[发明专利]马氏体系不锈钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种马氏体系不锈钢及其制造方法，尤其涉及一种为了使用为高级菜刀用等而应用急速冷却铸造法的马氏体系不锈钢及其制造方法。

背景技术

马氏体系不锈钢实质上是将铁(Fe)-铬(Cr)-碳(C)作为主成分而组成的钢，其以重量％计，含有约为12～18％的Cr，并最多含有约为1％的碳。对于这样的马氏体系不锈钢而言，合金制造厂家应用分批退火工艺而制造由铁素体相和Cr碳氮化物构成的热轧退火板，接着进行所述热轧退火板的酸洗，然后冷轧成符合最终需求者的要求厚度而供应。接着，最终需求者对所述不锈钢应用强化热处理工艺，从而使由铁素体与碳化物构成的软质的素材变态为高硬度的马氏体组织而产品化。

马氏体系不锈钢为了被使用为水果刀或菜刀用途而需要具备的要素大致分为耐蚀性、硬度、韧性这三种。在普通用途的水果刀或菜刀中，主要使用以重量％计包含0.3％的C、13％的Cr的420J2系列钢(0.3％C-13％Cr)，且通常以约为52～54HRC左右的硬度水平得到强化热处理而产品化。420J2由于碳含量较低，因此产品的耐蚀性优良，并具有韧性优良的特性。然而由于碳含量较低，因此具有硬度多少偏低的缺点。

作为使硬度相比420J2提高的高级菜刀素材，代表性的有1.4116钢，其以重量％计以0.5％的C、14％的Cr作为基础，并少量添加有Mo。基于1.4116系列的成分的高级菜刀主要被强化热处理为约为55HRC以上的硬度而使用。该钢相比420J2增加了碳含量，从而可通过热处理而确保高硬度，于是在使用中刀锋对变形的抵抗性较强并具有耐磨损性优良的特性。然而，由于碳含量较高，因此被强化热处理的素材内残留有粗大的碳化物，因此该碳化物在刀锋加工中从刀锋脱落而消极影响刀锋品质，而且由于存在粗大的残留碳化物，因此存在耐蚀性局部变差的问题。为了使这样的品质上的不良影响最小化，残留在微细组织内的碳化物的大小应当较小，在一般常用的高级不锈钢厨刀中观察到的碳化物具有10μm以下的大小。

为了制造含碳量较高的刀物用马氏体系钢，通常使用连续铸造工艺或钢锭铸造工艺。然而对于这样的现有技术中的铸造方法而言，铸造时冷却速度较慢，因此在厚度中心部形成粗大的碳化物中心偏析部，对于这样生成的碳化物中心偏析部而言，即使执行后续的分批退火工艺也会残留在微细组织中，从而作为使粗大的碳化物残留在最终产品的主要原因而发挥作用。作为刀物用马氏体系钢生产工艺可举出急速冷却铸造法，其代替以往的连续铸造和钢锭铸造法而划时代地消除碳化物中心偏析。急速冷却铸造法作为一种不用经过普通的铸造工序而可以由钢水直接制造薄状的热轧板的工艺，包括薄带连铸(strip casting)工艺。然而，即使利用所述急速冷却铸造法，在经过最终强化热处理的组织中粗大的碳化物凝聚在结晶晶界而仍然可能出现不适合作为刀物用途使用的特征。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供一种即使通过急速冷却铸造法制造出将Mo或W以单独或复合方式添加而强化耐蚀性的成分钢，最终强化热处理之后产品的微细组织中残留碳化物的长度也为10μm以下的微细组织优良的高耐蚀刀物用素材及用于制造该素材的方法。

并且，本发明的目的在于提供一种相对于作为菜刀用途使用的厚度为1mm以上的马氏体不锈钢而言强化热处理之后刀锋的品质优良的马氏体系不锈钢。

技术方案

关于本发明的实施例涉及一种通过急速冷却铸造法而制造的马氏体系不锈钢及其制造方法。所述急速冷却铸造法可包括薄带连铸(strip casting)工艺。所述薄带连铸工艺利用薄带连铸装置，该装置包括：一对辊，沿彼此相反的方向旋转；边缘堰，设置在所述一对辊的两侧面而用于形成钢水池；弯月防护物，用于向所述钢水池上部面供应惰性氮气。

在本发明的一个实施例中，提供一种马氏体系不锈钢，通过急速冷却铸造法而制造，其特征在于，以重量％计，包含：0.4～0.5％的C；0.1～0.2％的N；13～15％的Cr；0.1～1.0％的Si；0.1～1.0％的Mn；超过0且1.0％以下的Ni；以及残余的Fe及其他不可避免的杂质，其中，将C+N被控制为0.5％以上且将N/C控制为0.2％以上，所述马氏体系不锈钢的残留碳化物的大小为10μm以下，且所述马氏体系不锈钢的硬度为55HRC以上。

并且，在本发明中，以重量％计，将0.1～2％的W、0.1～2％的Mo以单独或复合方式添加。

而且，在本发明中，所述残留碳化物的大小优选为3μm以下。

并且，在本发明中，所述不锈钢在回火热处理之后硬度表现出55HRC以上。