TWI698534B - 含有高Ａｌ之制振性肥粒鐵系不銹鋼材及製造方法 - Google Patents

含有高Ａｌ之制振性肥粒鐵系不銹鋼材及製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI698534B
TWI698534B TW105126074A TW105126074A TWI698534B TW I698534 B TWI698534 B TW I698534B TW 105126074 A TW105126074 A TW 105126074A TW 105126074 A TW105126074 A TW 105126074A TW I698534 B TWI698534 B TW I698534B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
stainless steel
ferrous iron
vibration
grain size
final annealing
Prior art date
Application number
TW105126074A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201713782A (zh
Inventor
堀芳明
今川一成
鈴木聡
Original Assignee
日商日鐵不銹鋼股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商日鐵不銹鋼股份有限公司 filed Critical 日商日鐵不銹鋼股份有限公司
Publication of TW201713782A publication Critical patent/TW201713782A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI698534B publication Critical patent/TWI698534B/zh

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/007—Heat treatment of ferrous alloys containing Co
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0273—Final recrystallisation annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/04—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing
    • C21D8/0447—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing characterised by the heat treatment
    • C21D8/0473—Final recrystallisation annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2201/00—Treatment for obtaining particular effects
    • C21D2201/04—Single or very large crystals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

本發明的課題係提供一種制振性優異的肥粒鐵系不銹鋼材。
本發明提供具有金屬組織，且殘留磁束密度為45mT以下之制振性肥粒鐵系不銹鋼材：該金屬組織係以質量%計，具有C：0.001至0.04%、Si：0.1至2.0%、Mn：0.1至1.0%、Ni：0.01至0.6%、Cr：10.5至20.0%、Al：0.5至5.0%、N：0.001至0.03%、Nb：0至0.8%、Ti：0至0.5%、Cu：0至0.3%、Mo：0至0.3%、V：0至0.3%、Zr：0至0.3%、Co：0至0.6%、REM(稀土類元素)：0至0.1%、Ca：0至0.1%，殘餘部Fe以及不可避免的雜質之化學組成，基質為肥粒鐵單相，肥粒鐵結晶粒之平均結晶粒徑為0.3至3.0mm。

Description

含有高Al之制振性肥粒鐵系不銹鋼材及製造方法
