高強度不銹鋼板及其制造方法技術

本發明專利技術提供耐蝕性、彎曲加工性能和焊接部位韌性、以及焊接部位的沖壓加工性能優良的高強度不銹鋼板及其制造方法。具體說是把含Ｃ：０．０２％以下、Ｎ：０．０２％以下、Ｃｒ：１１％以上小于１７％、適當含量的Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ａｌ、Ｎｉ，而且滿足１２≤Ｃｒ＋Ｍｏ＋１．５Ｓｉ≤１７、１≤Ｎｉ＋３０（Ｃ＋Ｎ）＋０．５（Ｍｎ＋Ｃｕ）≤４、Ｃｒ＋０．５（Ｎｉ＋Ｃｕ）＋３．３Ｍｏ≥１６．０、０．００６≤Ｃ＋Ｎ≤０．０３０的不銹鋼板加熱到８５０～１２５０℃，然后進行以１℃／ｓ以上的冷卻速度冷卻的熱處理。這樣可以成為含體積分數１２％以上馬氏體的組織、７３０ＭＰａ以上的高強度、耐蝕性和彎曲加工性能、焊接熱影響區韌性優良的高強度不銹鋼板。再利用含Ｍｏ、Ｂ等，可以顯著提高焊接部位的沖壓加工性能。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及高強度不銹鋼板，特別是涉及適用于要求耐蝕性的土木建筑結構件或要求耐蝕性的自行車、汽車、鐵路車輛等車輛加強用焊接結構件的高強度不銹鋼板。進而涉及適用于例如作為自行車輪圈等的車輪用的耐蝕性和焊接部位的沖壓加工性能優良的高強度不銹鋼板。
技術介紹
作為要求耐蝕性的結構件用高強度不銹鋼板，以往廣泛使用冷軋奧氏體不銹鋼板或經淬火后回火的馬氏體不銹鋼板。可是奧氏體不銹鋼板存在有楊氏模量小，結構設計中對保證剛性不利，此外有時會產生奧氏體不銹鋼板冷軋時造成的畸變不均，再有奧氏體不銹鋼板由于含有8質量％左右的價格昂貴的Ni，所以存在制造成本高的問題。此外馬氏體不銹鋼板延展性差，存在有加工性能顯著惡化的問題。另一方面鐵素體不銹鋼板具有良好的延展性，但是存在強度低的問題。作為提高鐵素體不銹鋼板強度的方法，嘗試過進行冷軋來提高強度，但是用此方法由于是利用導入軋制造成的畸變來提高強度，所以延展性降低，有時會出現成形時開裂的情況。針對此問題，提出了使組織成為鐵素體和馬氏體的混合組織，兼顧高強度和高延展性兩方面的方法。例如特公平7-100822號公報(特開昭63-169334號公報)中發表了面內各向異性小的高延展性高強度的鉻不銹鋼帶的制造方法，把含有Cr10.0～14.0％、Ni3.0％以下、此外含Cu3.0％以下、滿足C+N0.01～0.12％、{Ni+(Mn+Cu)/3}0.5～3.0的板坯進行熱軋、夾有2次以上中間退火的冷軋，然后加熱到Ac1以上1100℃以下的鐵素體+奧氏體兩相區溫度(α+γ區)，此后進行以1～500℃/s的冷卻速度冷卻到100℃的成品連續熱處理。此外在特公平7-107178號公報(特開昭63-169331號公報)中發表了具有優良延展性的高強度鉻不銹鋼帶的制造方法，把含有Cr10.0～20.0％、Ni4.0％以下、此外含Cu4.0％以下、滿足C+N0.01～0.20％、{Ni+(Mn+Cu)/3}0.5～5.0的板坯進行熱軋、1次沒有中間退火的冷軋，然后加熱到Ac1以上1100℃以下的鐵素體+奧氏體兩相區溫度(α+γ區)，此后進行以1～500℃/s的冷卻速度冷卻到100℃的成品連續熱處理。特公平8-14004號公報(特開平1-172524號公報)中發表了具有優良延展性的高強度鉻不銹鋼帶的制造方法，把含有Cr10.0～20.0％、Ni4.0％以下、此外含Cu4.0％以下、Mo1.0以上～2.5％、滿足C+N0.010～0.20％、{Ni+(Mn+Cu)/3}5.0以下的板坯進行熱軋、冷軋，然后加熱到Ac1以上1100℃以下的鐵素體+奧氏體兩相區溫度，此后進行以1～500℃/s的冷卻速度冷卻到100℃的成品連續熱處理。以往自行車輪圈用鋼板主要是從耐蝕性的觀點出發，使用含16～18％Cr的SUS430、SUS430LX等鐵素體不銹鋼板。最近由于自行車向輕量化方向發展，自行車輪圈也要減薄，要求使用鋼板的強度高于SUS430、SUS430LX等的強度(450～550MPa)。一般如圖5A的VB-VB剖面圖所示，自行車輪圈的制造方法是把鋼板進行彎曲加工，使鋼板的寬度中間部分和寬度的兩側部分重合縫焊，然后切斷成規定的長度，成形為環形，然后把切斷的部位用閃光對焊等焊接。因此需要要求焊接部位的強度、韌性和耐蝕性。針對此問題，例如特公平7-51737號公報(特開平1-55363號公報)中提出用于自行車輪(自行車輪圈)的高強度含Cr不銹鋼，通過把化學成分調整為含有Cr11～17％、Ni0.8～3.0％、Nb0.05～0.35％、Cu0.05～0.8％、且C+N＜0.05％、Nb/(C+N)2.5～7、CRE值5～20，即使進行二次以上的焊接，材質也很少惡化，具有60kgf/mm2(588MPa)以上的屈服應力。