TWI390051B - Cr-containing low-carbon terrestrial steel - Google Patents

Description

含Cr之低碳麻田散鐵系鋼

本發明係關於使用為摩托車(motorcycles)或自行車(bicycles)等二輪車的碟式煞車(disc brakes)碟片，耐蝕性優異、具有適當淬火硬度，且對煞車制動時的發熱亦具優異回火軟化抵抗的含Cr之低碳麻田散鐵系鋼。

摩托車或自行車等二輪車的碟式煞車之碟片(利用煞車來令片(brake pads)所造成的滑動部(slide section))，在制動(braking)時，會有因與煞車來令片間的摩擦熱(friction heat)，而重複升溫至500℃左右的情況。所以，煞車碟片所使用的素材係需求具備對制動時的發熱不會軟化的耐熱性(耐回火軟化性(temper softening resistance))。

另一方面，若煞車碟片的硬度過高，在制動時會引發剎車尖銳聲(brake squeal)或使煞車來令片磨損變大。所以，煞車碟片存在有適當的硬度範圍，通常依HRC(洛式硬度標度C(Rockwell hardness scale C))表示為31~38左右較恰當。但，上限係依照煞車來令片種類或煞車來令片與碟片的組合而有所變化，亦有容許依HRC表示超過40水準的情況。

再者，煞車碟片係就從美觀上的問題、煞車性能降低所造成的不良影響等顧慮，亦要求耐蝕性(耐銹性)優異。所以，煞車碟片用素材自習知起大多使用不僅具有當作煞車碟片用的必要耐蝕性，在淬火狀態下具有適當硬度，且即使在500℃下承受1小時左右的回火處理，幾乎仍可保持適當硬度之含12~13質量%Cr的低碳麻田散鐵系不銹鋼(martensitic stainless steel)。

然而，就從煞車制動能力提升等高性能化與輕量化、或達設計多樣化的觀點，對煞車碟片及其素材係要求更優異的耐熱性。為因應此項要求，便有提案各種高耐熱鋼(high heat resistant steel)。例如在日本專利特開2001-220654號公報及特開2007-070654號公報中，便有提案：添加或增量C、Cu、Nb、V及Mo等能提高回火軟化抵抗的元素，不僅淬火後，就連550~650℃下施行1小時左右的回火處理後，依HRC表示仍可保持達30以上硬度的耐回火軟化性優異鋼。

再者，日本專利特開2005-307346號公報有揭示：添加適當量的Nb、Ni及V，藉由形成高N化且相對性低C，便可確保耐蝕性優異、HRC32~38的適當淬火硬度，且600℃下保持2hr回火後，仍可維持HRC32以上高硬度的鋼。

通常，摩托車或自行車等進行制動時，煞車碟片幾乎不會被加熱至650~700℃溫度區域。但是，藉由煞車碟片用素材，即使在此種溫度區域中仍具有耐熱性，便可產生煞車高性能化、因薄板化所造成的輕量化、或設計自由度擴大等優點。特別係大、中型摩托車(尤其是運動型摩托車)對此項優點的期待頗大，期待素材高耐熱化。

緣是，本發明目的在於提供較習知所使用或提案的素材具有更高耐熱性(耐回火軟化性)的煞車碟片用素材。具體的本發明目標係提供淬火後的硬度依HRC表示為31~40，且即使在700℃下施行1小時的回火處理後，仍可保持依HRC表示為31~38適當硬度之具有耐回火軟化性的煞車碟片用素材。

即，本發明的含Cr之低碳麻田散鐵系鋼係由C：0.02~0.10質量%、N：0.02~0.10質量%且C+N：0.08~0.16質量%、Si：0.5質量%以下、Al：0.1質量%以下、Mn：0.3~3.0質量%、Cr：10.5~13.5質量%、Nb：0.05~0.60質量%、V：0.15~0.80質量%且Nb+V：0.25~0.95質量%、Ni：0.02~2.0質量%、Cu：1.5質量%以下，其餘為Fe及不可避免的雜質構成，且依下述(1)式：Fp值=-230C+5Si-5Mn-6Cu+10Cr-12Ni+32Nb+22V+12Mo+8W+10Ta+40Al-220N………(1)(其中，上式中的各元素符號係指該元素的含有量(質量%)。)

