TWI421375B - Methods for improving the mechanical properties of non - Austrian iron - based stainless steel surfaces - Google Patents

Description

改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法

本發明有關一種改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，尤指一種於低溫對非奧斯田鐵系不銹鋼進行滲碳，以提升其表面機械性質的方法。

不銹鋼依其組織的不同而主要可分為奧斯田鐵(Austenite)系不銹鋼、麻田散鐵(Martensite)系不銹鋼及肥粒鐵(Ferrite)系不銹鋼，因其優良之抗銹蝕特性而適合做為結構件或要求裝飾效果之外觀件等用途，如螺絲、螺帽、樞軸、插銷等工件；或如手錶、手機等電子產品、飾品、家用電器之外殼等。惟，一般不銹鋼之表面機械性質尚無法滿足實際應用上之需求，如常見的美國鋼鐵協會編號(American iron and steel institute，簡稱AISI) 316L不銹鋼，含有重量百分比介於15至18之間的鉻、重量百分比介於12至15之間的鎳以及重量百分比介於2至3之間的鉬，其餘為鐵與雜質，其硬度約介於HRB 50至HRB 70之間，此種不銹鋼用於外觀件時，係容易產生刮損或受撞擊而令表面破損。

為解決上述問題，業界常使用滲氮及滲碳處理的方式，令不銹鋼工件表面的碳濃度增加或產生氮化物，進而提升其表面的機械性質，其中，又尤以滲碳處理廣為工業界使用。一般而言，不銹鋼滲碳處理係於含碳氣氛之環境中，令工件長時間維持在特定溫度，使得碳原子得以進入工件表面而生成滲碳層，傳統滲碳方法如美國專利第US 7,468,107號，其記載於含有甲烷(Methane)之氣氛下，將不銹鋼工件加熱至1900℉與2000℉的溫度之間進行滲碳，然而，由於此種方法之滲碳溫度甚高(大於980℃)，將使得不銹鋼工件的鉻與氣氛中的碳發生反應，令不銹鋼工件的表面缺乏鉻，進而使不銹鋼工件失去抗腐蝕能力。有鑑於此，以316L不銹鋼工件為例，其滲碳溫度最好應低於連續變態曲線圖(Continuous transformation curve)中C曲線的鼻部溫度，如『圖1』所示。

然而，若在低於前述鼻部溫度之環境下進行滲碳，則因不銹鋼工件表面存在有一鈍化層，而難以令碳原子滲入，阻礙滲碳層的生成，因此，進行低溫滲碳製程之前，需先將不銹鋼工件表面之鈍化層移除。習知此種低溫滲碳方法，如美國專利第US 5,792,282號、第US 5,556,483號及第US 5,593,510號，揭示一種奧斯田鐵不銹鋼的滲碳方法，先將不銹鋼在含氟或氟化物的氣體中，於250℃至450℃之間的溫度持溫數十分鐘，令不銹鋼表面的鈍化層(Passive coat layer)轉換為氟化層(Fluorinated layer)，接著再將不銹鋼於400℃至500℃之間的溫度進行滲碳，相較於含有Cr2O3之鈍化層，碳原子較容易穿過氟化層而進入不銹鋼，故其滲碳深度可達約20μm，且硬度可提升至約HV 800。

另外，如美國專利第US 6,547,888號，其揭示的低溫表面硬化方法係先將不銹鋼置於含體積百分比為20%之HCl的N2氣體中，並在550℉下持溫60分鐘，令不銹鋼表面的鈍化層活化後，之後再於980℉與880℉之間的溫度進行滲碳。此外，美國專利第US 6,461,448號以及第US 6,093,303號，亦揭示一種低溫表面硬化方法，其記載之活化方式則可將不銹鋼放置於氰化鹽類(Cyanide salt)、金屬鹵化物鹽類(Metal halide salt)及碳化鈣(Calcium carbide)之混合的熔融浴中，對不銹鋼進行滲碳，其中，氰化鹽類及金屬鹵化物鹽類係用於活化不銹鋼之鈍化層，而碳化鈣則做為滲碳之碳來源。

