專利名稱：高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼和服飾用金屬部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及容易加工成服飾用的摁扣(才、,”)或鈕扣(#夕 > )、掛鉤(前力 >)、和服式男呢絨大衣用的鉤(卜> e )等這樣的復(fù)雜的部件形狀、且具有即使利用檢針器進(jìn)行斷針檢查也不會發(fā)生誤檢測的非磁性特性的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼及由該不銹鋼制造成的服飾用金屬部件。
背景技術(shù)：
服飾用的摁扣或鈕扣、掛鉤、和服式男呢絨大衣用的鉤等金屬部件不僅是功能性的，為了謀求與其他制品的差別化，也需要付與外觀性(設(shè)計性、時尚性)，服飾用的摁扣或鈕扣、掛鉤、和服式男呢絨大衣用的鉤等金屬部件經(jīng)過沖壓、整形等復(fù)雜的加工工序來制造。因此，作為這些部件的原料的金屬材料需要能夠經(jīng)得住嚴(yán)苛加工的塑性加工性，以往， 大多采用黃銅、鋁合金等軟質(zhì)的材料。另外，部件相互間的接合、向布料的固定通常通過沖壓的“鉚接加工”來進(jìn)行，從這個方面考慮，也要求是軟質(zhì)的材料。但是，近年來，從重視安全性的方面考慮，引入了根據(jù)是否有磁性來辨別在制品中是否殘留有縫制時折斷的針的檢針器，利用檢針器進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。由于這些檢查在最終制品中進(jìn)行，因此，是在安裝摁扣或鈕扣、掛鉤等金屬部件之后進(jìn)行。由于由上述黃銅、鋁合金等制造的金屬部件的磁性較小，不會與斷針混淆地被檢測出，因此，在安裝摁扣或鈕扣、 掛鉤等金屬部件之后進(jìn)行檢查不會對檢查產(chǎn)生特別的障礙。但是，由黃銅、鋁合金等構(gòu)成的金屬部件在被塑料薄膜包裝地搬運的途中，有時會產(chǎn)生由殘留在布料中的染料等藥品引起變色這樣的不良情況，研究了將金屬部件的材料改變?yōu)椴粫鹱兩慕饘僭?、例如更換為不銹鋼等。例如，在專利文獻(xiàn)1中提出了活用強(qiáng)度比黃銅、鋁合金等高的不銹鋼的特性而將Ni-Cr系非磁性不銹鋼應(yīng)用于要求彈性的服飾用的金屬部件。但是，日本特開平08-269639號公報的Ni-Cr系非磁性不銹鋼雖說是非磁性，但其導(dǎo)磁率為1. 005左右，非磁性特性并不充分，因此，在應(yīng)用于部件重量較大的掛鉤、插槽(夂 *夂卜)等的情況下，有可能導(dǎo)致檢測器誤檢測。另外，該不銹鋼通過實施冷軋來提高強(qiáng)度，并且，在用于付與彈性的固溶化熱處理之后也是硬質(zhì)的，因此，并不能說塑性加工性良好，而且，對于鉚接加工，在通常的方法中也存在難以固定于布料這樣的問題。因而，為了替代黃銅、鋁合金等而采用不銹鋼，需要謀求進(jìn)一步提高非磁性特性并提高塑性加工性(軟質(zhì)化)。另外，在日本特開2005-1M890號公報中，作為改善了加工性的非磁性不銹鋼，提出了深拉等沖壓成形用的Mn-Cr系奧氏體系不銹鋼。但是，該不銹鋼雖然在為了塑性加工之后也能夠維持非磁性而進(jìn)行了控制化學(xué)組成、奧氏體相的穩(wěn)定度、層疊缺陷能量的生成指標(biāo)等的成分設(shè)計，但是對得到的材料實施60%的冷軋后的導(dǎo)磁率為1. 01 1. 05左右，非磁性特性并不充分。如上所述，軟質(zhì)且也能夠充分地加工成復(fù)雜的服飾部件、且不會使檢針器誤動作的軟質(zhì)非磁性的不銹鋼目前并不存在，強(qiáng)烈要求開發(fā)一種外觀性較高的、具有能夠進(jìn)行復(fù)雜的塑性加工的優(yōu)良的塑性加工性、并具有即使用于部件重量較大的服飾金屬部件檢針器也不會誤檢測的優(yōu)良的非磁性特性的不銹鋼。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于解決以往技術(shù)所存在的上述各種問題，提供一種能夠加工成鈕扣或掛鉤、插槽等服飾用的復(fù)雜形狀部件、而且具有也能夠充分應(yīng)對這些加工品由檢針器進(jìn)行的嚴(yán)格檢查的優(yōu)良的非磁性特性的不銹鋼。