本發明有關一種發揮強磁性型的振動衰減機構之含有高Al之制振性肥粒鐵系不銹鋼材以及其製造方法
構成汽車排氣通路構件之排氣氣體流路管或其擋熱蓋，係由於除了耐熱性外，亦要求耐鹽害腐蝕性，故多採用耐熱性優異之肥粒鐵系不銹鋼鋼種。由於排氣氣體流路管會受到來自引擎傳來的振動，由其振動所產生的噪音會成為問題。近年來，汽車的各構件由於燃料費用的提升而要求輕量化。若為將排氣氣體流路管輕量化而使其薄壁化，因其振動所致的噪音會更容易增大。此外，從擋熱蓋內產生之來自引擎的振動會成為悶響(muffled sound)，變成令人不悅的噪音源。目前正期待抑制來自排氣氣體流路管的振動、噪音之性能優異的耐熱不銹鋼材的出現。此外，不限於汽車用耐熱構件，而對於肥粒鐵系不銹鋼材的制振性改善亦有極大要求。
以金屬材料單體使自外部所施加的振動能量 衰減的機構，係被分類為共晶型、轉位型、強磁性型、複合型及其他。基質(金屬基底)為肥粒鐵相之鋼材由於為強磁性體，故提出各種利用強磁性型的振動衰減機構之制振材料。
例如，專利文獻1中已揭示對於含有Cr之鋼材賦予制振性之例。記載有Cr具有提升制振特性之作用，以及至20.0wt%有提升添加效果(段落0026)。然而，實施例所示之具體例的Cr含量係最高不過3.08%。
專利文獻2中已揭示一種使用含有大量Si與Co之鋼材而賦予制振性之技術。教示Cr有顯著提升磁致伸縮之效果，但超過9%時，反而會降低損耗係數(段落0015)。
專利文獻3中記載不添加大量的Al、Si、Cr等的合金元素，藉由控制結晶粒徑、最大比透磁率、殘留磁束密度以賦予制振性之技術。結晶粒徑考量加工時的表面粗糙而設為300μm以下(段落0023)。
專利文獻4中記載使用含有大量之Cr與Ga之鐵合金而賦予制振性。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平10-72643號公報
[專利文獻2]日本特開2002-294408號公報
[專利文獻3]日本特開2007-254880號公報
[專利文獻4]日本特開2011-241438號公報
如上述專利文獻所示，Cr被認為對於提升鋼材的制振性上是有效的。但是，在使用如肥粒鐵系不銹鋼鋼的含有高Cr的鋼之鋼材中，尚未確立可改善其制振性之技術。特別是在具備可承受數百℃以上之高溫的長時間使用之耐熱性鋼材，賦予例如依據JIS K7391：2008之中央加振法於常溫時之損失係數η在10至10,000Hz之範圍所觀測之各共振譜峰中成為0.0070以上之優異的制振性之材料，係尚未出現。
本發明係欲提供一種兼具可在數百℃以上之高溫使用之優異的耐熱性、以及優異的制振性之肥粒鐵系不銹鋼材。
依據本案發明人們的詳細研究，發現若要對肥粒鐵系不銹鋼材賦予來自強磁性型的振動衰減機構之優異的制振性，係在加工為指定形狀的鋼材後，藉由最終退火以使平均結晶粒徑非常大至0.3mm以上之方式以高溫進行加熱係極為有效。而且，特別是藉由複合添加Cr與Al，可顯著提升制振性。本發明係基於此發現而完成者。
亦即，上述目的係藉由具有金屬組織，殘留磁束密度為45mT以下之制振性肥粒鐵系不銹鋼材而達成，該金屬組織係以質量%計，具有C：0.001至0.04%、Si：0.1至2.0%、Mn：0.1至1.0%、Ni：0.01至0.6%、Cr： 10.5至20.0%、Al：0.5至5.0%、N：0.001至0.03%、Nb：0至0.8%、Ti：0至0.5%、Cu：0至0.3%、Mo：0至0.3%、V：0至0.3%、Zr：0至0.3%、Co：0至0.6%、REM(稀土類元素)：0至0.1%、Ca：0至0.1%、殘餘部Fe以及不可避免的雜質之化學組成，基質為肥粒鐵單相，肥粒鐵結晶粒之平均結晶粒徑為0.3至3.0mm。
在此，Nb、Ti、Cu、Mo、V、Zr、Co、REM(稀土類元素)、Ca之各元素係任意添加元素。REM係Sc、Y與鑭系元素。
就上述制振性肥粒鐵系不銹鋼材之製造方法而言，提供一種對具有上述化學組成之鋼材，於非氧化性環境中900至1250℃之溫度範圍中保持10min以上，而使肥粒鐵結晶粒之平均結晶粒徑設為0.3至3.0mm之條件下實施最終退火之製造方法。
於上述製造方法中，可以大氣環境取代非氧化性環境作為最終退火的環境。於該情況，在最終退火後實施酸洗。供應至最終退火之鋼材係可適用鋼板素材經加工者。於該情況，使用之鋼板之板厚(供應至最終退火之鋼材之厚度)例如可設為0.2至3.0mm。
