TWI785942B - 麻田散鐵系不鏽鋼材及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種麻田散鐵系不鏽鋼材，其具有以下之組成：以質量基準，包含C：0.30~0.60%、Si：0.05~1.00%、Mn：0.05~1.50%、P：0.040%以下、S：0.030%以下、Cr：13.0~18.0%、Ni：0.01~0.30%、Mo：0.01~1.00%、Al：0.030%以下、N：0.010~0.350%、Ca：0.0001~0.0030%、O：0.001~0.010%，2.5C+N為1.10%以上，剩餘部分由Fe及雜質所構成。此麻田散鐵系不鏽鋼材係碳化物的平均粒徑為0.50μm以下。又，大小10μm以上的碳化物為0.20個/cm
2以下。
Description
本發明關於麻田散鐵系不鏽鋼材及其製造方法。
於刮鬍刀、剪刀、菜刀等各式各樣的刀具所用的不鏽鋼材，由於要求高硬度，故使用C的含量之麻田散鐵系不鏽鋼材(例如專利文獻1)。
然而，若C之含量多，則與Cr等合金元素形成碳化物，於製程中容易作為粗大的共晶碳化物析出。此共晶碳化物亦難以藉由退火步驟等而完全地溶體化，成為在淬火時C的固溶量降低而過度軟化之原因。又，此共晶碳化物係成為腐蝕起點，因此除了是耐蝕性降低之外，亦成為加工時發生缺陷，發生不規則花紋之原因。
因此，專利文獻2中提案一種刀具用麻田散鐵系不鏽鋼材，其特徵在於以質量%計，含有C：0.40~0.50%、Si：0.05~0.60%、Mn：0.5~1.5%、P：0.035%以下、S：0.010%以下、Cr：11.0~15.5%、Ni：0.01~0.30%、Cu：0.01~0.30%、Mo：0.01~0.30%、V：0.01~0.10%、Al：0.02%以下、Sn：0.002~0.10%、N：0.010~0.035%、Ca：0.0001~0.0010%、O：0.001~0.01%，剩餘部分由Fe及不可避的雜質所構成，且滿足Cu+Ni+Mo=0.05~0.30%，再者，大小10μm以上的夾雜物為0.2個/cm
2以下。
又，專利文獻3中提案一種結晶粒微細化麻田散鐵系不鏽鋼材之製造方法，其特徵在於包含：製作具有Cr：13.0~14.0重量%、Mo：1.15~1.35重量%、C：0.35~0.55重量%、Si：0.20~0.50重量%、Mn：0.20~0.50重量%、P：0.025重量%以下、S：0.020重量%以下、剩餘部分：由Fe及不可避的雜質元素所構成之組成的基材之步驟，對於該基材施予高密度轉移導入法及超急冷凝固法的至少一者後，進行退火處理而得到微細組織肥粒鐵鋼之步驟，對於前述肥粒鐵鋼施予冷軋、退火、視需要的塑性加工成特定形狀後，進行淬火處理而得到結晶粒微細化麻田散鐵系不鏽鋼材之步驟。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2000-273587號公報
[專利文獻2]日本特開2018-9231號公報
[專利文獻3]日本特開2003-313612號公報
[發明所欲解決的課題]
然而，專利文獻2中記載之麻田散鐵系不鏽鋼材，由於不控制夾雜物(尤其碳化物)的平均粒徑，故加工性不充分，或會發生不規則花紋。
又，專利文獻3中記載之麻田散鐵系不鏽鋼材，由於導入如高密度轉移導入法或超急冷凝固法之特別步驟，故不適合大量生產。又，該麻田散鐵系不鏽鋼材係Mo的含量多，而亦成本高。
