[發(fā)明專利]馬氏體系不銹鋼及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380038141.6
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN104471095B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡東澈;李哉和;鄭成仁;李一九
• 申請（專利權(quán)）人: POSCO公司
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;C22C38/22;B22D11/06
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 李盛泉;孫昌浩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種馬氏體系不銹鋼及其制造方法，尤其涉及一種為了使用為高級菜刀用等而應(yīng)用急速冷卻鑄造法的馬氏體系不銹鋼及其制造方法。

背景技術(shù)

馬氏體系不銹鋼實(shí)質(zhì)上是將鐵(Fe)-鉻(Cr)-碳(C)作為主成分而組成的鋼，其以重量％計，含有約為12～18％的Cr，并最多含有約為1％的碳。對于這樣的馬氏體系不銹鋼而言，合金制造廠家應(yīng)用分批退火工藝而制造由鐵素體相和Cr碳氮化物構(gòu)成的熱軋退火板，接著進(jìn)行所述熱軋退火板的酸洗，然后冷軋成符合最終需求者的要求厚度而供應(yīng)。接著，最終需求者對所述不銹鋼應(yīng)用強(qiáng)化熱處理工藝，從而使由鐵素體與碳化物構(gòu)成的軟質(zhì)的素材變態(tài)為高硬度的馬氏體組織而產(chǎn)品化。

馬氏體系不銹鋼為了被使用為水果刀或菜刀用途而需要具備的要素大致分為耐蝕性、硬度、韌性這三種。在普通用途的水果刀或菜刀中，主要使用以重量％計包含0.3％的C、13％的Cr的420J2系列鋼(0.3％C-13％Cr)，且通常以約為52～54HRC左右的硬度水平得到強(qiáng)化熱處理而產(chǎn)品化。420J2由于碳含量較低，因此產(chǎn)品的耐蝕性優(yōu)良，并具有韌性優(yōu)良的特性。然而由于碳含量較低，因此具有硬度多少偏低的缺點(diǎn)。

作為使硬度相比420J2提高的高級菜刀素材，代表性的有1.4116鋼，其以重量％計以0.5％的C、14％的Cr作為基礎(chǔ)，并少量添加有Mo。基于1.4116系列的成分的高級菜刀主要被強(qiáng)化熱處理為約為55HRC以上的硬度而使用。該鋼相比420J2增加了碳含量，從而可通過熱處理而確保高硬度，于是在使用中刀鋒對變形的抵抗性較強(qiáng)并具有耐磨損性優(yōu)良的特性。然而，由于碳含量較高，因此被強(qiáng)化熱處理的素材內(nèi)殘留有粗大的碳化物，因此該碳化物在刀鋒加工中從刀鋒脫落而消極影響刀鋒品質(zhì)，而且由于存在粗大的殘留碳化物，因此存在耐蝕性局部變差的問題。為了使這樣的品質(zhì)上的不良影響最小化，殘留在微細(xì)組織內(nèi)的碳化物的大小應(yīng)當(dāng)較小，在一般常用的高級不銹鋼廚刀中觀察到的碳化物具有10μm以下的大小。

為了制造含碳量較高的刀物用馬氏體系鋼，通常使用連續(xù)鑄造工藝或鋼錠鑄造工藝。然而對于這樣的現(xiàn)有技術(shù)中的鑄造方法而言，鑄造時冷卻速度較慢，因此在厚度中心部形成粗大的碳化物中心偏析部，對于這樣生成的碳化物中心偏析部而言，即使執(zhí)行后續(xù)的分批退火工藝也會殘留在微細(xì)組織中，從而作為使粗大的碳化物殘留在最終產(chǎn)品的主要原因而發(fā)揮作用。作為刀物用馬氏體系鋼生產(chǎn)工藝可舉出急速冷卻鑄造法，其代替以往的連續(xù)鑄造和鋼錠鑄造法而劃時代地消除碳化物中心偏析。急速冷卻鑄造法作為一種不用經(jīng)過普通的鑄造工序而可以由鋼水直接制造薄狀的熱軋板的工藝，包括薄帶連鑄(strip?casting)工藝。然而，即使利用所述急速冷卻鑄造法，在經(jīng)過最終強(qiáng)化熱處理的組織中粗大的碳化物凝聚在結(jié)晶晶界而仍然可能出現(xiàn)不適合作為刀物用途使用的特征。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于提供一種即使通過急速冷卻鑄造法制造出將Mo或W以單獨(dú)或復(fù)合方式添加而強(qiáng)化耐蝕性的成分鋼，最終強(qiáng)化熱處理之后產(chǎn)品的微細(xì)組織中殘留碳化物的長度也為10μm以下的微細(xì)組織優(yōu)良的高耐蝕刀物用素材及用于制造該素材的方法。

并且，本發(fā)明的目的在于提供一種相對于作為菜刀用途使用的厚度為1mm以上的馬氏體不銹鋼而言強(qiáng)化熱處理之后刀鋒的品質(zhì)優(yōu)良的馬氏體系不銹鋼。

技術(shù)方案

關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種通過急速冷卻鑄造法而制造的馬氏體系不銹鋼及其制造方法。所述急速冷卻鑄造法可包括薄帶連鑄(strip?casting)工藝。所述薄帶連鑄工藝?yán)帽нB鑄裝置，該裝置包括：一對輥，沿彼此相反的方向旋轉(zhuǎn)；邊緣堰，設(shè)置在所述一對輥的兩側(cè)面而用于形成鋼水池；彎月防護(hù)物，用于向所述鋼水池上部面供應(yīng)惰性氮?dú)狻?/p>

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，提供一種馬氏體系不銹鋼，通過急速冷卻鑄造法而制造，其特征在于，以重量％計，包含：0.4～0.5％的C；0.1～0.2％的N；13～15％的Cr；0.1～1.0％的Si；0.1～1.0％的Mn；超過0且1.0％以下的Ni；以及殘余的Fe及其他不可避免的雜質(zhì)，其中，將C+N被控制為0.5％以上且將N/C控制為0.2％以上，所述馬氏體系不銹鋼的殘留碳化物的大小為10μm以下，且所述馬氏體系不銹鋼的硬度為55HRC以上。

并且，在本發(fā)明中，以重量％計，將0.1～2％的W、0.1～2％的Mo以單獨(dú)或復(fù)合方式添加。

而且，在本發(fā)明中，所述殘留碳化物的大小優(yōu)選為3μm以下。

并且，在本發(fā)明中，所述不銹鋼在回火熱處理之后硬度表現(xiàn)出55HRC以上。