[发明专利]不锈钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及实现了高强度且成形性优异，因此强度与成形性的平衡优异，此外疲劳特性也优异的不锈钢及其制造方法。本发明的不锈钢能够应用于许多制品，尤其能够应用于随着最近的小型化和轻量化的进展而需要高强度且可加工成规定形状的各种结构部件的原材料。

此处所述的结构部件是指汽车、家电制品、计算机以及手机等消费者所使用的最终制品的结构部件。作为最适合的结构部件，具体而言，可例示出用于汽车发动机的垫片、无级变速器用环、计算机或手机的壳体、安装在它们的按键之下的碟形弹簧等。

背景技术

用于最终制品的结构部件如上所述是多种多样的。近年来，作为随着制品进一步小型化或轻量化(薄板化、小截面积化等)的推进而导致的刚性降低的对策，要求结构部件的原材料进一步高强度化。制品、结构部件的小型化、轻量化除了有效利用了贵重的资源，而且对环境问题的改善也有贡献。另一方面，对于结构部件的形状，继续谋求复杂化、高精度化，还要求原材料有优异的成形性。

针对这些要求，一般的金属材料不可避免由于高强度化而成形性降低，高强度化与良好的成形性为二律背反的关系。此外，弹簧反复经受变形，由于应力集中在局部部位，大多提前发生疲劳破坏。因此，具有高强度、同时具有优异的成形性和疲劳特性的弹簧部件用的材料的必要性进一步增高。

一般，不锈钢最大的特征为优异的耐蚀性，迄今常用作弹簧部件用的原材料。具体而言，以SUS301、SUS304为代表的亚稳态奥氏体系不锈钢主要作为弹簧部件原材料使用。这是因为，亚稳态奥氏体系不锈钢通过冷加工而引发由奥氏体母相相变为硬质的马氏体相(加工诱发马氏体相变)，比较容易获得高强度，同时可以在宽范围内调整强度。

亚稳态奥氏体系不锈钢由于奥氏体母相显示了高伸长率，因此成形性优异，并且如上所述，变形部相变为马氏体相而硬化，软质的未变形部优先地变形，由此材料整体均一变形(TRIP效果)，也显示了优异的成形性。亚稳态奥氏体系不锈钢由于这种特征而在JIS标准(JIS-G-4313)中被分类为弹簧用不锈钢带，其机械性质也被规定。

然而，关于亚稳态奥氏体系不锈钢所显示的大的加工硬化，其变动因素多，常常无法稳定获得目标的制品板厚及期望的特性。另外，由于与最近的弹簧部件的小型化、轻量化对应的薄板化、高强度化，尤其还具有轧制时负荷增加的问题。此外，亚稳态奥氏体系不锈钢大量含有昂贵且稀有的合金元素Ni，因此是昂贵的。

另一方面，弹簧部件用原材料还应用通过热处理(淬火)而相变为作为中间相的硬质的马氏体相，从而获得高强度的SUS403、SUS410、SUS420等马氏体系不锈钢。另外，以马氏体系不锈钢为原材料，利用其和铁素体相的复相组织的情况也很多。由于它们基本不含Ni，因此比上述亚稳态奥氏体系不锈钢更便宜。

作为这种马氏体系不锈钢，例如分别地，专利文献1中公开了高强度复相组织不锈钢，专利文献2中公开了高强度复相组织不锈钢带或钢板，专利文献3中公开了钢带用复相不锈钢带，专利文献4中公开了垫片用复相不锈钢，专利文献5中公开了具有高弹性的高强度复相不锈钢板，以及专利文献6中公开了延性优异的高强度不锈钢板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3363590号说明书

专利文献2：日本特许第3602201号说明书

专利文献3：日本特许第4252893号说明书

专利文献4：日本特许第4353060号说明书

专利文献5：日本特开2003-89851号公报

专利文献6：日本特开2004-323960号公报

发明内容

然而，这些复相马氏体系不锈钢均难以调整为规定的强度，随着高强度化，强度的调整变得更难。

此外，由于最近的弹簧部件的小型化、轻量化，要求这些马氏体系不锈钢具有更高的强度和优异的伸长率、以及具有优异的疲劳特性。

本发明的目的在于提供实现高强度的同时成形性也得到改善，且疲劳特性优异，可调整为规定强度的比较廉价的不锈钢及其制造方法。

本发明的另一个目的在于提供工业上可稳定供给、具有复相组织的马氏体系不锈钢及其制造方法，该不锈钢具有超出以往的优异性能和可靠性，能够适用于上述最终制品的结构部件，具体而言是用于汽车发动机的垫片、无级变速器用环、计算机或手机的壳体、安装在它们的按键之下的碟形弹簧等。由此，提供了通过制品的小型化、轻量化而促进了资源的有效利用且还可有助于环境问题的改善的技术。