如此地，於減低C的含量之習知麻田散鐵系不鏽鋼材中，發生如上述的間題。
本發明係為了解決如上述的問題而完成者，目的在於提供加工性良好，同時淬火或淬火回火後硬度及耐蝕性高，能抑制不規則花紋發生之麻田散鐵系不鏽鋼材及其製造方法。
[解決課題的手段]
本發明者們對於麻田散鐵系不鏽鋼材進行專心致力的研究，結果發現於夾雜物之中，尤其碳化物係與耐蝕性、加工性及不規則花紋有密切關係，藉由除了鋼組成之外，還控制大小10μm以上的碳化物之數及碳化物的平均粒徑，可完全解決上述問題，終於完成本發明。
亦即，本發明為一種麻田散鐵系不鏽鋼材，其具有以下之組成：以質量基準，包含C：0.30~0.60%、Si：0.05~1.00%、Mn：0.05~1.50%、P：0.040%以下、S：0.030%以下、Cr：13.0~18.0%、Ni：0.01~0.30%、Mo：0.01~1.00%、Al：0.030%以下、N：0.010~0.350%、Ca：0.0001~0.0030%、O：0.001~0.010%，2.5C+N為1.10%以上，剩餘部分由Fe及雜質所構成，
碳化物的平均粒徑為0.50μm以下，
大小10μm以上的前述碳化物為0.20個/cm
2以下。
又，本發明為一種麻田散鐵系不鏽鋼材之製造方法，其包含以下式(1)所示的T以上之溫度對扁鋼胚進行1~5小時的熱處理後進行熱軋之熱軋步驟，該扁鋼胚具有以下之組成：以質量基準，包含C：0.30~0.60%、Si：0.05~1.00%、Mn：0.05~1.50%、P：0.040%以下、S：0.030%以下、Cr：13.0~18.0%、Ni：0.01~0.30%、Mo：0.01~1.00%、Al：0.030%以下、N：0.010~0.350%、Ca：0.0001~0.0030%、O：0.001~0.010%，2.5C+N為1.10%以上，剩餘部分由Fe及雜質所構成。
[發明的效果]
根據本發明，可提供一種麻田散鐵系不鏽鋼材及其製造方法，其係加工性良好，同時在淬火或淬火回火後硬度及耐蝕性高，能抑制不規則花紋之發生。
[實施發明的形態]
以下，具體地說明本發明之實施形態。本發明不限定於以下的實施形態，在不脫離本發明的宗旨之範圍內，根據本業者的通常知識，對於以下的實施形態適宜加以變更、改良等者亦應理解為屬於本發明之範圍內。
再者，本說明書中關於成分的「%」表示，只要沒有特別預先指明，則意指「質量%」。
本發明之實施形態的麻田散鐵系不鏽鋼材具有以下之組成：包含C：0.30~0.60%、Si：0.05~1.00%、Mn：0.05~1.50%、P：0.040%以下、S：0.030%以下、Cr：13.0~18.0%、Ni：0.01~0.30%、Mo：0.01~1.00%、Al：0.030%以下、N：0.010~0.350%、Ca：0.0001~0.0030%、O：0.001~0.010%，2.5C+N為1.10%以上，剩餘部分由Fe及雜質所構成組成。
此處，於本說明書中，所謂「鋼材」，就是意指鋼板等之各種材形的材料。又，所謂「鋼板」，就是包含鋼帶的概念。再者，所謂「雜質」，就是意指在工業上製造不鏽鋼材時，因礦石、廢料等之原料、製程的各種的主要因素而混入的成分，在不對本發明造成不良影響的範圍內容許者。作為雜質，可舉出Zn、Pb、Se、Sb、H、Ga、Ta、Mg、Zr等。含有此等的元素作為雜質時，Zn≦100ppm、Pb≦100ppm、Se≦100ppm、Sb≦500ppm、H≦100ppm、Ga≦500ppm、Ta≦500ppm、Mg≦120ppm、Zr≦120ppm。