可是使用特公平7-100822號公報(特開昭63-169334號公報)、特公平7-107178號公報(特開昭63-169331號公報)、特公平8-14004號公報(特開平1-172524號公報)中發表的鋼板(鋼帶)，延展性和沖壓成形性能是充分的，但是存在有不能夠得到足夠的對結構件加工中大量使用的彎曲加工的特性。此外還存在焊接部位的韌性不夠的問題。此外特公平7-51737號公報(特開平1-55363號公報)、特公平7-100822號公報(特開昭63-169334號公報)、特公平7-107178號公報(特開昭63-169331號公報)、特公平8-14004號公報(特開平1-172524號公報)中所述的鋼板都可以實現高強度化，有利于自行車的輕量化。可是如圖5A-5C所示，在自行車輪圈的成形工序中，在縫焊部位沖制穿過輻條用的孔是必然的工序，使用這4件文獻所述的技術制造的鋼板(鋼帶)的輪圈在沖制輻條用孔時，有時在縫焊部位產生裂紋，存在有焊接部位沖壓加工成形性不足的問題。另一方面考慮把作為自行車輪圈用的SUS304等奧氏體不銹鋼冷軋，使其提高強度，但是奧氏體不銹鋼楊氏模量小，對保證剛性不利，此外奧氏體不銹鋼板由于含有8質量％以上的價格昂貴的Ni，所以存在制造成本高的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決上述現有技術中存在的問題，提供適用于要求耐蝕性的土木建筑結構件或要求耐蝕性的自行車、汽車、鐵路車輛等的柱和梁等的車輛加強用焊接結構件的、彎曲性能和焊接部位韌性優良的。另外，本專利技術的目的是提供適用于例如作為自行車輪圈等的車輛用高強度而且耐蝕性和焊接部位的沖壓加工性能優良的。本專利技術中所謂的“高強度”不銹鋼板，是指抗拉強度為730～1200MPa的不銹鋼板。不銹鋼板的抗拉強度在730MPa以上的話，比現有的SUS430或SUS430LX的強度高，此強度在使自行車輪圈減薄的情況下是足夠的。此外超過1200MPa的話，結構件的強度增高，彈性回復增加，輪圈成形時的彎曲加工明顯變得困難。作為自行車輪圈用的不銹鋼板希望抗拉強度在800MPa以上，最好在900～1000Mpa左右。本專利技術的主要內容如下。(1)一種高強度不銹鋼板，其組成中以質量％含有C0.02％以下、Si1.0％以下、Mn2.0％以下、P0.04％以下、S0.01％以下、Al0.1％以下、Cr11％以上小于17％、Ni0.5％以上小于3.0％、N0.02％以下，且要滿足以下公式(1)～(4)，其余部分實質上由Fe組成，具有含體積分數12～95％的馬氏體，且其余部分實質上為鐵素體的組織，12≤Cr+Mo+1.5Si≤17 ……(1)1≤Ni+30(C+N)+0.5(Mn+Cu)≤4 ……(2)Cr+0.5(Ni+Cu)+3.3Mo≥16.0 ……(3)0.006≤C+N≤0.030 ……(4)其中，C、N、Si、Mn、Cr、Mo、Ni、Cu各元素含量(質量％)。(2)如上述(1)所述的高強度不銹鋼板，其組成中進而以質量％含有Mo0.1％以上小于2.0％、Cu0.1％以上小于2.0％中的1種或2種。(3)如上述(1)或(2)所述的高強度不銹鋼板，其組成中進而以質量％含有B0.0005～0.0050％。(4)如上述(1)所述的高強度不銹鋼板，其組成中進而以質量％含有Mo0.5％以上小于2.0％、和B0.0005％～0.0050％，把C、Al、Cr和N的范圍本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高強度不銹鋼板，其組成中以質量％含有Ｃ：０．０２％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ａｌ：０．１％以下、Ｃｒ：１１％以上小于１７％、Ｎｉ：０．５％以上小于３．０％、Ｎ：０．０２％以下，且要滿足以下公式（１）～（４），其余部分實質上由Ｆｅ組成，具有含體積分數１２～９５％的馬氏體，且其余部分實質上為鐵素體的組織，１２≤Ｃｒ＋Ｍｏ＋１．５Ｓｉ≤１７……（１）１≤Ｎｉ＋３０（Ｃ＋Ｎ）＋０．５（Ｍｎ＋Ｃｕ）≤４ ……（２）Ｃｒ＋０．５（Ｎｉ＋Ｃｕ）＋３．３Ｍｏ≥１６．０……（３）０．００６≤Ｃ＋Ｎ≤０．０３０……（４）其中，Ｃ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｕ：各元素的質量％含量。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：平澤淳一郎，宇城工，古君修，
申請(專利權)人：杰富意鋼鐵株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]