CN111094611A - 奥氏体系不锈钢及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有高强度且热处理后形状保持性良好的奥氏体系不锈钢及其制造方法。所述奥氏体系不锈钢成分组成满足：C：0.12质量％以下；Si：0.1质量％以上1.0质量％以下；Mn：0.1质量％以上3.0质量％以下；P：0.05质量％以下；S：0.01质量％以下；Cr：13.0质量％以上22.0质量％以下；Ni：4.0质量％以上12.0质量％以下；Cu：0.01质量％以上0.50质量％以下；Mo：5.0质量％以下；Al：0.03质量％以下；Nb：0.05质量％以上0.30质量％以下；以及N：0.10质量％以上0.50质量％以下；其余部分为Fe以及不可避免的杂质；晶粒粒度号为7.0以上。

Description

奥氏体系不锈钢及其制造方法
技术领域
本发明涉及奥氏体系不锈钢及其制造方法。
背景技术
奥氏体系不锈钢作为强度、加工性、耐蚀性等优异的钢材，被广泛应用于各种用途。另外，为了进一步提高与用途等对应的性能，开发了控制成分组成、结晶组织等的各种奥氏体系不锈钢(参照专利文献1～5)。
另一方面，从轻量化、防止疲劳破坏、对盐水的耐蚀性等观点出发，如双相不锈钢这样的高强度不锈钢等也被应用于汽车用燃料喷射管。即使在这样的汽车用燃料喷射管的材料中，为了应对长寿命化和高性能化等，也要求开发具有以往的材料以上的高强度(屈服强度、拉伸强度)等的材料。另外，在汽车用燃料喷射管的制造中，有时对钢管进行钎焊热处理。进行这样的热处理时，有时钢管的强度降低，此外，在双相不锈钢中，还存在不能保持直管形状的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6137434号公报
专利文献2：日本专利第5131794号公报
专利文献3：日本特开2017－12244号公报
专利文献4：日本特开2016-44332号公报
专利文献5：日本专利第2787044号公报
发明内容
本发明是鉴于以上情况提出的发明，其目的在于，提供一种具有高强度且热处理后形状保持性良好的奥氏体系不锈钢及其制造方法。
为了解决所述问题而完成的发明，提供一种奥氏体系不锈钢，其成分组成满足：C：0.12质量％以下；Si：0.1质量％以上1.0质量％以下；Mn：0.1质量％以上3.0质量％以下；P：0.05质量％以下；S：0.01质量％以下；Cr：13.0质量％以上22.0质量％以下；Ni：4.0质量％以上12.0质量％以下；Cu：0.01质量％以上0.50质量％以下；Mo：5.0质量％以下；Al：0.03质量％以下；Nb：0.05质量％以上0.30质量％以下以及N：0.10质量％以上0.50质量％以下；其余部分为Fe以及不可避免的杂质；晶粒粒度号为7.0以上。
由于该奥氏体系不锈钢具有所述成分组成以及晶粒粒度，所以通过固溶强化和晶粒细化，而具有高强度(屈服强度以及拉伸强度)。另外，由于该奥氏体系不锈钢是具有所述成分组成以及晶粒粒度的奥氏体系不锈钢，热处理后的形状保持性变得良好。
优选所述成分组成进一步满足下式(1)。此时，即使进行钎焊等热处理，也能抑制晶粒的粗大化。因此，能够抑制热处理后钢的强度降低。
200≤－2090[％C]+12.8[％Cr]+320[％N]+42.3[％Nb]≤300…(1)
(式(1)中，[％C]、[％Cr]、[％N]以及[％Nb]表示各成分的含量(质量％)。)
优选该奥氏体系不锈钢的最大晶粒粒径为60μm以下。此时，即使进行钎焊等热处理，也能抑制晶粒的粗大化。因此，能够抑制热处理后钢的强度降低。
优选所述成分组成进一步满足下式(2)。这样，通过控制碳以及氮的含量，能够进一步提高强度等。