若依據本發明，可對肥粒鐵系不銹鋼材利用強磁性型之振動衰減機構而賦予優秀之制振性。該制振性的層級，例如，依JIS K7391：2008之中央加振法，於常溫的損失係數η在10至10,000Hz之範圍所觀測之各共振 譜峰為0.0070以上，以該等各共振譜峰之η之平均值所評價之損失係數亦可得到0.01以上之值。由於使用含有高Al之肥粒鐵系不銹鋼鋼，故耐高溫氧化性亦優異，至超過700℃之高溫域可發揮制振性。以往，於Cu-Mn系合金等非鐵合金中已知具有制振性優異之金屬材料，但該等卻無法於高溫使用。此外，賦予制振性之以往習知之鋼材亦在耐腐蝕性/耐熱性之點不及於本發明之鋼材。本發明有助於例如汽車排氣系統之制振化者。
第1圖係比較例No.1之光學顯微鏡金屬組織照片。
第2圖係比較例No.2之光學顯微鏡金屬組織照片。
第3圖係比較例No.3之光學顯微鏡金屬組織照片。
第4圖係本發明例No.4之光學顯微鏡金屬組織照片。
〔對象鋼種〕
在本發明中，係在常溫可獲得由肥粒鐵單相所構成之基質(金屬基底)之肥粒鐵系不銹鋼鋼種之中，特別是以Al含量為0.5至5.0質量%之高Al肥粒鐵系不銹鋼鋼作為對象。可藉由複合添加Cr與大量Al，可顯著拉升制振性的層級。其制振性提升的機構於現時點尚未解明。
各合金成分之含量可設為上述之範圍。P、S為不可避免的雜質，但可容許P含量至0.040%，且S含量至0.030% 為止。
特別，耐熱性高之鋼種，例如可例示下述(A)之組成範圍。
(A)以質量%計，由C：0.001至0.03%、Si：0.1至1.0%、Mn：0.1至1.0%、Ni：0.01至0.6%、Cr：17.5至19.0%、Al：2.5至4.0%、N：0.001至0.03%、Nb：0至0.3%、Ti：0.1至0.3%、Cu：0至0.3%、Mo：0至0.3%、V：0至0.3%、Zr：0至0.3%、Co：0至0.6%、REM(稀土類元素)：0至0.1%、Ca：0至0.1%、殘餘部Fe以及不可避免的雜質所構成之鋼。
〔金屬組織〕
在依據本發明之鋼材中，構成基質(金屬基底)之肥粒鐵再結晶粒之平均結晶粒徑為非常大至0.3至3.0mm者為重要的。更佳為0.35mm以上。強磁性型之制振材料係藉由磁區壁之移動而吸收振動能量。結晶粒界係成為妨礙磁區壁之移動之障害物，故一般上結晶粒徑大者在提升制振性上被認為有利。然而，在肥粒鐵系不銹鋼材之情況，100μm左右之平均結晶粒徑係多數無法得到良好的制振性，賦予安定而高之制振性之手法尚未確立。發明人們經各種檢討的結果，發現藉由將平均結晶粒徑設為非常大至0.3mm以上而提升肥粒鐵系不銹鋼材的制振性。其理由於現時點尚未明確，但推測為構成肥粒鐵系不銹鋼材之基質之肥粒鐵再結晶粒中，混有尺寸大者及小者，其中，尺寸特別小者為不利作用於磁區壁的移動。藉由實施平均結晶 粒徑為0.3mm以上，更佳為極大至0.35mm以上之熱處理，尺寸小之再結晶粒亦成長至無法阻害磁區壁移動之尺寸，並非提升鋼材全體之制振衰減機構。
平均結晶粒徑之測定係可藉由剖面之光學顯微鏡觀察，使用切片法進行。依JIS G0551：2003所述之方法，光學顯微鏡照片的圖像上於隨機的位置畫直線，計算直線與結晶粒界之交點之數，算出平均切片長度。使用複數的觀察視野使直線之合計條數設為20條以上。以此方法所測定之平均結晶粒徑為0.3mm以上之肥粒鐵系不銹鋼材發揮優異的制振性。平均結晶粒徑更佳為1.0mm以上。藉由對於結束對構件形狀加工之鋼材而實施後述之最終退火以使結晶粒成長，可避免結晶粒粗大化所致之對加工性之不良影響。從耐高溫潛變性之觀點來看，結晶粒大者為有利。惟使過剩的結晶粒粗大化係增大最終退火的負荷，變得不經濟。平均結晶粒徑只要為3.0mm以下之範圍即可，亦可管理至2.5mm以下。
〔磁性特性〕
為使磁區壁的移動順利地進行，肥粒鐵結晶格子的應變少者亦重要。結晶中的應變之大小係反映磁性特性中的殘留磁束密度。亦即，若為相同的組成之材料，殘留磁束密度小者係可評估為結晶格子的應變小。依據本案的發明人們的檢討，在常溫的殘留磁束密度為45mT(450G)以下之肥粒鐵系不銹鋼材中係可得到良好的制振性。殘留磁束密 度更佳為30mT(300G)以下。下限係無特別限定，但通常為12mT(120G)以上。
其他的磁性特性，保磁力期望為400A/m(約5Oe)以下。此外，最大磁束密度期望為450mT(4500G)以上，更佳為520mT(5200G)以上。
〔製造方法〕
本發明係於肥粒鐵系不銹鋼材之最終退火中使肥粒鐵再結晶粒成長，賦予制振性。