所示Fp值為80.0~96.0，經淬火後的硬度依HRC表示為31~40，700℃下施行1小時回火後的硬度依HRC表示為31以上。

本發明的含Cr之低碳麻田散鐵系鋼，係除上述成分組成之外，尚含有從Mo、W及Ta中選擇1種或2種以上且合計0.1~2.0質量%。

再者，本發明的含Cr之低碳麻田散鐵系鋼，係除上述成分組成之外，尚含有從Ca：0.0002~0.0030質量%、Mg：0.0002~0.0030質量%、及B：0.0002~0.0060質量%中選擇1種或2種以上。

再者，本發明的含Cr之低碳麻田散鐵系鋼，係經淬火處理後，δ肥粒鐵相依體積%計含有5%以下的組織。

再者，本發明的煞車碟片係由上述含Cr之低碳麻田散鐵系鋼構成。

根據本發明，可提供即使在700℃溫度下承受回火，仍可維持依HRC表示為31以上硬度的含Cr之低碳麻田散鐵系鋼。所以，當將本發明的鋼使用於摩托車或自行車等的煞車碟片時，不僅可達煞車高性能化、因薄板化所造成的輕量化，尚可擴大設計自由度。

發明者等為求解決上述問題，遂針對含Cr鋼各種成分對耐熱性的影響進行詳細調查。結果發現，為降低於淬火加熱時所生成且經淬火(quenching)後仍殘存，習知未被適當控制的δ肥粒鐵相(delta ferrite phase)量，而調整各元素添加量，並藉由同時添加適當量的C、N、Nb或V，便可利用該等元素的固溶效果(solid solution effect)與析出物效果(precipitation effect)，即使700℃溫度下的回火(tempering)仍具有充分耐熱性。且，藉由適當量添加Mo、W及Ta，便可確保更安定的耐熱性，及藉由適當量添加Ca、Mg及B，便可達耐蝕性與製造性(熱加工性(hot workability))的改善。本發明係根據上述發現更進一步探討而開發。另外，本案發明所謂「δ肥粒鐵」係指淬火時所生成的肥粒鐵相。

以下在無特別聲明的前提下，本案說明書中，「肥粒鐵」係指δ肥粒鐵。

本發明含Cr之低碳麻田散鐵系鋼的特徵，係具有當作煞車碟片用的充分耐蝕性(耐銹性)，在淬火狀態下的硬度為HRC：31~40、較佳HRC：33~38，且具有即使700℃下施行1小時回火後，仍可維持HRC：31以上硬度的耐熱性(耐回火軟化性)。另外，上述「淬火狀態」，亦涵蓋經淬火後，配合目的輕度地施行消除應力退火(stress release annealing)、或回火處理的狀態。

以下，針對本發明含Cr之低碳麻田散鐵系鋼的成分組成進行說明。

C：0.02~0.10質量%、N：0.02~0.10質量%且C+N：0.08~0.16質量%C及N係固溶於鋼中，或與Nb、V等形成碳化物、氮化物或氮碳化物(carbide、nitride or carbonitride)並析出，具有提高淬火後或回火後之硬度的效果，在本發明中屬於重要元素。為即使於淬火後與回火後，仍可確保既定硬度，C及N分別必需含有0.02質量%以上，且C與N合計必需含有0.08質量%以上。但是，若C超過0.10質量%的而過剩添加，則粗大析出物會增加，反而導致抑制回火軟化的效果降低，且耐蝕性與韌性亦會降低。且，若N亦超過0.10質量%的過剩添加，則熱延性(hot ductility)明顯降低，在鑄造或熱軋時會成為發生結疤或龜裂情形的肇因，導致製造趨於困難。故，C及N的上限分別設為0.10質量%。

再者，若C與N的合計超過0.16質量%，則製造性、衝孔加工性(punching workability)、耐熱性等任一特性均會降低。故，C、N分別設為0.02~0.10質量%，且合計量設為0.08~0.16質量%範圍內。另外，就從確保安定的耐熱性觀點，較佳C係0.03質量%以上、N係0.04質量%以上，且合計量亦較佳為0.10質量%以上。此外，經700℃下的回火處理後之硬度，係在HRC達31以上適當範圍內，越高越佳，藉由N添加0.04質量%以上，便可安定地確保HRC達32以上。