0.20≤[％C]+[％N]≤0.40…(2)
(式(2)中，[％C]以及[％N]表示各成分的含量(质量％)。)
在该奥氏体系不锈钢中，优选最大高度Ry为10μm以下。这样，通过提高该奥氏体系不锈钢表面的平滑性，能够提高耐蚀性等。
优选该奥氏体系不锈钢是无缝钢管。为无缝管时，能够避免焊接部成为起点而产生的破坏。因此，为无缝管时，能够更适用于用内压反复施加应力的汽车燃料喷射管等。
该奥氏体系不锈钢强度优异，能够充分应对汽车发动机的直喷高压化，适合用于汽车燃料喷射管。另外，由于该奥氏体系不锈钢热处理后的形状保持性良好，也适合用于进行钎焊热处理的汽车燃料喷射管。
为了解决所述问题而提出的其他发明，是所述奥氏体系不锈钢的制造方法a，该方法具备对钢材进行一次加工率为20％以上的冷加工的工序、和设置在所述冷加工工序前后并对所述钢材进行热处理的工序，所述热处理工序中的热处理温度T(℃)满足下式(3)。
1000≤T≤－2090[％C]+12.8[％Cr]+320[％N]+42.3[％Nb]+900…(3)
(式(3)中，[％C]、[％Cr]、[％N]以及[％Nb]表示所述钢材中的各成分的含量(质量％)。)
按照该制造方法a，由于实现固溶强化和晶粒细化强化，所以能够得到具有高强度且热处理后的形状保持性良好的奥氏体系不锈钢。
为了解决所述问题而提出的其他发明，是所述奥氏体系不锈钢制造方法b，该方法具备对钢材进行一次加工率为20％以上的冷加工的工序、和设置在所述冷加工工序的前后且对所述钢材进行热处理的工序，所述热处理工序中的热处理温度T(℃)为1000℃以上1200℃以下。
按照该制造方法b，由于实现固溶强化和晶粒细化强化，所以也能够得到具有高强度且热处理后的形状保持性良好的奥氏体系不锈钢。
在该制造方法a以及制造方法b中，优选所述冷加工工序后的最终热处理工序为光亮退火。例如当最终热处理为大气退火时，其后需要酸洗，由于氧化皮剥离或酸产生的溶解发生表面粗糙化。但是，这样，通过进行光亮退火作为最终热处理工序，由于不需要酸洗，不会发生所述表面粗糙化，所以得到的奥氏体系不锈钢平滑性高，其结果，耐蚀性等优异。
按照本发明，能够提供具有高强度且热处理后形状保持性良好的奥氏体系不锈钢及其制造方法。
具体实施方式
以下，对本发明的一实施方式涉及的奥氏体系不锈钢及其制造方法进行详细说明。
(奥氏体系不锈钢)
本发明的一实施方式涉及的奥氏体系不锈钢具有特定的成分组成和晶粒粒度，由此，表现出高强度。需要说明的是，该奥氏体系不锈钢实际上由奥氏体相单相构成，与铁素体-奥氏体双相不锈钢相比，热处理后的形状保持性变得良好。在该奥氏体系不锈钢中，通常，99％以上的组织是奥氏体相。
(成分组成)
该奥氏体系不锈钢的成分组成含有规定量的C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Cu、Mo、Al、Nb以及N，其余部分由Fe以及不可避免的杂质构成。以下，对各成分的含量的数值范围及其限定理由进行说明。
(C：0.12质量％以下)
C(碳)是对于固溶强化以及奥氏体相的稳定化有效的元素。此外，通过同时添加Cr、Nb以及N，形成非金属间化合物，是对于抑制热处理导致的晶粒粗大化有效的元素。但是，为了通过过量的添加形成碳化物，为了形成目标非金属间化合物，含量为0.12质量％以下。从抑制碳化物的形成等方面出发，优选C含量的上限为0.10质量％，进一步优选0.08质量％，更优选0.06质量％。另一方面，C含量的下限可以是超过0质量％，由于添加C产生固溶强化等，优选0.01质量％，进一步优选0.02质量％。
(Si：0.1质量％以上1.0质量％以下)