得到用以供應至最終退火之鋼材之步驟，可利用以往一般的製造步驟。例如，使通常方法所製造之肥粒鐵系不銹鋼鋼之冷延退火酸洗鋼板或調質延壓精加工鋼板等作為素材，而加工為指定構件。對材料構件之加工，係可舉例使用模具之各種衝壓加工、彎曲加工、熔接加工等。
對構件施予加工之鋼材實施最終退火。材料以900至1250℃的溫度範圍加熱保持，以使肥粒鐵結晶粒之平均結晶粒徑為0.3至3.0mm，更佳為0.35至3.0mm之方式，使再結晶粒成長。在上述溫度範圍之保持時間(材料溫度在其溫度範圍之時間)，依照供應至最終退火之鋼材之化學組成及加工度，確保足以讓肥粒鐵結晶粒粒徑成長為上述之平均結晶粒徑之時間。惟，保持時間短時，有時均質化會不足而使制振性的提升變不充分。各種檢討之結果，期望為確保10min以上之保持時間。更佳為保持50min以上，更較佳為100min以上。惟，保持時間過長時，變得 不經濟。在上述溫度之保持時間只要設為300min以下之範圍即可，亦可設為200min以下之範圍。適合之保持溫度、保持時間係可依照鋼材之化學組成及加工度而藉由預備實驗預先掌握。
在保持上述溫度範圍之後之冷卻過程中，為了不使伴隨冷卻之熱收縮等在結晶中導入應變，較佳係避免急冷。各種檢討之結果，從900至1250℃之範圍之最高到達溫度開始至200℃為止之最大冷卻速度控制在5℃/sec為有效。另一方面，冷卻速度過慢時，有時在途中的溫度域產生時效析出，其析出相會在結晶形成應變場，成為妨礙磁區壁的動作之主要原因。因此，較期望係避免過度的緩冷卻。例如，使從850℃至400℃為止之平均冷卻速度設為0.3℃/sec以上為有效。
從以上來看，考量冷卻速度之更佳最終退火條件，係可揭示於900至1250℃之溫度範圍保持10min以上，使肥粒鐵結晶粒之平均結晶粒徑設為0.5至3.0mm後，從最高到達溫度開始至200℃為止之最大冷卻速度為5℃/sec以下，且使從850℃至400℃為止之平均冷卻速度設為0.3℃/sec以上，冷卻至200℃以下之溫度為止之條件。
最終退火期望是在非氧化性環境進行。可舉例如真空退火。於此情況，將爐內抽真空，在例如約1×10-2Pa以下之減壓狀態(真空環境)進行在上述溫度域之加熱保持。其冷卻過程例如可藉由調整惰性氣體之導入量等控制冷卻速度。亦可在含有氫之還原性環境進行。另一方 面，雖然亦可在大氣環境中實施最終退火，但於該情況必須用以除去氧化銹之酸洗等後處理。
另外，若為獲得平坦的板狀構件之時，亦可採用將冷延退火鋼板以捲的狀態直接裝入退火爐並實施最終退火，其後，裁斷成指定尺寸之手法。
[實施例]
熔製表1所示之鋼，依通常方法，得到板厚1.5mm之冷延退火酸洗鋼板。對於從此鋼板採取之試料，除了一部分的比較例(No.1、3)，以表2所示之條件實施最終退火。最終退火的方法係採取真空退火，以下列之方式進行。將試料置入於可密封之容器，將容器內抽真空，以壓力設為約1×10-2Pa以下之狀態加熱，保持在表2中所述之溫度(最高到達溫度)。其後，降溫至900℃後，於容器內導入氬氣體至約90kPa之壓力為止，冷卻至400℃以下之溫度，其後，在成為200℃以下之溫度後向大氣開放。以最高到達溫度至200℃為止之最大冷卻速度為5℃/sec以下，且從850℃至400℃為止之平均冷卻速度為0.3℃/sec以上之方式，控制最終退火之冷卻速度。如以上之方式得到供試材。
Figure 105126074-A0202-12-0010-1
Figure 105126074-A0202-12-0011-2
對於各供試材，進行以下之調查。
〔平均結晶粒徑之測定〕
以光學顯微鏡觀察平行於延壓方向以及板厚方向之剖面(L剖面)之金屬組織，藉由前述之切片法測定平均結晶粒徑。
於第1圖分別例示比較例No.1，於第2圖例示比較例No.2，於第3圖例示比較例No.3，於第4圖例示本發明例No.4之金屬組織照片。
〔磁性測定〕
對於以延壓方向作為長度方向之250mm×20mm×t(t係板厚；1.5mm)之試驗片，直流磁性測定裝置(Riken電子公司製之B-H TRACER)進行磁性測定。使用線圈為φ 62.5mm×160mm，100捲之螺線管線圈。由所得之B-H曲線求得最大磁束密度Bm、殘留磁束密度Br、保磁力Hc。
〔損失係數η之測定〕
於以延壓方向作為長度方向之250mm×20mm×t(t係板厚；1.5mm)之試驗片，依JIS K7391：2008以中央支持定常加振法求得常溫時的頻率數應答函數，從所得之頻率數應答函數之共振譜峰降低3dB之位置讀取半高寬，藉JIS K7391：2008之式(1)算出η，將在10至10,000Hz之範圍內所觀測之各共振譜峰所算出之η之平均值設定為其材料之損耗係數η。