Si：0.5質量%以下

Si係當作脫氧劑(deoxidizing agent)而添加的元素，為能獲得此項效果，最好與Mn一起添加0.05質量%以上。但是，若超過0.5質量%的過度添加，則淬火時便容易生成肥粒鐵相，導致成為硬度降低的肇因。故，Si係設為0.5質量%以下。

Al：0.1質量%以下

Al係當作脫氧劑而添加的元素，即便添加超過0.04質量%，但脫氧效果已達飽和。此外，Al的過剩添加將引發因Al系介質造成表面缺陷增加、或衝孔加工性降低情形。特別係若Al含有量超過0.1質量%，此項不良影響便趨於明顯，因而上限設為0.1質量%。較佳0.04質量%以下。且，Al係如同Si，因為在淬火時容易生成肥粒鐵相，因而亦會成為硬度降低的原因。所以，當Si添加0.1質量%以上時，Al較佳設為0.02質量%以下。

Mn：0.3~3.0質量%

Mn係除具脫氧效果之外，尚屬於抑制淬火時的肥粒鐵相生成，並確保經淬火後安定適當硬度的有用元素，為能獲得此項效果，必需添加0.3質量%以上。但是，若過剩添加，則因為衝孔加工性、耐蝕性會明顯降低，因而設定為3.0質量%以下。另外，就從確保淬火性安定的觀點，較佳設為0.5質量%以上，就從提升衝孔加工性、耐蝕性的觀點，較佳設為2.5質量%以下。

Cr：10.5~13.5質量%

Cr係在本發明的鋼中，為提升耐蝕性的必要元素，為能獲得碟片用素材所需求的耐蝕性，必需添加達10.5質量%以上。另一方面，若添加超過13.5質量%，則衝孔加工性、韌性會降低，且淬火後亦不會生成充分地麻田散鐵相(martensitic phase)，較難確保適當的淬火硬度。故，Cr設為10.5~13.5質量%範圍內。另外，當重視耐銹性的情況，較佳設為11.0質量%以上，當重視衝孔加工性、耐熱性的情況，較佳設為13.0質量%以下。

Nb：0.05~0.60質量%、V：0.15~0.80質量%且Nb+V：0.25~0.95質量%

Nb及V係藉由固溶於鋼中、或與C及N形成氮碳化物，而提高抑制因回火所造成軟質化情形的效果，為能確保本發明目的之耐熱性(即，即使700℃下施行1小時回火後，仍可確保HRC：31以上的硬度)的必要元素。且，為能獲得此項效果，重點在於同時添加Nb與V，必需將Nb設為0.05質量%以上、將V設為0.15質量%以上，且將合計量設為0.25質量%以上。但是，若Nb與V過剩添加，則淬火時會生成肥粒鐵相，反將成為淬火後或回火後的硬度降低肇因，因而Nb與V分別設為0.60質量%以下、0.80質量%以下，且合計量設為0.95質量%以下。故，Nb設為0.05~0.60質量%、V設為0.15~0.80質量%，且Nb與V合計量設為0.25~0.95質量%範圍內。另外，就從確保耐熱性安定的觀點，較佳Nb設為0.10質量%以上，且Nb與V合計量設為0.35質量%以上。此外，若Nb或V過剩添加，將因熱加工性降低，導致容易發生缺陷，因而就從製造性的觀點，Nb與V合計量較佳設為0.80質量%以下。

Ni：0.02~2.0質量%

Ni係抑制淬火時的肥粒鐵相生成，提高淬火性與提升耐蝕性的元素。為能獲得該等效果，必需添加達0.02質量%以上。另一方面，若過剩添加，則淬火前的硬度會增加，導致衝孔加工性降低，且亦會有淬火後的硬度超過既定範圍的情況，因而上限設為2.0質量%。特別係為能確保衝孔加工性，而將淬火前的硬度形成依HRB表示在95以下，較佳Ni係1.5質量%以下。更佳0.1~1.4質量%範圍內。

Cu：1.5質量%以下

Cu係提升耐蝕性的元素，且回火時會在500~600℃溫度下析出，亦具有抑制回火軟化效果的元素。

圖4及圖5所示係從後述本案實施例(表1-1、表1-2、表1-3及、表1-4)中，描點出發明例及組成Cu(2.24質量%)超越範圍外的比較例，分別為Cu添加量、與500℃回火處理後的硬度關係圖，以及Cu添加量、與回火時的硬度增加(500℃回火處理後的硬度、與淬火處理後的硬度差)關係圖。由該等圖中得知，藉由Cu添加，500℃回火後的表面硬度將上升，軟化已受抑制。所以，為能獲得上述效果，較佳係積極添加Cu。

