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合金元素對低鎳沃斯田鐵系邊裂之影響 謝尚錡* Effect of Alloying Elements on Edge Cracks of Low Nickel Austenitic Stainless Steels Shang-Chi Hsieh 摘 要 本文旨在探討各合金元素對低鎳沃斯田鐵系不銹鋼(200系) 熱加工性之影響。由於廠內已開發一系列200系鋼種，且於熱軋製程時有邊裂缺陷產生，經統計以及缺陷微觀分析其原因，概括而言分為幾點成因：(1)S含量在晶界偏析使晶界脆化，導致鋼料熱延性降低(2)熱加工性指數過高WT=Mn*Cr/Ni (3)δ-ferrite殘留量過高，使得γ/δ界面應力集中產生邊裂缺陷 (4)Cu/Ni偏高造成Cu於表面濃化(5) Sn、Sb、As含量會導致銅之固溶度降低，進而影響熱延性。(6) Si、B元素之適量添加，有助於提高熱延性。 關鍵字：熱加工性、沃斯田鐵系、邊裂 ABSTRACT The effect of alloying elements on the hot ductility of low nickel austenitic stainless steels were investigated. Since YUSCO has developed series of 200 and the series have edge cracks during hot steckel mill. Some reasons are found after statistics and the defect microstructcre analysis. These reasons are as following: (1). The S content in grain boundary segregation makes embrittlement and material hot ductility lower. (2). The high Hot workability index, WT=Mn*Cr/Ni. (3). The high residue of δ-ferrite makes the r/δinferface stress centralized and causes edge cracks.(4). The high Cu/Ni causes Cu condensed on the surface. (5). The content of Sn, Sb, As causes solid solution degree of copper decreases and effects the hot ductility. (6). The proper adding of elements Si and B helps to increase the hot ductility. Key Words：hot ductility、austenitic 、edge cracks Ⅰ.前 言 隨著鎳價居高不下，近來國際低鎳系不銹鋼材發展加快，預料未來需求量都將進一步增加。而廠內在發展200系鋼種已有一段時日，但由於200系鋼種因以Mn來取代Ni，且Cr含量較低，故耐蝕性及加工性仍有待突破。本文將針對合金元素於200系熱軋鋼捲產出後，對邊裂缺陷之影響。 Ⅱ.原 理 2-1. S元素 S元素主要功能是改善其切削性，但過量會在晶界偏析使晶界脆化，導致鋼料熱延性降低6。 2-2. WT指數 Mn是沃斯田鐵形成元素，為了補充Ni減少的量所必須之元素，如果不滿6.0%則無法得到沃斯田鐵單相組織。但是添加量如過多，會使耐高溫氧化性劣化，同時使製品鋼板的延性降低，從加工面來考量並不好。 Cr賦予沃斯田鐵系不銹鋼有充分的耐蝕性，但添加過量會因析出σ相等脆化相而降低韌性及耐蝕性。 Ni是沃斯田鐵形成元素，可提高耐蝕性、成形性及韌性。從降低製造成本目的來考量，一般限定在4.0 %以下。 而熱加工性指數(WT)＝Mn*Cr/Ni，當WT值愈高，則邊裂比例有愈高之趨勢。適用於廠內20200(1%Ni，0.1%N)鋼種，WT值一般限定在105以下5。 2-3. δ-ferrite 200系不銹鋼在高溫加工存在之δ相，其含量主要由肥粒鐵生成指標Delong值(Delong=3.49*(Cr+Mo+1.5Si)