高强度不锈钢板及其制造方法技术

本发明专利技术提供耐蚀性、弯曲加工性能和焊接部位韧性、以及焊接部位的冲压加工性能优良的高强度不锈钢板及其制造方法。具体说是把含Ｃ：０．０２％以下、Ｎ：０．０２％以下、Ｃｒ：１１％以上小于１７％、适当含量的Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ａｌ、Ｎｉ，而且满足１２≤Ｃｒ＋Ｍｏ＋１．５Ｓｉ≤１７、１≤Ｎｉ＋３０（Ｃ＋Ｎ）＋０．５（Ｍｎ＋Ｃｕ）≤４、Ｃｒ＋０．５（Ｎｉ＋Ｃｕ）＋３．３Ｍｏ≥１６．０、０．００６≤Ｃ＋Ｎ≤０．０３０的不锈钢板加热到８５０～１２５０℃，然后进行以１℃／ｓ以上的冷却速度冷却的热处理。这样可以成为含体积分数１２％以上马氏体的组织、７３０ＭＰａ以上的高强度、耐蚀性和弯曲加工性能、焊接热影响区韧性优良的高强度不锈钢板。再利用含Ｍｏ、Ｂ等，可以显著提高焊接部位的冲压加工性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高强度不锈钢板，特别是涉及适用于要求耐蚀性的土木建筑结构件或要求耐蚀性的自行车、汽车、铁路车辆等车辆加强用焊接结构件的高强度不锈钢板。进而涉及适用于例如作为自行车轮圈等的车轮用的耐蚀性和焊接部位的冲压加工性能优良的高强度不锈钢板。
技术介绍
作为要求耐蚀性的结构件用高强度不锈钢板，以往广泛使用冷轧奥氏体不锈钢板或经淬火后回火的马氏体不锈钢板。可是奥氏体不锈钢板存在有杨氏模量小，结构设计中对保证刚性不利，此外有时会产生奥氏体不锈钢板冷轧时造成的畸变不均，再有奥氏体不锈钢板由于含有8质量％左右的价格昂贵的Ni，所以存在制造成本高的问题。此外马氏体不锈钢板延展性差，存在有加工性能显著恶化的问题。另一方面铁素体不锈钢板具有良好的延展性，但是存在强度低的问题。作为提高铁素体不锈钢板强度的方法，尝试过进行冷轧来提高强度，但是用此方法由于是利用导入轧制造成的畸变来提高强度，所以延展性降低，有时会出现成形时开裂的情况。针对此问题，提出了使组织成为铁素体和马氏体的混合组织，兼顾高强度和高延展性两方面的方法。例如特公平7-100822号公报(特开昭63-169334号公报)中发表了面内各向异性小的高延展性高强度的铬不锈钢带的制造方法，把含有Cr10.0～14.0％、Ni3.0％以下、此外含Cu3.0％以下、满足C+N0.01～0.12％、{Ni+(Mn+Cu)/3}0.5～3.0的板坯进行热轧、夹有2次以上中间退火的冷轧，然后加热到Ac1以上1100℃以下的铁素体+奥氏体两相区温度(α+γ区)，此后进行以1～500℃/s的冷却速度冷却到100℃的成品连续热处理。此外在特公平7-107178号公报(特开昭63-169331号公报)中发表了具有优良延展性的高强度铬不锈钢带的制造方法，把含有Cr10.0～20.0％、Ni4.0％以下、此外含Cu4.0％以下、满足C+N0.01～0.20％、{Ni+(Mn+Cu)/3}0.5～5.0的板坯进行热轧、1次没有中间退火的冷轧，然后加热到Ac1以上1100℃以下的铁素体+奥氏体两相区温度(α+γ区)，此后进行以1～500℃/s的冷却速度冷却到100℃的成品连续热处理。特公平8-14004号公报(特开平1-172524号公报)中发表了具有优良延展性的高强度铬不锈钢带的制造方法，把含有Cr10.0～20.0％、Ni4.0％以下、此外含Cu4.0％以下、Mo1.0以上～2.5％、满足C+N0.010～0.20％、{Ni+(Mn+Cu)/3}5.0以下的板坯进行热轧、冷轧，然后加热到Ac1以上1100℃以下的铁素体+奥氏体两相区温度，此后进行以1～500℃/s的冷却速度冷却到100℃的成品连续热处理。以往自行车轮圈用钢板主要是从耐蚀性的观点出发，使用含16～18％Cr的SUS430、SUS430LX等铁素体不锈钢板。最近由于自行车向轻量化方向发展，自行车轮圈也要减薄，要求使用钢板的强度高于SUS430、SUS430LX等的强度(450～550MPa)。一般如图5A的VB-VB剖面图所示，自行车轮圈的制造方法是把钢板进行弯曲加工，使钢板的宽度中间部分和宽度的两侧部分重合缝焊，然后切断成规定的长度，成形为环形，然后把切断的部位用闪光对焊等焊接。因此需要要求焊接部位的强度、韧性和耐蚀性。针对此问题，例如特公平7-51737号公报(特开平1-55363号公报)中提出用于自行车轮(自行车轮圈)的高强度含Cr不锈钢，通过把化学成分调整为含有Cr11～17％、Ni0.8～3.0％、Nb0.05～0.35％、Cu0.05～0.8％、且C+N＜0.05％、Nb/(C+N)2.5～7、CRE值5～20，即使进行二次以上的焊接，材质也很少恶化，具有60kgf/mm2(588MPa)以上的屈服应力。