但是，若Nb或V、及Cu均過剩添加，便會因回火時的析出導致硬度大幅超過適當範圍，成為剎車尖銳聲或來令片磨損的肇因。另外，硬度稍微超過係依照煞車構造或來令片種類的選擇等屬於可容許情形，若超過HRC：42的水準仍屬可容許的超過範圍。所以，Cu的添加係如圖4所示，設定在1.5質量%以下(含0質量%)。另外，因為回火時的硬度未超過HRC：41，因而最好在0.5質量%以下。

再者，當後述Fp值超過95.0，熱軋時生成δ肥粒鐵相4~5vol%左右時，會因熱加工性降低導致容易發生結疤或龜裂等缺陷。特別係當添加Cu的情況，在鑄造時會形成Cu偏析部，導致在熱軋時於沃斯田鐵相與肥粒鐵相界面處的熔點較低處之Cu偏析部，容易發生龜裂情形。為防止此種情況，Ni的添加係屬有效方法，但Ni係屬於高單價元素。所以，在降低原料成本的前提下，Cu較佳設為0.3質量%以下，依情況亦有未添加而形成不可避免雜質的程度。

Fp值：80.0~96.0

本發明為能獲得目的之耐熱性(耐回火軟化性)，除上述成分在既定範圍內之外，尚必需依下述(1)式：Fp值=-230C+5Si-5Mn-6Cu+10Cr-12Ni+32Nb+22V+12Mo+8W+10Ta+40Al-220N………(1)(其中，上式中各元素符號係指該元素的含有量(質量%))所定義的Fp值滿足80.0~96.0的方式含有。該Fp值係表示在淬火時肥粒鐵相的生成容易度，值越大表示δ肥粒鐵形成能力越高。圖1及圖2所示係Fp值與700℃回火處理後的硬度、及Fp值與淬火處理後的δ肥粒鐵量。此外，圖3所示係δ肥粒鐵量與700℃回火處理後的硬度關係。另外，圖1、圖2及圖3所示係從後述本案實施例(表1-1、表1-2、表1-3及、表1-4)中，描點出發明例及組成在本案發明範圍內的比較例。

由圖1及圖2中得知，若Fp值超過96.0，δ肥粒鐵量便會急遽增加，700℃回火處理後的硬度降低。即。若淬火時所生成的δ肥粒鐵相量較多，容易發展為回火軟化。另外，確認當在500℃~670℃回火處理時，即使δ肥粒鐵量超過5%，仍不會有急遽軟化情形。所以，習知要求耐熱性在670℃以下的情況，並不需要嚴格控制δ肥粒鐵量，判斷並未如何地考慮。即使δ肥粒鐵相量存在有數vol%以上，仍可滿足500~670℃的耐熱性，但就為滿足700℃耐熱性，依此得知此亦必需嚴格控制δ肥粒鐵相的量。此種δ肥粒鐵、與700℃的回火軟化性間之關係係屬於首次的新發現。

本案發明者等發現，尤其為了能對700℃高溫的回火可維持適當硬度，如圖3所示，至少δ肥粒鐵相依體積%計必需在5%以下、較佳3%以下、更佳1%以下，可達成習知所無法達成的耐熱性。所以，Fp值必需在96.0以下。較佳95.0以下。另一方面，若Fp值低於80.0，便會因淬火前的硬度增加導致衝孔加工性降低或淬火後的硬度超過、或因殘留沃斯田鐵相(retained austenite phase)的形成，導致700℃回火後無法獲得適當硬度，因而設定為80.0以上。所以，Fp值設定為80.0~96.0範圍。較佳85.0~95.0範圍。