本發(fā)明人為了謀求解決上述課題，在廣闊的范圍內(nèi)調(diào)查了鋼成分對導(dǎo)磁率和硬度產(chǎn)生的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只要是Mn-Cr系不銹鋼，就有可能得到以往的Ni-Cr系不銹鋼無法達(dá)到的較小的導(dǎo)磁率。其原因在于，MruN是有助于減小導(dǎo)磁率的元素，但通過大量添加Mn， 能夠進(jìn)一步增加N的固溶量。因此，發(fā)明人對于大量固溶有上述N的Mn-Cr系不銹鋼更加詳細(xì)地調(diào)查了鋼成分對導(dǎo)磁率、硬度產(chǎn)生的影響。特別是，由于金屬組織及其穩(wěn)定性對導(dǎo)磁率產(chǎn)生較大的影響，因此，也考慮到整體的成分平衡進(jìn)行了研究。S卩，為了獲得良好的非磁性特性，需要使凝固時生成的、具有磁性的δ鐵素體相不殘留在制品板中。還需要，即使得到了不殘留δ鐵素體相的奧氏體單相的制品板，在將其加工成部件時，也不會誘發(fā)具有磁性的馬氏體相。還需要在防止了具有磁性的這兩個相生成的基礎(chǔ)之上，弄清成分元素的影響而減小導(dǎo)磁率。此外，為了付與良好的塑性加工性， 也調(diào)查鋼成分對硬度的影響，并且，也對用于更加廉價地制造的制造性進(jìn)行研究，開發(fā)而成的是本發(fā)明。即，本發(fā)明是一種高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼，該不銹鋼具有這樣的成分組成，S卩，含有 C 0. 02質(zhì)量％ 0. 12質(zhì)量％、Si 0. 05質(zhì)量％ 1. 5質(zhì)量％、Mn :10. 0質(zhì)量％ 22. 0質(zhì)量％、S :0. 03質(zhì)量％以下、Ni :4. 0質(zhì)量％ 12. 0質(zhì)量％、Cr :14. 0質(zhì)量％ 25. 0質(zhì)量％、 ^0.07質(zhì)量％ 0. 17質(zhì)量％，而且，使以下述(1)式表示的ScaI為5.5質(zhì)量％以下地含有上述成分，其余部分由狗及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，該高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼在200kA/m的磁場中的導(dǎo)磁率為1. 003以下，δ cal (質(zhì)量％ ) = (Cr+0. 48Si+l. 21Mo+2. 2 (V+Ti)+0. 15Nb)-(Ni+0. 47Cu+0. IlMn -0. 0101Mn2+26. 4C+20. IN) -4. 7... (1)在此，上述式中的各元素記號是各個元素的含有量(質(zhì)量％ )。本發(fā)明的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼的特征在于，除了上述成分組成之外，還含有從 Mo 0. 03質(zhì)量％ 2. 0質(zhì)量％、Cu :0. 03質(zhì)量％ 3. 0質(zhì)量％、V :0. 02質(zhì)量％ 1. 0質(zhì)量％、 Ti 0. 02質(zhì)量％ 1. 0質(zhì)量％及恥0. 02質(zhì)量％ 1. 0質(zhì)量％中選出的一種或者兩種以上。本發(fā)明的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼的特征還在于，除了上述成分組成之外，還含有從 B 0. 0005 質(zhì)量％ 0. 01 質(zhì)量％、Ca :0. 0005 質(zhì)量％ 0. 01 質(zhì)量％、REM :0. 0005 質(zhì)量％ 0.01質(zhì)量％及1% 0. 0005質(zhì)量％ 0.01質(zhì)量％中選出的一種或者兩種以上。本發(fā)明的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼的特征在于，使以下述⑵式表示的Ni當(dāng)量為沈質(zhì)量％以上地含有上述成分，Ni 當(dāng)量(質(zhì)量％ ) = 15C+0. 33Si+0. 71Mn+Ni+0. 44Cr+0. 6OM0+O. 51Cu+21N+l. 2V+ 0. 8Τ +1. INb — (2)
