本發(fā)明涉及延展性優(yōu)異的鐵素體系不銹鋼材及其制造方法，更詳細(xì)地，涉及提高了因延展性低于奧氏體系不銹鋼材而難以應(yīng)用于要求高延展性的用途中的鐵素體系不銹鋼材的延展性的新型鐵素體系不銹鋼材及其制造方法。
背景技術(shù)：
：鐵素體系不銹鋼材中所添加的昂貴合金元素少，同時(shí)還具有優(yōu)異的耐蝕性，因此與奧氏體系不銹鋼材相比，價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力高。鐵素體系不銹鋼材用于建筑材料、運(yùn)輸設(shè)備、廚房器具等用途，但由于延展性差而在很多領(lǐng)域中不能代替奧氏體系不銹鋼材。對(duì)此，正在積極開(kāi)展通過(guò)提高延展性來(lái)謀求擴(kuò)大用途的研究。為了解決該問(wèn)題，不斷嘗試通過(guò)限制析出物的總量或數(shù)量來(lái)提高鐵素體系不銹鋼材的延展性，但目前為止還沒(méi)有獲得有意義的研究成果。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的一方面的目的在于，提供延展性優(yōu)異的鐵素體系不銹鋼材及其制造方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題不限于以上內(nèi)容。本發(fā)明所要解決的附加技術(shù)問(wèn)題記載于整個(gè)說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容中，本領(lǐng)域技術(shù)人員在通過(guò)本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)來(lái)理解本發(fā)明所要解決的附加技術(shù)問(wèn)題時(shí)，不存在任何困難。技術(shù)方案本發(fā)明一方面的一個(gè)實(shí)施方案提供鐵素體系不銹鋼材，其以重量％計(jì)，包含：c：0.005～0.1％、si：0.01～2.0％、mn：0.01～1.5％、p：0.05％以下、s：0.005％以下、cr：10～30％、ti：0.01～0.10％、al：0.01～0.15％、n：0.005～0.03％、余量fe及不可避免的雜質(zhì)，并且鐵素體基體中，包含3.5×106個(gè)/mm2以下的ti(cn)獨(dú)立析出物。本發(fā)明一方面的另一個(gè)實(shí)施方案提供鐵素體系不銹鋼材，其以重量％計(jì)，包含：c：0.005～0.1％、si：0.01～2.0％、mn：0.01～1.5％、p：0.05％以下、s：0.005％以下、cr：10～30％、ti：0.01～0.10％、al：0.01～0.15％、n：0.005～0.03％、余量fe及不可避免的雜質(zhì)，并且鐵素體基體中，包含ti(cn)獨(dú)立析出物和以tin夾雜物作為核而析出的ti(cn)附屬析出物，且由下式1定義的p為60％以下(0％除外)。[式1]p(％)＝{ns/(ns+nc)}×100(其中，ns表示ti(cn)獨(dú)立析出物的每單位面積的數(shù)量(個(gè)/mm2)，nc表示ti(cn)附屬析出物的每單位面積的數(shù)量(個(gè)/mm2))。此時(shí)，所述ti(cn)獨(dú)立析出物的粒徑可以為0.01μm以上。此時(shí)，所述ti(cn)獨(dú)立析出物的平均粒徑優(yōu)選為0.15μm以下。此時(shí)，所述tin夾雜物的平均粒徑優(yōu)選為2μm以上。此時(shí)，所述不銹鋼材的延伸率可以為34％以上。本發(fā)明的另一方面，提供鐵素體系不銹鋼材的制造方法，其特征在于，包括將鋼水鑄造成鋼坯的步驟，所述鋼水以重量％計(jì)，包含：c：0.005～0.1％、si：0.01～2.0％、mn：0.01～1.5％、p：0.05％以下、s：0.005％以下、cr：10～30％、ti：0.01～0.10％、al：0.01～0.15％、n：0.005～0.03％、余量fe及不可避免的雜質(zhì)，對(duì)所述鋼水進(jìn)行鑄造時(shí)，以所述鋼坯的表面溫度為基準(zhǔn)，在1100～1200℃溫度下，將平均冷卻速度控制在5℃/sec以下(0℃/sec除外)。此時(shí)，優(yōu)選地，在對(duì)所述鋼水進(jìn)行鑄造時(shí)，以所述鋼坯的表面溫度為基準(zhǔn)，在1000～1250℃的溫度下，將平均冷卻速度控制在5℃/sec以下(0℃/sec除外)。