TW496903B - Non-ridging ferritic chromium alloyed steel - Google Patents

Description

496903 A7 B7 五、發明説明

本發明關於一種由具有鑄態細等軸晶粒結構的熔體所 形成的鐵素體鉻合金鋼。更詳而言之，本發明關於一種由 熔體所#成的鐵素體鉻合金鋼，該熔體含有足夠的鈦和氮 以及控制量的鋁以用於形成小的氧化鈦夾雜物而提供必需 的晶核以用於形成鑄態的等軸晶粒。由具有此等軸鑄造晶 粒結構的鋼所製造的熱加工薄板係特別適用於製造一種冷 軋、再結晶退火薄板，此薄板具有優良的無筋狀凸起特性 及拉伸可成形性，甚至不需要熱帶退火或中間退火。 訂 希望能夠有高可成形性的鐵素體不銹鋼，此外尙具有 高塑性變形比率，以便使已知爲”筋狀凸起”、”肋凸” 或”繩凸”的現象達到最小程度。不像奧氏體不銹鋼，在 冷形成爲部件後，難看的筋狀凸起可能出現在冷軋的再結 晶退火鐵素體不銹鋼薄板之表面上'。筋狀凸起之特徵爲形 成筋凸、溝紋或波紋，其以平行於薄板的滾軋方向延伸。 此缺點不僅損傷薄板的表面外觀而且導致較差的拉伸可成 形性。

^;r<-t-V 代 ^-^π.τ消於 卬 V 鐵素體鉻合金鋼，尤其是次平衡鐵素體鉻合金鋼如不 銹鋼4 0 9型和4 3 9型，不論是否連續鑄造成5 0 -2 0 0毫米的平板厚度或鑄造成2 — 1 0毫米的帶條厚度 ，典型上具有鑄態大柱狀晶粒。這些大柱狀晶粒具有近乎 立方體在面上的結晶組織，其在各種不同製造應用中所用 的最終冷軋退火薄板中產生非常不宜的筋狀凸起特徵。此 筋狀凸起所產生的表面外觀在暴露的成形部分中係高度令 人討厭的，該成形部分如小箱、汽車修整、排氣管及末端 本紙乐尺度適州中囚Β2家標嗥（（’NS ) Λ4規格（210X297公釐） -4- 496903 Α7 _-―_Β7__ 五、發明説明έ ) 圓錐體、衝锻的消音器、濾油器等等。筋狀凸起使得薄板 在成形後具有粗糙、不平的表面外觀且在冷軋和退火後造 成大的才均勻或”帶狀”晶粒結構的出現’此由於鑄態鋼 中的最初發生的柱狀晶粒結構所產生的。 爲了使筋狀凸起的發生性達到最小化’在冷軋之前對 熱軋薄板作退火而產生額外的花費。此熱鐵素體不銹鋼的 額外退火步驟亦減少可形成性，由於較低的平均應變比’ 即是R m，_其降低深拉性。在冷軋之前所退火的熱軋薄板必 須被冷軋至少7 0 %以彌補在最後退火之前的熱帶退火所 致的R m損失。 數年來，已經有許多嘗試欲藉改變鐵素體不銹鋼的合 金組成而免除上述加工要求及花費而消除筋狀凸起。已知 鐵素體不銹鋼中的筋狀凸起係主要起源於熱軋期間。爲了 使筋狀凸起減到最小程度，已經嘗試藉控制熔體的化學’ 如雜質C、N、0、S、P中的一種或多種，而在鑄塊中 形成細等軸晶粒結構，及藉使用較低的熱軋溫度，例如/ t.l. 屮 r 又:) η Λ 合 ή】 9 5 0 - 1 1 0 0 °C而精煉晶粒結構。在精煉期間的化學 控制已經對於鐵素體不銹鋼的筋狀凸起特徵產生某些改良 ，因爲形成第二相，即是在高溫的奧氏體’其在室溫變成 馬氏體。然而，形成第二相必須犧牲最終產品的拉伸長度

I 及焊接性能。熱軋期間的溫度控制已經導致操作的困難性 以及需要較高的熱軋動力。因此，熱軋薄板厚度必須較大 。熱軋之後必須接著至少二階段的冷軋，在二冷軋之間具 有第二中間退火。 . 5- (請先閱讀背而之注意事項再填It?本頁) 本紙張尺度適州中SS家標今（rNS ) Λ4規格（210X297公釐） 496903 A7 _ 一 B7 五、發明説明& ) (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁} 美國專利5，769，152認爲在連續鑄造的不銹 鋼中，柱狀晶粒係不適合的。此專利建議可避免柱狀晶粒 及代替ίέ使用高於液相0 - 1 5°C的低過熱溫度來鑄造熔 融鋼以形成等軸晶粒及在鑄模中磁性地攪拌熔融鋼。 其它者已經嘗試藉添加一或多種安定元素來改變鐵素 體不銹鋼的合金組成。美國專利4，465，525關於 一種具有優良可成形性和改良表面品質的鐵素體不銹鋼。 此專利揭示2—3〇ppm的硼量和至少0·005%鋁 可增加伸長率及尺《1以及減少筋狀凸起特徵。美國專利4， 515，644關於一種具有改良筋狀凸起品質的深拉鐵 素體不銹鋼。此專利揭示添加鋁、硼、鈦、鈮、鉻和釩皆 可增加鐵素體不銹鋼的伸長率，增加Rm及增加抗筋狀凸起 性。更詳而言之，此專利揭示一種具有至少〇 · 〇 1 % A 1的鐵素體不銹鋼，其改良抗筋狀凸起特徵。美國專利 5，6 6 2，8 6 4關於當小心控制T i 、C + N和N/ C時可製造具有良好筋狀凸起性的鐵素體不銹鋼。此專利 教導說因爲在熔體中添加對應於C + N含量的T i以形成 氮化碳而改良筋狀凸起。鋼熔體含有^0 · 0 1%C、 · 0%Μη、<1 · 0%Si、9 一 50%Cr、 <0 . 07%A1 ' 0 . 006<C + N<0 . 025%' \ N / C > 2 ' (Ti— 2S — 3〇）/(C + N)<4 及 Ti xNs3〇xl〇4。美國專利 5，505，797 關 於製造具有減少面內各向異性及優良晶粒結構的鐵素體不 銹鋼之方法。此專利教導說當鋼熔體較佳含有 本紙張尺度適用中ΚΚ家標今（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） -6 - 496903 A7 一 B7 五、發明説明Q ) 0.0010 - 0.080%c、0.10 — 1.50% Μη、〇· 10-0.80%Si、14— 19%Cr 及 二或多· 010-0 · 20%A1、〇 · 050 一 0.30%Nb、0.050 - 0. .30Ti 及 0.05 0 - Ο · 3 0%zr時可獲得良好的筋狀凸起特徵。鋼鑄 造成平板及熱軋成具有4毫米厚度的薄板，熱帶材退火， 酸洗，冷軋及精整退火。平板被加熱至1 2 0 〇°C及經歷 至少一個在9 7 0 - 1 1 5 0 °C溫度的熱軋道次。熱軋輕 與熱軋鋼之間的摩擦係0 · 3或較小，滾軋減速比係介於

