TWI807421B

TWI807421B - 冷軋不鏽鋼材料及其所製成之容器

Info

Publication number: TWI807421B
Application number: TW110134457A
Authority: TW
Inventors: 謝肇琦
Original assignee: 香港商生生國際（香港）有限公司
Priority date: 2021-08-26
Filing date: 2021-09-15
Publication date: 2023-07-01
Also published as: TW202309311A; TW202309310A

Abstract

一種冷軋不鏽鋼材料，其具有化學成分包括C少於或等於0.08%、Si少於或等於0.9%、Mn少於或等於2%、P少於或等於0.045%、S少於或等於0.03%、Ni為8%~10.5%、Cr為17.5%~20%、Cu為0.3%~2.1%，以及其餘部分為Fe，其中，該冷軋不鏽鋼具有515 N/mm ²以上的抗拉強度、205 N/mm ²以上的屈服強度以及40%以上的伸長率。

Description

冷軋不鏽鋼材料及其所製成之容器

本發明有關於一種冷軋不鏽鋼材料，尤其是一種可使用於微波加熱裝置中而不會產生火花的冷軋不鏽鋼材料。

目前微波加熱裝置，例如微波爐，是基本的廚房設備。使用微波爐可快速且輕易的加熱食物，因此，隨時獲取熱食是方便的。

然而，一般金屬製品不能用於微波爐內，微波爐所產生的能量在一般金屬製品上會產生高電場並且導致電弧現象。一旦電弧在由一個或多個火花所離子化的空氣中被激發，該電弧會吸收大量的能量而導致金屬製品嚴重的損壞。為了防止該危險現象，微波食物容器限制於非金屬的材料。因此，如何提供一種用於微波加熱裝置而不會產生火花的金屬材料遂成為業界亟待解決的問題。

鑒於解決前述先前技術的問題，本發明第一方面提供一種適用於微波加熱裝置而不會產生火花的冷軋不鏽鋼材料。根據本發明，該冷軋不鏽鋼材料，以質量百分比計，具有化學成分包括C少於或等於0.08%、Si少於或等於0.9%、Mn少於或等於2%、P少於或等於0.045%、S少於或等於0.03%、Ni為8%~10.5%、Cr為17.5%~20%、Cu為0.3%~2.1%，以及其餘部分為Fe，其中，該冷軋不鏽鋼具有515 N/mm ²以上的抗拉強度(tensile strength)、205 N/mm ²以上的屈服強度(yield strength)以及40%以上的伸長率(elongation)。

在一實施例中，本發明的冷軋不鏽鋼材料是以C少於或等於0.08%、Si少於或等於0.9%、Mn少於或等於2%、P少於或等於0.045%、S少於或等於0.03%、Ni為8%~10.5%、Cr為17.5%~20%、Cu為0.3%~2.1%、Mo少於或等於0.2%、V少於或等於0.2%以及其餘部分為Fe的質量百分比之化學成分比例所組成，其中，該冷軋不鏽鋼具有515 N/mm ²以上的抗拉強度、205 N/mm ²以上的屈服強度以及40%以上的伸長率。

在一實施例中，該化學成分以質量百分比計包含0.04%~0.06%的C含量。

在一實施例中，該化學成分以質量百分比計包含0.4%~0.6%的Si含量。

在一實施例中，該化學成分以質量百分比計包含1%~1.5%的Mn含量。

在一實施例中，該化學成分以質量百分比計包含0.02%~0.04%的P含量。

在一實施例中，該化學成分以質量百分比計包含0.002%~0.005%的S含量。

在一實施例中，該化學成分以質量百分比計包含8%~8.5%的Ni含量。

在一實施例中，該化學成分以質量百分比計包含18%~18.5%的Cr含量。

在一實施例中，該化學成分還包括Mo或V，其中，該Mo或V之含量少於或等於0.2%。

本發明第二方面提供一種容器，該容器由第一方面所述之冷軋不鏽鋼材料所製成。

相較於先前技術，本發明的冷軋不鏽鋼材料於微波加熱裝置中不會產生電弧和火花。因此，本發明的金屬材料可製成可微波的食物容器。

本發明由以下具體實施例進行說明。本領域具有通常知識者在閱讀本說明書揭露的內容後，能輕易地了解本發明的其他優點和功能。在不改變實質的技術內容下，對相對關係所做的任何更改或調整也解釋為本發明可實施的範圍內。