本發明的含Cr之低碳麻田散鐵系鋼係除上述成分之外，為能提升耐熱性，尚可含有從Mo、W及Ta中選擇1種或2種以上，且合計0.1~2.0質量%範圍。

Mo、W及Ta係利用固溶於鋼中或形成析出物，便可達抑制因回火所造成軟質化的抑制效果。特別係在回火溫度超過650℃的溫度區域中，具抑制軟質化的效果，因此700℃下的回火後硬度降低亦會變小。為能獲得此種效果，較佳係添加從Mo、W及Ta中選擇1種或2種以上且合計0.1質量%以上。但是，若過剩添加，會有成為因熱間變形抵抗的增加導致製造性降低、因淬火前的硬度上升導致衝孔加工性降低、或偏存於組織中導致因淬火時的肥粒鐵相生成而造成700℃回火後的硬度降低等的原因，因此合計較佳設定在2.0質量%以下。所以，Mo、W及Ta係配合耐熱性的要求水準，較佳為依1種或2種以上合計0.1~2.0質量%範圍內添加。另外，就從耐熱性提升的觀點，更佳設定在0.2質量%以上，且就從製造性、加工性、或降低成本的觀點，更佳為1.5質量%以下。

再者，本發明含Cr之低碳麻田散鐵系鋼係除上述成分之外，尚為能提升製造性與耐蝕性，可添加從Ca：0.0002~0.0030質量%、Mg：0.0002~0.0030質量%及B：0.0002~0.0060質量%中選擇1種或2種以上。

Ca、Mg及B係抑制對熱加工性屬有害的S或P之不良影響，具有提升熱軋等製造性的效果。為能獲得此項效果，較佳係添加Ca：0.0002質量%以上、Mg：0.0002質量%以上、B：0.0002質量%以上。但是，若過剩添加，則因為Ca、Mg會使耐蝕性降低，B會使鑄造性或熱加工性降低，因此較佳係Ca、Mg分別設為0.0030質量%以下，B設為0.0060質量%以下。所以，Ca、Mg及B係視需要，較佳依Ca：0.0002~0.0030質量%、Mg：0.0002~0.0030質量%、B：0.0002~0.0060質量%範圍添加1種或2種以上。更佳係Ca：0.0005~0.0030質量%、Mg：0.0005~0.0030質量%、B：0.0005~0.0060質量%範圍。

另外，當不可避免的雜質係含有S超過0.005質量%時，就從確保耐蝕性的觀點，較佳係Ca限制在0.0010質量%以下。

本發明含Cr之低碳麻田散鐵系鋼係除上述成分之外，其餘便係Fe及不可避免的雜質。但，不可避免的雜質中，P或S係屬於會使熱加工性、韌性、耐蝕性降低的有害元素，因此最好盡量減少，較佳係P：0.05質量%以下、S：0.008質量%以下。更佳係P：0.03質量%以下、S：0.005質量%以下。

再者，本發明含Cr之低碳麻田散鐵系鋼係在不會危害本發明作用效果的範圍內之前提下，並未拒絕含有除上述以外的成分，例如就從提升耐熱性、耐蝕性及製造性的觀點，亦可含有Ti：0.1質量%以下、Co：0.4質量%以下、或REM、Hf、Y、Zr、Sb合計0.05質量%以下。

其次，針對本發明含Cr之低碳麻田散鐵系鋼之製造方法進行說明。

本發明含Cr鋼之製造方法係就煞車碟片用素材的製造方法可使用公知方法，例如較佳為如下述製造方法。

將滿足上述成分組成的鋼，利用轉爐(steel converter)、電爐(electric furnace)等施行熔製，更將該熔鋼利用VOD(Vacuum Oxygen Decarburization，真空吹氧脫碳)、AOD(Argon Oxygen Decarburization，氬-氧脫碳法)等施行二次精煉(secondary refining)後，便依連續鑄造法(continuous casting)或造塊-分塊軋延法形成厚100~250mm鋼坯(slab)。另外，就從生產性、鋼板材質均勻性的觀點，較佳為連續鑄造法。

接著，將依如上述所獲得鋼坯加熱至1000~1300℃後，便施行熱軋而形成板厚3~10mm熱軋鋼板，視需要施行熱軋板退火，並施行珠粒噴擊(shotblasting)、酸洗(pickling)、研削(grinding)等而去除銹皮(descale)，更視需要施行諸如表皮輥軋(skin pass rolling)等形狀矯正便形成煞車碟片用素材。此時，為使對煞車碟片的衝孔(punching)較為容易，較佳熱軋板退火係依650~900℃溫度實施，並將硬度依HRB(洛式硬度標度B)表示設在100以下。若HRB：95以下則更佳。

另外，厚度3mm以下的煞車碟片之情況，最好就素材係使用經熱軋至3mm以下的熱軋鋼板、或使用對3mm以上的熱軋鋼板更進一步施行冷軋，且視需要施行退火、銹皮除去、形狀矯正等的冷軋鋼板。