此時(shí)，將所述鋼水鑄造成鋼坯后，可以進(jìn)一步包括以下步驟：對(duì)所述鋼坯進(jìn)行熱軋，從而獲得熱軋板；以及在450～1080℃的溫度下，對(duì)所述熱軋板進(jìn)行1～60分鐘的熱軋板退火。有益效果本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼材具有非常優(yōu)異的延展性的優(yōu)點(diǎn)。附圖說(shuō)明圖1是對(duì)發(fā)明例1的熱軋板的微細(xì)組織進(jìn)行觀察的掃描式電子顯微鏡(scanningelectronmicroscope，sem)照片。圖2是將圖1的a部分放大觀察的掃描式電子顯微鏡(scanningelectronmicroscope，sem)照片。優(yōu)選實(shí)施方式本發(fā)明人為了提高鐵素體系不銹鋼材的延展性而進(jìn)行了多種分析，結(jié)果獲得了以下知識(shí)和見(jiàn)解。(1)為了提高耐蝕性，通常在鐵素體系不銹鋼材中添加微量的ti，就這種添加ti的鐵素體系不銹鋼材而言，在鐵素體基體內(nèi)不可避免地會(huì)析出大量的ti(cn)，而這種ti(cn)析出物將成為劣化鋼材的延展性的主要原因。(2)另外，ti(cn)析出物由鐵素體基體內(nèi)獨(dú)立地析出的ti(cn)析出物(以下，稱為‘ti(cn)獨(dú)立析出物’)和以煉鋼過(guò)程中結(jié)晶的tin夾雜物作為核而析出的ti(cn)析出物(以下，稱為‘ti(cn)附屬析出物’)構(gòu)成，其中，與ti(cn)獨(dú)立析出物相比，ti(cn)附屬析出物對(duì)延展性的劣化不產(chǎn)生大的影響。(3)因此，作為提高添加有ti的鐵素體系不銹鋼材的延展性的一種方法，可以通過(guò)以下方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，即，盡可能地誘導(dǎo)大量的ti(cn)以tin夾雜物作為核而以附屬析出物的形式析出，由此降低ti(cn)獨(dú)立析出物的數(shù)量。下面，對(duì)本發(fā)明一方面的延展性優(yōu)異的鐵素體系不銹鋼材進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。首先，對(duì)本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼材的優(yōu)選組成進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。事先說(shuō)明，對(duì)于后述的各個(gè)成分的含量，在未特別提及的情況下，均以重量為基準(zhǔn)。c：0.005～0.1％c是對(duì)鋼材強(qiáng)度產(chǎn)生較大影響的元素，當(dāng)c的含量過(guò)多時(shí)，導(dǎo)致鋼材的強(qiáng)度過(guò)度上升，從而降低延展性，因此，限定為0.1％以下。但是，當(dāng)c的含量過(guò)低時(shí)，強(qiáng)度會(huì)過(guò)度降低，因此，可以將c的下限限定為0.005％。si：0.01～2.0％si是煉鋼時(shí)用于鋼水的脫氧和鐵素體的穩(wěn)定化而添加的元素，在本發(fā)明中添加0.01％以上的si。但是，當(dāng)si的含量過(guò)多時(shí)，引起材質(zhì)的硬化而降低鋼的延展性，因此，限定為2.0％以下。mn：0.01～1.5％mn為改善耐蝕性的有效元素，在本發(fā)明中添加0.01％以上，優(yōu)選添加0.5％以上。但是，當(dāng)mn的含量過(guò)多時(shí)，在焊接時(shí)會(huì)使mn類的煙霧劇增，從而降低焊接性，并且由于形成過(guò)量的mns析出物，從而降低鋼的延展性，因此，限定為1.5％以下，優(yōu)選限定為1.0％以下。p：0.05％以下磷為鋼中不可避免地被含有的雜質(zhì)，是酸洗時(shí)引起晶界腐蝕或阻礙熱加工性的主要原因的元素，因此，優(yōu)選將p的含量盡量控制在低的范圍。本發(fā)明中，將所述磷的含量的上限控制在0.05％。s：0.005％以下硫?yàn)殇撝胁豢杀苊獾乇缓械碾s質(zhì)，是偏析到晶界而阻礙熱加工性的主要原因的元素，因此，優(yōu)選將硫的含量盡量控制在低的范圍。