該等之結果表示於表3。
Figure 105126074-A0202-12-0012-3
可知以上述的適當條件實施最終退火所得之比較例No.2與本發明例No.4之供試材係殘留磁束密度為小，結晶格子之應變少。此外，平均結晶粒徑為非常大。該等之任一者中，與未實施最終退火之供試材相比，認為損失係數η之提升(No.1與2之比對，以及No.3與4之比對)。複合添加Cr與大量Al之本發明例No.4，與Al含量少之比較例No.2相比，損失係數η的提升程度為非常大。
No.4之例，在10至10,000Hz之頻率數域存在7個共振譜峰，在各共振譜峰之損失係數η從低頻率數側依序標為η1，η2，‧‧‧，η7時，該等的測定值係如下列所載。
η1=0.0387，η2=0.0209，η3=0.0105，η4=0.0092，η5=0.0087，η6=0.0084，η7=0.0082
該等之平均值為表2所示之損失係數η之值0.0149。η1至η7中，共振頻率數為1,000至10,000Hz之範圍者為η3至η7之5個。
複合添加Cr與大量Al的情況，通常的冷延退火酸洗材之原樣，與Al含量少的鋼種相比，仍未看到制振性高之傾向(比較例No.1與比較例No.3之比對)。相對於此，藉由實施依據本發明之最終退火，在制振性的提升效果上產生大的差異，藉由複合添加Cr與大量Al所致效果係顯在化(比較例No.2與本發明例No.4之對比)。此外，複合添加Cr與大量Al，亦顯著提升耐熱性(特別是耐高溫氧化性)。

Claims (4)

  1. 一種制振性肥粒鐵系不銹鋼材，係具有金屬組織，殘留磁束密度為45mT以下者；該金屬組織係以質量%計，具有C：0.001至0.04%、Si：0.1至2.0%、Mn：0.1至1.0%、Ni：0.01至0.6%、Cr：10.5至20.0%、Al：0.5至5.0%、N：0.001至0.03%、Nb：0至0.8%、Ti：0至0.5%、Cu：0至0.3%、Mo：0至0.3%、V：0至0.3%、Zr：0至0.3%、Co：0至0.6%、REM(稀土類元素)：0至0.1%、Ca：0至0.1%、殘餘部Fe以及不可避免的雜質之化學組成，且基質為肥粒鐵單相，肥粒鐵結晶粒之平均結晶粒徑為0.3至3.0mm。
  2. 一種制振性肥粒鐵系不銹鋼材之製造方法，係對以質量%計，具有C：0.001至0.04%、Si：0.1至2.0%、Mn：0.1至1.0%、Ni：0.01至0.6%、Cr：10.5至20.0%、Al：0.5至5.0%、N：0.001至0.03%、Nb：0至0.8%、Ti：0至0.5%、Cu：0至0.3%、Mo：0至0.3%、V：0至0.3%、Zr：0至0.3%、Co：0至0.6%、REM(稀土類元素)：0至0.1%、Ca：0至0.1%、殘餘部Fe以及不可避免的雜質之化學組成之鋼材，於非氧化性環境中900至1250℃的溫度範圍保持10min以上300min以下，而使肥粒鐵結晶粒之平均結晶粒徑為0.3至3.0mm之條件下實施最終退火。
  3. 一種制振性肥粒鐵系不銹鋼材之製造方法，係對以質量%計，具有C：0.001至0.04%、Si：0.1至2.0%、Mn： 0.1至1.0%、Ni：0.01至0.6%、Cr：10.5至20.0%、Al：0.5至5.0%、N：0.001至0.03%、Nb：0至0.8%、Ti：0至0.5%、Cu：0至0.3%、Mo：0至0.3%、V：0至0.3%、Zr：0至0.3%、Co：0至0.6%、REM(稀土類元素)：0至0.1%、Ca：0至0.1%、殘餘部Fe以及不可避免的雜質之化學組成之鋼材，於大氣環境中900至1250℃的溫度範圍保持10min以上300min以下，而使肥粒鐵結晶粒之平均結晶粒徑為0.3至3.0mm之條件下實施最終退火後實施酸洗。
  4. 如申請專利範圍第2項或3項所述之制振性肥粒鐵系不銹鋼材之製造方法，其中，供應至最終退火之鋼材係鋼板素材經加工者。
TW105126074A 2015-08-17 2016-08-16 含有高Ａｌ之制振性肥粒鐵系不銹鋼材及製造方法 TWI698534B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-160307 2015-08-17