又，本發明之實施形態的麻田散鐵系不鏽鋼材可進一步包含V：0.50%以下、Nb：0.30%以下、Ti：0.3%以下、Cu：4.0%以下、Sn：0.100%以下、B：0.0050%以下、Co：0.30%以下之1種以上。
以下，詳細地說明各成分。
＜C：0.30~0.60%＞
C為在淬火或淬火回火後用於得到指定硬度(維氏硬度)而必要的元素。為了安定地得到硬度500HV以上，必須將C之含量設為0.30%以上。若過度添加C，則促進淬火時的敏銳化而損害耐蝕性，同時因未固溶碳氮化物而淬火或回火後的韌性亦降低，故必須將C之含量設為0.60%以下。若考慮因淬火或淬火回火時的加熱條件之變動所造成的硬度或韌性降低，則C之含量係下限值較佳為0.32%，上限值較佳為0.58%。
＜Si：0.05~1.00%＞
Si係為了在熔化精煉時之脫氧所必需，而且為亦有用於抑制淬火時的氧化皮膜生成之元素。又，若Si含量低則脫氧易變不充分，碳化物變多，有以其為起點而生鏽之情況，耐蝕性降低。因此，必須將Si之含量設為0.05%以上。另一方面，Si係窄化沃斯田鐵單相溫度範圍，損害淬火安定性，因此必須將Si之含量設為1.00%以下。從安定地得到Si所致的上述效果之觀點來看，Si含量係下限值較佳為0.07%，上限值較佳為0.98%。
＜Mn：0.05~1.50%＞
Mn係作為脫氧劑添加的元素，同時有助於擴大沃斯田鐵單相域而提升淬火性。若不充分地添加Mn，則二相區域擴大，α相增加。結果，Cr碳氮化物亦增加，在其周圍形成Cr缺乏層，因此容易成為生鏽之起點，耐蝕性降低。因此，必須將Mn之含量設為0.05%以上。從安定地得到Mn所致的上述效果之觀點來看，Mn含量之下限值較佳為0.07%。另一方面，超過需要的Mn係使耐蝕性降低，促進淬火時的氧化皮膜生成，增加其後的研磨負荷等。因此，必須將Mn之含量設為1.50%以下。若亦考慮因MnS等之粒化物所造成的耐蝕性降低，則較佳為1.45%以下。
＜P：0.040%以下＞
P為在原料之熔鐵或鉻鐵等之主原料中作為雜質含有的元素。為對於熱軋退火板或淬火後的材料之韌性及耐蝕性有害之元素。因此，必須將P之含量設為0.040%以下，較佳設為0.038%以下。另一方面，P之含量的下限值係沒有特別的限定，但過度的減低係發生必須使用高純度原料等之問題，造成成本增加，因此P之含量的下限值較佳為0.010%。
＜S：0.030%以下＞
S係形成硫化物系夾雜物，使鋼材之一般的耐蝕性(全面腐蝕或孔蝕)劣化。又，S係使熱加工性降低，提高熱軋板的邊緣破裂敏感性。因此，S之含量必須設為0.030%以下，較佳設為0.025%以下。尚且，S之含量的下限值係沒有特別的限定，但S之含量愈少而耐蝕性愈良好，但另一方面，脫硫負荷增大，製造成本增大。因此，S之含量的下限值較佳為0.001%。
＜Cr：13.0~18.0%＞
Cr係用於保持麻田散鐵系不鏽鋼材之主要用途中被視為必要的耐蝕性之元素。因此，必須將Cr之含量設為13.0%以上。另一方面，從抑制淬火後的殘留沃斯田鐵之生成的觀點來看，必須將Cr含量設為18.0%以下。從安定地得到Cr所致的上述效果之觀點來看，Cr之含量係下限值較佳為13.1%，上限值較佳為17.8%。
＜Ni：0.01~0.30%＞