4 0 — 7 5%之間，而熱軋精整溫度係6 0 0 — 9 5 0°C 。熱軋鋼在850 ΐ：的溫度退火4小時，冷軋82 . 5% 及在8 6 0 °C的精整溫度退火6 0秒鐘。 已知當鈦化合物產品的溶解度超過液相溫度的飽和程 -度-時，即鈦安定的不銹鋼之超平衡，則鈦化合物係穩定的 •且在凝固金屬之前T i N將沈澱。這些超平衡平板所產生 的鋼薄板係表現改良的筋狀凸起特徵及可成形性。然而在 凝固後，T i N聚結成爲大的叢簇及浮在鑄造平板的表面 彳 上。這些非金屬T i N叢簇在熱軋期間形成令人不可接受 ί 的開放表面缺陷，知爲T i -條紋。在平板之熱加工前， I 必須藉由花費大的表面整修如硏磨來由平板中移除這些大 /， ^ 的非金屬叢簇。美國專利4，964，926關於在鑄造 .1 IV 期間藉形成一種次平衡的鈦安定鐵素體不銹鋼以消除非金 合 ί 屬氧化鈦和氮化鈦的形成和沈澱，而使得可焊接性雙重安 ν 定鐵素體不銹鋼具有改良的表面品質。此專利揭示藉添加 本紙張尺度送W中ΚΚ家標今（（’NS ) Λ4現格（210X297公釐） Ζ J—. (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) Φ 496903 A7 _ ~ B7 五、發明説明g ) (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) 單獨的鈮或鈮和銅至鐵素體不銹鋼可改良繩凸特性係已知 的。然而，僅添加鈮會導致焊接裂縫。美國專利4，96 4，9 d 6揭示用鈮安定劑代替一部分的鈦安定劑以形成 一種雙重安定的鐵素體不銹鋼。添加至少0.05%鈦到 鈮安定的鋼會消除焊接裂縫。. 先前技藝者藉在冷軋之前將熱軋的鐵素體不銹鋼退火 以使筋狀凸起減到最小程度，此已經犧牲成本及可成形性 。此額外的退火步驟因降低平均R 而減少可成形性。而且 ，此預退火的熱軋鋼必須冷軋至少7 0 %以獲得一種R m在 最後退火後近似於熱軋鋼Γ其在冷軋之前係未退火的）。 此較大的冷軋百分率通常亦需要中間退火步驟。由看起來 無數的其它努力所明顯得知，仍然有深切需要一種退火的 鐵素體鋁合金鋼，其本質上無筋狀凸起且具有優良的深可 成形特性如高R m，高伸展.長度及均勻的退火晶粒結構。對 於具有良好筋狀凸起特徵的優良深可成形性鐵素體不銹鋼 (其使熱加工薄板在冷軋之前不需要經退火）仍有更進一 步的需求。對於優良深可成形性次平衡鐵素體不銹鋼仍有 更進一步的需求，其具有良好的筋狀凸起特徵，由一種不 具有表面缺陷的熱加工薄板所形成，即是沒有氮化鈦鱗皮 及氮化鈦條紋，在平板之熱加工前不需要對一連續的鑄造 平板之表面作表面整修。 發明槪述 本發明之一主要目的在於提供一種優良深可成形性和 本紙乐尺度適用中KS家行:爷（rNS ) Λ4規格（210X 297公嫠） -8- 496903 A 7 ___~_B7_ 五、發明説明) 可拉伸性的鐵素體鉻合金鋼薄板，其具有良好的筋狀凸起 特徵，在冷軋之前不需要對熱加工薄板作退火。 本^明另一目的在於提供一種優良的深可成形性和具 有良好筋狀凸起特徵的可拉伸之鐵素鉻合金鋼，在冷軋階 段之間不需要多次冷軋和退火。 本發明又一目的在於由一連續鑄造的平板形成鐵素體. 鉻合金鋼薄板，其在熱加工鑄造的平板之前不需要表面整 修。 一 本發明再一目的在於一種優良深可成形性及可拉伴的 鐵素體鉻合金鋼薄板，其具有良好的筋狀凸起特徵、改良 的晶粒結構及高伸展長度特性，其由連續鑄造的平板所形 成，在熱加工鑄造的平板之前不需要表面整修。 附加目的包括提供一種優良深可成形性的鐵素體鉻合 金鋼薄板，具有良好的筋狀凸起特徵，具有改良的可焊性 、耐蝕性及抗高溫循環氧化性。 本發明關於一種鐵素體鉻合金鋼及一種製造具有大於 5 0 %等軸晶粒的鑄態結構之鋼的方法。鑄態鋼被鈦所脫 氧且含有高及於0 · 〇8%C，至少8%Cr，