可是使用特公平7-100822号公报(特开昭63-169334号公报)、特公平7-107178号公报(特开昭63-169331号公报)、特公平8-14004号公报(特开平1-172524号公报)中发表的钢板(钢带)，延展性和冲压成形性能是充分的，但是存在有不能够得到足够的对结构件加工中大量使用的弯曲加工的特性。此外还存在焊接部位的韧性不够的问题。此外特公平7-51737号公报(特开平1-55363号公报)、特公平7-100822号公报(特开昭63-169334号公报)、特公平7-107178号公报(特开昭63-169331号公报)、特公平8-14004号公报(特开平1-172524号公报)中所述的钢板都可以实现高强度化，有利于自行车的轻量化。可是如图5A-5C所示，在自行车轮圈的成形工序中，在缝焊部位冲制穿过辐条用的孔是必然的工序，使用这4件文献所述的技术制造的钢板(钢带)的轮圈在冲制辐条用孔时，有时在缝焊部位产生裂纹，存在有焊接部位冲压加工成形性不足的问题。另一方面考虑把作为自行车轮圈用的SUS304等奥氏体不锈钢冷轧，使其提高强度，但是奥氏体不锈钢杨氏模量小，对保证刚性不利，此外奥氏体不锈钢板由于含有8质量％以上的价格昂贵的Ni，所以存在制造成本高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，提供适用于要求耐蚀性的土木建筑结构件或要求耐蚀性的自行车、汽车、铁路车辆等的柱和梁等的车辆加强用焊接结构件的、弯曲性能和焊接部位韧性优良的。另外，本专利技术的目的是提供适用于例如作为自行车轮圈等的车辆用高强度而且耐蚀性和焊接部位的冲压加工性能优良的。本专利技术中所谓的“高强度”不锈钢板，是指抗拉强度为730～1200MPa的不锈钢板。不锈钢板的抗拉强度在730MPa以上的话，比现有的SUS430或SUS430LX的强度高，此强度在使自行车轮圈减薄的情况下是足够的。此外超过1200MPa的话，结构件的强度增高，弹性回复增加，轮圈成形时的弯曲加工明显变得困难。作为自行车轮圈用的不锈钢板希望抗拉强度在800MPa以上，最好在900～1000Mpa左右。本专利技术的主要内容如下。(1)一种高强度不锈钢板，其组成中以质量％含有C0.02％以下、Si1.0％以下、Mn2.0％以下、P0.04％以下、S0.01％以下、Al0.1％以下、Cr11％以上小于17％、Ni0.5％以上小于3.0％、N0.02％以下，且要满足以下公式(1)～(4)，其余部分实质上由Fe组成，具有含体积分数12～95％的马氏体，且其余部分实质上为铁素体的组织，12≤Cr+Mo+1.5Si≤17 ……(1)1≤Ni+30(C+N)+0.5(Mn+Cu)≤4 ……(2)Cr+0.5(Ni+Cu)+3.3Mo≥16.0 ……(3)0.006≤C+N≤0.030 ……(4)其中，C、N、Si、Mn、Cr、Mo、Ni、Cu各元素含量(质量％)。(2)如上述(1)所述的高强度不锈钢板，其组成中进而以质量％含有Mo0.1％以上小于2.0％、Cu0.1％以上小于2.0％中的1种或2种。(3)如上述(1)或(2)所述的高强度不锈钢板，其组成中进而以质量％含有B0.0005～0.0050％。(4)如上述(1)所述的高强度不锈钢板，其组成中进而以质量％含有Mo0.5％以上小于2.0％、和B0.0005％～0.0050％，把C、Al、Cr和N的范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度不锈钢板，其组成中以质量％含有Ｃ：０．０２％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ａｌ：０．１％以下、Ｃｒ：１１％以上小于１７％、Ｎｉ：０．５％以上小于３．０％、Ｎ：０．０２％以下，且要满足以下公式（１）～（４），其余部分实质上由Ｆｅ组成，具有含体积分数１２～９５％的马氏体，且其余部分实质上为铁素体的组织，１２≤Ｃｒ＋Ｍｏ＋１．５Ｓｉ≤１７……（１）１≤Ｎｉ＋３０（Ｃ＋Ｎ）＋０．５（Ｍｎ＋Ｃｕ）≤４ ……（２）Ｃｒ＋０．５（Ｎｉ＋Ｃｕ）＋３．３Ｍｏ≥１６．０……（３）０．００６≤Ｃ＋Ｎ≤０．０３０……（４）其中，Ｃ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｕ：各元素的质量％含量。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：平泽淳一郎，宇城工，古君修，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]