Ni係與Mn同樣地為沃斯田鐵安定化元素，亦具有使淬火或淬火回火後的韌性提升之效果。另一方面，若大量含有Ni，則有導致熱軋退火板中固溶強化的沖壓成形性之降低，同時，由於是高價的元素而製造成本增大。因此，必須將Ni之含量設為0.30%以下。另一方面，Ni係有效於抑制孔蝕的進展之元素。從安定地得到Ni所致的上述效果之觀點來看，Ni之含量係下限值較佳為0.02%，上限值較佳為0.27%。
＜Mo：0.01~1.00%＞
Mo係有效於提升包含δ肥粒鐵的麻田散鐵組織之耐蝕性的元素。從得到該效果之觀點來看，必須將Mo之含量設為0.01%以上。另一方面，Mo為肥粒鐵相的安定化元素，過度的添加係窄化沃斯田鐵單相溫度範圍而損害淬火特性。因此，必須將Mo之含量設為1.00%以下。從安定地得到Mo所致的上述效果之觀點來看，Mo之含量係下限值較佳為0.02%，上限值較佳為0.50%，更佳為0.30%。
＜Al：0.030%以下＞
Al係除了作為脫氧元素添加之外，還是提高耐氧化性之元素。然而，若大量含有Al，則碳化物容易變大。因此，Al之含量必須設為0.030%以下，較佳設為0.025%以下，更佳設為0.020%以下。另一方面，Al之含量的下限係沒有特別的限定，亦可不含Al。惟，從得到Al所致的上述效果之觀點來看，Al之下限值較佳為0.001%。此處，Al為T. Al。
＜N：0.010~0.350%＞
N係與C同樣地，為在淬火或淬火回火後用於得到指定硬度(維氏硬度)而必要的元素。特別地，於本發明之實施形態中，為了減低C之含量，必須含有N作為其之替代。又，N固溶時亦具有提高耐蝕性之效果。從得到該等效果之觀點來看，N之含量必須設為0.010%以上。但是，N係有形成Cr系氮化物而發生Cr缺乏層之情況、當時係使耐蝕性降低。又，若過剩地添加N，則製鋼階段的控制係困難，容易形成氣泡系缺陷。若形成氣泡系缺陷，則其係容易成為生鏽的起點，不僅使耐蝕性降低，而且亦有使良率降低之虞。因此，N之含量必須設為0.350%以下。從安定地得到N所致的上述效果之觀點來看，N之含量係下限值較佳為0.020%，更佳為0.025%，尤佳為0.036%，上限值較佳為0.300%，更佳為0.290%。
＜Ca：0.0001~0.0030%＞
Ca係在製鋼階段中為了成分調整而添加，發揮強力的脫氧材之作用，具促進脫氧之效果。但是，由於Ca是強力的脫氧元素，大部分作為夾雜物在熔鋼中浮上，在鋼中幾乎不殘留。然而，若大量地添加Ca，則在製鋼夾雜物中包含CaO，其成為生鏽之起點的可能性高，使耐蝕性降低。因此，Ca之含量必須設為0.0030%以下，較佳為0.0010%以下。另一方面，由於不可能連微細的夾雜物都去除，故將Ca之含量設為未達0.0001%者係製造步驟上困難。因此，將Ca之含量設為0.0001%以上。
＜O：0.001~0.010%＞
為了減低夾雜物，與Al、Ca一起O成為重要的元素。若大量地添加O，則鋼中的殘存的大夾雜物(尤其碳化物)之個數增加，對於耐蝕性造成不良影響。因此，O之含量必須設為0.010%以下。又，O宜盡量減低，但過度的減低會成本上升，因此O之含量係設為0.001%以上。從成本與耐蝕性的平衡之觀點來看，O含量係下限值較佳為0.002%，上限值為0.009%。
＜2. 5C+N為1.10%以上＞
C及N係如上述，為在淬火或淬火回火後用於得到指定硬度(維氏硬度)而必要的元素。於發明之實施形態中，含有N代替C之含量減低，C係對於該硬度貢獻N之2.5倍。因此，從所得到指定硬度之觀點來看，2.5C+N必須設為1.10%以上，較佳設為1.25%以上。尚且，2.5C+N之上限值係沒有特別的限定，但較佳為1.80%，更佳為1.70%，尤佳為1.60%。