JP2015160307A JP6370276B2 (ja) 2015-08-17 2015-08-17 高Ａｌ含有制振性フェライト系ステンレス鋼材および製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201713782A TW201713782A (zh) 2017-04-16
TWI698534B true TWI698534B (zh) 2020-07-11

Family

ID=58051730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105126074A TWI698534B (zh) 2015-08-17 2016-08-16 含有高Ａｌ之制振性肥粒鐵系不銹鋼材及製造方法

Country Status (11)

Country Link
US (1) US10570979B2 (zh)
EP (1) EP3339460A4 (zh)
JP (1) JP6370276B2 (zh)
KR (1) KR102512121B1 (zh)
CN (1) CN107923016A (zh)
CA (1) CA2993771C (zh)
MX (1) MX2018001371A (zh)
MY (1) MY186156A (zh)
RU (1) RU2725240C2 (zh)
TW (1) TWI698534B (zh)
WO (1) WO2017030064A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10547127B2 (en) * 2017-08-29 2020-01-28 Hamilton Sundstrand Corporation Electrical terminal device
JP6812956B2 (ja) * 2017-11-28 2021-01-13 Ｊｆｅスチール株式会社 積層用ステンレス鋼板および積層体
RU2685452C1 (ru) * 2018-08-09 2019-04-18 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") Высокодемпфирующая сталь с регламентированным уровнем демпфирующих свойств и изделие, выполненное из неё
KR102602916B1 (ko) * 2018-12-12 2023-11-15 현대자동차주식회사 내식성과 내충격성이 우수한 페라이트계 스테인리스강
JP7494847B2 (ja) 2019-05-31 2024-06-04 株式会社プロテリアル Ｆｅ－Ａｌ系合金制振部品およびその製造方法
RU2721262C1 (ru) * 2019-10-22 2020-05-18 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") Высокодемпфирующая сталь с требуемым уровнем демпфирующих свойств и изделие, выполненное из неё
JP7490407B2 (ja) 2020-03-23 2024-05-27 日鉄ステンレス株式会社 フェライト系ステンレス鋼材及びその製造方法、並びに制振部材
CN112458369B (zh) * 2020-11-24 2022-05-24 华能国际电力股份有限公司 一种析出强化型铁素体耐热钢及其制备方法
CN114480982B (zh) * 2022-01-12 2023-03-07 沈阳工业大学 低成本高磁致伸缩系数Fe-Al基薄带及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102459676A (zh) * 2009-06-15 2012-05-16 日新制钢株式会社 钎焊用铁素体系不锈钢材及热交换器部件

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS521683B2 (zh) * 1973-10-29 1977-01-17
JPS5817805B2 (ja) * 1974-07-05 1983-04-09 株式会社東芝 振動減衰合金の製造方法