在此，上述式中的各元素記號是各個元素的含有量(質(zhì)量％ )。本發(fā)明的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼的特征在于，使以下述(3)式表示的Hv值為200 以下地含有上述成分，Hv 值=87C+2Si-l. 2Μη_6· 7Ν +2. 7Cr+3. 2Μο_2· 6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88 …⑶在此，上述式中的各元素記號是各個元素的含有量(質(zhì)量％ )。另外，本發(fā)明是由上述任一項所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼構(gòu)成的服飾用金屬部件。采用本發(fā)明，能夠提供一種塑性加工性優(yōu)良、且非磁性特性也優(yōu)良的不銹鋼。該不銹鋼易于加工成復(fù)雜形狀部件，而且，在檢針器的檢查中也不會引起誤檢測，因此，能夠適當(dāng)?shù)赜米髟谵艨刍蜮o扣、掛鉤、和服式男呢絨大衣用的鉤等這樣的服飾領(lǐng)域中采用的金屬部件的原料。


圖1是表示δ cal的值對殘留在制品板中的δ鐵素體相的量產(chǎn)生的影響的坐標(biāo)圖。圖2是表示M當(dāng)量對固溶化熱處理材料、冷軋材料的導(dǎo)磁率產(chǎn)生的影響的坐標(biāo)圖。圖3是表示Mn含有量對導(dǎo)磁率產(chǎn)生的影響的坐標(biāo)圖。圖4是用于評價塑性加工性的服飾用部件(掛鉤)的示意圖。圖5是表示硬度Hv對鉚接不良率產(chǎn)生的影響的坐標(biāo)圖。
具體實施例方式首先，對開發(fā)本發(fā)明的過程和基本的技術(shù)構(gòu)思進(jìn)行說明。(1)防止δ鐵素體相殘留于制品中在利用連續(xù)鑄造法等將奧氏體系不銹鋼做成板坯的情況下，其凝固組織通常是由奧氏體相和幾的δ鐵素體相構(gòu)成的混合組織。由于該δ鐵素體相會對制造性、制品的磁性產(chǎn)生影響，因此，以SUS304所代表的Ni-Cr系的奧氏體系不銹鋼為中心，對化學(xué)成分和S鐵素體的相分率的關(guān)系進(jìn)行了很多調(diào)查，也提出了幾個其預(yù)測式。相對于此，對 Mn-Cr系的奧氏體系不銹鋼基本上沒有進(jìn)行研究，Hull的技術(shù)論文(Welding Journal, 58, No. 5 (1973) p. 193 203)有一定程度的研究。因此，發(fā)明人利用鐵素體測定儀對在用連續(xù)鑄造法制造成的具有各種成分組成的 Mn-Cr系的奧氏體系不銹鋼的板坯中生成的δ鐵素體的相分率進(jìn)行測定，對于上述板坯的成分組成和δ鐵素體的相分率的關(guān)系，與上述Hull的式相比較，研究Hull式的準(zhǔn)確性，并嘗試導(dǎo)出Hull式中沒有記載的其他元素的影響系數(shù)。結(jié)果，得到的是下述(1)式。另外， 在Hull式和本發(fā)明的下述(1)式中，影響系數(shù)不同的主要理由一般認(rèn)為是由冷卻速度的不同引起的。δ cal (質(zhì)量％ ) = (Cr+0. 48Si+l. 21Mo+2. 2 (V+Ti)+0. 15Nb)-(Ni+0. 47Cu+0. IlMn -0. 0101Mn2+26. 4C+20. IN) -4. 7 …(1)
在此，上述式中的各元素記號是各個元素的含有量(質(zhì)量％ )。并且，發(fā)明人對上述Seal的值與殘留在板厚為2mm的制品板(冷軋板)中的δ 鐵素體的相分率的關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果，如圖1所示，可明確在Seal的值大于5. 5質(zhì)量％時，δ鐵素體相會殘留在熱軋后的鋼板中，該殘留的δ鐵素體相在冷軋后也不會消失而殘留，使非磁性特性顯著降低。因此，在本發(fā)明中，將成分設(shè)計為使由上述(1)式表示的 Seal的值為5.5質(zhì)量％以下。另外，在不含有上述(1)式中所述的元素的情況下，它們計算為零(0)(后述的(2)式、(3)也同樣。)。(2)防Ih牛成形變誘發(fā)馬氏體相對于奧氏體系不銹鋼，公知經(jīng)由冷加工也生成具有磁性的馬氏體相。對于Ni-Cr 系的不銹鋼中的化學(xué)成分與奧氏體相的穩(wěn)定性的關(guān)系進(jìn)行了很多研究，提出了各種被稱作 Ni當(dāng)量、Md30的關(guān)系式等。