高硅不锈钢及其材料与高硅不锈钢的制造方法技术

本发明专利技术提供一种具有高断裂延伸率的高硅不锈钢及以之为材料的弹簧以及高硅不锈钢的制造方法。该高硅不锈钢的特征在于，以晶粒尺寸为１５μｍ以下的细微组织为主体，断裂拉伸率为１２％以上。进一步的其特征在于，以晶粒尺寸为７μｍ以下的细微组织为主体，断裂拉伸率为１４％以上。本发明专利技术的高硅不锈钢的制造方法的特征在于，包括，在上述表面温度为９５０℃以下且上述高硅不锈钢或上述母合金不发生开裂的温度范围内，施加冲击荷重和／或静荷重的负荷荷重工序。以具有高断裂拉伸率的高硅不锈钢为材料制造长寿命的弹簧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种高硅不锈钢，特别涉及一种具有高延展性的高硅不锈钢及 其制成的材料以及高硅不锈钢的制造方法。
技术介绍
高硅不锈钢的名称一般是硅合金(〉'J - d )，是指在不锈钢中含有3. 5 重量％以上的硅元素的金属材料。高硅不锈钢不易生锈，是具有高韧性、耐磨 损性和耐热性的金属材料。当时，对于高硅不锈钢，锻造淬火处理后的断裂延伸率约为10。％，此外， 为了实现高硬度而在50(TC左右的温度进行热时效处理后的断裂延伸率最多 为3.5%这样较低的值。因此，由于作为金属材料的最突出特征之一的延伸性 不充分，存在在各种机械部件等的应用中受到限制的问题。一般的不锈钢等的钢材，通过降低晶粒可以提高机械强度和延展性。对于 不锈钢等钢材的降低经历的办法，有多种记载(例如专利文献1 3)、专利文献1:特开2000-248329号公报专利文献2:特开2000-351040号公报专利文献3:特开2002-192201号公报
技术实现思路
但是，将专利文献1 3所示的方法适用于高硅不锈钢时，即使试图对高 硅不锈钢的晶粒细微化仍会发生材料开裂的现象，得不到晶粒细微化的高硅不 锈钢。具体而言，高硅不锈钢的晶粒晶粒尺寸在晶粒较小时大约为25 30um， 而断裂延伸率还达不到如上述的在锻造淬火处理后约10%、热时效处理后最 高3. 5%的水平。为了解决这样的问题，通过实现断裂延伸大、延展性优良的高硅不锈钢， 可以更加发挥高硅不锈钢的特长，提供优良的机械部件等。因此，强烈希望具 有高断裂延伸率的高硅不锈钢。因此，鉴于这样的背景，本专利技术的目的在于提供具有高断裂延伸率的高硅 不锈钢以及其制成的材料以及高硅不锈钢的制造方法。本专利技术是通过发现高硅不锈钢的晶粒细微化的方法而实现的。即，在将高 硅不锈钢或其母合金的表面温度控制在一定的范围内的同时，通过冲击荷重和 /或静荷重，优选负荷冲击荷重，来进行锻造，从而可以降低高硅不锈钢的晶 粒大小。此外，通过改变所控制的表面温度和锻造条件，可以控制晶粒的大小。本专利技术的高硅不锈钢的特征为，晶粒的大小以15um以下的细微组织为主 体，断裂延伸率为12%以上。这样，对于高硅不锈钢，通过将晶粒的大小控制在15y m以下，从而可以提高断裂延伸率。此外，本专利技术的高硅不锈钢优选晶粒大小以m以下的细微组织为主体， 断裂延伸率为14%以上。这样，对于高硅不锈钢，通过将晶粒的大小控制在7um以下，从而可以 进一步提高断裂延伸率。这里所说的高硅不锈钢，是指含硅3.5重量％以上， 一般为3.5重量 7 重量％的不锈钢，例如〉'J 3 a < Al、 -> 'j - 口 4 A2、 〉 V - cm D。其中，这里所述的"晶粒的大小"是指根据ASTM Designation E112-82 求出的值，"断裂延伸率"是根据JIS标准Z2241的金属材料拉伸试验方法所 定义的断裂延伸率。此外，使用本专利技术的高硅不锈钢作为原材料而制成的弹簧，由于显著改善 了延展性，即使在高荷重的负荷下也不易断裂，可以提供优良的机械制品。而 且，还可以提供具有长寿命的弹簧。此外，本专利技术的高硅不锈钢相对于上述的各种高硅不锈钢的特征在于，在 480 55(TC的温度范围实施热时效处理后，断里延伸率为7%以上。其中，热 时效处理对于高硅不锈钢多为在上述温度范围内保持约1小时。通过热时效处理，可以提高材料表面的硬度，但对于断裂延伸率为7%以 上的高硅不锈钢在实施上述热时效处理后，可以保值布氏硬度值450以上的高 的硬度。