JPS51120921A (en) * 1975-04-16 1976-10-22 Daido Steel Co Ltd High vibration preventive alloy
JPS5944383B2 (ja) * 1975-12-17 1984-10-29 株式会社東芝 シンドウゲンスイゴウキン
JPS54141315A (en) * 1978-04-27 1979-11-02 Nippon Steel Corp Manufacture of ferritic stainless steel plate with superior damping capacity
JPS6016489B2 (ja) * 1979-08-31 1985-04-25 住友金属工業株式会社 振動減衰特性の優れた熱間圧延鋼材の製造法
SU1555391A1 (ru) * 1988-05-23 1990-04-07 Предприятие П/Я А-3700 Коррозионностойка демпфирующа сталь
JPH03183741A (ja) * 1989-12-12 1991-08-09 Nkk Corp 振動減衰特性に優れた鋼材及びその製造方法
SU1665711A1 (ru) * 1990-01-31 1996-02-10 Производственное объединение "Ижорский завод" Сталь
JPH04110449A (ja) * 1990-08-30 1992-04-10 Nippon Steel Corp 高強度強磁性型制振合金
RU2040579C1 (ru) * 1992-12-18 1995-07-25 Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" Нержавеющая сталь
JPH08176750A (ja) * 1994-12-28 1996-07-09 Nippon Steel Corp ベローズ加工用フェライト系ステンレス鋼
JP2000501778A (ja) * 1995-07-11 2000-02-15 ウラコ，カリ，マーティ 含窒素鉄系形状記憶及び振動減衰合金
JPH1072643A (ja) 1996-07-02 1998-03-17 Nippon Steel Corp 制振合金及びその製造方法
JPH10280102A (ja) * 1997-04-04 1998-10-20 Nippon Steel Corp ベローズ用フェライト系ステンレス鋼製シームレスパイプ及びそれによるベローズ
US6855213B2 (en) * 1998-09-15 2005-02-15 Armco Inc. Non-ridging ferritic chromium alloyed steel
JP2002275586A (ja) * 2001-03-19 2002-09-25 Seiki Chin 合金鋼
JP2002294408A (ja) 2001-03-30 2002-10-09 Nippon Steel Corp 鉄系制振合金およびその製造方法
JP3550132B2 (ja) * 2002-04-15 2004-08-04 東北特殊鋼株式会社 析出硬化型軟磁性フェライト系ステンレス鋼
JP5186753B2 (ja) 2006-02-21 2013-04-24 Ｊｆｅスチール株式会社 制振合金薄板およびその製造方法
US20080279712A1 (en) * 2007-05-11 2008-11-13 Manabu Oku Ferritic stainless steel sheet with excellent thermal fatigue properties, and automotive exhaust-gas path member
CN102471840A (zh) * 2009-07-27 2012-05-23 日新制钢株式会社 Egr冷却器用铁素体系不锈钢及egr冷却器