惟，上述滲碳方法僅適用於對碳具較高固溶度的奧斯田鐵系不銹鋼，針對非奧斯田鐵系不銹鋼，如麻田散鐵系不銹鋼或肥粒鐵系不銹鋼，因其組織對碳之溶解度低，無法滲碳，目前業界大多使用如固溶強化或時效硬化等方法，提升其機械性質，但此種方法並無法有效改善不銹鋼表面的機械性質，如耐磨耗性。因此，仍難以使非奧斯田鐵系不銹鋼廣泛應用在要求高耐磨耗性或高表面硬度之工件的用途。

本發明的主要目的，在於解決習知改善非奧斯田鐵系不銹鋼機械性質的方法中，其表面機械性質提升有限之問題。

為達上述目的，本發明提供一種改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，首先提供一非奧斯田鐵系不銹鋼材料，將該不銹鋼材料置於一含有至少一奧斯田鐵穩定化元素的環境中，並於該環境施加一使該奧斯田鐵穩定化元素擴散至該不銹鋼材料表面的驅動力，以形成一富含該奧斯田鐵穩定化元素的改質層，然後，將該不銹鋼材料置於一含碳氣氛中，令該改質層與該含碳的氣氛接觸並保持在一低於600℃的滲碳溫度，使碳進入該改質層而形成一滲碳層。

經由上述方法，本發明改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法相較於習知技術具有下述特點：

一、本發明先在該非奧斯田鐵系不銹鋼材料表面形成富含該奧斯田鐵穩定化元素的改質層，後續即可在低於600℃的溫度下使碳原子進入該改質層並生成該滲碳層，藉此大幅提升該不銹鋼材料的表面機械性質。

二、其次，由於該滲碳區域是低於600℃的溫度下形成，係可避免鉻與碳發生反應生成碳化鉻Cr23C6，故可於提升機械性質的同時，令該非奧斯田鐵系不銹鋼材料仍保有優良的抗腐蝕性。

有關本發明改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法之詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：請參閱『圖2』，為本發明改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法一實施例之流程圖，步驟S1先提供一非奧斯田鐵系不銹鋼材料，該不銹鋼材料以鐵為主成分，且包含有重量百分比低於2.0的碳、重量百分比低於1.0的矽、重量百分比低於2.0的錳、重量百分比介於12.0至19.0之間的鉻、重量百分比低於15.0的鎳、重量百分比低於6.0的鉬以及重量百分比低於6.0的銅，其中，該不銹鋼材料為一麻田散鐵系不銹鋼或一肥粒鐵系不銹鋼，於本發明之一實施例中，該不銹鋼材料較佳地為17-4PH析出硬化型之不銹鋼。此外，該不銹鋼材料可利用一鍛造製程或一鑄造製程成形得到；或者，可使用一金屬粉末射出成形(Metal injection molding，簡稱MIM)製程或一粉末加壓成形製程先取得一胚體，再將該胚體置於一還原環境中並保持在一介於1050℃與1400℃之間的燒結溫度，令該不銹鋼材料進行燒結後，即得到該不銹鋼材料，其中，該還原環境可以是一真空環境、一含氮的氣氛或一含氫的氣氛。

接著，步驟S2於該不銹鋼材料的表面形成一改質層，先將該不銹鋼材料置於一含有至少一奧斯田鐵穩定化元素的環境中，然後，於該環境施加一驅動力，令該環境中的該奧斯田鐵穩定化元素能擴散至該不銹鋼材料表面，進而使該不銹鋼材料形成一富含該奧斯田鐵穩定化元素的改質層。於本發明中，該奧斯田鐵穩定化元素為可安定該不銹鋼材料中奥斯田鐵相(Austenite phase)的元素，其可為氮、碳、銅、鎳、錳、鈷或鋁。

於本發明一實施例中，含有該奧斯田鐵穩定化元素的環境可選為一含氮的氣氛，且該驅動力為一介於1050℃至1400℃之間的溫度。其中，先將該不銹鋼材料置於一氣氛燒結爐中，並通以裂解氨氣氛或氮氫混合氣，令該不銹鋼材料的周圍充滿該含氮的氣氛，接下來，將該氣氛燒結爐升溫至該溫度，待持溫一介於30分鐘至3小時之間的預定時間後，將該氣氛燒結爐降溫至室溫，再取出該不銹鋼材料，即去除自然存在於該不銹鋼材料表面的鈍化層，且令該不銹鋼材料表面形成富含該奧斯田鐵穩定化元素氮的該改質層。