Si(硅)是对于不锈钢的固溶强化有效的元素。另一方面，通过钎焊使用不锈钢时，由于Si是阻碍钎焊性的主要因素，添加量需要在1.0质量％以下。优选Si含量的上限为0.8质量％。另外，Si也是熔铸时用作预备脱氧的元素，作为含量的下限，优选0.2质量％，进一步优选0.3质量％，更优选0.35质量％，更优选0.4质量％，更优选0.5质量％。
(Mn：0.1质量％以上3.0质量％以下)
Mn(锰)是奥氏体形成元素。通过添加Mn，能够降低高价元素Ni的添加量。但是，由于Mn添加促进如MnS这样的对耐蚀性有害的非金属间化合物的形成，需要避免过量添加。因此，Mn含量为0.1质量％以上3.0质量％以下。作为Mn含量的下限，优选0.3质量％，进一步优选0.5质量％，更优选0.7质量％。另一方面，优选该含量的上限为2.7质量％，更优选为2.4质量％。
(P：0.05质量％以下)
P(磷)是作为杂质含有的元素。由于P使热加工性、焊接性和强度等降低，所以P含量为0.05质量％以下。P含量的上限优选0.04质量％，进一步优选0.03质量％，更优选0.02质量％。P含量的下限可以是超过0质量％，也可以是0.001质量％或者0.005质量％。
(S：0.01质量％以下)
S(硫)是作为杂质含有的元素，是与Mn、Ca结合形成对耐蚀性、机械特性有害的非金属间化合物的元素。为了形成硫化物降低耐蚀性，应该尽量限制添加量。因此，S含量的上限需要为0.01质量％，优选为0.005质量％，进一步优选为0.003质量％。另一方面，S含量的下限可以是超过0质量％，也可以是0.0001质量％或者0.0003质量％。
(Cr：13.0质量％以上22.0质量％以下)
Cr(铬)是对于耐蚀性提高以及固溶强化有效的元素。另外，通过与C、Nb以及N复合添加，形成非金属间化合物，抑制由于热处理导致晶粒粗大化。当Cr添加量增加时，非金属间化合物稳定的温度向高温侧转移，即使在更高温下进行热处理也能够保持微细组织。但是，由于Cr作为铁素体形成元素起作用，当C、Mn、Ni以及N的添加量少等时，需要避免过量添加。因此，Cr含量为13.0质量％以上22.0质量％以下。由于Cr的过量添加导致成本的增加、奥氏体相的稳定性降低，Cr含量的上限优选为21.0质量％，进一步优选20.0质量％。另一方面，由于提高所述效果等，Cr含量的下限优选为15.0质量％，进一步优选为16.0质量％，更优选为18.0质量％。
(Ni：4.0质量％以上12.0质量％以下)
Ni(镍)是对于奥氏体形成有效的元素。但是，由于Ni的过量添加导致材料成本的增加，所以Ni含量为4.0质量％以上12.0质量％以下。Ni含量的下限优选为5.0质量％，进一步优选为7.0质量％，更优选为7.8质量％。另外，通过相对地增加Ni含量，能够得到单相奥氏体系不锈钢。另一方面，Ni含量的上限优选11.0质量％，进一步优选10.0质量％。
(Cu：0.01质量％以上0.50质量％以下)
Cu(铜)是奥氏体形成元素。由于是从不锈钢废料等混入的元素，过量的降低导致原料成本的增加。因此，Cu含量为0.01质量％以上0.50质量％以下。Cu含量的下限优选0.05质量％，有时也优选为0.1质量％。另一方面，优选Cu含量的上限为0.40质量％。
(Mo：5.0质量％以下)
Mo(钼)是对于耐蚀性提高以及固溶强化有效的元素。但是，Mo是高价元素，涉及原料成本的增加，因此含量为5.0质量％以下。Mo含量的上限有时优选为1.0质量％，有时也进一步优选为0.50质量％，更优选为0.45质量％，有时也更优选为0.40质量％。另一方面，Mo含量的下限可以是超过0质量％，优选为0.01质量％，进一步优选为0.05质量％，更优选为0.1质量％。
(Al：0.03质量％以下)
Al(铝)是具有脱氧作用的元素，但由于Al是铁素体稳定化元素，当过量含有时，奥氏体的稳定性降低，热加工性和延展性降低。并且，Al系夹杂物成为加工性和镜面划痕的原因。因此，Al含量的上限为0.03质量％，优选0.02质量％。另一方面，Al含量的下限可以是超过0质量％，优选为0.001质量％，有时也进一步优选为0.005质量％。