屮 η ·?· 又:】 II Λ 消 f： A il jV (請先閲讀背而之注意事項再填寫本頁) <0 · 03%A1，高及於 1 · 50%Mn，<0 · 05% N，sl.5%Si，<2.0%Ni (所有的百分率皆以 重量計），其餘的鐵及殘餘元素。鑄態鋼係被熱加工成一 連續的薄板。薄板可經除鱗，冷軋至最終厚度，然後再結 晶退火。不需要在冷軋之前對熱加工薄板作退火或是在多 冷軋階段之間對薄板作退火以消除最終退火薄片中的筋狀 本紙張尺度送;丨]中囚s家標彳（（，NS ) Λ4規格（210X297公釐） 9 - 496903 A7 B7 五、發明説明卜) 凸起。 本發明另一特徵在於Ti2〇 · 10%且Al< (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) 0 · 〇 d %。 本發明又一特徵在於（T i XN) /A 1之比値爲至 少 0 · 1 4。 本發明再一特徵在於T i和N滿足關係 (Ti/48)/〔（C/12) + (N/14)〕> 1 · 5且以次平衡量存在。 本發明猶一特徵在於冷軋的退火薄板具有Rm>l . 4 且係由在冷軋之前未經退火·的熱加工薄板所製成。 本發明還一特徵在於鑄態等軸晶粒^ 3毫米。 本發明之優點包括高度可成形的鐵素體鉻合金鋼，其 具有優良的筋狀凸起特徵，較佳的製造成本，在冷軋之前 不需要對熱加工的薄板作退火，在多冷軋階段之間對薄板 作退火，具有改良的表面品質，具有改良的可焊性，良好 的抗濕腐蝕性及具有良好的抗高溫循環氧化性。另一優點 爲能鑄造平板，其在熱加工之前不需要經表面整修，例如 硏磨，以防止在熱加工的薄板中沿平行於滾軋方向延伸的 開放表面缺陷，如熱軋鱗片及條紋，由於非金屬氧化鈦或 氮化鈦叢簇型沈澱物之滾軋所產生的，在鑄造期間形成於 接近平板表面處。本發明另一優點包括一種高度可成形的 鐵素體鉻合金鋼薄板，具有優良的筋狀凸起特性，在退火 後具有非常均勻的晶粒結構。 在考量詳細的說明及附圖後，將明顯了解本發明之以 本紙張尺度適中KK家標彳（rNS ) Λ4規格（210X297公釐） -10· 496903 A7 __一一_B7^_ 五、發明説明) 上和其它目的、特徵及優點。 (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) 較佳實&例之詳細說明 本發明關於一種由具有細等軸晶粒的鑄態結構之鋼所 製造的高度可成形之鐵素體鉻合金鋼薄板。鋼係由一種熔 體所鑄造成，此熔體含有足夠的鈦和氮以及控制量的鋁以 用於形成小的氧化鈦夾雜物而提供必需的晶核以用於形成 鑄態的等軸晶粒結構，俾此鋼所製造的退火鉻合金薄板係 具有增進的筋狀凸起特徵。藉形成一種鉻合金鐵熔體，富 含有小的氧化鈦夾雜物而非大的氧化鋁夾雜物叢簇，則可 形成一種具有大於5 0 %等軸細晶粒（％ E Q )的鑄態晶 粒結構。在鑄態鋼中藉避免形成大柱狀晶粒，則在鋼所製 造的冷軋、再結晶退火薄板中使筋狀凸起達到最小程度， 即使鋼所形成的熱加工薄抿在冷乳之前係未經退火時。 鐵素體鉻合金鋼的含意包括具有至少8 %鉻的合金鋼 。本發明的鐵素體鉻合金鋼特別適合於熱加工薄板、冷軋 薄板、金屬塗覆薄板及塗漆薄板。這些鐵素體鉻合金鋼係 相當適合於含有10_25%Cr的AISI 400型 系列之不銹鋼，尤其是含有1 1 一 1 3%C r的409型 不銹鋼。就本發明而言，亦將了解的是”薄板”的意思包 括連續的帶材或由連續帶材所形成的切割長度。 鐵熔體係由熔爐中提供，如由電弧爐（EAF)。電 熔體可在熔爐中形成的，由固體帶鐵的碎屑、碳鋼碎屑、 不銹鋼碎屑、固體含鐵的材料，包括氧化鐵、碳化鐵、直 本紙依尺度適中KK家標彳((’NS ) ( 210X297公羡） ~ 9 6 9 4 A7 __. _Ji7_ 五、發明説明& ) 接還原鐵、熱團塊鐵，或熔體可鼓風爐中的熔爐之上游製 造得或由其它能提供鐵熔體的鐵熔煉單元所製造得。鐵熔 體將於_爐中被精煉或傳送至精煉容器如氬-氧-脫碳容 器（AOD)或真空一氧一脫碳容器（VOD)，接著至 修整站如鋼包冶金爐（LMF )或送絲站。 本發明一重要特徵係在將熔體精煉至最終碳分析後及 在將合金修整至符合最終規格之期間或之後，於鑄造之前 將鈦加到熔體中以脫氧。爲了形成小的氧化鈦夾雜物以便 形成晶核（其爲形成鑄態等軸細晶粒結構所必需的），必 須用鈦來使熔體脫氧。爲了提供足夠的這些晶核（其爲形 成鑄態等軸細晶粒結構所必需的），熔體較佳含有至少 0 · 1 0 % T i。鋁較宜上不加到（當作脫氧劑）此精煉 ， ^ 的熔體內，以便使鋁夾雜物（即是氧化鋁，A 1 2〇3)的 形成達到最小化。本發明之同等重要的特徵係在鑄造之前 足量的鈦和氮存在於熔體中，俾形成小的氧化鈦夾雜物以 提供用於形成鑄態等軸晶粒所必需的晶核。較宜上，鈦和 氮的乘積除以殘餘的鋁之比値（TNA)係至少〇 · 1 4 。藉控制此比値於至少0 . 1 4，茲相信在鑄造之前，熔 體中形成氮化鈦所塗覆的小氧化鈦夾雜物，確保有形成鑄 態細等軸晶粒所必需的小成核位置。若鋼欲被安定時，貝!I 可添加超過脫氧所需的足量鈦，例如>0.10%，以與 熔體中的碳和氮合倂，但是較宜上少於氮所飽和的必需量 ，即是次平衡，藉以防止在固化之前發生大的氮化鈦夾雜 物沈澱。另可選擇地，亦可將一或多種安定元素如鈮、锆 本紙張尺度述叩中家標:11 ( rNS ) Λ4規格（210X297公釐） (讀先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) 訂 -12 - 496903 A7 B7 五、發明説明（j0 ) (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) 、鉅和釩加到熔體中。因此，本發明的鋼在熔體中較佳具 有至少0·10%Ti ，較佳至少0·005%N及較佳 少於0 .1 0 2 %鋁，俾鋼本質上被鈦所脫氧，而小的氧化 鈦夾雜物係爲熔體中的主要夾雜物，即是氧化鈦夾雜物> > A 1 2〇3夾雜物，以提供形成鑄態等軸晶粒結構所必需 的晶核。 被鋁而非鈦所脫氧的鐵素體鉻合金鋼可能在熔體中具 有小的夾雜物。然而，先前技藝經鋁脫氧的鐵素體鉻鋼與 本發明經鈦脫氧的鐵素體鉻鋼比較下的主要差異在於本發 明鋼熔體的大部分夾雜物係基於氧化鈦而非氧化鋁。我們 已經判定本發明鋼的夾雜物之至少5 0 %係具有粒子大小 不大於1微米，且這些夾雜物的至少9 0%係具有大小不 大於1.5微米。雖然未明瞭其形成何種氧化鈦，即 Ti〇、Ti 〇2、ΤΙ2〇3、Ti3〇5，但是相信主要 存在的夾雜物爲T i Ο。 於熔化或精煉容器中精煉及與鉻形成合金後，鉻合金 鐵鋼熔體將被鈦所脫氧及含有高及於0 · 0 8%C，至少 8%Cr，高及於 1 · 50%Mn，<0 · 03%A1，< 〇.〇5%N^<1.5%Si »<2.〇%Ni (所有的 百分率皆以重量計），其餘的鐵及殘餘元素。鉻合金鋼熔 體可連續鑄造成薄板，薄平板d 4 0毫米，厚平板 ^2 0 0微米，或鑄造成具有由大於5 0%細等軸晶粒所形 成的鑄態晶粒結構之錠塊。更宜上，鋼熔體具有鈦和氮的 重量百分率之乘積除以殘餘鋁的比値爲至少0 · 1 6，較 本紙張尺度適州中家標今（rNS ) Λ4規格（210X297公釐） -13 - 496903 A7 _ ~ B7 五、發明説明h ) 佳至少0 . 2 3，及鑄造形成一種至少8 0 %細等軸晶粒 且本質上所有的細等軸晶粒之鑄態結構。 我ή已經判定獲得鑄態等軸晶粒所必需的鈦和氮之乘 積除以鋁的比値亦與鋼的鉻含量有關。就含有少到8%鉻 的不銹鋼而言，茲相信達成大於5 0%鑄態等軸晶粒所需 要的鈦和氮之乘積除以殘餘鋁的比値可少於.1 4。就含 有約1 1%鉻的Τ4 0 9不銹鋼而言，達成大於5 0%鑄 態等軸晶粒所需要的鈦和氮之乘積除以殘餘鋁的比値係至 少.1 4，而達成接近1 0 0 %鑄態等軸晶粒者係大於 • 2 3。就含有至少1 6%的高鉻之丁 4 3 0不銹鋼及含 有至少1 7%的高鉻之Τ4 3 9不銹鋼而言，表3和4顯 示達成大於5 0%鑄態等軸晶粒所需要的鈦和氮之乘積除 以殘餘鋁的比値係大於· 2 0，而達成接近1 0 0 %鑄態 等軸晶粒者係大於· 3 0。. >i-«i-、f:-v-^u_T消 A<" C ；；； ·Ξη (請先閲讀背而之注意事項再填寫本頁) 鑄鋼被熱加工成薄板。將了解的是”熱加工”係意味 鑄態鋼將被再加熱（若需要），然後減少到預定的厚度， 如藉熱軋。若經熱軋，則鑄造的平板係被再加熱至 1 0 50-1 300 °C，使用至少800 °C的精整溫度作 熱軋，及在溫度< 5 8 0 °C作盤捲，熱軋板，例如”熱帶” 可被除鱗及冷軋至少4 0%，較佳至少5 0%，至所欲的 最終薄板厚度。之後，冷軋薄板將在8 0 0 — 1 0 0 0 °C 的峰金屬溫度中再結晶退火至少1秒鐘。本發明之重大優 點爲在此冷軋之前，熱加工薄板不需要經過退火。本發明 的另一優點爲可給予熱加工薄板一次冷軋，因此不需要多 本纸乐尺度中囚K家標卞（rNS ) Λ4規格(210X297公着)""""" ~ ' 496903 A7 B7 五、發明説明L ) (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) 次冷軋之間的中間退火。冷軋之後的再結晶退火可能爲一 連續的退火或箱內退火。本發明又一優點爲一種鉻合金退 火鋼薄4，其具有優良的筋狀凸起特徵，具有非常均勻的 細晶粒結構，具有少到4 0 %的冷軋。 可由許多方法製的熱加工薄板來製造本發明的鐵素體 鉻合金鋼。可由5 0 — 2 0 0毫米厚的錠塊或鑄造平板所 形成的平來製造薄板，其經再熱至1 0 5 0 - 1 3 0 0 °C ，接著熱軋以提供1 - 6毫米的起始熱加工薄板或可由連 續鑄造成2 - 1 0毫米厚度的帶材熱加工成薄板。本發明 亦適用於一些方法所製造的薄板，該方法中將錠塊製的連 續鑄造平板（單或多）直接送入具有或不具明顯再加熱的 熱軋機中，或將錠塊熱軋成具有足夠溫度的平板以便熱軋 成薄板，需要或不需要更進一步的再加熱。 本發明之一重要特徵爲在鑄造之前用鈦使熔體脫氧。 使用鈦於脫氧以確保熔體中主要的夾雜物係小的氧化鈦， 其用於形成鑄態等軸鐵素體晶粒之晶核。熔體中的鈦量較 宜上係至少0 . 10%且以次平衡量存在。更宜上，此鋼 中的鈦量係20 · 1 5%且滿足於關係（T i/48) /〔 (C/l 2) + (N/14)〕〉1 · 5。” 次平衡”意 味鈦的量被控制以致於所形成鈦化合物之溶度積係在鋼液 相溫度的飽和程度以下，藉以避免熔體中過量的τ i Να 澱。若讓過量的T i Ν夾雜物形成的話，則T i Ν沈澱物 會生長成低密度之大叢簇，其在連續鑄造期間漂浮以將平 板表面固化。這些非金屬T i Ν叢簇在平板之熱加工期間 本紙張尺度述W中KK家榀彳（（、NS ) Λ4規格（210X297公釐） -15- 496903 A7 B7 ,?·； π χ 消 * η 五、發明説明（j3 形成開放的表 係與氮量成相 圖4中Λ括說 鉻和氮含量而 6 4*926 0.010% T i。含約1 高及於0 .3 N 的丁 4 3 9 的氮對於在A 不是問題。當 0.010% 平衡。 爲了提供 ，在將鈦加到 之前能形成氧 則鑄件的鑄態 少於五分鐘在 晶粒，即使當 面缺陷。熔體中避免過量沈澱所容許的鈦量 反地關係。美國專利4，964 , 926之 明”次平衡”的最大鈦量。視熔融鋼合金的 定，必須將鈦量控制在少於美國專利4，9 之圖4中曲線所示者。含約1 2%C r和 N的T409不銹鋼可含有高於〇.26% 5%C r和〇 · 〇 1 〇%N的不銹鋼可含有 0%Ti。含約 18%Cr 和 〇 · 〇1〇% 不銹鋼可含有高及於0·35%Ti 。過量 〇D中精煉鐵素體不銹鋼熔體的製造商而言 於A 0 D中精煉不銹鋼時可獲得實質上低於 的氮，藉以能容忍所增加的鈦量及猶處於次 形成鑄態等軸鐵素體晶粒所需要的成核位置 熔體後必須經過足夠的時間以便在鑄造熔體 化鈦夾雜物。若在添加鈦後立即鑄造熔體， 結構將爲大的柱狀晶粒。在添加鈦至熔體後 實驗室內所鑄造的錠塊係具有大的鑄態柱狀. 鈦和氮的乘積除以殘餘鋁爲至少0 · 1 4時 本發明一重要特徵爲在鑄造之前足夠的鈦和氮存在於 鋼中，俾鈦和氮的乘積除以鋁的比値係足以形成氧化鈦夾 雜物，其確保形成鑄態等軸晶粒所需要的成核位置。熔體 中所存在的氮量應<0 · 05%，較佳0 · 005 — 本紙张尺度適川中KHi家標:?（ rNS ) Λ4規格（210X297公釐） -16- (請先閱讀背而之>1意事項再填寫本頁) 496903 A7 B7_____ 五、發明説明“） (讀先閱讀背而之注意事項再^寫本頁) 0·03%，且更佳〇·007—〇·015%。兹相信 氮化鈦所塗覆的氧化鈦夾雜物係有責任於提供形成鑄態細 等軸晶結構所必需的成核位置。藉小心地控制熔體中的 鈦和氮量，茲相信會形成足量的具有大小比1微米小的小 氧化鈦夾雜物以便提供形成細鑄態等軸晶粒結構所必需的 成核位置。 可就Ν及T i的次平衡量之關係來控制鋼合金的組成 ，以避免熱加工薄板中過量的T i N沈澱及T i 一條紋的 形成。雖然於EAF中熔化後的N德度可能與〇 · 05% 同樣高，但是在A OD中的氬氣精煉期間可將溶解的N量 減少到少於0 · 0 2 %，且若需要可少於〇 · 〇 1 %。就 任何特定氮含量而言，藉減少加到熔體的T i之次平衡量 可避免過量的T i N沈澱。另可選擇地，就熔體中所含有 的預期T i量而言，可在AOD中減少熔體中的氮量。就 含11一13%Cr和不超過0·012%N的次平衡 T409不銹鋼而言，鋼熔體應含有少於0·25%Ti ，以便避免在熔體固化之前過量的T i N沈澱。就含1 6 一 18%Cr和不超過〇 . 〇12%N的次平衡T430 或T439不銹鋼而言，鋼熔體應含有少於0 . 35% T i ，以便避免在熔體固化之前過量的T i N沈澱。 本發明之一同樣重要的特徵爲相對於鈦和氮量來控制 總殘餘的鋁並使達到最小程度。相對於鋁，熔體中的鈦和 氮必須以最少量存在。我們已經判定即使低量的鋁，即是 不大於0 · 0 1%，若鈦量且尤其氮量太低的話，則仍將 本紙張尺度過州中囚W家標绛((，^)/\4現格（210父297公釐） -17- 496903 A7 B7 五、發明説明h ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 不會產生必需的等軸鑄態晶粒。鈦夾雜物之小沈澱物的門 限量，即使沒有鋁夾雜物的存在，係熔體中形成必需的成 核位置t其用於形成鑄態等軸晶粒結構）所明顯需要的。 我們已經判定鈦和氮的乘積除以殘餘鋁的比値較佳爲至少 0 · 14，更佳至少0 · 23，以確保接近100%等軸 鑄態晶粒，供用於4 0 9型不銹鋼。爲了使熔體中所需要 的鈦和氮量最小化，鋁量較佳爲<0·020%，更佳 < 0 · 0 1 3 %，且最佳減少至s 0 · 0 1 0 %，尤其是就 含少於1 4%C r的不銹鋼而言。就含高鉻的不銹鋼而言 ，即是 Cr>15%，需要（TixN)/Al>〇 · 40 以達成接近1 0 0 %鑄態細等軸晶粒，可能需要添加大於 0 · 0 1%的氮。鋁較宜上爲非不經意地加到熔體中，當 .作雜質存在於另一元素如鈦的合金添加物中。較宜上應避 免使用含有鋁雜質的鈦合鸯添加物。鈦合金可能含有多到 2 0 % A 1，其·可貢獻多到〇 · 〇 7 % A 1給熔體。小心 地控制精煉和鑄造過程，可獲得含<〇 · 0 2 0%鋁的熔 體。 不被理論所拘限，茲相信總鋁，尤其是含少於1 4% C r的不銹鋼所用者，必須控制在少於〇 · 〇3%，較佳 少於0·02%，更佳不超過〇·013%，最佳少於 0 · 0 1%，以使熔體中A 1 2〇3夾雜物的形成達到最小 程度，俾鈦爲主要的脫氧劑。鋼連續鑄造成薄的平板或連 續的薄板，不需要原本具有鑄態細等軸晶粒結構。茲相信 在本發明中小心地控制鋁，則可使A 1 2 0 3夾雜物的形成 本紙張尺度適;彳]中阈K家標今( ( NS ) /\4規格（210 X297公釐「 71 496903 A7 __^__B7_ 五、發明説明) 達到最小程度。熔體中所含有的A 1 2〇3夾雜物傾向於聚 結成爲大的叢簇。藉使氧化鋁夾雜物的形成達到最小程度 ，茲更#信具有大小比5微米小的小夾雜物，較佳不大於 1 · 5微米，且更佳不大於1微米的氧化鈦會成爲熔體中 的主要非金屬夾雜物。茲相信這些小的氧化鈦夾雜物提供 成核位置以容許固化期間鑄態細等軸晶粒結構的形成。因 此，使用鈦來脫氧以確保熔體中和固化的鑄鋼中主要的夾 雜物係小的氧化鈦而非氧化鋁夾雜物，即是氧化鈦的數目 〉〉氧化鋁夾雜物。 先前技藝的鋁脫氧鋼在連續鑄造期間傾向於阻塞噴嘴 。通常需要將鈣加到高鋁鋼中以增加A 1 2〇3夾雜物在熔 體中的流動性而使此堵塞鑄造噴嘴的傾向減至最小。然而 ，鈣通常對於鑄態細等軸晶粒的形成有不良影響。因此， 鈣應限制於<0 · 0020.%。本發明一重要特徵爲免除將 鈣加到低鋁熔體的需要，當鋁維持在<0 . 016%時，熔 體中出現非常少的A 1 2〇3夾雜物。熔體中含大量的 A 1 2〇3鋁夾雜物可能快速地聚結成爲氧化鋁叢簇，其％ 能在連續鑄造期間可能造成噴嘴的阻塞。 本發明之鋼中所存在的碳量係高及於0 . 0 8%，較 佳 so · 02%，且更佳 0 · 0010 — 0 · 01%。若碳 超過0·08%，則可成形性、腐蝕及可焊性會惡化。因 此，碳應減少到儘可能的低量。 安定碳和氮用的元素可存在於本發明中，量爲高及於 1 · 0%，較佳高及於0 · 6%，更佳高及於0 . 3%。 本纸張尺度適州中KW家榡卒（rNS ) Λ4規格（210X297公釐） (誚先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) 訂 -19- 496903

