加工性優(yōu)良的鐵素體系不銹鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及加工性和抗皺性（ridgingresistance)優(yōu)良的鐵素體系不銹鋼板及 其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐵素體系不銹鋼板的耐蝕性和耐熱性優(yōu)良，一般在家電制品、輸送設(shè)備、建筑用等 各種各樣的領(lǐng)域中使用。然而，與奧氏體系不銹鋼相比，它存在的問題是延展性較差，而且 成形加工時(shí)產(chǎn)生被稱之為"皺紋狀變形"的表面凹凸，從而阻礙表面品質(zhì)和成形加工后的研 磨性。
[0003] 關(guān)于成形性的提高，正如專利文獻(xiàn)1所記載的那樣，公開了降低C和N、且添加Ti 和Nb的方法。通過使鋼成分高純度化，且增加{111}結(jié)晶方位（crystalorientation)，鐵 素體系不銹鋼板的作為深拉深性指標(biāo)的r值便得以提高，從而能夠提高成形性。
[0004] 關(guān)于皺紋狀變形，為人所知的是：起因于鑄造組織和熱軋組織而具有類似的結(jié) 晶方位的晶粒集團(tuán)（聚集組織：colony)殘存于制品板中，從而產(chǎn)生皺紋狀變形。其中， 大量公開了為了降低特別是具有{100}結(jié)晶方位的聚集組織的技術(shù)。作為具有代表性的 技術(shù)，有在專利文獻(xiàn)2等中作為使凝固組織等軸化的方法示出的電磁攪拌、凝固核變質(zhì) (inoculation)、低溫鑄造等。另外，熱軋條件、退火條件和制品板的聚集組織尺寸的限定在 專利文獻(xiàn)3~5等中成了公知常識(shí)。
[0005] 如上所述，以前的鐵素體系不銹鋼板為了提高1值或者降低皺紋狀變形，公開了 通過成分調(diào)整和制造條件的最優(yōu)化來進(jìn)行。特別是對(duì)于皺紋狀變形，不能達(dá)到可以完全無 害化的水平，需要控制板厚方向的不均勻組織、織構(gòu)，并進(jìn)一步改善表面品質(zhì)。
[0006] 另一方面，在專利文獻(xiàn)6、7以及8中，公開了有關(guān)添加Sn的鐵素體系不銹鋼的專 利。在專利文獻(xiàn)7中，公開了有關(guān)耐蝕性、加工性優(yōu)良的鐵素體系不銹鋼的技術(shù)，關(guān)于加工 性，示出了在添加Sn的鋼中，0. 2 %屈服強(qiáng)度設(shè)定為300MPa以下、斷裂拉伸率設(shè)定為30 %以 上的技術(shù)。然而，單憑〇. 2%屈服強(qiáng)度和斷裂拉伸率，不能得到充分滿足深拉深性和抗皺性 的鋼，殘留有涉及加工性的課題。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開昭61-261460號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)2 :日本特愿昭50-123294號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)3 :日本特公昭61-19688號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)4 :日本特公昭57-38655號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)5:日本特開平10-330887號(hào)公報(bào)
[0014] 專利文獻(xiàn)6:日本特開2008-190003號(hào)公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)7:日本特開2009-174036號(hào)公報(bào)
[0016] 專利文獻(xiàn)8:日本特開2010-159487號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 發(fā)明所要解決的課題
[0018] 本發(fā)明的目的在于：提供現(xiàn)有技術(shù)的問題得到解決、成形性良好且皺紋狀變形的 發(fā)生較少的加工性優(yōu)良的鐵素體系不銹鋼板及其制造方法。
[0019] 用于解決課題的手段
[0020] 為了解決上述課題，本發(fā)明人對(duì)于鐵素體系不銹鋼板的加工性、抗皺性，進(jìn)行了有 關(guān)鋼組成、制造過程中的織構(gòu)形成、以及皺紋狀變形的發(fā)生機(jī)理的詳細(xì)研宄。
[0021] 結(jié)果發(fā)現(xiàn)：通過在鋼板內(nèi)部生成特定的結(jié)晶方位的組織，便可以制造以深拉深性 和耐抗皺性為代表的成形性優(yōu)良的鐵素體系不銹鋼板。
[0022] 為解決上述課題的本發(fā)明的要旨如下所述。
[0023] (1) -種加工性優(yōu)良的鐵素體系不銹鋼板，其特征在于：以質(zhì)量％計(jì)，含有Cr: 10 ~30%、Sn:0? 005 ~1%、C:0? 001 ~0? 1%、N:0? 001 ~0?l%、Si:0? 01 ~3. 0%、Mn: 0. 01~3. 0%、P:0. 005~0. 1%以及S:0. 0001~0. 01%，剩余部分為Fe和不可避免的雜 質(zhì)；當(dāng)將板厚設(shè)定為t時(shí)，距表層t/4處的{100} < 012 >方位的X射線衍射強(qiáng)度為2以 上。