相對于此，對于Mn-Cr系的不銹鋼，與δ cal同樣基本上沒有進(jìn)行調(diào)查。因此，發(fā)明人在實驗室中對Mn-Cr系不銹鋼中的生成形變誘發(fā)馬氏體相的容易度進(jìn)行調(diào)查，對上述M-Cr系不銹鋼的M當(dāng)量的關(guān)系式施加修正而得到的是下述(2)式。該 Ni當(dāng)量的值表示Mn-Cr系不銹鋼中的奧氏體相的穩(wěn)定度(引起形變誘發(fā)馬氏體相變的困難度)與化學(xué)成分的關(guān)系，表示該值越大，越難以生成形變誘發(fā)馬氏體。Ni 當(dāng)量(質(zhì)量％ ) = 15C+0. 33Si+0. 71Mn+Ni+0. 44Cr+0. 6OM0+O. 51Cu+21N+l. 2V+
0.8Τ +1. INb — (2)在此，上述式中的各元素記號是各個元素的含有量(質(zhì)量％ )。發(fā)明人對較大地改變Ni當(dāng)量而實施固溶化熱處理后的Mn-Cr系不銹鋼鋼板、及對該鋼板假想嚴(yán)苛的塑性加工而施加壓下率60%的冷軋后的材料在200kA/m的磁場中的導(dǎo)磁率進(jìn)行調(diào)查，圖2表示其結(jié)果。由該結(jié)果可知，即使是固溶化熱處理材料的導(dǎo)磁率為
1.003以下的良好的非磁性級別，Ni當(dāng)量小于沈質(zhì)量％的奧氏體相的穩(wěn)定度較小的材料經(jīng)由加工也會誘發(fā)馬氏體相，導(dǎo)磁率上升。生成的馬氏體相雖是微量，但也會導(dǎo)致檢針器的誤檢測，因此，作為服飾用材料并不理想。因此，在本發(fā)明中，為了確保在加工后也是非磁性的，因此，優(yōu)選將由上述( 式表示的Ni當(dāng)量限制在沈質(zhì)量％以下。⑶Mn對導(dǎo)磁率產(chǎn)生的影響在Ni-Cr系的奧氏體系不銹鋼中，Mn是使奧氏體相穩(wěn)定的元素。因此，制造用Mn 來替換作為高價的Ni的替代的SUS304的M而成的200系不銹鋼等廉價的不銹鋼。這樣， 認(rèn)為在Ni-Cr系的不銹鋼中Mn和Ni的特性大致相同。但是，本發(fā)明可明確，在增加Mn的添加量時，其特性與M并不相同，起到使鐵素體相穩(wěn)定的元素的作用。其原因在于，由上述S cal的⑴式可知，在Mn大于一定量時，δ鐵素體相增加，因此非磁性特性變差。因此，發(fā)明人對于添加規(guī)定量的C、N、Ni等來防止生成δ鐵素體相的鋼詳細(xì)地調(diào)查Mn含有量對導(dǎo)磁率產(chǎn)生的影響，圖3表示其結(jié)果。由圖3可知，在Mn添加量大于10質(zhì)量％的區(qū)域中，可確認(rèn)到使導(dǎo)磁率降低的效果。但是，能看到導(dǎo)磁率降低效果的是Mn添加量直到18質(zhì)量％左右，在Mn的添加量更多的情況下，作為鐵素體穩(wěn)定化元素的作用變大， 雖是微量，但也會殘留S鐵素體相，導(dǎo)致導(dǎo)磁率上升。而且，在Mn添加量為25質(zhì)量％時， 導(dǎo)磁率會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1.003。因此，在本發(fā)明中，Mn添加量的上限被限制在22質(zhì)量％。順便說一下，在Ni-Cr系不銹鋼的以往的見解中，是僅在10質(zhì)量％以下的范圍內(nèi)能確認(rèn)到Mn抑制導(dǎo)磁率上升的效果的現(xiàn)象(例如參照日本特開平08-269639號公報)。(4)改善塑件加工件由于服飾用的金屬部件以往使用黃銅、鋁合金等，因此，制造這些金屬部件的設(shè)備也是以黃銅、鋁合金的強(qiáng)度為前提的設(shè)計。但是，由于不銹鋼的強(qiáng)度高于黃銅、鋁合金，因此，在欲在以往的制造設(shè)備中使用不銹鋼來制造服飾用金屬部件時，會產(chǎn)生加工不良。因而，為了將黃銅、鋁合金替換為不銹鋼，需要謀求軟質(zhì)化。另外，由于上述非磁性的不銹鋼比通常的SUS316L等不銹鋼硬質(zhì)，因此，需要進(jìn)一步謀求軟質(zhì)化。發(fā)明人在實驗室中對實施固溶化熱處理后的Mn-Cr系不銹鋼的硬度與鋼成分的關(guān)系進(jìn)行調(diào)查，進(jìn)行重回歸分析而得到了下述C3)式。Hv 值=87C+2Si-l. 2Μη_6· 7Ν +2. 7Cr+3. 