在本發(fā)明中，將所述硫的含量的上限控制在0.005％。cr：10～30％鉻是提高鋼的耐蝕性的有效元素，在本發(fā)明中，添加10％以上。但是，當(dāng)cr的含量過(guò)多時(shí)，不僅使制造費(fèi)用劇增，還具有引起晶界腐蝕的問(wèn)題，因此，將cr的含量限定在30％以下。ti：0.05～0.50％鈦是通過(guò)固定碳和氮來(lái)降低鋼中的固溶碳和固溶氮的量，并且是提高鋼的耐蝕性的有效元素，在本發(fā)明中添加0.05％以上，優(yōu)選添加0.1％以上。但是，當(dāng)ti的含量過(guò)多時(shí)，不僅使制造費(fèi)用劇增，還因ti系夾雜物的形成而引起表面缺陷，因此，將ti的含量限定為0.50％以下，優(yōu)選限定為0.30％以下。al：0.01～0.15％鋁為強(qiáng)有力的脫氧劑，起到降低鋼水中的氧含量的作用，在本發(fā)明中添加0.01％以上。但是，當(dāng)al的含量過(guò)多時(shí)，由于非金屬夾雜物的增加而產(chǎn)生冷軋帶鋼的板坯缺陷的同時(shí)還劣化焊接性，因此將al的含量限定為0.15％以下，優(yōu)選限定為0.1％以下。n：0.005～0.03％氮是在熱軋時(shí)析出奧氏體，從而起到促進(jìn)再結(jié)晶的作用的元素，在本發(fā)明中添加0.005％以上。但是，當(dāng)n的含量過(guò)多時(shí)，會(huì)降低鋼的延展性，因此，限定為0.03％以下。本發(fā)明的不銹鋼材，在鐵素體基體中包含3.5×106個(gè)/mm2以下(0個(gè)/mm2除外)的ti(cn)獨(dú)立析出物。如前面所述，ti(cn)析出物由ti(cn)獨(dú)立析出物和以tin夾雜物作為核而析出的ti(cn)附屬析出物構(gòu)成，其中，與ti(cn)獨(dú)立析出物相比，ti(cn)附屬析出物對(duì)延展性的劣化不產(chǎn)生大的影響，因此，在本發(fā)明中，尤其僅控制ti(cn)獨(dú)立析出物的數(shù)量。當(dāng)ti(cn)獨(dú)立析出物的數(shù)量超出上述范圍時(shí)，具有難以確保所期望的延展性的問(wèn)題。如上所述，作為降低ti(cn)獨(dú)立析出物的數(shù)量的一種方法，可以通過(guò)以下來(lái)實(shí)現(xiàn)，即，盡可能地誘導(dǎo)大量的ti(cn)以tin夾雜物作為核析出，根據(jù)本發(fā)明的一具體例，可通過(guò)將由下述式1所定義的p控制為60％以下，從而確保所期望的延展性。[式1]p(％)＝{ns/(ns+nc)}×100(其中，ns表示ti(cn)獨(dú)立析出物的每單位面積的數(shù)量(個(gè)/mm2)，nc表示ti(cn)附屬析出物的每單位面積的數(shù)量(個(gè)/mm2))。另外，本發(fā)明中作為數(shù)量控制的對(duì)象的ti(cn)獨(dú)立析出物可以限定為粒徑為0.01μm以上的ti(cn)獨(dú)立析出物。就粒徑小于0.01μm的ti(cn)獨(dú)立析出物而言，在分析及定量化方面具有限制，對(duì)此可以不作特別考慮。另外，對(duì)ti(cn)獨(dú)立析出物的粒徑上限不進(jìn)行特別的限定，但通常難以形成為粒徑超過(guò)2μm的ti(cn)獨(dú)立析出物，因此，可將其上限限定為2μm。此時(shí)，所述ti(cn)獨(dú)立析出物的平均粒徑優(yōu)選為0.15μm以下。這是因?yàn)楫?dāng)ti(cn)獨(dú)立析出物的平均粒徑超過(guò)0.15μm時(shí)，雖然對(duì)降低ti(cn)獨(dú)立析出物的數(shù)量方面有利，但會(huì)有引起表面缺陷問(wèn)題。在此，平均粒徑是指對(duì)鋼材的一個(gè)截面進(jìn)行觀察而檢測(cè)出的粒子的平均等效圓直徑(equivalentcirculardiameter)。此時(shí)，所述tin夾雜物的平均粒徑優(yōu)選為2μm以上。這是由于平均粒徑為2μm以上的相對(duì)粗大的tin夾雜物有利于用作析出ti(cn)的成核位點(diǎn)。另外，雖然對(duì)tin夾雜物的平均粒徑的上限不進(jìn)行特別限定，但是，當(dāng)tin夾雜物的尺寸過(guò)于粗大時(shí)，會(huì)使tin夾雜物的整體表面積過(guò)度減少，從而會(huì)對(duì)ti(cn)附屬析出物數(shù)量的增加產(chǎn)生不利的影響，因此，可以將其上限限定為20μm。