:ς:;ν.-»·Γ 十-Φ、V.· ·Γ\ν-? U.T)«贤合V A7 B7 五、發明説明l ) 若希望一種安定的鋼，則足量的安定用元素應存在以形成 穩定的碳-氮化合物以有效於製作一種晶粒大小用於增加 不銹鋼#伸長率及韌性，藉以增加可成形性如退火後的深 拉性。若安定用的元素大於1 ·〇%時，則增加鋼的製造 成本，在特性上沒有任何增加的利益。除了使用鈦於安定 作用外，其它適合的表面安定用元素亦可包括鈮、鉻、鉅 、釩或其混合物，鈦單獨係較佳的。若使用第二安定用的 元素及鈦/例如鈮，則當需要深可成形性時應將第二安定 用的元素限制於不超過0 · 3%。0 · 3%以上的Nb會 不利地影響可成形性。 ' 存在於本發明鋼中的鉻之量爲>8%，較佳0%。 若鉻少於8 %，則抗濕腐蝕性，例如鋼的汽車排氣構件會 受不利影響。若鉻大於2 5 %，則會惡化鋼的可成形性。 就某些應用而言，希筆能夠將硼加到本發明的鋼中， 量爲之5 p pm，更佳>2 0 P pm，最佳4 0 — 6 0 p pm。硼爲至少5 p pm時，會改善鋼的二次加工脆性 ，俾在深拉應用及多步驟成形應用期間鋼薄板不會裂開。 若硼大於2 0 0 p pm，則會惡化鋼的可成形性。 存在於本發明鋼中的氧之量較佳爲< 1 0 0 P pm。 當在A 0 D精煉容器或LMF合金化容器中連續地製備鋼 \ 熔體時，熔體中的氧將會在1 0 — 6 0 p pm的範圍內’ 藉以提供一種非常淸淨的鋼，具有形成成核位置（其對於 細鑄態等軸晶粒結構有責任）所必需的小氧化鈦夾雜物。 存在於本發明鉻合金鋼中的矽通常量爲· 5% ’較 、纸張尺度適;11中阈内家榡今（（35)/\4規格（210'乂297公釐） -20- (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) 訂 496903 A7 B7 五、發明説明h ) 佳so . 5%。少量的矽通常存在於鐵素體不銹鋼中以促進 鐵素體相的形成。矽亦增進耐高溫腐蝕性及提供高溫強度 ，例如^車排氣構件。因此，矽應存在於熔體中，量爲至 少0 . 10%。矽應不超過1 · 5%，因爲鋼會太硬且不 利地影響伸長率。 存在於本發明鋼中的錳之量爲高及於1 . 5%，較佳 少於0 . 5 %。錳藉與硫合倂成爲硫化錳而改良熱可加工 性，以防止在熱加工期間薄板的撕裂。因此，適宜的錳量 爲至少0.1%。然而，錳係爲奧氏體的形成元素及影響 鐵素體相的安定。若錳量超過1 . 5 %，則不利地影響鋼 的安定和可成形性。 存在於本發明鋼中的硫之量較佳爲<0 . 0 1 5%，更 佳<0.010%，最佳<0·005%。除了在熱軋期 間引起問題外，硫亦不利地影響抗濕腐蝕性，尤其是那些 含有較低量的鉻之鋼。因此，硫較佳應不超過0.015 %。 r';、^-»*:v: (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如同錳，鎳係爲奧氏體的形成元素及影響鐵素體相的 安定。因此，鎳係限制於<2 · 0%，較佳<1 · 0%。 本發明的鐵素體鉻合金鋼亦可包含其它元素如銅、鉬 、磷及由蓄意的添加物或當作殘餘元素存在者所製的類似 又 物，即是來自於製鋼的雜質。 實例1 於實驗室真空容器中備有2 5公斤比較性鉻合金鐵熔 本纸張尺度適⑴中囚1¾家椋彳（（’NS ) Λ4規格（210X297公釐） •21 · 496903 A7 . " _B7_五、發明説明（jg ) 體。在將最後修整的合金元素加到容器後，用鈦來使熔體 脫氧。鉻合金鋼熔體的組成係0.006%A1 、 0 · ld%Ti、〇 · 007%C、0 · 26%Mn、 0.36%Si、11 .2%Cr、0· 18%Ni 及 0 · 005%N。鈦和氮的乘積除以鋁的比値係· 125 。在添加鈦後約2 3分鐘，將熔體鑄造成具有7 5毫米厚 度和15 0毫米寬度的錠塊。圖1顯示由不銹鋼錠塊切割 的剖面件之鑄態晶粒結構，其具有完全柱狀的晶粒結構及 具有3毫米的平均柱大小。此鋼證明僅具有低的鋁，即是^ 0 · 0 1 %，係不足以形成主要爲等軸晶粒的鑄態結構。 此具有比値（TixN)/Al<0· 14的鋼表示一種 不含有等軸晶粒的鑄態鋼晶粒結構。 實例2 於相同於實例1中所述的實驗室真空容器中備有2 5 公斤本發明的鉻合金鐵熔體。在將最後修整的合金元素加 到容器後，用鈦來使熔體脫氧。鉻合金鋼熔體的組成係 0.007%Al、0.28%Ti、0.008%C、 〇· 25%Μη、〇· 36%Si、11 · l%Cr、 0 · 18%Ni及0 · 〇〇4%N。鈦和氮的乘積除以鋁 的比値係增加至0 · 1 6。在添加鈦後約1 7分鐘’將熔 體鑄造成具有7 5毫米厚度和1 5 0毫米寬度的錠塊。圖 2顯示由不銹鋼錠塊切割的剖面件之鑄態晶粒結構，其具 有約7 8 %等軸晶粒及2毫米平均直徑大小的細晶粒結構 (請先閱讀背而之注意事項再填巧本頁) 本紙張尺度適州中家標兮（（，NS ) Λ4規格（210X297公釐） -22· 496903 A7 B7 五、發明説明) 。此具有比値（TixN)/Al2〇 . 14的鋼表示一種 將含有2 5 0 %細等軸晶粒的鑄態鋼晶粒結構。