而於本發明另一實施例中，含有該奧斯田鐵穩定化元素的環境可選為一含有銅、鎳、錳或鋁的電解質溶液，而該驅動力為一施加在該不銹鋼材料與一電極之間的電位能。進一步而言，可將該不銹鋼材料先置於一電解槽中，該電解槽中裝盛有該電解質溶液，該電解質溶液可為硫酸鎳、磷酸鎳、亞磷酸鎳及氯化鎳溶液，且該電解質溶液中放置有一電極，該電極的材質為該奧斯田鐵穩定化元素的金屬或其合金，即銅、鎳、錳或鋁的純金屬或合金，其中，該不銹鋼材料與該電極電性連接至一電力源。形成該改質層時，由該電力源施加一電位差在該不銹鋼材料與該電極之間，令該電極中含有的該奧斯田鐵穩定化元素解離於該電解質溶液，並沉積在該不銹鋼材料的表面，令該不銹鋼材料的表面可形成富含該奧斯田鐵穩定化元素鎳的改質層。

於上述另一實施例中，該不銹鋼材料的表面形成該改質層後，可再進行一均質化步驟，將該不銹鋼材料置於一還原環境中，並保持在一介於1050℃到1400℃之間的均質化溫度，其中，該還原環境可以是一真空環境或一含氫的氣氛。此步驟可於真空爐或氣氛燒結爐中進行，可先將該不銹鋼材料放入氣氛燒結爐，通以氫氣、氮氣混合氣或裂解氨，並將氣氛燒結爐升溫至該均質化溫度，持溫一預定時間後，再將氣氛燒結爐降溫至室溫，取出該不銹鋼材料；或者，可先將該不銹鋼材料放入真空爐，令真空爐的內部達到一預定真空度，令真空爐升溫至該均質化溫度，持溫一預定時間後，再將真空爐降溫至室溫，取出該不銹鋼材料，其中，該預定時間可選為30分鐘至3小時之間。經由該均質化步驟後，可令該改質層較均勻地形成於該不銹鋼材料的表面。

最後，步驟S3為一滲碳步驟，將已形成該改質層的不銹鋼材料與一含碳的氣氛接觸，且令該不銹鋼材料保持在一滲碳溫度，使碳進入形成於該不銹鋼材料的表面的該改質層，生成一滲碳層，其中，該滲碳溫度低於600℃，且較佳地介於400℃與580℃之間的範圍內。於本發明中，該含碳的氣氛可為含一氧化碳、甲烷或丙烷的氣氛。此步驟可將已形成該改質層的不銹鋼材料放入滲碳爐中，並且通以該含碳的氣氛，而升溫至400℃與580℃之間的範圍，待持溫一滲碳時間後，再將滲碳爐降溫至室溫，並取出該不銹鋼材料，該不銹鋼材料的表面即形成厚度介於10 μm與50 μm之間的滲碳層，其中，該滲碳時間較佳地設定為24小時。

為進一步具體說明本發明改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，請參閱以下依據本發明所進行之實驗例，此僅為舉例說明之用，並不欲以限制本發明之範圍，表1所示為各實驗例及比較例之化學組成，組成1為商用17-4PH不銹鋼工件，其由鍛造製程得到，組成2為商用17-4PH不銹鋼的粉末，利用金屬粉末射出成形製程得到胚體，再經燒結後取得的燒結體。此處該不銹鋼材料僅以商用17-4PH不銹鋼工件或粉末做為舉例說明，然於實際應用上，亦可用其他非奧斯田鐵系不銹鋼材料。