2Μο_2· 6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88 …⑶在此，上述式中的各元素記號是各個元素的含有量(質(zhì)量％ )。因此，使用進(jìn)一步實施固溶化熱處理后的Hv值不同的各種Mn-Cr系不銹鋼，利用實機(jī)制造設(shè)備制造圖4所示的服飾用部件(掛鉤)，對使用與以往相同的鉚接裝置將其安裝于布料時的不良產(chǎn)生率進(jìn)行了調(diào)查。在此，上述不良是指在將處于圖4所示的掛鉤兩側(cè)的突起部向內(nèi)側(cè)彎曲地安裝于布料時，鉚接不充分，導(dǎo)致在布料與鉚接的突起部之間產(chǎn)生間隙。圖5表示Hv值與不良產(chǎn)生率的關(guān)系，可知為了使不良產(chǎn)生率為1 %以下，需要使Hv值為200以下，為了使不良產(chǎn)生率為零，需要使Hv值為185以下。因此，在本發(fā)明中，優(yōu)選將由上述(3)式表示的Hv值限制在200以下。接著，對本發(fā)明的Mn-Cr系不銹鋼中的各個成分的組成范圍進(jìn)行說明。C 0. 02 質(zhì)量％ 0. 12 質(zhì)量％C是奧氏體生成元素，是用于防止在高溫下生成的δ鐵素體相的生成、并抑制塑性加工時的形變誘發(fā)馬氏體相的生成的有效的元素。為了得到該效果，需要至少含有0. 02 質(zhì)量％的C。另一方面，C的過量添加會提高熱處理后的硬度而降低加工性。另外，由于熱處理條件的不同，也有可能殘留碳化物，導(dǎo)致耐腐蝕性降低，因此，C的含量為0. 12質(zhì)量％ 以下。優(yōu)選C的含量為0. 03質(zhì)量％ 0. 11質(zhì)量％范圍。Si 0. 05 質(zhì)量％ 1. 5 質(zhì)量％Si是作為脫氧劑添加的元素，為了獲得該效果，需要添加至少0. 05質(zhì)量％的Si。 另一方面，Si是鐵素體生成元素，因此，添加Si超過1.5質(zhì)量％時，會促進(jìn)δ鐵素體相的生成，提高熱處理后的硬度。因此，Si的添加量在0.05質(zhì)量％ 1.5質(zhì)量％的范圍內(nèi)。優(yōu)選Si的添加量在0. 1質(zhì)量％ 1.3質(zhì)量％的范圍內(nèi)。Mn 10. 0 質(zhì)量 ％ 22. 0 質(zhì)量 ％Mn是用于減小奧氏體系不銹鋼的導(dǎo)磁率的有效的元素，也具有使同樣減小導(dǎo)磁率的N的固溶量增加的效果，因此，是直接、間接地有助于降低導(dǎo)磁率的、在本發(fā)明的不銹鋼中必需的重要元素。此外，Mn具有使鋼軟質(zhì)化、改善塑性加工性的效果。為了獲得這些效果，需要添加至少10. 0質(zhì)量％的Mn。另一方面，過量地添加Mn超過22. 0質(zhì)量％時，會降低非磁性特性。因此，Mn的添加量在10. 0質(zhì)量％ 22. 0質(zhì)量％的范圍內(nèi)。優(yōu)選Mn的添加量在12.0質(zhì)量％ 20.0質(zhì)量％的范圍內(nèi)。
S 0. 03 質(zhì)量％ 以下S是因作為制鐵原料的廢鐵而混入的雜質(zhì)，是使熱加工性降低的有害元素，因此最好盡量降低S的量。因此，在本發(fā)明中，S的含量限制在0.03質(zhì)量％以下。優(yōu)選S的含量在0. 02質(zhì)量％以下。Ni 4. 0 質(zhì)量％ 12. 0 質(zhì)量％Ni是奧氏體生成元素，對于奧氏體相的組織穩(wěn)定性，是顯示與C、N大致相同特性的元素。另外，由于M促進(jìn)軟質(zhì)化，因此，從確保塑性加工性的方面考慮是必要的元素。為了獲得這些效果，需要添加至少4. 0質(zhì)量％的Ni。另一方面，即使Ni的添加量超過12. 0質(zhì)量％，上述效果也會飽和，僅僅導(dǎo)致原料成本上升。因此，Ni的添加量在4. 0質(zhì)量％ 12. 0 質(zhì)量％的范圍內(nèi)。優(yōu)選Ni的添加量在4.5質(zhì)量％ 11.0質(zhì)量％的范圍內(nèi)。Cr 14. 0 質(zhì)量 ％ 25. 0 質(zhì)量 ％Cr是為了確保鋼的耐腐蝕性、防止變色而必需的元素。為了獲得該效果，需要添加至少14. 0質(zhì)量％的Cr。另一方面，由于Cr是鐵素體生成元素，因此，過量地添加Cr超過25.0質(zhì)量％時，會促進(jìn)δ鐵素體相的生成，使非磁性特性顯著變差。因此，Cr的添加量在14.0質(zhì)量％ 25.0質(zhì)量％的范圍內(nèi)。