I 實例3 以類似於實例1之方式製造本發明的另一種比較性鉻 合金鐵熔體，其具有0 · 〇13%Α1、0 · 19%Ti 、0.007%C、0.26%Mn、0.36%Si、 1 1 · 0%Cr、0 . 24%Ni 及 0 · 009%N 的組 成。鈦和氮的乘積除以鋁的比値係· 1 3。在添加鈦後約 1 9分鐘，將鋼熔體鑄造成錠塊。圖3顯示由不銹鋼錠塊 切割的剖面件之鑄態晶粒結構，其具有完全柱狀的晶粒結 構及具有約2毫米的平均柱大小。此具有（T i XN) / A 1 <0 · 1 4比値的鋼表示一種將含有<5 0%等軸晶 粒的鑄態鋼晶粒結構。 實例4

:y,;、v-,n ,v J 消论卬 V (請先間讀背而之注意事項再填寫本頁) 以類似於實例2之方式製造本發明的另一種鉻合金鐵 熔體，其具有 〇 · 〇13%Α1、0 · 24%Ti、 0.007%C、0.26%Mn、0.37%Si、 1 1 · l%Cr、0 · 25%Ni 及 0 · 008%N的組 成。鈦和氮的乘積除以鋁的比値係· 1 5。在添加鈦後約 1 4分鐘，將鋼熔體鑄造成錠塊。圖4顯示由不銹鋼錠塊 切割的剖面件之鑄態結構，其具有約8 4%等軸晶粒及約 3毫米平均直徑大小的細晶粒結構。此鋼表示一種將含有 本紙张尺度鸿用中《^3家榡今（（’NS ) /\4*見格（210X29*7公釐） -23- 496903 A7 * B7 五、發明説明& ) (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) 2 5 0 %細等軸晶粒的鑄態鋼晶粒結構，即使鋼具有高的鋁 ，即是>0 · 01%，若比値（TixN)/Al2 0 · 1 d 時。 表1中摘述以上實例1 - 4之比較性和發明的4 0 9 型不銹鋼熔體以及許多依類似於實1 - 4所製造的附加之 比較性和發明的4 0 9型不銹鋼實驗室熔體及鑄造成錠塊 者的鑄態錠塊之組成、TNA和％EQ。圖1 3中顯示這 些錠塊的％1〇，其爲TNA的函數。圖1 3大體上證明 爲了獲得一種含有至少5 0 %細等軸晶粒的鑄態鋼晶粒結 構（用於4 0 9型不銹鋼），必需要至少0 · 1 〇 %的 Ti 和 〇· 14 或更大的 TNA，即（TixN)/Al 〇 表3中摘述依類似於實例1-4之錠塊製造和鑄造的 比較性和發明的4 3 0型、.4 3 9型和4 3 9Mo型高鉻 不銹鋼熔體之另其它鑄態實驗室錠塊的組成、TNA和％