(Nb：0.05质量％以上0.30质量％以下)
Nb(铌)通过与C、Cr以及N复合添加，形成非金属间化合物，抑制由于热处理导致的晶粒粗大化。当Nb添加量增加时，非金属间化合物稳定的温度向高温侧转移，即使在更高温下进行热处理也能够保持微细组织。但是，由于Nb是高价元素，从成本考虑需要避免过量添加。因此，Nb含量的范围为0.05质量％以上0.30质量％以下。Nb含量的下限优选0.07质量％，进一步优选0.09质量％。另一方面，Nb含量的上限优选0.20质量％，进一步优选0.15质量％。
(N：0.10质量％以上0.50质量％以下)
N(氮)是对于奥氏体稳定化、耐蚀性提高以及固溶强化有效的元素。此外，通过与C、Cr以及N复合添加，形成非金属间化合物，能够抑制由于热处理导致的晶粒粗大化。当N添加量增加时，非金属间化合物稳定的温度向高温侧转移，即使在更高温下进行热处理也能够抑制晶粒粗大化。但是，N添加量增加时，加工性等降低。因此，N含量的范围为0.10质量％以上0.50％以下。进而，当考虑由于N添加产生的奥氏体稳定化的效果以及对加工性的影响时，N含量的下限优选为0.15质量％，优选为0.20质量％。N含量的上限优选为0.35质量％，进一步优选为0.30质量％。
(Fe以及不可避免的杂质)
构成该奥氏体系不锈钢的成分组成的基本成分如上所述，其余部分成分是Fe以及不可避免的杂质。不可避免的杂质是熔炼时不可避免地混入的杂质，其含量在不损害钢管的诸多特性的范围内。另外，该奥氏体系不锈钢的成分组成，在不对本发明效果带来不良影响的范围内，除了所述成分之外，还可以含有其他元素。
(关于式(1))
在该奥氏体系不锈钢的成分组成中，优选还满足下式(1)。
200≤－2090[％C]+12.8[％Cr]+320[％N]+42.3[％Nb]≤300…(1)
(式(1)中，[％C]、[％Cr]、[％N]以及[％Nb]表示各成分的含量(质量％)。)
本发明人等发现通过控制C、Cr、N以及Nb含量，C、Cr、N以及Nb的化合物(Z相)在热处理前后稳定地存在，在热处理前后保持晶粒粒径、析出物量，在热处理后也能够有效地利用晶粒细化强化、析出强化。即，发现由于采用－2090[％C]+12.8[％Cr]+320[％N]+42.3[％Nb]的值为200以上300以下的成分组成，Z相固溶温度变为1100℃以上。另一方面，例如，一般来说，用于汽车燃料喷射管的钢管使用Cu焊剂等进行钎焊热处理，加工成零件。由于Cu焊剂的熔点为1082℃，热处理多在1080℃～1150℃左右下进行。因此，该奥氏体系不锈钢的成分组成满足所述式(1)时，即使在所述温度范围进行钎焊热处理，也能够得到由析出物产生的晶界钉扎效应等。这样，满足所述式(1)时，能够抑制热处理后的晶粒粗大化，能够有效利用由晶粒细化产生的强度提高和析出强化。另外，满足所述式(1)时，由于能够抑制混晶，也有助于抑制成为疲劳破坏的起源的薄弱点部分的形成。
(关于式(2))
在该奥氏体系不锈钢的成分组成中，优选还满足下式(2)。
0.20≤[％C]+[％N]≤0.40…(2)
(式(2)中，[％C]以及[％N]表示各成分的含量(质量％)。)
C以及N作为固溶强化元素有效地发挥作用。通过使[％C]+[％N]的值为0.20以上，能够产生充分的固溶强化，提高屈服强度和拉伸强度等。优选[％C]+[％N]的下限为0.25。另一方面，由于[％C]+[％N]值为0.40以下，能够发挥充分的加工性，降低进行冷加工时发生开裂的频率。优选[％C]+[％N]的上限为0.35。
(晶粒粒度)