本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼材具有延展性非常優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的一具體例，本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼材的延伸率可以為34％以上?？梢酝ㄟ^(guò)多種方法來(lái)制造以上說(shuō)明的本發(fā)明的鐵素體系不銹鋼材，對(duì)其制造方法不進(jìn)行特別的限定。但是，作為該方法的一具體實(shí)施例，可以通過(guò)以下方法來(lái)制造。下面，對(duì)本發(fā)明的另一方面的延展性優(yōu)異的鐵素體系不銹鋼材的制造方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的一方面的鐵素體系不銹鋼材的制造方法是關(guān)于包括將具有上述組成的鋼水鑄造成鋼坯的步驟的鐵素體系不銹鋼材的制造方法，在本發(fā)明中，為了最大限度地抑制ti(cn)的獨(dú)立析出，具有以下的一個(gè)技術(shù)特征，即，通過(guò)ti、c及n的擴(kuò)散，以tin夾雜物作為核誘導(dǎo)ti(cn)附屬析出物的形成。一般情況下，在鑄造鋼水時(shí)為了提高生產(chǎn)性，對(duì)通過(guò)鑄造而獲得的鋼坯實(shí)施冷卻。但是，本發(fā)明人通過(guò)研究的結(jié)果為，在通常的鋼坯冷卻速度下，形成相對(duì)微細(xì)的tin夾雜物，并引起ti(cn)的隨機(jī)析出，這是大量增加ti(cn)獨(dú)立析出物的原因之一。這推測(cè)為，由于較快地進(jìn)行冷卻，從而限制了合金元素的擴(kuò)散，并且充分地提供核生成能量，從而在多個(gè)位置同時(shí)多發(fā)性地促進(jìn)tin夾雜物及ti(cn)析出物的核生成。另一方面，本發(fā)明在澆鑄所述鋼水時(shí)，以所述鋼坯的表面溫度為基準(zhǔn)，將在1100～1200℃溫度下的平均冷卻速度控制在5℃/sec以下(0℃/sec除外)，優(yōu)選控制在3℃/sec以下(0℃除外)，更優(yōu)選控制在2℃/sec以下(0℃除外)。即，本發(fā)明人將通過(guò)對(duì)1100～1200℃溫度下的鋼坯的平均冷卻速度進(jìn)行適當(dāng)?shù)乜刂疲瑥亩T導(dǎo)盡可能多的ti(cn)以tin夾雜物作為核而析出，以降低ti(cn)獨(dú)立析出物的數(shù)量，并且發(fā)現(xiàn)了在上述條件下對(duì)鋼坯實(shí)施冷卻時(shí)，可以將ti(cn)獨(dú)立析出物的數(shù)量降低至目標(biāo)數(shù)量以下。這推測(cè)為，由于通過(guò)緩慢冷卻，充分確保了合金元素移動(dòng)所需的時(shí)間，因此大量的ti、c及n擴(kuò)散到能量低的tin夾雜物的周圍，從而以tin夾雜物作為核而析出ti(cn)。在本發(fā)明中，雖然對(duì)如上所述的用于控制鋼坯的平均冷卻速度的方法不進(jìn)行特別地限定，例如，可以列舉在連鑄坯上設(shè)置保溫材料等的方法。另外，對(duì)于如上所述的控制平均冷卻速度的方法不進(jìn)行特別的限定，可以采用以下方法，即，在所述的整個(gè)溫度范圍區(qū)間內(nèi)，以一定的冷卻速度緩慢冷卻，或者在上述的溫度區(qū)間內(nèi)的特定溫度下均勻受熱后，以快的冷卻速度急速冷卻。另外，根據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例，將如上所述的進(jìn)行緩慢冷卻的溫度范圍擴(kuò)大至1000～1250℃，從而誘導(dǎo)tin夾雜物的粗大化，由此使得tin夾雜物更容易地用作用于ti(cn)析出的成核位點(diǎn)，從而能夠極大化其效果。根據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例，可以進(jìn)一步包括以下步驟：對(duì)所述鋼坯進(jìn)行熱精軋，從而獲得熱軋板；以及對(duì)所述熱軋板進(jìn)行熱軋板退火。