E Q。表3證明爲了獲得一種含有至少5 0%細等軸晶粒 的鑄態鋼晶粒結構，必需要至少0 · 1 0 % ·的T i和至少 • 20 的 ΤΝΑ，β卩（TixN)/Al 。增加的 TNA 顯然是必需的，因爲鉻使表1中4 0 9型不銹鋼的約1 1 %增加至表3中430型、439型和439M〇型高鉻 \ 不銹鋼的17%或更大的高鉻組成。 本紙張尺度这用中KBJ家標:>((，NS ) Λ4規格（210X297公釐） -24- 496903 A7 B7 五、發明説明<22 本紙乐尺度適用中家標辛（rNS ) Λ4規格（210Χ297公釐） -25· 496903 A7 B7 五、發明説明^ 一§ C > C •卜 ί 4 !S t i !2 ί£ ：σ ;UJ 〇 r i r .r ! r σ r j QC !; ：i r R 1 ：Η § i w: .T- ► 〇 ；G \ ^ * r· ;s ；1 ► 〇 1 o ：s <Ν § V I <9 υ 〇 ► 〇 丨n :9 丨σ\ i <N a » o i n :9 s Λ ο > a q s q g o o a q ί3 ο 0. § s o § σ； q § S ο a Ο ο cs CO O C4 <N ω C w> CNI σ> T- ov 尸丨 J r- <Ν ; σ> 3 s q 8 q s q s q 8 ο 2 i K 8 1 * Γ I s q i I C0 8 丨5 fM ιη s R K r> W 产 ο V 5 V v· 〇 V r· o V τ- Ο V ο V. Q S 00 T· Φ 8 S : s 产 卜 r- T- r· s V· Τ 卜 fsi V r· ϊ1 产 · Ν τ· r· ΰ V r· i 8； ΐ Ο S； T- r- s； r-， 1 8： 8( !0 5 r· 1 p < r- | r- i r- j q < O、、 Ϊ: ( σ> \ s； S. Ο ζ 3; 8： r i BO < g： n · §i r- kn < g： ΐ; 5( J ?：! N i ?|! 、( J> ^ M ( 5[! Ν < Π ， 5|! ι\ > · • Ε ----------- (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) 丁 -吞 26 496903 A7 B7 五、發明説明)

<s r：l. * t r 屮 & ·? 义:】 H .1 消 i， 合 ίί 印 1. σ LU ο ο ο τ- to σ> η 卜 ΙΩ GO σ> 00 o 〇 co CO fO o τ- τ— ΙΑ Μ ο o 7**— 卜 00 r- CN T- o ο ο ο τ- Ιο CM σ> CM 〇> CO 03 a s; s 1 Η· 5 ο CM S Ο Μ ο CM d 穿 τ- Ο 00 00 o' ΙΩ CO d s τ- Ο 〇· %n o d σ> o 〇· Φ τ- Ο σ> o 〇· 00 S § σι Ν ο <〇 Ν ο CO o 〇· s o d i〇 d σ> S d 00 CM 〇 〇· o s 〇· s q 〇· ΙΑ C0 οι ο Μ ΙΟ CS ο CO CO d » 00 C4 o' Q o' 〇 O s; τ- d o 〇· s 5 Q CM Τ Ο g Ο o o g o o o o o g o o τ— τ- Ο g 〇 o o ο ο τ- Ο g ο ο o o δ o r- τ- Ο CM 〇 o T— δ O CM 5 O (M 5 o S ο S ο ο ο o o 〇 〇 〇 o S 〇 5 O S O ω CN4 Ο Ο τ- Ο Ο S ο ο S o s o s o s o Τ Ο o s o o o o s o CO o o τ- Ο o S ο ο ο Γ〇 ο ο o o CNI 〇 o O o o o s o S O o ρ ο ο ο ο ο ο s o S 〇 s o s o o o o o C CO Ο Ο § ο σ> ο o o σ> g a o CM o CO o o o o o τ- δ wo 5 CN δ Ν ο ο ο τ— 5 g o UD o t— o o o 卜 o o o 00 o 卜 ο ο o CO o co o 00 o g > <〇 S νο S f〇 ο CO o CO CN o s o τ— o <Ji s 00 CN o CN 〇 o s CO s ο τ— S Ά ο ιο S ⑦ o CO Γ0 o 另 o o r—' c? 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496903 A7 __, —_B7_ 五、發明説明b ) 實例5 於A 0 D精煉容器中備有12 5公噸的比較性鉻合金 鐵熔體j在將碳減少至最終規格後，將熔體傳送至LMF ，其中添最後修整的合金元素。之後，用鈦來使熔體脫氧 。熔體的最終組成係0 · 009%A1、0 · 21%Ti 、0.007%C、〇.26%Mn、0.32%Si、 11 · 2%Cr、〇 · 14%Ni 及 0 · 005 %N。鈦 和氮的乘積除以鋁的比値係· 1 2。然後將鋼熔體傳送至 鑄器內，於其內約4 0分鐘及連續鑄造成具有1 3 0毫米 厚度和1 2 0 0毫米寬度的薄平板。由中寬度位置及在沿 著薄平板之長度的數個其它位置切割出剖面件。圖5中顯 示由此鋼之平板所切割出的這些片件中的一個之典型鑄態 晶粒結構，其具有約4微米平均柱大小的的柱狀晶粒結構 。此鋼，如同實例1者，讀明僅具有低的鋁，即< 〇 · 〇 1 %，係不足以形成主要爲等軸晶粒的鑄態結構。圖5顯示 具有（TixN)/Al<〇 · 14比値的此鐵素體不銹 鋼會產生不含有等軸晶粒的鑄態鋼晶粒結構。

屮*v 代 τ-ν-Λπγ,^ί賫 <"Μ .社 W 實例6 以類似上述實例5所述之方式製造1 2 5公噸本發明 又 的鉻合金鐵熔體，例外是組成如下改變。熔體的組成係 0.23%Ti、0.008%Al、0.010%。、 0.27%Mn、0.31%Si、ll.l%Cr、 0 . 13%Ni及0 · 00 7 %N。不同於實例5 ’鈦和 -30- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙张尺度適州中ΚΚ家標令（rNS ) Λ4規格（210X297公釐） 496903 A7 ___:_B7_ 五、發明説明“） 氮的乘積除以鋁的比値係增加至· 1 9。然後將鋼熔體傳 送至鑄器內，及依類似於上述實例5之方式鑄造成薄平板 。此不ΐέ鋼的平板之鑄態晶粒結構具有約8 4 %等軸晶粒 和2毫米平均大小的細晶粒結構，如圖6中所示。圖6顯 示具有比値（T i XN) / Α 120 · 1 4的此鐵素體不銹 鋼會產生含有> 5 0%等軸晶粒的鑄態鋼晶粒結構。此鋼 的平板含有主要爲氧化鈦的夾雜物。 實例7 以類似於實例5者製造另一種比較性鉻合金鐵熔體。 熔體的組成係0 · 20%Ti、0 · 014%A1、 ,:ϋ'Ί·屮-ψι?:τ-ν-^π T,消贽合 c?i,w (讀先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) 0 · 011%C、0 · 28%Mn、0 · 31%Si、 10.9%Cr、0 · 12%Ni 及 0·0087%Ν。 類似於實例5，鈦和氮的乘積除以鋁的比値係僅爲· 1 1 。然後將鋼熔體傳送至鑄器內，及依類似於上述實例5之 方式鑄造成薄平板。此不銹鋼的平板之鑄態晶粒結構具有 約9 4%大柱狀晶粒，具有約5毫米的平均柱大小，如圖 7中所示。圖7顯示具有比値（T i xN) /A 1 < .14的此鐵素體不銹鋼會產生含有非常少等軸晶粒的鑄 態鋼晶粒結構。 \ 實例8 以類似於實例6者製造另一種鉻合金鐵熔體。熔體的 組成係 0 · 21%Ti、〇 · 016%A1、〇 · 006 本纸張尺度速用中KK家標兮（（、NS > Λ4規格（210X297公釐） -31 · 496903 A7 __-一_B7_ 五、發明説明^ ) %C、0.23%Mn、0.27%Si、11 · 3%