在该奥氏体系不锈钢中，奥氏体结晶的晶粒粒度号的下限为7.0，优选为8.0，进一步优选为9.0，更优选为9.5。在该奥氏体系不锈钢中，这样除了采用特定的成分组成之外，通过晶粒粒度号为所述下限以上，也能够实现晶粒细化强化，表现出高强度。此外，通常，对于不锈钢的强化，添加氮、碳作为固溶元素是有效的，但是过量添加这些元素，由于应变时效会降低加工性。因此，在该奥氏体系不锈钢中，由于在抑制氮、碳的含量的同时实现不锈钢的高强度化，有效利用晶粒细化强化。
另一方面，该奥氏体结晶的晶粒粒度号的上限没有特别的限定，但是，例如可以是16.0，也可以是14.0、13.0、12.0、11.5或者11.0。另外，所述晶粒粒度号是基于JIS G0551(2013)标准测定的值，具体地说，是通过实施例所述的方法求出的值。
此外，该奥氏体系不锈钢的晶粒粒度能够例如如后面所述通过冷加工前后的热处理温度等进行控制。
(最大晶粒粒径)
在该奥氏体系不锈钢中，奥氏体结晶的最大晶粒粒径的上限可以是例如200μm、150μm或者100μm，优选为60μm，进一步优选为50μm，更优选为40μm，更进一步优选为30μm。在该奥氏体系不锈钢中，如上所述，除了晶粒粒度号大，即晶粒粒径的平均小之外，通过减小最大晶粒粒径，能够抑制热处理后的晶粒粗大化、混晶，其结果，能够抑制热处理后的钢的强度降低。
另一方面，作为该最大晶粒粒径的下限，可以是例如1μm、5μm，也可以是10μm。另外，该最大晶粒粒径为采用后面所述的实施例记载的方法测定得到的值。
此外，例如，通过控制热处理温度时的温度，且采用满足所述式(1)的成分组成等，能够使该奥氏体系不锈钢的最大晶粒粒径为60μm以下。
(表面粗糙度)
在该奥氏体系不锈钢中，优选最大高度Ry的上限为10μm，进一步优选为8μm，更优选为6μm。使该奥氏体系不锈钢的最大高度为所述上限以下，提高表面的平滑性，由此能够提高耐蚀性、疲劳强度等。即，通过使该奥氏体系不锈钢的最大高度为所述上限以下，能够实现用于汽车用燃料喷射管等时的长寿命化等。
另一方面，作为所述最大高度Ry的下限，没有特别限定，但例如可以是0.5μm、1μm或者2μm。另外，所述最大高度Ry是基于JIS B0601(1994)标准测定的值。此外，该奥氏体系不锈钢为钢管时，所述最大高度Ry可以采用外表面的测定值。
此外，该奥氏体系不锈钢的表面粗糙度(最大高度Ry)，如后面所述，能够通过进行光亮退火作为最终工序或另外进行镜面加工等而减小。
(形状、用途等)
作为该奥氏体系不锈钢的形状，没有特别限定，可以是板状、棒状、管状等，但优选是管状。即，该奥氏体系不锈钢适合作为钢管使用。作为钢管，能够例举无缝钢管、电焊钢管、UOE钢管、螺旋钢管等弧焊钢管、锻接钢管等。优选是无缝钢管。
该奥氏体系不锈钢强度高，能够用于各种用途，尤其是，能够应用于汽车燃料喷射管。特别是如上所述，该奥氏体系不锈钢能够抑制钎焊热处理后的变形，另外，通过组成的调整等，在热处理后也能够保持高强度的结晶组织。因此，该奥氏体系不锈钢适合作为进行钎焊热处理的汽车燃料喷射管的材料。
(奥氏体系不锈钢的制造方法)
奥氏体系不锈钢能够通过以下方法适当地得到。即，本发明的一实施方式涉及的奥氏体系不锈钢的制造方法，具备：
对钢材进行一次加工率为20％以上的冷加工的工序(1)；和
设置在所述工序(1)前后并对所述钢材进行热处理的工序(2)，
(冷加工工序(1))
在所述工序(1)中，对具有所述成分组成的钢材，进行一次加工率为20％以上的冷加工。作为所述冷加工，能够例举冷轧加工、冷拉拔加工等，根据最终产品的形状等进行选择。例如，得到钢管时，适合采用冷拉拔加工。
在冷加工中，与中央部相比，表层附近容易发生变形。加工率不足20％时，中央部不能发生充分的变形，难以使中央部的晶粒微细化。因此，通过冷加工得到的加工率为20％以上，优选25％以上。另一方面，考虑该奥氏体系不锈钢的均匀延伸，优选一次加工率的上限为50％，进一步优选为40％。
