焊接性优异的析出硬化型马氏体不锈钢及其制造方法与流程

本发明涉及对于钢带、高强度阀构件、焊接波纹管等要求高强度的用途而言适合的析出硬化型马氏体不锈钢的焊接性的改善。

背景技术：

1、析出硬化型马氏体不锈钢通过对马氏体组织实施时效处理而能够容易地获得高强度，因此，被广泛用于钢带等，其代表物为sus630。该钢通过时效热处理而使ε-cu相析出，提高强度，其到达强度为1500mpa左右。

2、除了该钢之外，例如专利文献1、2中提出了添加有ti、si的马氏体不锈钢，并提出了抑制焊接部软化的组成、制造方法。其因焊接时的热量输入而导致马氏体组织发生逆相变，在发生晶粒粗大化的同时还发生析出硬化元素的未预期的析出，其结果，防止强度、韧性差于母材、焊接金属部。从该方面出发的对策是充分的，但实际上对于焊接部产生的裂纹、底切等与焊接施工直接相关的课题的应对并不充分。

3、同样地，专利文献3中公开了基于复合有ti和nb作为强化元素的新型强化机理的钢。强度水平是令人满足的水平，但未进行与焊接性相关的应对。

4、进而，专利文献4中提出了添加al而实现高强度化、制造性得以改善的钢，但容易在焊缝上产生由al引起的氧化物，在钢带那样地重视焊接部的特性的用途中的应用没有进展。

5、如上那样，针对高强度化的要求提出了各种对策，进而，针对焊接部的软化抑制也提出了对策。然而，对于确保作为重要特性之一的焊接性而言的应对尚不充分。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：日本特开昭59-49303号公报

9、专利文献2：日本特开平5-271769号公报

10、专利文献3：日本专利第6776467号

11、专利文献4：日本专利第4870844号

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、在析出硬化型马氏体不锈钢中，针对高强度化的要求，添加各种强化元素而实现了高强度化，但例如针对在钢带用途等中成为问题的焊接性的研究尚未进行至完全良好的程度。因而，本发明的目的是使强度水平优异的析出硬化型马氏体不锈钢的焊接性提高。进而，提出了制造具有该成分的不锈钢的制造方法。

3、用于解决问题的方法

4、本发明是鉴于上述状况而进行的，本发明的析出硬化型马氏体不锈钢的特征在于，其以下述质量％计含有c：0.030～0.065％、si：1.0～2.0％、mn：0.51～1.50％、p：0.04％以下、s：0.0020％以下、ni：4.0～10.0％、cr：11.0～18.0％、mo：0.1～1.50％、cu：0.30～6.0％、al：0.005～0.2％、sn：0.003～0.030％、n：0.001～0.015％、ti：0.15～0.45％、nb：0.15～0.55％、ca：0.0025％以下、mg：0.0001～0.0150％、o：0.01％以下，余量由fe和不可避免的杂质组成，且满足式(1)，式(2)的δcal.(％)为1.0～9.0。

5、sn+0.009cu≤0.06…(1)

6、δcal.(vol.％)＝4.3×(1.3si+cr+mo+2.2al+ti+nb)-3.9(30c+30n+ni+0.8mn+0.3cu)-31.5…(2)。

7、本发明的析出硬化型马氏体不锈钢的优选方式在于，含有b：0.0010～0.0020％。

8、本发明的析出硬化型马氏体不锈钢的优选方式在于，满足式(3)。

9、nb-ti>0…(3)

10、另外，本发明的析出硬化型马氏体不锈钢的制造方法的特征在于，其为制造上述析出硬化型马氏体不锈钢的方法，其中，将ni合金屑、铁屑、不锈钢屑、铁铬、铁镍、纯镍、金属铬的原料在电炉中熔解，其后，在耐火物衬砌有镁铬、白云石的aod炉或vod炉中，吹入氧气和氩气而进行脱炭精炼，并且，投入生石灰、荧石、al、si，形成由cao：40～70％、sio2：1～20％、al2o3：5～20％、mgo：5～20％、f：1～10％构成的cao-sio2-al2o3-mgo-f系炉渣，进行脱硫、脱酸处理后，投入ti源、nb源，在利用上述aod炉或vod进行精炼后，利用lf工序来进行成分调整、温度调整后，进行连续铸造而制造矩形板坯，其后，进行热轧，根据需要进行冷轧，并进行固溶化热处理。

11、本发明的析出硬化型马氏体不锈钢的制造方法的优选方式在于，固溶化热处理在900～1150℃下进行。

技术特征：

1.析出硬化型马氏体不锈钢，其特征在于，其以下述质量％计含有c：0.030～0.065％、si：1.0～2.0％、mn：0.51～1.50％、p：0.04％以下、s：0.0020％以下、ni：4.0～10.0％、cr：11.0～18.0％、mo：0.1～1.50％、cu：0.30～6.0％、al：0.005～0.2％、sn：0.003～0.030％、n：0.001～0.015％、ti：0.15～0.45％、nb：0.15～0.55％、ca：0.0025％以下、mg：0.0001～0.0150％、o：0.01％以下，余量由fe和不可避免的杂质组成，且满足式(1)，式(2)的δcal.(％)为1.0～9.0，

2.根据权利要求1所述的析出硬化型马氏体不锈钢，其特征在于，含有b：0.0010～0.0020％。

3.根据权利要求1或2所述的析出硬化型马氏体不锈钢，其特征在于，满足式(3)，

4.析出硬化型马氏体不锈钢的制造方法，其特征在于，其为制造权利要求1～3中任一项所述的析出硬化型马氏体不锈钢的方法，其中，将ni合金屑、铁屑、不锈钢屑、铁铬、铁镍、纯镍、金属铬的原料在电炉中熔解，其后，在耐火物衬砌有镁铬、白云石的aod炉或vod炉中，吹入氧气和氩气而进行脱炭精炼，并且，投入生石灰、荧石、al、si，形成由cao：40～70％、sio2：1～20％、al2o3：5～20％、mgo：5～20％、f：1～10％构成的cao-sio2-al2o3-mgo-f系炉渣，进行脱硫、脱酸处理后，投入ti源、nb源，在利用上述aod炉或vod进行精炼后，利用lf工序来进行成分调整、温度调整后，进行连续铸造而制造矩形板坯，其后，进行热轧，根据需要进行冷轧，并进行固溶化热处理。

5.根据权利要求4所述的析出硬化型马氏体不锈钢的制造方法，其特征在于，所述固溶化热处理在900～1150℃下进行。

技术总结
析出硬化型马氏体不锈钢，其含有规定的合金成分，余量由Fe和不可避免的杂质组成，其满足式(1)，式(2)的δcal.(％)为1.0～9.0，所述析出硬化型马氏体不锈钢的强度水平高且焊接性得以提高。Sn+0.009Cu≤0.06…(1)。δcal.(vol.％)＝4.3×(1.3Si+Cr+Mo+2.2Al+Ti+Nb)‑3.9(30C+30N+Ni+0.8Mn+0.3Cu)‑31.5…(2)。

技术研发人员：冀欣,前田大树,韦富高,轰秀和
受保护的技术使用者：日本冶金工业株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17