RU2443795C2 (ru) * 2010-04-16 2012-02-27 Тамара Федоровна Волынова МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ АНТИФРИКЦИОННЫЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ ИЗНОСОСТОЙКИЕ ДЕМПФИРУЮЩИЕ С ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ СПЛАВЫ НА МЕТАСТАБИЛЬНОЙ ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА СО СТРУКТУРОЙ ГЕКСАГОНАЛЬНОГО ε-МАРТЕНСИТА И ИЗДЕЛИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭТИХ СПЛАВОВ С ЭФФЕКТОМ САМООРГАНИЗАЦИИ НАНОСТРУКТУРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ, САМОУПРОЧНЕНИЯ И САМОСМАЗЫВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРЕНИЯ, С ЭФФЕКТОМ САМОГАШЕНИЯ ВИБРАЦИЙ И ШУМОВ
JP2011241438A (ja) 2010-05-18 2011-12-01 Toyota Industries Corp 鉄合金、鉄合金部材およびその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102459676A (zh) * 2009-06-15 2012-05-16 日新制钢株式会社 钎焊用铁素体系不锈钢材及热交换器部件

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017039956A (ja) 2017-02-23
TW201713782A (zh) 2017-04-16
RU2725240C2 (ru) 2020-06-30
US20180238410A1 (en) 2018-08-23
MY186156A (en) 2021-06-28
KR102512121B1 (ko) 2023-03-22
MX2018001371A (es) 2018-06-15
JP6370276B2 (ja) 2018-08-08
CN107923016A (zh) 2018-04-17
KR20180041219A (ko) 2018-04-23
CA2993771C (en) 2024-04-09
US10570979B2 (en) 2020-02-25
EP3339460A1 (en) 2018-06-27
EP3339460A4 (en) 2019-03-20
RU2018109356A3 (zh) 2019-12-30
RU2018109356A (ru) 2019-09-19
CA2993771A1 (en) 2017-02-23
WO2017030064A1 (ja) 2017-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI698534B (zh) 含有高Ａｌ之制振性肥粒鐵系不銹鋼材及製造方法
TWI705145B (zh) 制振性肥粒鐵系不銹鋼材及製造方法
TWI531663B (zh) 無方向性電磁鋼板及其製造方法
TWI398530B (zh) Non - directional electromagnetic steel plate
KR102129846B1 (ko) 전자 강판 및 그의 제조 방법
CN110720130B (zh) Fe-Si基合金及其制造方法
JP6801464B2 (ja) 無方向性電磁鋼板
JP6044093B2 (ja) Ｆｅ系金属板及びその製造方法
JP5472198B2 (ja) 高い｛１１０｝面集積度または｛２２２｝面集積度を有するＦｅ系金属板の製造方法
JP6623533B2 (ja) Ｆｅ系金属板
JP6481287B2 (ja) 優れた磁気特性を有するＦｅ系金属板
JP5724727B2 (ja) 高い｛２００｝面集積度を有するＦｅ系金属板の製造方法
JP2021161469A (ja) フェライト系ステンレス鋼
JP6221406B2 (ja) Ｆｅ系金属板及びその製造方法
WO2022009483A1 (ja) 軟磁性部材、その中間体、及びそれらの製造方法、軟磁性部材用合金
JP6303301B2 (ja) Ｆｅ系金属板及びその製造方法