於實驗例與比較例中，係依照表2的製程條件對組成1的不銹鋼工件進行滲碳處理，其中，實驗例1與2是將商用17-4PH不銹鋼工件置於充滿裂解氨的氣氛燒結爐中並保持在該擴散溫度，令商用17-4PH不銹鋼工件的表面形成富含氮的改質層，再進行滲碳步驟；而實驗例3至5則是將商用17-4PH不銹鋼工件置於含有鎳的電解質溶液，藉由施加電位差的方式，令鎳可沉積在商用17-4PH不銹鋼工件的表面而形成一鍍鎳層，再進行滲碳步驟；實驗例6與7是將商用17-4PH不銹鋼燒結體，置於含有鎳的電解質溶液，藉由施加電位差的方式，令鎳可沉積在商用17-4PH不銹鋼燒結體的表面而形成一鍍鎳層，再進行滲碳步驟，其中，亦透過觀察其顯微鏡照片，測定該鎳層的厚度。

於滲碳完成後，再接著測試其機械性質、抗腐蝕性以及該滲碳層的厚度。機械性質之測試包含該燒結體的表面硬度與心部硬度，採用維氏硬度測試(Vickers hardness test)，針對各實驗例與比較例分別量測其表面及心部的HV，而抗腐蝕性則採用美國粉末冶金協會(Metal Powder Industries Federation，簡稱MPIF)之標準測試方法(MPIF Standard 62)進行抗蝕測試以及工業界中常用的鹽霧測試法，前者係將各個經滲碳處理之工件浸入重量百分比為2%之硫酸溶液內，待24小時後，量測其重量損失。當每平方公寸的重量損失小於0.005克時，為合格之工件，係將其標示為O；反之，若超過0.005克時，則為不合格之工件，係將其標示為X。以下亦使用工業界中常用的鹽霧測試法，將各個經滲碳處理之工件置於重量百分比為5%之氯化鈉溶液中，以肉眼觀察工件經過多少時間後發生銹蝕。此外，亦透過觀察各實驗例與比較例之顯微鏡照片，測定該滲碳層的厚度。

實驗例1

此實驗例使用組成1的一不銹鋼工件，先放入氣氛燒結爐中並通以裂解氨，而於1320℃的製程溫度持溫2小時令該不銹鋼工件的表面形成一富含氮且厚度約50 μm的改質層，然後，將該不銹鋼工件從氣氛燒結爐中取出，並置於滲碳爐中，通以一氧化碳氣體且將爐內溫度降至500℃，並持溫24小時，該不銹鋼工件表面可形成一厚度約21 μm的滲碳層，其表面硬度約HV 650，心部硬度約HV 370，抗腐蝕性為合格且在鹽霧測試中可承受40小時。

實驗例2

此實驗例使用組成1的一不銹鋼工件，先放入氣氛燒結爐中並通以裂解氨，而於1120℃的製程溫度持溫2小時令該不銹鋼工件的表面形成一富含氮且厚度約35 μm的改質層，然後，將該不銹鋼工件從該氣氛燒結爐中取出，並置於滲碳爐中，通以一氧化碳氣體且將爐內溫度降至500℃，並持溫24小時，該不銹鋼工件表面可形成一厚度約20 μm的滲碳層，其表面硬度約HV 653，心部硬度約HV 365，抗腐蝕性為合格且在鹽霧測試中可承受40小時。

實驗例3

此實驗例使用組成1的一不銹鋼工件，於該不銹鋼工件表面先鍍上一厚度約0.5 μm的鎳層，再進行均質化步驟，將該不銹鋼材料放入氣氛燒結爐，通以裂解氨並升溫至1320℃，持溫2小時後將氣氛燒結爐降至室溫，之後再將該不銹鋼材料置入滲碳爐中，通以一氧化碳氣體且將滲碳爐升溫至500℃，並持溫24小時，該不銹鋼工件表面可形成一厚度約25 μm的滲碳層，其表面硬度約HV 710，心部硬度約HV 350，抗腐蝕性為合格且在鹽霧測試中可承受42小時。

實驗例4

此實驗例使用組成1的一不銹鋼工件，先置入一電解質溶液中，於工件表面鍍上一層厚度約0.5 μm的鎳，再進行均質化步驟，將該不銹鋼材料放入氣氛燒結爐，通以裂解氨並升溫至1120℃，持溫2小時後將氣氛燒結爐降至室溫，之後再將該不銹鋼材料置入滲碳爐中，通以一氧化碳氣體且將滲碳爐升溫至500℃，並持溫24小時，該不銹鋼工件表面可形成一厚度約22 μm的滲碳層，其表面硬度約HV 695，心部硬度約HV 350，抗腐蝕性為合格且在鹽霧測試中可承受42小時。