其次，針對製造煞車碟片的方法進行說明。

首先，煞車碟片的製造方法係可使用習知公知方法，例如從依如上述所獲得熱軋鋼板或冷軋鋼板的鋼捲或剪切板，利用衝孔加工等衝孔為圓盤狀，更進一步衝孔加工出具有冷卻、磨損粉等排出功能的溝或小孔等，而形成所需形狀。接著，使用高頻感應加熱裝置(high-frequency induction heating device)、批次式(batch type)或連續式(continuous type)熱處理爐，加熱至950~1250℃溫度後，再施行依空冷以上的冷卻速度施行冷卻的淬火處理，然後施行酸洗處理、或利用表面研磨(surface polishing)施行銹皮除去、利用鈍化處理(passivation treatment)等酸處理(acidic treatment)、或利用塗裝(coating)施行防鏽處理(rust-proofing)等，而形成煞車碟片。另外，淬火處理的方法亦可使用兼具形狀矯正(shape correction)的模具淬火(die quenching)。此外，視需要亦可施行消除應力退火。此外，本發明的鋼係具有僅施行淬火處理便可使用於煞車碟片(不需要回火處理)的1項大特徵，但亦可經施行回火處理後才使用。

[實施例]

將具有表1-1、表1-2、表1-3及表1-4所示成分組成的鋼，利用高頻真空熔解爐(high-frequency melting furnace)施行熔製，而形成100kg鋼塊，接著，將該等鋼塊依照通常條件施行熱軋而形成板厚4mm的熱軋板。然後，對該熱軋板於惰性氣體(inert gas)環境中施行650~850℃×8小時以上的退火後施行漸冷的熱處理，而形成熱軋退火材。另外，施行上述熱軋之際，便施行軋延時有無發生龜裂、與軋延荷重的調查，且針對經軋延的熱軋板依目視觀察鋼板表面，而調查有無發生結疤(scab)或龜裂等缺陷的發生，將龜裂等發生較大者評估為「製造性×(bad)」，將龜裂等發生較輕微且實用上無問題者評估為「製造性△(pass)」，將完全無發現問題者評估為「製造性○(good)」。

使用依如上述所獲得熱軋退火板，施行下述試驗。

(1)淬火性試驗(hardenability test)

從上述熱軋退火板中，採取板厚×30mm×30mm大小的試驗片，並依表2所示各種條件施行加熱後，施行空冷的淬火處理。接著，將淬火後的試驗片表面之銹皮施行研削、研磨而除去後，根據JIS Z2245規定利用洛式硬度計測定5處的表面硬度HRC，將平均值視為該材料的淬火硬度。然後，將淬火後的硬度依HRC表示為31~40者判定屬合格。

(2)耐熱性(耐回火軟化性)試驗

對上述淬火後的試驗片，更進一步依500℃×1小時、650℃×1小時、及700℃×1小時等3種程度施行加熱後，經施行空冷的回火處理後，對試驗片表面的銹皮利用研削而除去後，根據JIS Z2245規定利用洛式硬度計測定5處的表面硬度HRC，求取平均值，並評估耐熱性。而，將700℃×1小時的回火處理後之硬度依HRC表示達31以上者判定為「合格」。

(3)耐蝕性試驗

從上述熱軋退火材中採取板厚×70mm×150mm大小的試驗片，對試驗片表面使用#320金剛砂研磨紙施行濕式研磨後，施行根據JIS Z2371規定的鹽水噴霧試驗(SST)。SST試驗係施行48小時，依目視觀察試驗後的試驗片表面，並測定生鏽點數，將無生鏽點者評為「○(good)」，將有1~4個評為「△(pass)」，將有5個以上評為「×(bad)」，且○、△係屬合格。

(4)δ肥粒鐵量的測定

δ肥粒鐵量的測定係對經淬火後的試驗片截面施行研磨，經利用村上試劑(Murakami test reagent)施行腐蝕後，再利用光學顯微鏡(optical microscope)進行組織的觀察。針對各試驗片依400倍拍攝5視野的光學顯微鏡照片，並利用影像解析(image analysis)測定δ肥粒鐵相量，且求取平均值。