(热处理工序(2))
在所述冷加工工序(1)前后，作为所述工序2，对所述钢材进行热处理。该热处理工序(2)中的热处理温度T(℃)，在冷加工工序(1)前后的热处理都满足下式(3)即可。由此，能够抑制热处理导致的晶粒粗大化，从而提高得到的奥氏体系不锈钢的强度。
1000≤T≤－2090[％C]+12.8[％Cr]+320[％N]+42.3[％Nb]+900…(3)
(式(3)中，[％C]、[％Cr]、[％N]以及[％Nb]表示各成分的含量(质量％)。)
此外，采用该制造方法时，关于奥氏体系不锈钢中的成分组成，－2090[％C]+12.8[％Cr]+320[％N]+42.3[％Nb]的值为100以上。
另外，所述热处理工序(2)中的热处理温度T(℃)，优选在冷加工工序(1)前后的热处理中都在1000℃以上1200℃以下。由此，能够抑制由热处理导致的晶粒粗大化，能够提高得到的奥氏体系不锈钢的强度。此外，所述热处理温度T的上限优选为1150℃，更优选1130℃。
所述热处理工序(2)中的热处理方法没有特别限定，能够使用众所周知的方法。但是，冷加工工序(1)后进行的热处理优选是光亮退火。此外，在该冷加工工序(1)后进行的热处理优选是最终的热处理工序。光亮退火是在还原性气氛中进行的热处理，能够在不使不锈钢的表面氧化的情况下进行热处理。因此，能够省略热处理后的酸洗工序，能够得到平滑性高即耐蚀性等优异的不锈钢。
在该制造方法中，所述冷加工工序(1)以及热处理工序(2)以外的工序能够采用众所周知的方法。
其他实施方式
本发明不限定于所述实施方式，除了所述实施方式之外，能够以进行各种变更、改良后的实施方式进行实施。例如，在该奥氏体系不锈钢的制造方法中，也可以用大气退火进行最终热处理工序，酸洗之后，对表面进行镜面加工提高平滑性。
实施例
以下，通过实施例对本发明更具体地进行说明，但本发明并不限定于以下的实施例。
(实施例1～7，比较例1～3)钢板(板材)的制造
使用真空感应熔炼炉(VIF)制造表1所述的成分组成(其余部分为Fe以及不可避免的杂质)的20kg圆柱状铸块。对铸块在1250℃以上进行24hr热处理，在1200℃～1000℃的温度区间进行热锻造，制造W60mm×L250mm×t17mm的板材。以表1所述的冷加工前热处理温度(Tc)对该板材进行热处理。接着，以加工率30％对该板材进行冷轧加工。然后，作为最终热处理，使用光亮退火炉以表1所述的冷加工后热处理温度(Tf)进行热处理，得到实施例1～7以及比较例1～3的测试材料。此外，实施例1～7以及比较例1～2是奥氏体系不锈钢，比较例3是双相不锈钢。
(实施例8)钢管的制造
使用真空感应熔炼炉(VIF)制造表1所述的成分组成(其余部分为Fe以及不可避免的杂质)的150kg圆柱状铸块(ingot)。在1250℃以上对铸块进行24hr热处理，在1200℃～1000℃的温度范围内进行热锻造，制造φ150mm的板坯(bloom)。由该板坯制造φ146mm×330mm的坯料(billet)，通过玻璃润滑剂高速热挤压法(Ugine-Sejournet式热挤压法)得到钢管。对钢管进行多次热处理和冷加工后，按表1所述的冷加工前热处理温度(Tc)对该钢管进行热处理。接着，对该钢管，以加工率35％通过冷加工进行成形。然后，作为最终热处理，使用光亮退火炉，按表1所述的冷加工后热处理温度(Tf)进行热处理，得到实施例8的测试材料(奥氏体系不锈钢)。
(晶粒粒度号)