[0024] (2)根據(jù)上述（1)所述的加工性優(yōu)良的鐵素體系不銹鋼板，其特征在于：以質(zhì)量％ 計(jì)，進(jìn)一步含有選自Ti:0? 005 ~0? 5%、Nb:0? 005 ~0? 5%、Zr:0? 005 ~0? 5%、V:0? 01 ~ 0? 5%、Ni:0? 01 ~l%、Mo:0? 1 ~3. 0%、W:0? 1 ~3. 0%、Cu:0? 1 ~3. 0%、B:0? 0003 ~ 0? 0100%、A1 :0? 01 ~1. 0%、Ca:0? 0001 ~0? 003%、Mg:0? 0001 ~0? 005%、C〇 :0? 001 ~ 0? 5%、Sb:0? 005 ~0? 3%、REM:0? 001 ~0? 2% 以及Ga:0? 0002 ~0? 3%之中的 1 種以上。
[0025] (3) -種加工性優(yōu)良的鐵素體系不銹鋼板的制造方法，其特征在于：其是制造上 述（1)或（2)所述的鐵素體系不銹鋼板的方法，在熱軋板退火工序中，加熱至850°C以上，將 直至500°C的冷卻速度設(shè)定為50°C/秒以下而進(jìn)行冷卻；在冷軋工序中，使用直徑為150mm 以下的軋輥，以60%以上的壓下率進(jìn)行軋制。
[0026] 發(fā)明的效果
[0027] 正如以上的說明所表明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，不需要特殊的新型設(shè)備而可以有效 地提供特別是抗皺性優(yōu)良的鐵素體系不銹鋼板。
【附圖說明】
[0028] 圖1是表示冷軋退火板距表層t/4處的{100} < 012 >方位強(qiáng)度和皺紋狀變形高 度之間的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面就本發(fā)明的限定理由進(jìn)行說明。
[0030] Cr為了確保耐蝕性、高溫強(qiáng)度以及耐氧化性而需要添加10%以上，但30%以上的 添加因韌性劣化而使制造性變差，除此以外，還使材質(zhì)劣化。因此，Cr的范圍設(shè)定為10~ 30%。再者，從成本和耐蝕性的角度考慮，優(yōu)選為13. 0~25. 0%。此外，考慮到制造性和高 溫延展性，優(yōu)選為13. 0~18. 0%。也可以是15. 5~16. 5%。
[0031] 為了通過結(jié)晶方位的控制而抑制皺紋狀變形，Sn在本發(fā)明中是極其重要的元素， 添加0. 005~1%。Sn是容易偏析于晶界的元素，在制造工序中的熱軋板退火工序中產(chǎn)生 晶界偏析。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：如果對(duì)其冷軋，并實(shí)施用于再結(jié)晶的熱處理，則對(duì)皺紋狀變形的 降低有效的特征的結(jié)晶方位容易從Sn偏析部成核。
[0032] 一般地說，作為冷軋后的再結(jié)晶方位，在板厚中心部主要發(fā)展的是{111}結(jié)晶方 位。除此以外，塑性變形能力小于{111}且板厚減少容易發(fā)生的{100}方位如果以聚集組織 狀存在，則加工后產(chǎn)生表面凹凸，從而抗皺性變差。另一方面，在距表層t/4部附近，{111} 結(jié)晶方位減弱。本研宄獲得了如下的見解：在添加Sn的情況下，容易于冷軋后的退火階段， 在距表層t/4附近形成{100} < 012 >方位。冷軋時(shí)，在距表層t/4部，較大的剪切應(yīng)變作 用于材料內(nèi)部?？梢哉J(rèn)為熱軋板退火時(shí)，如果Sn產(chǎn)生晶界偏析，則該剪切應(yīng)變明顯作用于 偏析部，在其后的熱處理工序中，{100} <012 >這一特異的結(jié)晶方位容易成核。
[0033] 如后所述，可以推定如果{100} < 012 >方位在距表層t/4部生成，則使起因于 板厚中心層部的聚集組織間的塑性各向異性而產(chǎn)生的凹凸得以緩和的作用在表層部附近 發(fā)生，因而表面凹凸變得難以產(chǎn)生。Sn的晶界偏析和{100} <012 >方位的形成在添加 0.005%以上時(shí)發(fā)生，因而將下限設(shè)定為0.005%。另一方面，過度的添加將在制造工序中產(chǎn) 生開裂等問題，因而將其上限設(shè)定為1 %。另外，從焊接性劣化的角度考慮，優(yōu)選將上限設(shè)定 為0.5%。再者，從耐蝕性和韌性的角度考慮，優(yōu)選為0.03~0.5%。進(jìn)一步優(yōu)選為0.1~ 0.3%，最合適為0? 15~0.25%。
[0034] 本發(fā)明的特征在于：通過如上述那樣添加Sn，在制造過程中活用由Sn產(chǎn)生的晶界 偏析，在冷軋以及退火后，于距板厚表層t/4部附近，產(chǎn)生通常幾乎不會(huì)發(fā)生的輕微的結(jié)晶 方位（minorcrystalorientation) {100} < 012 >，從而謀求皺紋狀變形的降低。
[0035] 圖1表示了距表層t/4附近的{100} < 012 >方位強(qiáng)度和抗皺性之間的關(guān)系。在 此，將在 17%Cr鋼（0? 005%C-0. 1%Si-0. 1%Mn-0. 01%P-0. 0001%S-0. 1%Ti-0. 18% Nb-0. 007%N)中不添加Sn( < 0. 001 % )、和添加了 0. 2%的Sn的鋼進(jìn)行真空熔煉，然后實(shí) 施熱軋、冷軋、退火，便得到冷軋退火板。關(guān)于{100} <012 >方位的X射線衍射強(qiáng)度，使用 X射線衍射裝置（理學(xué)電機(jī)工業(yè)株式會(huì)社生產(chǎn)），采用Mo-Ka射線，得到距表層t/4附近區(qū) 域（組合機(jī)械研磨和電解研磨而呈現(xiàn)測(cè)定面）的（200)、（310)以及（211)正極圖，使用球 面調(diào)和函數(shù)法由這些正極圖得到3維結(jié)晶方位密度函數(shù)，從而求出結(jié)晶方位強(qiáng)度（與隨機(jī) 樣品的強(qiáng)度比率）。
[0036] 關(guān)于抗皺性，由冷軋退火板采集JIS5號(hào)拉伸試驗(yàn)片，與軋制方向平行地賦予 16%的應(yīng)變，目視檢查皺紋狀變形高度（與軋制方向