實驗例5

此實驗例使用組成1的一不銹鋼工件，先置入一電解質溶液中，於工件表面鍍上一層厚度約0.5 μm的鎳，再進行均質化步驟，將該不銹鋼材料放入真空爐並升溫至1320℃，持溫2小時後將真空爐降至室溫，之後再將該不銹鋼材料置入滲碳爐中，通以一氧化碳氣體且將滲碳爐升溫至500℃，並持溫24小時，該不銹鋼工件表面可形成一厚度約23 μm的滲碳層，其表面硬度約HV 680，心部硬度約HV 322，抗腐蝕性為合格且在鹽霧測試中可承受42小時。

實驗例6

此實驗例使用組成2的不銹鋼粉末，經射出成形成胚體後，在1320℃的製程溫度並於真空環境燒結2小時成為一密度達96%之燒結體後，置入一電解質溶液中，於該燒結體表面鍍上一層厚度約0.5 μm的鎳，再進行均質化步驟，將該燒結體放入氣氛燒結爐，通以裂解氨並升溫至1320℃，持溫2小時後將氣氛燒結爐降至室溫，之後再將該燒結體置入滲碳爐中，通以一氧化碳氣體且將滲碳爐升溫至500℃，並持溫24小時，該燒結體表面可形成一厚度約25 μm的滲碳層，其表面硬度約HV 720，心部硬度約HV 302，抗腐蝕性為合格且在鹽霧測試中可承受38小時。

實驗例7

此實驗例使用組成2的不銹鋼粉末，經射出成形成胚體，在1320℃的製程溫度並於真空環境燒結2小時成為一密度達96%之燒結體後，置入一電解質溶液中，於該燒結體表面鍍上一層厚度約0.5 μm的鎳，再進行均質化步驟，將該燒結體放入真空爐並升溫至1320℃，持溫2小時後將真空爐降至室溫，之後再將該燒結體置入滲碳爐中，通以一氧化碳氣體且將滲碳爐升溫至500℃，並持溫24小時，該燒結體表面可形成一厚度約22 μm的滲碳層，其表面硬度約HV 680，心部硬度約HV 300，抗腐蝕性為合格且在鹽霧測試中可承受38小時。

比較例1

此比較例使用組成1的一不銹鋼工件，將該不銹鋼材料置入滲碳爐中，通以一氧化碳氣體且將滲碳爐升溫至500℃，並持溫24小時，該不銹鋼工件表面並無形成滲碳層，其表面硬度約HV 350，心部硬度約HV 352，抗腐蝕性為合格且在鹽霧測試中可承受35小時。

比較例2

此比較例使用組成2的不銹鋼粉末，在1320℃的製程溫度並於真空環境燒結2小時成為一密度為96%之燒結體後，再將該燒結體置入滲碳爐中，通以一氧化碳氣體且將滲碳爐升溫至500℃，並持溫24小時，該燒結體表面可形成一厚度約11 μm的滲碳層，其表面硬度約HV 610，心部硬度約HV 250，抗腐蝕性為合格且在鹽霧測試中可承受35小時。

由以上可知，根據本發明所進行之實驗例1至7，其滲碳層可形成至約25 μm的深度，藉此將表面硬度最高提升至約HV 720，且仍可保有優異的抗腐蝕性。然於使用不銹鋼工件的比較例中，其表面並無法形成滲碳層，因此，表面硬度並無提升且約等於其心部硬度；另針對使用不銹鋼粉末的比較例，其燒結後雖可形成約11 μm的滲碳層，但遠低於實驗例之滲碳層，且其表面硬度僅可提升至約HV 610，仍低於實驗例1至7，且其心部硬度亦較低。