从实施例1～7以及比较例1～3中得到的各测试材料(板材)切取1cm×1cm×1.2cm的试样，以能看到宽度×厚度的截面的方式进行树脂填埋，将表面研磨到成为镜面，通过65％硝酸电解腐蚀显现组织。另外，以能够看到垂直于长度方向的面的方式从实施例8中得到的测试材料(钢管)切取试样，以能够看到宽度×厚度的截面的方式进行树脂掩埋，将表面研磨到成为镜面，通过65％硝酸电解腐蚀，显现组织。组织的观察是用光学显微镜在400倍下观察，用5个视野测定晶粒粒度号，将中值作为晶粒粒度号。将测定结果示于表1。此外，表中的“－”表示未进行测定。
(最大晶粒粒径)
已测定所述晶粒粒度号的5个视野中，取观测的最大晶粒的短径和长径的平均值作为最大晶粒粒径。将测定结果示于表1。此外，表中的“－”表示未进行测定。
(最大高度Ry)
基于JIS B0601(1994)标准求出最大高度Ry。使用粗糙度计沿轴向测定3mm。此外，对于实施例8的测试材料(钢管)，沿长度方向测定3mm外表面。将测定结果示于表1。
(评价)
(拉伸试验：0.2％屈服强度以及拉伸强度)
由实施例1～7以及比较例1～3的各测试材料(板材)制造平行部为φ4×L15的拉伸试验片，以供拉伸试验使用。另外，对于实施例8(钢管)，制造基于JIS Z2241标准的11号试验片，以供拉伸试验使用。拉伸试验以初始变形速度2.0×10－3s－1等速拉伸试样。测定0.2％屈服强度以及拉伸强度。对于0.2％屈服强度，400MPa以上评价为A，370MPa以上且不足400MPa评价为B，不足370MPa评价为C。关于拉伸强度，800MPa以上评价为A，710MPa以上且不足800MPa评价为B，不足710MPa评价为C。结果如表2所示。
(热处理后翘曲量)
使用测试材料，通过线切割制造长度200mm×厚度2.0mm的板材，在距两端50mm位置的两点进行支撑的状态下，以1100℃×5min、空冷的条件进行热处理。热处理后的板材的翘曲量测定，是将使用图像数据从连结板材两端的直线引出的垂线的长度最大时的长度，作为热处理产生的翘曲量。翘曲量为0.1mm以下评价为A，超过0.1mm且在1mm以下评价为B，超过1mm评价为C。将测定结果示于表2。
(1100℃×5min热处理后的结晶组织)
以1100℃×5min水冷的条件对测试材料进行热处理。接着，对于实施例1～7以及比较例1～3的各测试材料(板材)，以能够看到宽度×厚度截面的方式切断后，进行树脂掩埋，表面研磨到成为镜面，通过65％硝酸电解腐蚀，显现组织。对于实施例8的测试材料(钢管)，以能够看到垂直于长度方向的面的方式切断后，进行树脂掩埋，表面研磨到成为镜面，通过65％硝酸腐蚀显现组织。组织的观察是用光学显微镜在400倍下观察，用5个视野测定晶粒粒度号，将中值作为晶粒粒度号。该粒度号为9.0以上的试样在热处理后也能够抑制晶粒的粗大化，评价为A，将不足9.0的评价为B。结果如表2所示。此外，表中的“-”表示未进行测定。
另外，作为有无混晶的评价，晶粒粒度号相差2以上的晶粒为1个视野的5％以下时评价为A，晶粒粒度号相差2以上的晶粒为一个视野的超过5％且20％以下时，评价为B，将晶粒粒度号相差2以上的晶粒为一个视野内的超过20时，评价为C。结果如表2所示。此外，表中的“-”表示未进行测定。
(表1)
Figure BDA0002385433160000141
※1 x＝-2090[％C]+12.8[％Cr]+320[％N]+42.3[％Nb]
※2 Y＝[％C][％N]
※3 I：奥氏体系不锈钢 II：双相不锈钢
(表2)
Figure BDA0002385433160000151