以下有關於化學成分中元素含量的單位“%”或“% (m/m)，除非另有說明，均是指“質量 (mass)%”，即質量百分比。

本發明第一方面所提供的冷軋不鏽鋼材料，以質量百分比計，具有化學成分包括碳(C)少於或等於0.08%、矽(Si)少於或等於0.9%、錳(Mn)少於或等於2%、磷(P)少於或等於0.045%、硫(S)少於或等於0.03%、鎳(Ni)為8%~10.5%、鉻(Cr)為17.5%~20%、銅(Cu)為0.3%~2.1%以及其餘部分為鐵(Fe)，其中，根據GB/T 228.1-2010標準，該材料具有515 N/mm ²以上的抗拉強度、205 N/mm ²以上的屈服強度以及40%以上的伸長率。

在一實施例中，本發明的冷軋不鏽鋼材料是以碳(C)少於或等於0.08%、矽(Si)少於或等於0.9%、錳(Mn)少於或等於2%、磷(P)少於或等於0.045%、硫(S)少於或等於0.03%、鎳(Ni)為8%~10.5%、鉻(Cr)為17.5%~20%、銅(Cu)為0.3%~2.1%、鉬(Mo)少於或等於0.2%、釩(V)少於或等於0.2%以及其餘部分為鐵(Fe)的質量百分比之化學成分比例所組成，其中，根據GB/T 228.1-2010標準，該材料具有515 N/mm ²以上的抗拉強度、205 N/mm ²以上的屈服強度以及40%以上的伸長率。在本實施例中，本發明之不鏽鋼合金以「由……組成」之封閉式內容表示各種重量百分比之化學元素，然本領域具有通常知識者應了解，該不鏽鋼材料中可具有其他微量元素，例如鋁(Al)、鈮(Nb)、鈦(Ti)、鎢(W)或硼(B)，該微量元素的含量約為0.01%或小於0.01%，或者，該不鏽鋼材料可具有因製造技術或成本的問題而無法避免的化學元素，存在於該不鏽鋼合金中，其含量限於0.01%。

在一實施例中，該冷軋不鏽鋼材料之C含量為0.04%~0.06%。

在一實施例中，該冷軋不鏽鋼材料之Si含量為0.4%~0.6%。

在一實施例中，該冷軋不鏽鋼材料之Mn含量為1%~1.5%。

在一實施例中，該冷軋不鏽鋼材料之P含量為0.02%~0.04%。

在一實施例中，該冷軋不鏽鋼材料之S含量為0.002%~0.005%。

在一實施例中，該冷軋不鏽鋼材料之Ni含量為8%~8.5%。

在一實施例中，該冷軋不鏽鋼材料之Cr含量為18%~18.5%。

請參照下表1，其中顯示本發明之實施例1至實施例5和比較例1至比較例3所含的各化學成分的質量百分比。

在實施例1至5中，顯示了本發明所提供之冷軋不鏽鋼材料所包括之各化學成分的較佳範圍。其中，根據本發明，該些實施例具有介於635至670 N/mm ²之間的抗拉強度、約為270 N/mm ²的屈服強度以及約為60%的伸長率。按照GB/T4340.1-2009標準測量其硬度在165至175 HV之間。

在本發明中，該冷軋不鏽鋼材料之Si含量必須少於或等於0.9%對於該材料的可微波特性最為關鍵。根據本發明，比較例1之Si含量較高的不鏽鋼，其於微波加熱時產生火花的風險也較高。因此，根據本發明，如實施例1至5之冷軋不鏽鋼材料更適於用於微波加熱裝置的環境中。

在比較例2所提供之不鏽鋼材料，其Si含量少於0.9%，其於微波加熱之環境中產生火花之機率雖大幅降低，然其Cu含量超過2.1%，因此，比較例2仍會受到微波影響，無法確保每次使用的安全性。

表一

不鏽鋼	化學成分 (% (m/m)，其餘部分為Fe)
編號	C	Si	Mn	P	S	Ni	Cr	Cu
實施例1	0.044	0.53	1.311	0.03	0.004	8.006	18.089	0.56
實施例2	0.041	0.417	1.301	0.03	0.003	8.025	18.153	1.32
實施例3	0.048	0.437	1.352	0.026	0.005	8.023	18.056	1.947
實施例4	0.046	0.488	1.182	0.04	0.003	8.071	18.12	0.392
實施例5	0.056	0.421	1.071	0.03	0.002	8.024	18.199	1.541
比較例1	0.047	0.98	1.243	0.031	0.003	8.03	18.123	0.85
比較例2	0.026	0.615	1.264	0.032	0.005	7.87	17.93	2.153
比較例3	0.049	0.481	1.36	0.038	0.003	8.37	16.787	0.335