＜V：0.50%以下＞
V係形成微細的碳氮化物，有助於形成耐蝕性提升之元素，視需要而添加。然而，若過剩地添加V，則有導致析出物的粗大化之虞，結果淬火後的韌性會降低。因此，V之含量為0.50%以下，較佳為0.30%以下，更佳為0.20%以下。尚且，V之含量的下限值係沒有特別的限定，但V係作為不可避的雜質混入在合金原料中，精煉步驟中的去除亦困難。又，從得到上述效果之觀點來看，V之含量的下限值較佳為0.01%，更佳為0.02%，尤佳為0.03%。
＜Nb：0.30%以下＞
Nb係形成碳氮化物，抑制鉻碳氮化物之析出所造成的敏銳化或耐蝕性降低之元素，視需要而添加。然而，若過剩地添加Nb，則麻田散鐵相變不安定，硬度降低。因此，Nb之含量為0.30%以下，較佳為0.28%以下，更佳為0.25%以下。尚且，Nb之含量的下限值係沒有特別的限定，但從得到上述效果之觀點來看，較佳為0.01%，更佳為0.05%。
＜Ti：0.3%以下＞
Ti係形成碳氮化物，抑制鉻碳氮化物之析出所造成的敏銳化或耐蝕性降低之元素，視需要而添加。然而，若過剩地添加Ti，則形成粗大的TiN，造成熱軋瑕疵的發生或韌性的降低。因此，Ti之含量係設為0.3%以下，較佳設為0.25%以下。尚且，Ti之含量的下限值係沒有特別的限定，但從得到上述效果之觀點來看，較佳為0.01%，更佳為0.06%，尤佳為0.10%。
＜Cu：4.0%以下＞
Cu係有效於提高含有δ肥粒鐵的麻田散鐵組織之耐蝕性提升，同時作為沃斯田鐵安定化元素亦有助於淬火性提升之元素，視需要而添加。然而，Cu之過剩添加會造成熱加工性之降低或原料成本之增加。因此，Cu之含量係設為4.0%以下，較佳設為3.8%以下，更佳設為3.5%以下。尚且，Cu之含量的下限值係沒有特別的限定，但從得到上述效果之觀點來看，較佳為1.0%，更佳為1.3%，尤佳為1.5%。
＜Sn：0.100%以下＞
Sn係有效於提升淬火或淬火回火後的耐蝕性之元素，視需要而添加。然而，Sn之過剩添加係促進熱軋時的邊緣破裂。因此，Sn含量係設為0.100%以下，較佳設為0.090%以下。尚且，Sn之含量的下限值係沒有特別的限定，但從得到上述效果之觀點來看，較佳為0.002%，更佳為0.050%。
＜B：0.0050%以下＞
B係有效於提升熱加工性之元素，視需要而添加。然而，B之過剩添加係有因硼化物與碳化物之複合析出而使淬火性降低之虞。因此，B之含量係設為0.0050%以下，較佳設為0.0045%以下。尚且，B之含量的下限值係沒有特別的限定，但從得到上述效果之觀點來看，較佳為0.0002%。
＜Co：0.30%以下＞
Co係提高耐熱性之元素，視需要而添加。但是，由於Co為高價，故若Co之含量過多，則造成製造成本上升。因此，Co之含量係設為0.30%以下，較佳設為0.10%以下，更佳設為0.05%以下。尚且，Co之含量的下限值係沒有特別的限定，但從得到上述效果之觀點來看，較佳為0.01%。
本發明之實施形態的麻田散鐵系不鏽鋼材係碳化物的平均粒徑為0.50μm以下，較佳為0.48μm以下。藉由將碳化物的平均粒徑控制在那樣的範圍，麻田散鐵系不鏽鋼材之加工性提升，抑制刀具製造時(尤其，開刃加工時)的刀刃缺口，同時亦抑制不規則花紋的發生。尚且碳化物的平均粒徑之下限值係沒有特別的限定，但較佳為0.01μm，更佳為0.05μm，尤佳為0.10μm。
此處，規定平均粒徑的碳化物係以鑄造時生成的共晶碳化物、輥軋步驟時生成的析出碳化物之兩者作為對象。
