[發明專利]高硅不銹鋼及其材料與高硅不銹鋼的制造方法

無效

• 申請號: 200580051118.6
• 申請日: 2005-05-18
• 公開（公告）號: CN101228287A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 小田敏郎;谷絹子
• 申請（專利權）人: 株式會社豐和;谷絹子
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;C21D8/00;B21J5/00;C22C38/02
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司
• 代理人: 李宓

技術領域

本發明涉及一種高硅不銹鋼，特別涉及一種具有高延展性的高硅不銹鋼及其制成的材料以及高硅不銹鋼的制造方法。

背景技術

高硅不銹鋼的名稱一般是硅合金(シリコロィ)，是指在不銹鋼中含有3.5重量％以上的硅元素的金屬材料。高硅不銹鋼不易生銹，是具有高韌性、耐磨損性和耐熱性的金屬材料。

當時，對于高硅不銹鋼，鍛造淬火處理后的斷裂延伸率約為10％，此外，為了實現高硬度而在500℃左右的溫度進行熱時效處理后的斷裂延伸率最多為3.5％這樣較低的值。因此，由于作為金屬材料的最突出特征之一的延伸性不充分，存在在各種機械部件等的應用中受到限制的問題。

一般的不銹鋼等的鋼材，通過降低晶粒可以提高機械強度和延展性。對于不銹鋼等鋼材的降低經歷的辦法，有多種記載(例如專利文獻1～3)、

專利文獻1：特開2000-248329號公報

專利文獻2：特開2000-351040號公報

專利文獻3：特開2002-192201號公報

發明內容

但是，將專利文獻1～3所示的方法適用于高硅不銹鋼時，即使試圖對高硅不銹鋼的晶粒細微化仍會發生材料開裂的現象，得不到晶粒細微化的高硅不銹鋼。具體而言，高硅不銹鋼的晶粒晶粒尺寸在晶粒較小時大約為25～30μm，而斷裂延伸率還達不到如上述的在鍛造淬火處理后約10％、熱時效處理后最高3.5％的水平。

為了解決這樣的問題，通過實現斷裂延伸大、延展性優良的高硅不銹鋼，可以更加發揮高硅不銹鋼的特長，提供優良的機械部件等。因此，強烈希望具有高斷裂延伸率的高硅不銹鋼。

因此，鑒于這樣的背景，本發明的目的在于提供具有高斷裂延伸率的高硅不銹鋼以及其制成的材料以及高硅不銹鋼的制造方法。

本發明是通過發現高硅不銹鋼的晶粒細微化的方法而實現的。即，在將高硅不銹鋼或其母合金的表面溫度控制在一定的范圍內的同時，通過沖擊荷重和/或靜荷重，優選負荷沖擊荷重，來進行鍛造，從而可以降低高硅不銹鋼的晶粒大小。此外，通過改變所控制的表面溫度和鍛造條件，可以控制晶粒的大小。

本發明的高硅不銹鋼的特征為，晶粒的大小以15μm以下的細微組織為主體，斷裂延伸率為12％以上。

這樣，對于高硅不銹鋼，通過將晶粒的大小控制在15μm以下，從而可以提高斷裂延伸率。

此外，本發明的高硅不銹鋼優選晶粒大小以7μm以下的細微組織為主體，斷裂延伸率為14％以上。

這樣，對于高硅不銹鋼，通過將晶粒的大小控制在7μm以下，從而可以進一步提高斷裂延伸率。

這里所說的高硅不銹鋼，是指含硅3.5重量％以上，一般為3.5重量～7重量％的不銹鋼，例如シリコロィA1、シリコロィA2、シリコロィD。

其中，這里所述的“晶粒的大小”是指根據ASTM?Designation?E112-82求出的值，“斷裂延伸率”是根據JIS標準Z2241的金屬材料拉伸試驗方法所定義的斷裂延伸率。

此外，使用本發明的高硅不銹鋼作為原材料而制成的彈簧，由于顯著改善了延展性，即使在高荷重的負荷下也不易斷裂，可以提供優良的機械制品。而且，還可以提供具有長壽命的彈簧。

此外，本發明的高硅不銹鋼相對于上述的各種高硅不銹鋼的特征在于，在480～550℃的溫度范圍實施熱時效處理后，斷里延伸率為7％以上。其中，熱時效處理對于高硅不銹鋼多為在上述溫度范圍內保持約1小時。

通過熱時效處理，可以提高材料表面的硬度，但對于斷裂延伸率為7％以上的高硅不銹鋼在實施上述熱時效處理后，可以保值布氏硬度值450以上的高的硬度。這里所述的“布氏硬度”是根據JIS標準Z2243的布氏硬度試驗求出的信。

具有這樣高硬度的高硅不銹鋼，可以提供優良的機械部件，此外，還可以提供耐受更高負荷的長壽命的彈簧。

其中，對于彈簧等機械部件，可以通過氮化處理或噴丸處理來進行表面處理。一般而言高硅不銹鋼的表面在氮侵入后表面硬度提高，對于具有細微晶粒的高硅不銹鋼可以進一步提高表面硬度。此外，噴丸處理可以對高硅不銹鋼內部產生殘留應力的效果，如果對侵入氮后的表面硬度提高的具有細微晶粒的高硅不銹鋼進行噴丸處理，由于噴丸處理所引起的殘留應力易于增大，從而可以對抗更大的應力。