[发明专利]具有优良冲压成型性和热加工性的奥氏体不锈钢及其制法

说明书

本发明涉及一种具有良好冲压成型性、热加工性及抗高温氧化性能的奥氏体不锈钢及制造此钢的方法。

一般来说，以18％Cr-8％Ni表达的奥氏体不锈钢(STS304)与铁素体不锈钢相比在成型性及耐腐蚀方面是优越的，因此此类奥氏体不锈钢被广泛地用在冲压成型方面。

然而，此类奥氏体不锈钢含大量昂贵的Ni因而其成本很高。

因此一直试图造出有高成型性而Ni含量低的不锈钢。

这类努力之一是日本专利公开昭43-8343，其中推荐的不锈钢含小于0.15％的C、5.5-8.0％的Ni、16-19％的Cr、0.5-3.5％的Cu及0.04-0.1的N。

但是，在上述不锈钢的情况下，成分范围过宽，因而，成型性及其它性能显示很大的偏差。此外，C和N的含量过高，因而耐应力腐蚀开裂性能不令人满意。尤其是加了Cu恶化了热加工性能。

此外，在日本专利公开昭52-119414及昭54-128919中公开了另外的推荐钢种，其中加了Cu，而Mn含量提高到2％以替代Ni。在此情况下，Mn含量过高，因此抗高温氧化性能下降，结果是在热轧这种钢坯时由于抗高温氧化性能的缘故出现表面缺陷。此外，在生产光亮退火板时，容易产生蓝色。

还有另一些尝试可见诸日本专利公开昭59-33663，其中使此含Cu的不锈钢含小于1％的选自Nb、Ti及Ta所构成的物组中的一种成分，结果使晶粒变细从而改善该不锈钢的加工性能。

但在此情况下，由于C含量过高，结果抗应力腐蚀开裂的能力下降。

另一种努力见诸日本专利公开昭54-13811，在其中，往含C和N极低的钢中加0.005-1.0％的Nb。这样晶粒变得很细而且奥氏体相得以强化，结果改善了拉伸能力。

然而在此情况下，由于C和N的含量极低的缘故，精炼工作降低了生产率，并且奥氏体当量低，结果δ-铁素体含量增高，从而恶化了材料的热加工性能。

再一种尝试见诸日本专利公开平1-92342及德国专利公开1302975。在前者的情况下，使此含Cu的钢含少量的Ti和B、小于50ppm的氧及小于0.006％的Ca。这样就抑制了夹杂物的形成，从而改善了成型性。在该德国专利的情况下，使此含Cu和B的钢含一或二种选自Nb、V、Ti和Zr所构成的物组中的元素，其量小于0.15％。这样抗腐蚀性，抗蠕变强度及成型性被改善。然而在此二发明中，Ni含量高达8％左右，而且这样高的Ni含量使此钢很不经济。

在日本专利公开昭55-89568中还公开了一种尝试，其中此钢含6-9％的Ni、16-19％的Cr、小于3％的Cu及0.5％-3.0％的Al，此外还含0.2-1.0％的选自Nb、Ti、V、Zr和Ta所组成的物组中的两种元素，借此改善了该钢的成型性。但在此情况下，由于Al含量高，结果形成了大量的氧化物夹杂，因而在热轧带卷上出现表面缺陷，如线状缺陷、毛刺等、

本发明人经研究和实验克服了常规技术的缺点，并提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种奥氏体不锈钢及其制造方法，在其中添加了Cu，而不是昂贵的Ni作为奥氏体(γ)稳定化元素、添加作为铁素体形成元素的少量的Ti及用以改善高温热加工性的B，从而使最佳Md₃₀。温度及最佳δ-铁素体含量可得以控制，从而改进加工性能、抗应力腐蚀开裂能力、热加工性及抗高温氧化能力以及减少热轧过程中的表面缺陷，还通过减少Ni含量的节约制造成本。

通过参阅附图而详细陈述本发明的最佳实施方案将使本发明的上述目的及其它优点变得更为明显，其中：

图1是展示截面积缩小随变形温度变化关系的图解说明；

图2说明重量增加(由于高温氧化)与1260℃时的加热时间的关系；

图3是展示极限深冲比的数值(LDR)与含Cu钢中奥氏体相稳定温度[Md₃₀，(℃)；在此温度下，由于0.3的真实应变产生50％的应变感生马氏体相(α′)]变化关系的图解说明；

图4是展示埃里克森值随含Cu钢中奥氏体相稳定化温度[Md₃₀，(℃)变化之间关系的图解说明；

图5是展示圆锥杯突深冲极限值(CCV)变化与含Cu钢中奥氏体相稳定化温度(Md₃₀，0℃)变化间关系的图解说明；

图6是展示成型性变化及冷轧退火钢板中晶粒度变化间的关系的图解说明。