優(yōu)選Cr的添加量在15.0質(zhì)量％ 20.0質(zhì)量％ 的范圍內(nèi)。N 0. 07 質(zhì)量％ 0. 17 質(zhì)量％N是奧氏體生成元素，是抑制δ鐵素體相、形變誘發(fā)奧氏體相的生成的元素，是為了獲得優(yōu)良的非磁性特性的重要的元素。為了獲得這些效果，需要添加至少0.07質(zhì)量％的 N。另一方面，由于N因固溶強(qiáng)化而顯著提高硬度，因此，也是降低塑性加工性的元素。因此，N的添加量在0. 07質(zhì)量％ 0. 17質(zhì)量％的范圍內(nèi)。優(yōu)選N的添加量在0. 08質(zhì)量％ 0. 16質(zhì)量％的范圍內(nèi)。本發(fā)明的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼除了上述必需的成分之外，還能夠在下述范圍內(nèi)含有從Mo、Cu、V、Ti及Nb 0. 02質(zhì)量％ 1.0質(zhì)量％中選出的一種或者兩種以上。Cu 0. 03 質(zhì)量％ 3. 0 質(zhì)量％Cu是降低熱處理后的硬度、提高奧氏體相的穩(wěn)定度而有助于組織穩(wěn)定性的元素。 為了體現(xiàn)這些效果，需要添加至少0. 03質(zhì)量％的Cu。另一方面，過量地添加Cu超過3. 0質(zhì)量％時，會降低熱加工性。在添加Cu的情況下，優(yōu)選在0. 03質(zhì)量％ 3. 0質(zhì)量％的范圍內(nèi)添加。更優(yōu)選在0. 05質(zhì)量％ 2. 5質(zhì)量％的范圍內(nèi)添加。Mo 0. 03 質(zhì)量％ 2. 0 質(zhì)量％Mo是利用少量添加來顯著提高耐腐蝕性的元素。為了體現(xiàn)該效果，需要添加至少 0. 03質(zhì)量％的Mo。另一方面，由于Mo是鐵素體生成元素，因此，過量地添加Mo超過2. 0質(zhì)量％時，會促進(jìn)δ鐵素體相的生成，使非磁性特性顯著變差。因此，在添加Mo的情況下，優(yōu)選在0. 03質(zhì)量％ 2. 0質(zhì)量％的范圍內(nèi)添加。更優(yōu)選在0. 05質(zhì)量％ 1. 8質(zhì)量％的范圍內(nèi)添加。V 0. 02質(zhì)量％ 1. 0質(zhì)量％、Ti :0. 02質(zhì)量％ 1. 0質(zhì)量％、Nb :0. 02質(zhì)量％ 1.0質(zhì)量％V、Ti及Nb在熱處理時形成微細(xì)的碳化物，抑制晶粒生長而使其微細(xì)化，從而使部件成形后的表面性狀平滑，有助于提高外觀性、研磨性。為了獲得該效果，需要添加至少0.02質(zhì)量％的V、Ti及Nb。但是，過量地添加超過1.0質(zhì)量％時，會提高硬度而危害加工性。因此，在添加這些元素的情況下，優(yōu)選在0.02質(zhì)量％ 1.0質(zhì)量％的范圍內(nèi)添加。更優(yōu)選在0. 03質(zhì)量％ 0. 8質(zhì)量％的范圍內(nèi)添加。并且，本發(fā)明的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼除了上述成分之外，還能夠在下述范圍內(nèi)含有從B、Ca、REM及Mg中選出的一種或者兩種以上。B 0. 0005 質(zhì)量％ 0. 01 質(zhì)量％、Ca :0. 0005 質(zhì)量％ 0. 01 質(zhì)量％、REM :0. 0005 質(zhì)量％ 0. 01質(zhì)量％、Mg :0. 0005質(zhì)量％ 0. 01質(zhì)量％B、Ca、REM及Mg可以是為了改善由S引起熱加工性的降低而添加的。為了獲得該效果，需要添加至少0.0005質(zhì)量％的B、Ca、REM及Mg。但是，過量地添加這些元素超過 0. 01質(zhì)量％時，反而會生成低熔點化合物，降低熱加工性。因此，這些元素優(yōu)選在0. 0005質(zhì)量％ 0. 01質(zhì)量％的范圍內(nèi)添加。更優(yōu)選在0. 0008質(zhì)量％ 0. 008質(zhì)量％的范圍內(nèi)添加。在本發(fā)明的奧氏體系不銹鋼中，除了使上述各個成分滿足上述組成范圍之外，還需要使以下述(1)式表示的δ cal的值為5. 5質(zhì)量％以下地含有上述各個成分。δ cal (質(zhì)量％ ) = (Cr+0. 48Si+l. 21Mo+2. 