下面，對(duì)各個(gè)工序進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明。熱軋板退火：在450～1080℃溫度下實(shí)施60分鐘以下熱軋板退火是為了進(jìn)一步提高經(jīng)過(guò)熱軋的熱軋板的延展性而實(shí)施的步驟，通過(guò)熱軋板退火能夠誘導(dǎo)ti(cn)獨(dú)立析出物的再溶解和再溶解的合金元素的擴(kuò)散，從而能夠進(jìn)一步降低ti(cn)獨(dú)立析出物的數(shù)量。為此，需要在450℃以上的退火溫度下實(shí)施。但是，當(dāng)退火溫度超過(guò)1080℃或退火時(shí)間超過(guò)60分鐘時(shí)，會(huì)引起ti(cn)附屬析出物的再溶解，反而導(dǎo)致其效果的降低。另外，對(duì)退火時(shí)間的下限不需要進(jìn)行特別的限定，但為了獲得充分的效果，優(yōu)選實(shí)施1分鐘以上。當(dāng)按照上述方式控制制造條件時(shí)，對(duì)于除此之外沒(méi)有進(jìn)行特別限定的條件，可以基于常規(guī)的鐵素體系不銹鋼板的制造條件來(lái)實(shí)施。此外，也可以通過(guò)對(duì)所述經(jīng)過(guò)退火的熱軋板進(jìn)行冷軋及冷軋板退火來(lái)制成冷軋鋼板。下面，將通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。但是，需要注意的是，下述實(shí)施例僅僅是為了例示本發(fā)明并使其具體化，并不是用于限定本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍。這是因?yàn)?，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍是由權(quán)利要求中記載的內(nèi)容和由此合理地推導(dǎo)出的內(nèi)容所決定的。具體實(shí)施方式準(zhǔn)備具有下述表1的組成的鋼水后，按照表2中記載的條件進(jìn)行等速鑄造，從而制造鋼坯，將制得的鋼坯進(jìn)行熱軋及熱軋板退火，從而獲得熱軋板。表1中記載的各個(gè)元素的含量表示重量％，表2中記載的鋼坯的冷卻速度表示在1100～1200℃的溫度范圍內(nèi)，以鋼坯表面溫度為基準(zhǔn)來(lái)測(cè)量的平均冷卻速度。表1鋼種csimnpscrtialna0.0120.250.160.0310.00311.00.150.0400.012b0.0150.350.80.0250.00212.00.210.0320.015表2之后，使用透射電子顯微鏡(transmissionelectronmicroscope，tem)對(duì)制得的各個(gè)冷軋板拍攝照片，并通過(guò)圖像分析器(imageanalyzer)來(lái)測(cè)量粒徑為0.01μm以上的ti(cn)獨(dú)立析出物的數(shù)量及數(shù)量比(p)。此外，對(duì)于所述冷軋板的軋制方向，以90℃方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，根據(jù)jis13b規(guī)格來(lái)選取試片，并測(cè)量該試片的延伸率。其結(jié)果表示在下述表3中。表3參見(jiàn)表3可知，就滿足本發(fā)明所提出的所有條件的發(fā)明例1～3而言，ti(cn)獨(dú)立析出物的數(shù)量被控制為3.5×106個(gè)/mm2以下，從而能夠確保延伸率為34％以上的優(yōu)異的延展性。另一方面，就比較例1和比較例2而言，鋼坯的冷卻進(jìn)行的相對(duì)快，形成了過(guò)多ti(cn)獨(dú)立析出物，從而導(dǎo)致延展性的劣化。另外，圖1是對(duì)發(fā)明例1的熱軋板的微細(xì)組織進(jìn)行觀察的掃描式電子顯微鏡(scanningelectronmicroscope，sem)照片，圖2是對(duì)圖1的a區(qū)域進(jìn)行放大觀察的掃描式電子顯微鏡(scanningelectronmicroscope，sem)照片。在圖1中位于a區(qū)域中間的是相當(dāng)于在煉鋼過(guò)程中結(jié)晶的tin夾雜物，參見(jiàn)將其放大后觀察的圖2，可以通過(guò)肉眼確認(rèn)到，以所述tin夾雜物作為核而析出了大量的ti(cn)。當(dāng)前第1頁(yè)12