[發明專利]析出硬化型馬氏體不銹鋼

在審

• 申請號: 202080097683.0
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN115210389A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 前田大樹;韋富高
• 申請（專利權）人: 日本冶金工業株式會社
• 主分類號: C21D6/00
• 分類號: C21D6/00;C21D8/02;C21D9/46;C22C38/00;C22C38/50
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 童春媛;龐立志

本發明的課題是提供通過實施時效熱處理來維持更高的強度和韌性的析出硬化型馬氏體不銹鋼。解決手段為一種析出硬化型馬氏體不銹鋼，其中，以以下質量％計，C：0.01～0.10％，Si：1.0～2.0％，Mn：0.50～1.50％，P：0.04％以下，S：0.01％以下，Ni：6.0～8.0％，Cr：12.0～15.0％，Mo：0.50～1.50％，Cu：0.40～1.20％，Ti：0.20～0.50％，Nb：0.05～0.40％，N：0.001～0.02％，Al：0.001～0.2％，O：0.0001～0.01％，剩余部分由Fe和不可避免的雜質組成，分布有Cu相和Ni₁₆(Ti，Nb)₆Si₇型金屬間化合物相，并且所述金屬間化合物相中的Nb為0.2～3.0(at％)。

技術領域

本發明涉及時效熱處理后具有高強度和延展性的析出硬化型馬氏體不銹鋼。

背景技術

析出硬化型不銹鋼可以通過實施時效熱處理來提高強度，因此用于鋼帶或壓板等用途。作為其典型例子，可舉出SUS630或SUS631等。

上述SUS631為半奧氏體不銹鋼，在固溶狀態下為亞穩態奧氏體不銹鋼。對這種鋼施以冷軋形成加工誘發馬氏體組織，然后進行時效熱處理以析出NiAl，從而提高強度，但存在制造性差等的問題。另外，由于含有Al，在高溫下容易析出δ鐵素體相，存在熱加工性差等的問題。

上述SUS630為馬氏體不銹鋼，固溶熱處理后呈馬氏體組織，通過時效熱處理析出ε－Cu相而提高強度，但極限強度為1500MPa左右(維氏硬度400左右)。

另外，在與SUS630相同的馬氏體不銹鋼中，存在這樣的鋼種：通過添加Ti、Si，除了析出ε－Cu相之外，還析出Ni₁₆Ti₆Si₇型金屬間化合物相(以下，有時簡稱為G相)而提高強度。

現有技術文獻

專利文獻1：日本特開2003－73783號公報；

專利文獻2：日本特開平11－256282號公報；

專利文獻3：日本特開2017－155317號公報。

發明內容

(發明要解決的課題)

根據上述專利文獻的技術，高強度的析出硬化型馬氏體不銹鋼得到廣泛使用。然而，隨著析出硬化型馬氏體不銹鋼的使用用途涉及許多方面，與用途相應的要求越來越高，根據使用條件，有時會出現特性不充分的情況。

因此，本發明的目的在于提供一種通過實施時效熱處理來維持更加高的強度和韌性的析出硬化型馬氏體型不銹鋼。

(用于解決課題的方案)

為了解決上述課題，發明人著眼于合金元素及通過時效熱處理析出的強化相，反復進行了深入研究。為了調查各元素的影響，以各種成分進行實驗室熔煉，通過熱鍛、冷軋，制作出板厚為2mm的冷軋材料，對其實施固溶熱處理、時效熱處理，進行拉伸試驗、維氏硬度試驗等的機械性能的評價，并通過透射型電子顯微鏡(TEM)、掃描型透射電子顯微鏡(STEM)觀察進行了納米級析出硬化相的評價。

特別是，在使用高分辨率STEM進行了詳細而仔細的觀察，并通過EDS測定了析出相時，獲得了以下發現。發現對通過時效熱處理析出的G相(Ni₁₆X₆Si₇)中的X，不僅Ti，而且Fe、Mn、Nb都可以置換X。

其中發現，可以確認Ti是構成G相的骨架的元素，在不添加Nb的情況下Mn固溶于X的位置。然而，在這種情況下，G相的粒徑大到4～20nm，同時Cu相也大到4～50nm，另外，G相及Cu相顯示出偏向存在于晶界處的傾向，沒有達成析出硬化的改善。