Cr、〇 · ll%Ni 及 〇 · 0011%N。鈦和氮的乘 積除以ife的比値係.1 5。然後將鋼熔體傳送至鑄器內， 及依類似於上述實例5之方式鑄造成薄平板。由此不銹鋼 的平板所切割出的片件之鑄態晶粒結構具有主要地細等軸 晶粒結構，如圖8中所示。圖8顯示具有比値（T i X N )/ A 120 · 14的此鐵素體不銹鋼會產生含有6 3%細 等軸晶粒（具有3毫米的大小）的鑄態鋼晶粒結構。此鋼 證明若比値（T i X N ) / A 1 2 0 · 1 4時，此鐵素鑄態 鋼晶粒結構可含有25 0%細等軸晶粒，即使鋼具有高鋁， 即20 · 0 1%。此鋼的平板含有主要爲氧化鈦的夾雜物。 實例Θ 以類似於實例5者製造另一種比較性鉻合金鐵熔體。 熔體的組成係0 · 18%Ti、0 · 022%A1、 0.007%C、0.22%Mn、0.17%Si、 10 · 6%Cr、〇 · 14%Ni 及 0 · 010%N。鈦 和氮的乘積除以鋁的比値係僅爲.08。然後將鋼熔體傳 送至鑄器內，及依類似於實例5中所述之方式鑄造成薄平 板。此不銹鋼的平板之鑄態晶粒結構具有大的晶粒結構， 其是1 0 0%柱狀的，具有4毫米的平均柱大小，如圖9 中所示。圖9顯示具有比値（T i XN) /A 1 < • 1 4的鐵素體不銹鋼會產生不含有等軸晶粒的鑄態鋼晶 粒結構。 -32 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙汴>1度適用中KK家標辛（rNS ) Λ4規格（210X297公釐） 496903 A7 * B7 五、發明説明) (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) 將此溶體所鑄造的平板再熱至1 2 5 0 °C，熱加工成 3 · 3毫米厚度，以800 °C的精整溫度及在700 °C的 溫度盤Λ。對熱加工薄板除鱗，浸於硝酸和氫氟酸中，及 冷軋5 8%至1 · 4毫米厚度。此熱加工薄板在冷軋之前 未經退火。在8 7 0°C的峰金屬溫度對冷軋薄板作退火 60秒鐘。拉伸後，薄板上的筋狀凸起特徵係3 - 4，且 11〇1爲1 · 22 — 1 · 27。以0-6的尺度爲基準，3或 較大的筋狀凸起特徵意味中度至嚴重的筋狀凸起。3或較 大的筋狀凸起特徵及少於1·3的Rm就許多的深可成形性 、暴露的、鐵素體不銹鋼應用而言係不能接受的。表5中 摘述此鋼的機械性質。圖1 1中顯示此鋼的冷軋退火晶粒 結構，其表現傾向於筋狀凸起的鋼之不均勻”帶狀”晶粒 結構特徵。就需要高可成形性的暴露之鐵素體不銹鋼應用 而言，此不均勻帶狀晶粒秸構係不能接受的。由具有柱狀 晶粒結構的平板所製造的退火冷軋薄板將經歷嚴重的筋狀 凸起特徵，除非在冷軋之前對由平板所熱軋出的薄板作退 火0 本纸张尺度適丨0中囚^!家標今（CNS ) Λ4規格（210X29*7公釐） -33 - 496903 A7 B7 五、發明説明^

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ττ 5 {zi/3* β\· SA%2 3dLA ττττ 2 5 本紙張尺度適⑴中SS家標今（（’NS ) Λ4規格（210X297公釐〉 • 35 - 496903 A7 B7 五、發明説明fe3 ) 實例1 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填艿本頁) 以類似於實例8者製造本發明的另一種鉻合金鐵熔體 。熔體 Λ 組成係 0 · 1 9 % T i、〇 · 〇 〇 5 % A 1、 0.008%C、0.12%Mn、0.16%Si、 l〇.7%Cr、〇.13%Ni 及 〇·〇11%Ν。鈦 和氮的乘積除以鋁的比値係· 3 4。然後將鋼熔體傳送至 鑄器內，及依類似於上述實例5之方式鑄造成薄平板。圖 10顯示具有比値（TixN)/Al2〇 · 23的此鐵素 體不銹鋼會產生含有1 0 0%細等軸晶粒（具有約1毫米 的大小）的鑄態鋼晶粒結構。此鋼的平板含有主要爲氧化 鈦的夾雜物。 將這些薄平板再熱至1250 °C，熱加工成3 . 3毫 米厚度，以8 0 0°C的精整溫度及在7 0 0°C的溫度盤捲 。對熱加工薄板除鱗，浸於.硝酸和氫氟酸中，及冷軋5 8 %至1·4毫米厚度。此熱加工薄板在冷軋之前未經退火 。在8 7 0°C的峰金屬溫度對冷軋薄板作退火6 0秒鐘。 拉伸後，退火過的薄板上的筋狀凸起特徵係減少至1，且 爲增加至1 · 45。1的筋狀凸起特徵意味優良的筋狀 凸起且鋼本質上沒有筋狀凸起。2或較小的筋狀凸起特徵 及至少1.4的Rm就大多數的深成形暴露之鐵素體不銹鋼 應用而言係可接受的。表6中摘述本發明的薄板之機械性 質。圖1 2中顯示冷軋和退火的晶粒結構，其表現非常均 勻的細晶粒結構。由具有細等軸晶粒結構的平板所製造的 本發明之退火冷軋薄板係具有優良的筋狀凸起特徵，即使 本纸張尺度这州中國囚家標今（（，NS ) Λ4規格（210X297公釐） -36- 496903 A7 B7 一 —— __________ _____ - . . - _________________________. 五、發明説明) 在冷軋之前未對熱軋的薄板作退火。 實例1 i 以類似於實例1 〇者製造本發明的另一種鉻合金鐵熔 體。熔體的組成係0 · 19%Ti、0 · 006%A1、 0.007%C、0· 13%Μη、0· 31%Si、 11 · 0%Cr、〇 · 16%Ni 及 0 · 008%Ν。鈦 和氮的乘積除以鋁的比値係.2 4。然後將鋼熔體傳送至 鑄器內，及依類似於實例5之方式鑄造成薄平板。此具有 比値（T i xN) / A 12〇·· 2 3的鐵素體不銹鋼會產生 含有1 0 0 %細等軸晶粒（約1毫米的大小）的鑄態鋼結 構。此鋼的平板含有主要爲氧化鈦的夾雜物。 將這些薄平板再熱至1 2 5 0 °C，熱加工成3 · 0毫 米厚度，以8 0 0 t的精_溫度及在7 0 0 t的溫度盤捲 。對熱加工薄板除鱗，浸於硝酸和氫氟酸中。將熱加工薄 板冷軋5 3 %至1 · 4毫米厚度。這些熱加工薄板在冷軋 之前未經退火。在9 4 0°C的峰金屬溫度對冷乳薄板作退 火1 0秒鐘。拉伸後，退火過的薄板上的筋狀凸起特徵係 1 一 2，且Rm爲1 · 39-1 · 48。2的筋狀凸起特徵 意味良好的筋狀凸起特徵。表7中摘述本發明的薄板之機 械性質。 實例1 2 將實例1 1中所述組成的另一種1 3 0毫米厚度的薄 -37- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙张尺度適丨彳〗中國SL'V ( rNS ) Λ4規格（210X297公釐） 496903 A7 _·*_B7_ 五、發明説明^ ) (对先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 平板再熱至1 2 5 0°C，熱加工成4 . 1毫米厚度的薄板 ，以8 3 0°C的精整溫度及在7 2 0°C的溫度盤捲。對熱 加工薄έ除鱗，浸於硝酸和氫氟酸中，然後冷軋6 6 %、 7 6 %和8 5 %，分別對應於1 · 4、1 · 0和0 · 6毫 米厚度。本發明的這些熱加工薄板在冷軋之前未經退火。 在9 4 0 °C的峰金屬溫度對冷軋薄板作退火1 0秒鐘。拉 伸後，退火過的薄板上的筋狀凸起特徵大體上係2或更佳 且Rm爲1' 76 — 1 · 96。Rm2l · 7就鐵素體不銹 鋼而言係被視爲傑出的，且若鋼在冷軋之前未給予退火則 不認爲可能的。表8中摘述'本發明的薄板之機械性質。 表2中摘述實例5—11之比較性和發明的型409 型不銹鋼熔體以及依類似於實5 - 1 1所述的方式製造的 附加之比較性和發明的4 0 9型不銹鋼熔體及鑄造成平板 者的鑄態平板之組成、T N A和％ E Q。圖1 4中顯示這 些平板的％EQ，其爲TNA的函數。圖14大體上證明 爲了獲得一種含有大於5 0 %細等軸晶粒的鑄態鋼結構’ 本發明的409型不銹鋼需要Ti>0 · 10%和0 · 14 或更大的TNA，即（T i xN) /A 1。其例外爲一平 板根據熱（Heat ) 980460、熱 880459、熱 880463、熱 980655 及熱 980687。熱 980655及980687經歷噴嘴阻塞的問題，即是 過量的氧化鋁夾雜物，及導致低的澆口盤熔鋼溫度，低於 1 5 4 5 °C。因此，本發明的熔體較佳爲連續鑄造的，具 有至少4 的過熱，較佳至少5 5 °C，以防止大的鋁夾 本紙张尺度適爪中ΚΚ家標辛（（’NS ) Λ4規格（210 X297公釐） -38 - 496903 A7 __. ___B7__ 五、發明説明^ ) 雜物之叢集。在用鈦脫氧後，爲了過量的碳，再吹煉熱 880459，即是氧化鈦夾雜物可能被移至爐渣。沒有 看到熱d 8 0 4 6 3有任何異常事物。 表4中摘述依類似於實例5 - 1 1之平板製造和鑄造 的比較性和發明的430型、439型和439Mo型高 鉻不銹鋼熔體之另其它平板的組成、TNA和％E Q。表 4證明爲了至少0.10%的Ti和至少·30的TNA ，即（Τ Γ X N ) / A 1 ，會產生一種鑄態鋼晶粒結構， 大體上含有適度超過5 0%的細等軸得粒以用於高鉻合金 鋼。