上述試驗的結果合併記於表2-1及表2-2中。從表2-1及表2-2中得知，具有適合本發明成分組成的鋼No.1~12、鋼No.23~26及鋼No.30~34，均屬於淬火後的硬度為HRC：31~40，且700℃下的回火後硬度達HRC：31以上，具有優異的回火軟化抵抗性，且耐蝕性與製造性亦均優異。

相對於此，得知未滿足本發明成分組成的鋼No.13~22、鋼No.27~29及鋼No.35~40的鋼板，經淬火後的硬度並非HRC：31~40，且即使例如淬火後硬度有滿足HRC：31~40，但700℃下的回火後硬度則未滿HRC：31，或者製造性或耐蝕性有任一者未滿足本發明目標。

另外，相關鋼No.16，製造性屬「△」，理由係因為Nb、V過剩，且熱加工性降低導致發生缺陷的緣故。此外，相關鋼No.25，耐銹性屬「△」，理由係因為S達0.005質量%以上，且Ca超過0.0010質量%，因而耐蝕性劣化的緣故。

再者，鋼No.35~38係先前本案申請人所開發600℃、2小時回火後的硬度達HRC32以上之發明例(日本專利特開2005-307346號公報中，表1的鋼No.F、G、L及X)，而鋼No.35係Fp值雖在本案發明範圍內，但因為V超越本案發明範圍外，因此700℃回火後無法獲得HRC31以上。且，鋼No.36~38因為Fp值超越本案發明範圍上限值外，因此淬火後的δ肥粒鐵量達9體積%以上，700℃回火後無法獲得HRC31以上。

圖1為本案實施例中，發明例及組成在本案發明範圍內的比較例之Fp值與700℃回火處理後的硬度之關係圖。

圖2為本案實施例中，發明例及組成在本案發明範圍內的比較例之Fp值與淬火後的δ肥粒鐵(delta ferrite phase)量之關係圖。

圖3為本案實施例中，發明例及組成在本案發明範圍內的比較例之δ肥粒鐵量與700℃回火處理後的硬度之關係圖。

圖4為本案實施例中，發明例及組成為Cu(2.24質量%)偏離範圍外的比較例之Cu添加量與500℃回火處理後的硬度之關係圖。

圖5為本案實施例中，發明例及組成為Cu(2.24質量%)偏離範圍外的比較例之Cu添加量與回火時硬度增加(500℃回火處理後的硬度與淬火處理後的硬度之差)之關係圖。

Claims (6)

1. 一種含Cr之低碳麻田散鐵系鋼，係由以下組成，其餘則為Fe及不可避免的雜質所構成；C：0.02~0.10質量%、N：0.02~0.10質量%且C+N：0.08~0.16質量%，Si：0.5質量%以下，Al：0.1質量%以下，Mn：0.3~3.0質量%，Cr：10.5~13.5質量%，Nb：0.05~0.60質量%、V：0.15~0.80質量%且Nb+V：0.25~0.95質量%，Ni：0.02~2.0質量%，Cu：1.5質量%以下；依下述(1)式所示之Fp值為80.0~96.0，經淬火後的硬度依HRC表示為31~40，700℃下施行1小時回火後的硬度依HRC表示為31以上；Fp值=-230C+5Si-5Mn-6Cu+10Cr-12Ni+32Nb+22V+12Mo+8W+10Ta+40Al-220N……(1)其中，上式中的各元素符號係指該元素的含有量(質量%)。
2. 如申請專利範圍第1項之含Cr之低碳麻田散鐵系鋼，其中，除了上述成分組成之外，尚以合計0.1~2.0質量%含有從Mo、W及Ta中選擇之1種或2種以上。
3. 如申請專利範圍第1或2項之含Cr之低碳麻田散鐵系鋼，其中，除了上述成分組成之外，尚含有從Ca：0.0002~0.0030質量%、Mg：0.0002~0.0030質量%及B：0.0002~0.0060質量%中選擇之1種或2種以上。
4. 如申請專利範圍第1或2項之含Cr之低碳麻田散鐵系鋼，其係經淬火處理後，δ肥粒鐵相依體積%計含有5%以下的組織。
5. 如申請專利範圍第3項之含Cr之低碳麻田散鐵系鋼，其係經淬火處理後，δ肥粒鐵相依體積%計含有5%以下的組織。
6. 一種煞車碟片，係由申請專利範圍第1至5項中任一項之含Cr之低碳麻田散鐵系鋼所構成。