又，碳化物的平均粒徑係可藉由SEM觀察麻田散鐵系不鏽鋼材之剖面，於觀察視野中測定各碳化物的圓等效直徑，求出平均值而算出。
本發明之實施形態的麻田散鐵系不鏽鋼材係大小10μm以上的碳化物為0.20個/cm
2以下，較佳為0.19個/cm
2以下。大小10μm以上的碳化物係容易成為生鏽的起點，因此藉由將大小10μm以上的碳化物之數控制在那樣的範圍，可抑制生鏽，使耐蝕性提升。尚且，由於大小10μm以上的碳化物愈少愈佳，故沒有特別的限定，一般而言為0.01個/cm
2以上。
此處，規定數的10μm以上的碳化物，係以在鑄造時生成的共晶碳化物作為主要對象。又，碳化物之大小係指碳化物的(長徑+短徑)/2。
又，大小10μm以上的碳化物之數係可藉由光學顯微鏡觀察麻田散鐵系不鏽鋼材的剖面，求出大小10μm以上的碳化物之數，將該數除以測定區域的面積而算出。
本發明之實施形態的麻田散鐵系不鏽鋼材係淬火或淬火回火後的硬度(維氏硬度)為500HV以上。特別地，使用麻田散鐵系不鏽鋼材作為刀具用時，硬度較佳為550HV以上。尚且，硬度之上限值係沒有特別的限定，但較佳為900HV，更佳為800HV。
此處，淬火係在1000~1100℃下進行。回火係在100~400℃下進行。於淬火後，宜在-200~-50℃下進行零下處理(subzero treatment)。
尚且，硬度係意指使用維氏硬度計，在室溫(25℃)下所測定的值。
本發明之實施形態之麻田散鐵系不鏽鋼材係沒有特別的限定，但較佳為熱軋板、熱軋退火板、冷軋板或冷軋退火板。
本發明之實施形態之麻田散鐵系不鏽鋼材包含以下式(1)所示的T以上之溫度對具有與上述麻田散鐵系不鏽鋼材相同組成的扁鋼胚進行1~5小時的熱處理後進行熱軋之熱軋步驟。藉由進行該熱軋步驟，可得到熱軋板。
藉由在如此的條件下進行熱處理，由於可使在鑄造時所生成的共晶碳化物完全地溶體化，故可將碳化物的平均粒徑及大小10μm以上的碳化物之數控制在上述範圍。
熱軋之條件係沒有特別的限定，但較佳為藉由粗軋及精軋，精加工到板厚2~8mm。
於熱軋之後，熱軋板係以800℃~900℃之捲取溫度進行捲取。經捲的熱軋板為線圈狀。
於熱軋步驟後，對於線圈狀的熱軋板，進行在Ac1點~(Ac1點-50℃)之溫度下進行1~5小時的退火之軟質化步驟。藉由進行該軟質化步驟，可得到熱軋退火板。又，藉由在如此的條件下進行退火，由於抑制碳化物的粗大化，故可將碳化物的平均粒徑及大小10μm以上的碳化物之數安定地控制在上述範圍。退火係將經加熱的狀態之線圈狀熱軋板在Ac1點~(Ac1點-50℃)之溫度下保持而進行。因此，應注意為退火並不是一旦將線圈狀熱軋板冷卻後，再加熱到該溫度而進行者。又，退火可在批式退火爐中進行。
此處，Ac1點係藉由下式(2)算出。
式中、各元素符號為各元素的質量%。
尚且，軟質化步驟所得之熱軋退火板係視需要可進行酸洗。
於軟質化步驟之後，進行對於視需要進行酸洗後的熱軋退火板，進行冷軋之冷軋步驟。藉由進行冷軋步驟，可得到冷軋板。
冷軋之條件係沒有特別的限定，只要按照所要求的冷軋板而適宜調整即可。
於冷軋步驟後，進行將冷軋板在從100℃到Ac1點~(Ac1點-50℃)為止的溫度範圍中以50℃/秒以上、較佳100℃/秒以上之升溫速度進行加熱之退火步驟。尚且，退火可從冷軋板為室溫(25℃)以上且未達100℃之溫度範圍的狀態開始。藉由進行該退火步驟，可得到冷軋退火板。又，藉由在如此的條件下進行退火步驟，由於碳化物的粗大化被抑制，故可將碳化物的平均粒徑及大小10μm以上的碳化物之數安定地控制在上述範圍。
