圍第29項之方法，其中提供具有錫作 為取代物之鋼之步驟，包括提供一種组成以重量百分比表 」 示基本上由紹最多0.005、碳由0.01至0.25、銅最多0.5、 猛由0.5至1.5、氮最多0.015、氧由0.003至0.03、鱗由 0.01至0.15、矽最多0.05、硫由0.2至0.45、錫由0.04至 0, 0 8及由鐵與附帶雜質組成之其餘部份組成之鋼，其中錳 對疏之比例為2 . 9至3. 4且硫加錫加銅之總和不超過0. 9。

   O:\55\55S99.ptc 第10頁 2000.12.11.043