这里所述的"布氏硬度"是根据JIS标准Z2243的布氏硬度试验求出 的值。具有这样高硬度的高硅不锈钢，可以提供优良的机械部件，此外，还可以 提供耐受更高负荷的长寿命的弹簧。其中，对于弹簧等机械部件，可以通过氮化处理或喷丸处理来进行表面处理。 一般而言高硅不锈钢的表面在氮侵入后表面硬度提高，对于具有细微晶粒 的高硅不锈钢可以进一步提高表面硬度。此外，喷丸处理可以对高硅不锈钢内 部产生残留应力的效果，如果对侵入氮后的表面硬度提高的具有细微晶粒的高 硅不锈钢进行喷丸处理，由于喷丸处理所引起的残留应力易于增大，从而可以 对抗更大的应力。本专利技术的高硅不锈钢的制造方法的特征在于，对高硅不锈钢或者高硅不锈 钢的母合金进行锻造的工序中包括负荷荷重的工序，S卩，在高硅不锈钢或者母 合金的表面温度在IIO(TC以上的状态下，施加冲击荷重和/或静荷重之后，表面温度为95(TC以下并且在高硅不锈钢或母合金不产生开裂的温度范围内，施 加冲击荷重和/或静荷重，这样可以制造晶粒大小在15 um以下的细微组织为 主体体的钢材。这样就可以获得具有高断裂延伸的高硅不锈钢。也就是说，在表面温度 IIO(TC以上时开始，直到95(TC以下的温度来施加荷重，这样可以促进高硅不 锈钢或其母合金的晶粒的细微化。这时，在95(TC以下的温度范围施加长时间 的锻造，可以降低晶粒。此外，在高硅不锈钢或母合金不产生开裂的温度，在 95(TC以下中，通过更低温度下施加荷重，可以促进晶粒的细微化。此外，锻 造的开始时点优选为高硅不锈钢或其母合金的表面温度为1100 120(TC时。 超过120(TC的温度是没有必要的。如果表面温度比IIO(TC低，如果开始锻造， 尚未获得充分延展性的高硅不锈钢或其母合金易于产生开裂。其中，这里所述 的"母合金"是指由某种成分构成的合金，在锻造后成为高硅不锈钢。此外，锻造时的荷重可以是静荷重，但如果施加冲击荷重，在高硅不锈钢 或其母合金内部会自发活化而产生自身发热，进一步促进晶粒的细微化，可以 縮短工序所需时间。此外，还可以并用静荷重和冲击荷重。例如，通过在施加 冲击荷重的负荷后进行压延(静荷重)，可以容易地获得薄板形状的材料。另外，本专利技术的高硅不锈钢的制造方法的特征在于，包括在高硅不锈钢 或其母合金的表面温度为1100。C以上的状态施加冲击荷重和/或静荷重之后，表面温度降低到95(TC以下，并且高硅不锈钢或其母合金不产生开裂的温度范围内，施加冲击荷重和/或静荷重的第一负荷荷重工序；在高硅不锈钢或其母合金的表面温度为850 105CTC的范围内时的状态下开始施加冲击荷重和/或 静荷重之后，表面温度降低到95(TC以下，并且高硅不锈钢或其母合金不产生 开裂的温度范围内，施加冲击荷重和/或静荷重的第二负荷荷重工序；通过在 第-负荷荷重工序之后进行一次以上的第二负荷荷重工序，来制造晶粒大小为 15 y m以下的细微组织为主体的钢材。在上述高硅不锈钢或其母合金不产生开裂的温度下，且95CTC以下的表面 温度下施加荷重，可以得到晶粒细微化的高硅不锈钢，但通过进行这样的第一 负荷荷重和第二负荷荷重工序，可以容易地避免锻造时高硅不锈钢或母合金产 生开裂。此外，第二负荷荷重工序中，开始施加负荷时高硅不锈钢或其母合金 的表面温度不能超过1050°C，这是因为如果加热到超过1050°C，晶粒会再度 长大。第二负荷荷重工序可以进行一次，也可以反复进行。此外，本专利技术的高硅不锈钢的制造方法的特征在于，第二负荷荷重工序中 施加荷重时的表面温度的最低温度，要低于第一负荷荷重工序中施加荷重时的 表面温度的最低温度，进行多次第二负荷荷重工序时，多次进行的第二负荷荷 重工序中，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高硅不锈钢，其特征在于：以晶粒尺寸为１５μｍ以下的细微组织为主体，断裂拉伸率为１２％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：小田敏郎，谷绢子，
申请(专利权)人：株式会社丰和，谷绢子，
类型：发明
国别省市：JP[日本]