2 (V+Ti)+0. 15Nb)-(Ni+0. 47Cu+0. IlMn -0. 0101Mn2+26. 4C+20. IN) -4. 7 …(1)在此，上述式中的各元素記號是各個元素的含有量(質(zhì)量％ )。該δ cal表示在如上所述那樣利用連續(xù)鑄造來制造板坯時、在板坯中生成的δ鐵素體的相分率與鋼成分之間的關(guān)系，是有助于降低制品中的S鐵素體相的殘留率的指標(biāo)。 在該δ cal值大于5.5質(zhì)量％時，δ鐵素體相在熱軋之后、冷軋之后也會殘留，因此，使非磁性特性顯著變差。由此，在本發(fā)明中，將上述Seal限制為5.5質(zhì)量％以下。優(yōu)選該Seal 值為4. 5質(zhì)量％以下。并且，在本發(fā)明的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼中，需要使以下述(2)式表示的Ni當(dāng)量為 26質(zhì)量％以上地含有上述成分。Ni 當(dāng)量(質(zhì)量％ ) = 15C+0. 33Si+0. 71Mn+Ni+0. 44Cr+0. 6OM0+O. 51Cu+21N+l. 2V+ 0. 8Τ +1. INb — (2)在此，上述式中的各元素記號是各個元素的含有量(質(zhì)量％ )。Ni當(dāng)量如上所述是表示Mn-Cr系不銹鋼中的奧氏體相的穩(wěn)定度與鋼成分的關(guān)系的指標(biāo)，即表示各個合金元素對奧氏體相的穩(wěn)定性帶來的貢獻(xiàn)度的指標(biāo)。為了確保非磁性特性，需要防止由塑性加工導(dǎo)致形變誘發(fā)馬氏體相產(chǎn)生，在該Ni當(dāng)量小于沈質(zhì)量％時，易于由塑性加工導(dǎo)致形變誘發(fā)馬氏體相生成，非磁性特性降低。因此，在本發(fā)明中，優(yōu)選將上述Ni當(dāng)量限制在26質(zhì)量％以上。更優(yōu)選為27質(zhì)量％以上。并且，在本發(fā)明的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼中，需要使以下述O)式表示的Hv值為 200以下地含有上述成分。Hv 值=87C+2Si-l. 2Μη_6· 7Ν +2. 7Cr+3. 2Μο_2· 6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88 …⑶在此，上述式中的各元素記號是各個元素的含有量(質(zhì)量％ )。為了確保良好的塑性加工性、鉚接加工性，需要為軟質(zhì)，該Hv值是表示固溶化熱處理后的Mn-Cr系不銹鋼的硬度與成分組成的關(guān)系的指標(biāo)。在該Hv值大于200時，塑性加工時的不良產(chǎn)生率升高。因此，在本發(fā)明中，優(yōu)選將上述Hv值限制在200以下。更優(yōu)選為185以下。實施例利用常用方法的工藝來熔煉具有表1所示的成分組成的No. 1 No. 26的不銹鋼，連續(xù)鑄造而做成150mm厚X IOOOmm寬X6000mm長的板坯。另外，作為參考材料，與上述同樣地也一并制造SUS305、SUS316L及SUS310S的板坯。在將這些板坯再加熱之后，以 1000°C 1300°C的溫度進(jìn)行熱軋制，做成厚度為6mm的熱軋材料(卷材)之后，對該熱軋材料進(jìn)行熱軋板退火，酸洗，冷軋制而做成厚度2. Omm (壓下率67 % )的冷軋材料，進(jìn)一步以 1000°C 1200°C的溫度進(jìn)行退火之后，酸洗而做成冷軋退火材料。對上述冷軋退火材料的一部分再進(jìn)行二次冷軋制，做成厚度為0. 7mm(壓下率65% )的冷軋材料之后，以1000°C 1200°C的溫度進(jìn)行退火之后，酸洗而做成二次冷軋退火材料。這些冷軋退火材料及二次冷軋退火材料用于下述評價試驗。表 權(quán)利要求