f':，;ν.-Ι·ψ -νι?·^^Ή.τ.>/ί<" c印 V (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之一個非常重要的特徵係關於冷軋再結晶退火 最終產品。先前技藝的鐵素體不銹鋼不僅因筋狀凸起不利 地影響外觀，而且具有較差的可成形性，因爲退火後的結 構係由不均勻的或A帶狀'大晶粒所構成。圖1 1顯示一 種比較性先前技藝鐵素體不銹鋼在退火後的典型不均勻晶 粒結構，其之鈦和氮的乘積除以鋁的比値係少於· 1 4， 且具有含< 5 0%等軸晶粒的鑄態結構。本發明容許在鑄 態鋼中形成細等軸晶粒，俾在冷軋後可一致地形成細的均 勻再結晶晶粒結構。可形成一種具有細、均勻的再結晶晶 粒結構之鐵素體鉻合金鋼薄板，在冷軋之前不需要對鋼作 退火且僅用一次冷軋。 將了解的是可對本發明作出各式各樣的修飾而仍不脫 離其精神與範疇。因此，本發明的限制範圍應由所附的申 請專利範圍來決定。 本紙張尺度適⑴中KH家標今（rNS ) Λ4規格（210X297公釐） -39- 496903 A7 B7 五、發明説明b ) 圖式之簡單說明 圖i係一種用於鐵素體鉻合金鋼的含有1 0 大柱 狀晶粒之鑄態晶粒結構的照相’其具有鈦和氮之乘積除以 鋁的比値爲0 · 1 3 ’ 圖2係一種用於鐵素體鉻合金鋼的含有約7 8%細等 軸晶粒之鑄態結構的照相’其具有鈦和氮之乘積除以鋁的 比値爲0 / 1 6， 圖3係一種用於鐵素體鉻合金鋼的含有1〇〇%大柱 狀晶粒之鑄態結構的照相’其具有鈦和氮之乘積除以鋁的 比値爲0 · 1 3， 圖4係一種用於鐵素體鉻合金鋼的含有約8 4%細等 軸晶粒之鑄態結構的照相’其具有鈦和氮之乘積除以鋁的 比値爲0 . 1 5 ’ 圖5係一種用於鐵素體鉻合金鋼的含有1 〇 〇%大柱 狀晶粒之鑄態結構的照相’其具有鈦和氮之乘積除以鋁的 比値爲0 · 1 2 ’ »···:·Λ·,Γ 屮·φ、^·ί-^π.τ.ϊίί^<”Μ、^ιΊ)’Ί 圖6係一種用於鐵素體鉻合金鋼的含有約9 2%細等 軸晶粒之鑄態結構的照相’其具有鈦和氮之乘積除以鋁的 比値爲0 · 1 9 ’ 圖7係一種用於鐵素體鉻合金鋼的含有約9 4%大柱 狀晶粒之鑄態結構的照相’其具有鈦和氮之乘積除以鋁的 比値爲0 · 1 1 ’ 圖8係一種用於鐵素體鉻合金鋼的含有約6 3%細等 -40- (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) 本紙張又度適中KS家標;M (，NS ) Λ4規格（210x297公釐） 496903 A7 B7 五、發明説明fe8 ) 軸晶粒之鑄態結構的照相’其具有鈦和氮之乘積除以鋁的 比値爲0 · 1 5， 圖d係一種用於鐵素體鉻合金鋼的含有1 0 0%大柱 狀晶粒之鑄態結構的照相，其具有鈦和氮之乘積除以鋁的 比値爲0 · 0 6， 圖1 0係一種用於鐵素體鉻合金鋼的含有約1 0 0% 細等軸晶粒之鑄態結構的照相，其具有鈦和氮之乘積除以 鋁的比値爲0 · 3 4， 圖1 1係在冷軋和再結晶退火之後圖9之比較性鐵素 體鉻合金鋼的不均勻帶狀晶粒結構之照相， 圖1 2係在冷軋和再結晶退火之後圖1 0之鐵素體鉻 合金鋼的均勻細晶粒結構之照相， 圖1 3係一圖表說明鑄態晶粒‘構中的％等軸晶粒（ % E Q )，其作爲鈦和氮；^重量百分率的乘積除以鋁的乘 積之比値（TNA)的函數，其供用於鐵素體鉻合金屬鋼 的實驗室鑄造錠塊，及 圖1 4係一圖表說明鑄態晶粒結構中的％等軸晶粒（ % E Q )，其當作鈦和氮之重量百分率的乘積除以鋁的乘 積之比値.（TNA )的函數，其供用於鐵素體鉻合金屬鋼 的連續鑄造平板。 -41 · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸张尺度適中囚國家樣令（（，NS ) Λ4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 496903 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範園 + 1 · 一種鉻合金鐵素體鋼，包括：^〇 · 08%c， 28%Cr，Α1<〇 · 〇3%，<1 · 5 0%Mn， <0 · 05%N，sl · 5%Si ，<2 · 0%Ni (所有 的百分率皆以重量計），其餘的鐵和殘餘元素，及用鈦來 使鋼脫氧，且具有鑄態結構> 5 0 %等軸晶粒。 2 ·如申請專利範圍第1項之鋼，其形成一種含有 Ti2〇 · 10% 且比値（TixN)/Al2〇 · 14 的薄 板，薄板係經再結晶退火及當形成部件時本質上沒有筋狀 凸起，且退火薄板係由熱加工薄板冷軋成。 3 ·如申請專利範圍第1項之鋼，其中Ns〇 . 〇12 %及丁1<0 · 25%。 4 ·如申請專利範圍第1項之鋼，其中等軸晶粒具有 大小^ 3毫米。 5 ·如申請專利範圍第1項之鋼，其中A is 0 · 0 1 3 % 〇 6 ·如申請專利範圍第1項之鋼，其包括第二安定用 元素，來自於鈮、锆、鉅和釩所構成的族群。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 7 .如申請專利範圍第2項之鋼，其中A 1 < 0 . 0 2 %且鑄態結構係>6 0 %等軸晶粒。 8 .如申請專利範圍第2項之鋼，其中A is 0 . 0 1 3%且鑄態結構係280%等軸晶粒。 9 .如申請專利範圍第2項之鋼，其中A is 0 · 010，比値（TixN)/Al>〇 · 23，且鑄態 結構係實質上沒有柱狀晶粒。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -42- 496903 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 如申請專利範圍第2項之鋼，其中鑄態鋼具有 物且大部分夾雜物具有大小<1·5微米。 如申請專利範圍第2項之鋼，其中C rsl 6% ixN)/Al>0.30o 如申請專利範圍第8項之鋼，其中退火薄板具 Ί。 一種製造鉻合金鋼之方法’包括步驟：提供一 含有 <0 · 08%C，28%Cr，<0 · 03 L.50%Mn^<0.05%N^<1.5% • 0%Ni (所有的百分率皆以重量計）’其 餘元素，用T i來使熔體脫氧，將熔體鑄造成 態結構> 5 0 %等軸晶粒的鋼，將鋼熱加工成 板除鱗，將薄板冷軋至最終厚度，及將冷軋薄 火，其中退火過的薄板當形成部件時係本質上 起。 如申請專利範圍第1 3項之方法，其中A 1 < %，Ti>0. 10%，且（TixN)/Al2 經濟部中央標準局爲工消費合作社印裂 1 0 . 氧化鈦夾雜 1 1 . 且比値（T 1 2 . 有U 1 · 1 3 . 種鋼熔體，-% A 1 » < ； S i，< 2 餘的鐵和殘 一種具有鑄 薄板，將薄 板再結晶退 沒有筋狀凸 1 4 . 0.020 0.14° 1 5 . 0.15% (T i / 4 請 先 閲 讀 背 ιέ 之 注 意 事 項 再 訂 如申請專利範圍第1 4項之方法，其中T i 2 ，（TixN)/Al>0-23且滿足於關係 8)/〔（C/12) + (N/i4)〕> 16 ·如申請專利範圍第1 3項之方法，其中熔體係 連續鑄造成具有厚度4 0毫米的薄平板，及在熱軋成薄 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -43- 496903 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 板之前將平板再熱至1 0 5 0 - 1 3 0 0°C溫度的附加步 1 7 ·如申請專利範圍第1 3項之方法，其中熱加工 薄板係被冷軋而不需要先退火。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -44-