如表2所示，实施例1～8都是0.2％屈服强度以及拉伸强度的评价为A或者B，具有高强度，且热处理后翘曲量为A，热处理后的形状保持性良好。另外，实施例中，X(＝－2090[％C]+12.8[％Cr]+320[％N]+42.3[％Nb])为200以上300以下、最大晶粒粒径为60μm以下的实施例1～5以及8，在1100℃×5min热处理后的结晶组织的评价中，晶粒粒度号的评价为A，混晶的评价为A或者B。由此可知，实施例1～5以及8能够抑制热处理后的晶粒的粗大化。即，可以说在实施例1～5以及8中，除了强度高之外，热处理后也能够维持其高强度。并且，实施例1～5以及8中，Y(＝[％C]+[％N])为0.20以上0.40以下的实施例1～4以及8的0.2％屈服强度以及拉伸强度的评价为A，强度特别高。
此外，比较例3尽管用光亮退火进行最终热处理，但是Ry超过10μm。可以认为这是由于比较例8不是奥氏体单相组织，变为α/γ双相不锈钢，α相和γ相各自的强度和变形行为不同，导致Ry变大。
工业实用性
本发明的奥氏体系不锈钢能够适用于汽车燃料喷射管等。

Claims (10)

1.一种奥氏体系不锈钢，其特征在于，成分组成满足：
C：0.12质量％以下；
Si：0.1质量％以上1.0质量％以下；
Mn：0.1质量％以上3.0质量％以下；
P：0.05质量％以下；
S：0.01质量％以下；
Cr：13.0质量％以上22.0质量％以下；
Ni：4.0质量％以上12.0质量％以下；
Cu：0.01质量％以上0.50质量％以下；
Mo：5.0质量％以下；
Al：0.03质量％以下；
Nb：0.05质量％以上0.30质量％以下；以及
N：0.10质量％以上0.50质量％以下；
其余部分为Fe以及不可避免的杂质；
晶粒粒度号为7.0以上。
2.根据权利要求1所述的奥氏体系不锈钢，其特征在于，
所述成分组成还满足下式(1)：
200≤－2090[％C]+12.8[％Cr]+320[％N]+42.3[％Nb]≤300…(1)
式(1)中，[％C]、[％Cr]、[％N]以及[％Nb]表示各成分的含量，单位是质量％。
3.根据权利要求1或者2所述的奥氏体系不锈钢，其特征在于，
最大晶粒粒径为60μm以下。
4.根据权利要求1、2或者3所述的奥氏体系不锈钢，其特征在于，
所述成分组成还满足下式(2)：
0.20≤[％C]+[％N]≤0.40…(2)
式(2)中，[％C]以及[％N]表示各成分的含量，单位是质量％。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的奥氏体系不锈钢，其特征在于，
最大高度Ry为10μm以下。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的奥氏体系不锈钢，其特征在于，
是无缝钢管。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的奥氏体系不锈钢，其特征在于，
用于汽车燃料喷射管。
8.一种权利要求1～7中任意一项所述的奥氏体系不锈钢的制造方法，其特征在于，具备：
对钢材进行一次加工率为20％以上的冷加工的工序；和
设置在所述冷加工工序的前后并对所述钢材进行热处理的工序；
所述热处理工序中的热处理温度T满足下式(3)，
1000≤T≤－2090[％C]+12.8[％Cr]+320[％N]+42.3[％Nb]+900…(3)
式(3)中，[％C]、[％Cr]、[％N]以及[％Nb]表示所述钢材中的各成分的含量，单位是质量％，所述温度T的单位是℃。
9.一种权利要求1～7中任意一项所述的奥氏体系不锈钢的制造方法，其特征在于，具备：
对钢材进行一次加工率为20％以上的冷加工工序；和
设置在所述冷加工工序前后并对所述钢材进行热处理的工序；
所述热处理工序中的热处理温度T为1000℃以上1200℃以下，所述温度T的单位是℃。
10.根据权利要求8或者9所述的奥氏体系不锈钢的制造方法，其特征在于，
所述冷加工工序后的最终热处理工序是光亮退火。
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