綜上所述，本發明改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，主要是利用先在該非奧斯田鐵系不銹鋼材料的表面形成富含如氮、銅、鎳、錳以或鋁等奧斯田鐵穩定化元素的改質層，由於碳原子較容易進入該改質層內形成滲碳層，因此，可以提升該非奧斯田鐵系不銹鋼材料的表面硬度。此外，由於本發明是在400℃與580℃之間的溫度下進行滲碳，可避免不銹鋼材料中的鉻元素析出，故保有良好的腐蝕性，且本發明不需利用鹵化物的氣體或液體先進行活化處理，因此不會對環境及人體造成危害，故可提升製程的安全性，且與利用鹵化物進行低溫滲碳的製程相比，使用的設備更為簡化，因此，可降低製造成本。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明的一較佳實施例而已，當不能限定本發明實施的範圍。即凡依本發明申請範圍所作的均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明的專利涵蓋範圍內。

圖1，為316L不銹鋼的連續變態曲線圖。

圖2，為本發明的步驟流程示意圖。

Claims (19)

1. 一種改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，包含步驟有：提供一非奧斯田鐵系不銹鋼材料；將該不銹鋼材料置於一含有至少一奧斯田鐵穩定化元素的環境中，並於該環境施加一使該奧斯田鐵穩定元素擴散至該不銹鋼材料表面的驅動力以形成一富含該奧斯田鐵穩定化元素的改質層；以及將該不銹鋼材料置於一含碳氣氛中，令該改質層與該含碳的氣氛接觸並保持在一低於600℃的滲碳溫度，使碳進入該改質層而形成一滲碳層。
2. 如申請專利範圍第1項所述改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，其中該奧斯田鐵穩定化元素是選自由氮、銅、鎳、錳以及鋁所組成之群組。
3. 如申請專利範圍第1項所述改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，其中該滲碳溫度介於400℃與580℃之間的範圍內。
4. 如申請專利範圍第1項所述改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，其中該不銹鋼材料是使用一粉末加壓成形製程得到。
5. 如申請專利範圍第1項所述改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，其中該不銹鋼材料是使用一金屬粉末射出成形製程得到。
6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，其中於該不銹鋼材料置於該環境前，先將該不銹鋼材料置於一還原環境中且保持在一介於1050℃與1400℃之間的燒結溫度，令該不銹鋼材料進行燒結。
7. 如申請專利範圍第6項所述改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，其中該還原環境擇自由一真空環境、一含氮的氣氛及一含氫的氣氛所組成的群組。
8. 如申請專利範圍第1項所述改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，其中該不銹鋼材料是使用一鍛造製程成形得到。
9. 如申請專利範圍第1項所述改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，其中該不銹鋼材料是使用一鑄造製程成形得到。
10. 如申請專利範圍第1項所述改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，其中該環境為一含氮的氣氛，且該驅動力為一介於1050℃與1400℃之間的溫度。
11. 如申請專利範圍第10項所述改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，其中該含氮的氣氛為裂解氨或氮氫混合氣。
12. 如申請專利範圍第1項所述改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，其中該環境為一含有該奧斯田鐵穩定化元素的電解質溶液，且該驅動力為一施加在該不銹鋼材料與一電極之間的電位差。
13. 如申請專利範圍第12項所述改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，其中該奧斯田鐵穩定化元素係選自由銅、鎳、錳以及鋁所組成之群組。
14. 如申請專利範圍第12項所述改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，其中於形成該滲碳層前，先將該不銹鋼材料置於一還原環境中且保持在一介於1050℃與1400℃之間的均質化溫度。
15. 如申請專利範圍第14項所述改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，其中該還原環境為一真空環境或一含氫的氣氛。
16. 如申請專利範圍第1項所述改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，其中該含碳的氣氛為選自由一氧化碳、甲烷及丙烷所組成的群組。
17. 如申請專利範圍第1項所述改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，其中該滲碳層的厚度介於10 μm與50 μm之間的範圍內。
18. 如申請專利範圍第1項所述改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，其中該不銹鋼材料以鐵為主成分，其包含重量百分比低於2.0的碳、重量百分比低於1.0的矽、重量百分比低於2.0的錳、重量百分比介於12.0至19.0之間的鉻、重量百分比低於15.0的鎳、重量百分比低於6.0的鉬以及重量百分比低於6.0的銅。
19. 如申請專利範圍第1項所述改善非奧斯田鐵系不銹鋼表面機械性質的方法，其中該非奧斯田鐵系不銹鋼為一麻田散鐵系不銹鋼或一肥粒鐵系不銹鋼。