如上述所製造的本發明之實施形態之麻田散鐵系不鏽鋼材，由於除了鋼組成之外，還將大小10μm以上的碳化物之數及碳化物的平均粒徑控制在特定範圍，故加工性良好，同時在淬火或淬火回火後硬度及耐蝕性高，可抑制不規則花紋之發生。
[實施例]
以下，舉出實施例來詳細地說明本發明之內容，惟本發明不受此等所限定及解釋。
熔製表1所示的鋼組成之鋼，鑄造成200mm厚的扁鋼胚。對於該扁鋼胚以表2所示的溫度及時間進行熱處理後，進行熱軋(粗軋及精軋)而成為板厚3mm的熱軋板，在850℃之捲取溫度下捲取成線圈狀。接著，將該線圈狀熱軋板移到批式退火爐，以表2中所示的溫度及時間進行軟質化步驟。接著，於冷軋軟質化步驟所得的熱軋退火板後，將冷軋板在從100℃到表2所示的溫度為止之溫度範圍中，以表2所示的升溫速度加熱而進行退火步驟。尚且，退火係從冷軋板為室溫(25℃)的狀態開始。然後，進行酸洗。對於所得之冷軋退火板(麻田散鐵系不鏽鋼材)，進行以下的評價。
(硬度)
對於所得之冷軋退火板，在加熱到1000~1100℃而進行淬火後，以＃80表面研磨表面，以維氏硬度計測定JIS表面硬度(淬火硬度)。測定溫度係設為室溫(25℃)。硬度係將500HV以上當作合格。
(耐蝕性)
對於所得之冷軋退火板，在加熱到1000~1100℃而進行淬火後，以＃600表面研磨表面，依據JIS Z2371：2015「鹽水噴霧試驗方法」進行鹽水噴霧試驗24小時，測定生鏽面積率。於其評價中，將生鏽面積率未達10%當作合格(○)，將10%以上當作不合格(×)。
(碳化物的平均粒徑)
藉由SEM觀察平行於所得之冷軋退火板的輥軋方向及板厚方向之剖面，於觀察視野內所觀測的碳化物之中，去除圓等效直徑不滿0.10μm的碳化物粒子及粒子的一部分從觀察視野突出的碳化物粒子，將全部的碳化物粒子當作測定對象，測定圓等效直徑(μm)，將測定對象的碳化物粒子之圓等效直徑之總和除以測定對象的碳化物粒子之總個數而得的值當作碳化物的平均粒徑(μm)。惟，藉由任意選擇之不重複的數個觀察視野，將測定對象的碳化物粒子之總個數當作100個以上。碳化物粒子之圓等效直徑係藉由影像處理軟體來影像處理SEM影像，從所求出的碳化物粒子之面積算出。
(大小10μm以上的前述碳化物之個數)
對於平行於所得之冷軋退火板的輥軋方向及板厚方向之剖面，使用×50倍的光學顯微鏡，目視觀察各20處的50mm×50mm之區域，求出平均個數，除以觀察區域的面積而算出。
(加工性)
將所得之冷軋退火板沖壓成刀具形狀，採集鋼材，加熱1000~1100℃而進行淬火。接著，研磨鋼材之表面，更藉由濕式研磨長度方向的1端面而進行開刃，得到供試材(刀具)。於其開刃加工時，將不發生刀刃缺口者當作合格(○)，將發生刀刃缺口者當作不合格(×)。
(不規則花紋)
藉由與加工性同樣之方法，得到供試材(刀具)。目視該供試材而進行外觀觀察，將在刀刃表面不發生不規則花紋者當作合格(○)，將在刀刃表面發生不規則花紋者當作不合格(×)。
表3中顯示上述之各評價結果。
如表3所示，實施例1~23之冷軋退火板(麻田散鐵系不鏽鋼材)係淬火後的硬度及耐蝕性良好。又，此等之冷軋退火板由於碳化物的平均粒徑小且大小10μm以上的碳化物之個數亦少，故在開刃加工時不發生刀刃缺口，加工性良好，同時亦可抑制刀具表面的不規則花紋之發生。