在一實施例中，本發明的冷軋不鏽鋼材料除表一所示的各化學成分之外，還包括鉬(Mo)或釩(V)，其含量少於或等於0.2%。在一較佳實施例中，其含量約為0.1%。

在一實施例中，本發明的不鏽鋼材料還包括其他微量元素，例如但不限於鋁(Al)、鈮(Nb)、鈦(Ti)、鎢(W)或硼(B)，該微量元素的含量約為0.01%或小於0.01%。

在一實施例中，該不鏽鋼材料還包括因製造技術或成本的問題而無法避免的物質，存在於該不鏽鋼合金中，即不純物，例如鎂(Mg)、磷(P)、硫(S)、鋁(Al)、鈮(Nb)、鈦(Ti)、鎢(W)或硼(B)等，但不限於此，其含量限於0.01%。

微波適應性測試 (EN 15284：2007標準)

在TUV的測試報告中(編號TUV SZ 168281464 HHQ01)，微波適應性測試按照EN 15284：2007標準執行。不鏽鋼樣品置於微波爐並在1000W下測試10分鐘，在樣品冷卻之後，有一些要求需要檢查，例如破裂、龜裂、顏色變化和火花。該測試重複3次，每次微波循環後，使用本發明所提供的冷軋不鏽鋼材料製成之樣品沒有產生視覺上的變化。

微波安全測試

根據SGS測試報告(編號T32020300394SN)，本發明所提供的冷軋不鏽鋼材料製成的樣品在IEC 1700W測試10分鐘，進行3個循環，接著藉由對比未受微波之對照組樣品，以視覺檢查上述實驗組是否有任何損壞的跡象。根據本發明，該測試結果表明，使用本發明所提供的冷軋不鏽鋼材料製成之樣品在微波循環後，其外觀沒有明顯改變。

在本發明中，Cr含量為17.5%~20%。較高的Cr含量可增加不鏽鋼的抗鏽能力。根據比較例3，其Cr含量低於17.5%，雖其Si含量少於0.9%並且其Cu含量為0.3%~2.1%之間，然該材料的抗鏽能力較差，不適合做為食物容器。

本發明之冷軋不鏽鋼材料包括鐵為其餘部分，該其餘部分指的是達到100%之不鏽鋼材料的剩餘量，因此在上述的實施例中，該鐵的剩餘量可以不同。

根據本發明，實施例1至5之冷軋不鏽鋼材料可為生產本發明之容器的較佳實施例。

綜上所述，本發明之冷軋不鏽鋼材料能克服先前技術中金屬製品在微波加熱裝置中會產生電弧和火花的問題，並經由SGS和TUV認證機構測試，兩者的測試報告皆顯示，使用本發明之冷軋不鏽鋼材料所製成的容器，於微波爐中加熱是相當安全的。因此，本發明的冷軋不鏽鋼材料可以被用來製作用於微波加熱的容器，而不會導致該容器或微波爐的損壞。

以上對具體實施例的描述僅為說明本發明的特徵和功能，並非限制本發明的範圍。根據本發明所揭露的精神和原則，本領域之人士應理解所有的修改和變化都應落入所附的請求項範圍內。

Claims

一種冷軋不鏽鋼材料，包括以質量百分比(m/m)計之以下化學成分：C：少於或等於0.08%、Si：少於或等於0.9%、Mn：少於或等於2%、P：少於或等於0.045%、S：少於或等於0.03%、Ni：8%~10.5%、Cr：17.5%~20%、Cu：1.32%~2.1%、Mo：少於或等於0.2%、以及其餘部分為Fe，其中，該冷軋不鏽鋼具有515N/mm²以上的抗拉強度、205N/mm²以上的屈服強度以及40%以上的伸長率。
如請求項1所述之冷軋不鏽鋼材料，其中該C之含量為0.04%~0.06%。
如請求項1所述之冷軋不鏽鋼材料，其中該Si之含量為0.4%~0.6%。
如請求項1所述之冷軋不鏽鋼材料，其中該Mn之含量為1%~1.5%。
如請求項1所述之冷軋不鏽鋼材料，其中該P之含量為0.02%~0.04%。
如請求項1所述之冷軋不鏽鋼材料，其中該S之含量為0.002%~0.005%。
如請求項1所述之冷軋不鏽鋼材料，其中該Ni之含量為8%~8.5%。
如請求項1所述之冷軋不鏽鋼材料，其中該Cr之含量為18%~18.5%。
如請求項1所述之冷軋不鏽鋼材料，該化學成分還包括V，其中，該V之含量少於或等於0.2%。
一種容器，係由請求項1至9任一項所述之冷軋不鏽鋼材料所製成。