1.一種高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼，該不銹鋼具有這樣的成分組成，即，含有C 0. 02質(zhì)量％ 0. 12質(zhì)量％、Si 0. 05質(zhì)量％ 1. 5質(zhì)量％、Mn :10. 0質(zhì)量％ 22. 0質(zhì)量％、S 0. 03質(zhì)量％以下、Ni 4. 0質(zhì)量％ 12. 0質(zhì)量％、Cr :14. 0質(zhì)量％ 25. 0質(zhì)量％、N :0. 07 質(zhì)量％ 0. 17質(zhì)量％，而且，使以下述(1)式表示的Seal為5.5質(zhì)量％以下地含有上述成分，其余部分由狗及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，該高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼在200kA/m的磁場中的導(dǎo)磁率為1. 003以下，δ cal (質(zhì)量％ ) = (Cr+0. 48Si+l. 21Mo+2. 2 (V+Ti)+0. 15Nb)-(Ni+0. 47Cu+0. llMn-O. 0 101Mn2+26. 4C+20. IN) -4. 7... (1)在此，上述式中的各元素記號是各個元素的含有量(質(zhì)量％ )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼，其特征在于，除了上述成分組成之外，還含有從Mo 0. 03質(zhì)量％ 2.0質(zhì)量％、Cu 0. 03質(zhì)量％ 3. 0質(zhì)量％、V 0. 02質(zhì)量％ 1. 0質(zhì)量％、Ti 0. 02質(zhì)量％ 1. 0質(zhì)量％及Nb :0. 02質(zhì)量％ 1. 0質(zhì)量％中選出的一種或者兩種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼，其特征在于，除了上述成分組成之外，還含有從B :0. 0005質(zhì)量％ 0.01質(zhì)量％、Ca :0. 0005質(zhì)量％ 0. 01質(zhì)量％、REM :0. 0005質(zhì)量％ 0. 01質(zhì)量:0. 0005質(zhì)量％ 0. 01質(zhì)量％ 中選出的一種或者兩種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼，其特征在于，使以下述( 式表示的Ni當(dāng)量為沈質(zhì)量％以上地含有上述成分，Ni 當(dāng)量(質(zhì)量％ ) = 15C+0. 33Si+0. 71Mn+Ni+0. 44Cr+0. 6OM0+O. 51Cu+21N+l. 2V+0. 8T i+1. INb ... (2)在此，上述式中的各元素記號是各個元素的含有量(質(zhì)量％ )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼，其特征在于，使以下述C3)式表示的Hv值為200以下地含有上述成分，Hv 值=87C+2Si-l. 2Μη_6· 7Ν +2. 7Cr+3. 2Μο_2· 6Cu+690N+18V+20Ti+24Nb+88 …(3)在此，上述計算式中的各元素記號是各個元素的含有量(質(zhì)量％ )。
6.一種服飾用金屬部件，其由權(quán)利要求1 5中任一項所述的高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼和服飾用金屬部件。該高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼作為服飾用金屬部件用的不銹鋼，能夠加工成復(fù)雜形狀部件，且具有也能夠應(yīng)對這些加工品由檢針器進(jìn)行的檢查的非磁性特性。不銹鋼具有這樣的成分組成以質(zhì)量％計含有C0.02％～0.12％、Si0.05％～1.5％、Mn10.0％～22.0％、S0.03％以下、Ni4.0％～12.0％、Cr14.0％～25.0％、N0.07％～0.17％，而且，使以下述式δcal(％)＝(Cr+0.48Si+1.21Mo+2.2(V+Ti)+0.15Nb)-(Ni+0.47Cu+0.11Mn-0.0101Mn2+26.4C+20.1N)-4.7表示的δcal為5.5質(zhì)量％以下地含有上述成分，高M(jìn)n奧氏體系不銹鋼在200kA/m的磁場中的導(dǎo)磁率為1.003以下。
文檔編號A44B17/00GK102333900SQ201080009450
公開日2012年1月25日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者山川和弘, 平田茂, 池上雄二 申請人:日本冶金工業(yè)株式會社