相對於其，比較例1~14之冷軋退火板係鋼組成、碳化物的平均粒徑、大小10μm以上的前述碳化物之個數之任一者為指定範圍外，淬火後的硬度或耐蝕性不充分。特別地，碳化物的平均粒徑大且大小10μm以上的碳化物之個數多者，由於在開刃加工時會發生刀刃缺口，故加工性不充分，亦發生刀具表面的不規則花紋。
此處，圖1中顯示上述實施例及比較例中的2.5C+N與硬度之關係的曲線圖。如圖1所示，在2.5C+N與硬度有成比例關係，可知藉由增大2.5C+N，有硬度亦增加的傾向。特別地，可知藉由將2.5C+N控制在1.10%以上，可使硬度成為500HV以上。
如由以上結果可知，根據本發明，可提供一種麻田散鐵系不鏽鋼材及其製造方法，其係加工性良好，同時在淬火或淬火回火後硬度及耐蝕性高，可抑制不規則花紋發生。
[圖1]係表示實施例及比較例中的2.5C+N與硬度之關係的曲線圖。
Claims (8)
- 一種麻田散鐵系不鏽鋼材，其具有以下之組成：以質量基準，包含C：0.30~0.60%、Si：0.05~1.00%、Mn：0.05~1.50%、P：0.040%以下、S：0.030%以下、Cr：13.0~18.0%、Ni：0.01~0.30%、Mo：0.01~1.00%、Al：0.030%以下、N：0.010~0.350%、Ca：0.0001~0.0030%、O：0.001~0.010%，2.5C+N為1.10%以上，剩餘部分由Fe及雜質所構成， 碳化物的平均粒徑為0.50μm以下， 大小10μm以上的前述碳化物為0.20個/cm 2以下。
- 如請求項1之麻田散鐵系不鏽鋼材，其係以質量基準，進一步包含V：0.50%以下、Nb：0.30%以下、Ti：0.3%以下、Cu：4.0%以下、Sn：0.100%以下、B：0.0050%以下、Co：0.30%以下的1種以上。
- 如請求項1或2之麻田散鐵系不鏽鋼材，其淬火或淬火回火後的硬度為500HV以上。
- 如請求項1或2之麻田散鐵系不鏽鋼材，其中前述麻田散鐵系不鏽鋼材為刀具用。
- 一種麻田散鐵系不鏽鋼材之製造方法，其包含以下式(1)所示的T以上之溫度對扁鋼胚(slab)進行1~5小時的熱處理後進行熱軋之熱軋步驟，該扁鋼胚具有以下之組成：以質量基準，包含C：0.30~0.60%、Si：0.05~1.00%、Mn：0.05~1.50%、P：0.040%以下、S：0.030%以下、Cr：13.0~18.0%、Ni：0.01~0.30%、Mo：0.01~1.00%、Al：0.030%以下、N：0.010~0.350%、Ca：0.0001~0.0030%、O：0.001~0.010%，2.5C+N為1.10%以上，剩餘部分由Fe及雜質所構成；。
- 如請求項5之麻田散鐵系不鏽鋼材之製造方法，其中前述扁鋼胚係以質量基準，進一步包含V：0.50%以下、Nb：0.30%以下、Ti：0.3%以下、Cu：4.0%以下、Sn：0.100%以下、B：0.0050%以下、Co：0.30%以下的1種以上。
- 如請求項5或6之麻田散鐵系不鏽鋼材之製造方法，其中於前述熱軋步驟中在800℃~900℃之捲取溫度下捲取熱軋板後，進一步包含在Ac1點~(Ac1點-50℃)之溫度下進行1~5小時的退火之軟質化步驟。
- 如請求項7之麻田散鐵系不鏽鋼材之製造方法，其進一步包含： 冷軋前述軟質化步驟所得之熱軋退火板之冷軋步驟，與 將前述冷軋步驟所得之冷軋板在從100℃到Ac1點~(Ac1點-50℃)為止的溫度範圍中以50℃/秒以上之升溫速度進行加熱之退火步驟。
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