[发明专利]高强度奥氏体系不锈钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度弹簧用奥氏体不锈钢及其制造方法，尤其涉及一种通过控制合金设计以及制造条件而提高了强度的弹簧用高强度奥氏体系不锈钢及其制造方法。

背景技术

奥氏体系不锈钢由于成型性、耐蚀性、焊接性等物性卓越而成为一种应用最为广泛的代表性不锈钢。尤其，作为奥氏体系不锈钢的特性之一为加工时伴随着相变。结果，如果不用可使奥氏体相稳定化的元素维持足够的高合金状态，则可以说奥氏体相在塑性变形附加时无扩散地转变为马氏体相的或然性很高。其中尤其具有代表性的钢中的一种即为301系列的不锈钢，像这种相稳定性较弱的钢的基于塑性变形量的加工硬化程度很高。例如，经热处理的素材的屈服强度为300Mpa左右，而如果对其实施80％以上的冷轧压下，则加工硬化表现为进行得相当充分而达到1800Mpa以上。因此，压下率较高的301系列被使用为汽车垫片或弹簧之类的要求高弹性应力和高强度的素材。另外，作为这样的轧硬卷(Full hard)材料的用途，按弹簧或垫片的形状或应用部位分别要求多种多样的强度特性，并且还有根据需要而要求高达2200Mpa的较高拉伸强度的部件。然而，在利用现有的301系列的素材而通过普通的连铸方式制造钢材时，即使在较高的冷轧压下率下也不容易获得2200Mpa以上的拉伸强度。因此，对于使用在高强度的弹簧等的奥氏体不锈钢而言，为了确保2200Mpa以上的高强度特性，也需要开发出考虑成分及工艺控制等附加性要素的技术。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供一种在80％以上的冷轧压下率下拉伸强度为2200Mpa以上的高强度弹簧用奥氏体不锈钢。

并且，本发明的目的在于提供一种高强度奥氏体系不锈钢的制造方法，该方法以高强度弹簧用奥氏体系不锈钢的合金设计及制造条件控制为目的，并利用置换型合金元素含量的控制与带钢铸造工艺方法而制造出随着冷轧压下率的增加而使拉伸强度达到2200Mpa以上的高强度奥氏体系不锈钢。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种高强度奥氏体不锈钢，其以重量％计包含0.05～0.15的C、0.05～0.09％的N、15～18的Cr、6～8的Ni、超过1.0％～1.5％为止的Si、0.5～0.9的Mo、0.4～1.2的Mn、1.5％以下的Cu，其余包含Fe及其他不可避免的杂质，且Md30的范围为25～30℃，其中，所述Md30由如下的式(1)构成：

(1)Md30(℃)＝551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-13.7Cr-29Ni-18.5Mo-29Cu-68Nb。

根据本发明的另一方面，提供一种高强度奥氏体不锈钢，将不锈钢通过带钢铸造而制造，其中，以重量％计，所述不锈钢包含0.05～0.15的C、0.05～0.09％的N、15～18的Cr、6～8的Ni、超过1.0％～1.5％为止的Si、0.5～0.9的Mo、0.4～1.2的Mn、1.5％以下的Cu，其余包含Fe及其他不可避免的杂质，且Md30的范围为25～30℃，其中，所述Md30由如下的式(1)构成：

(1)Md30(℃)＝551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-13.7Cr-29Ni-18.5Mo-29Cu-68Nb。

在本发明中，针对所述不锈钢在利用带钢铸造的制造中，凝固时残留的δ铁素体含量为5％以上。

在本发明中，针对所述不锈钢在利用带钢铸造的制造中，凝固时残留的δ铁素体含量为10％以下。

在本发明中，对所述不锈钢采用80％冷轧压下率时，拉伸强度确保为2200Mpa以上而硬度确保为570Hv以上。

在本发明中，所述不锈钢的冷轧组织的粒度为8.5以上。

根据本发明的又一方面，提供一种高强度奥氏体不锈钢的制造方法，在包括朝相反方向旋转的一对辊和其两侧面上设置为形成钢水池的边缘挡板以及用于向所述钢水上表面供应惰性的氮气的弯月形防护件的带钢铸造装置中，铸造奥氏体不锈钢，并控制为使凝固时残留的δ铁素体含量成为5％以上，其中，以重量％计，所述奥氏体不锈钢包含0.05～0.15的C、0.05～0.09％的N、15～18的Cr、6～8的Ni、超过1.0％～1.5％为止的Si、0.5～0.9的Mo、0.4～1.2的Mn、1.5％以下的Cu，其余包含Fe及其他不可避免的杂质，且Md30的范围为25～30℃，其中，所述Md30由如下的式(1)构成：