專利名稱：：改進(jìn)抗菌性能的不銹鋼及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及改進(jìn)抗菌性能的不銹鋼及其制備方法。由SUS304表示的不銹鋼已被廣泛地用于廚房設(shè)備或者醫(yī)院使用的器械，建筑物的內(nèi)部設(shè)施，再如公共汽車，電車等公共交通工具中使用的把手，門把。可是，由于醫(yī)院內(nèi)金黃色葡萄球菌的感染帶來了嚴(yán)重問題的今天，人們一直渴望采用一種具有抗菌性能，而不必要定期進(jìn)行消毒的材料。日本特許公開8-53738和8-225895披露用一種有機(jī)薄膜或者抗菌涂膜來獲得抗菌性能。然而，這種抗菌膜的缺點是，由于該膜或者涂層的消耗其抗菌作用消失。另外，這種消失了抗菌作用的薄膜，相反會起到營養(yǎng)源的作用，促使細(xì)菌的繁殖。具有抗菌性組分的復(fù)合平面層對底物的粘著性差，從而涂覆的底物工作性能不佳。由于該平面層溶解，刮傷以及使得其外觀和抗菌性變得越來越差。已知如銀或者銅等金屬顯示出有效的抗菌作用。然而銀昂貴，而且不適合在腐蝕的環(huán)境下使用之。另外，銅不價格低廉，而且能作為有效的抗菌劑。因此，已經(jīng)有人向不銹鋼中加入銅，使用這種抗菌作用的材料。本發(fā)明人經(jīng)刻苦鉆研，評價銅在改進(jìn)抗菌性能方面的效果，并發(fā)明在不銹鋼的表面中增加銅的濃度，來加大抗菌作用。這一結(jié)果已披露在日本特許公開6-209121和7-55069中。本發(fā)明的目的在于進(jìn)一步提高銅的這種作用，從而完成本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于經(jīng)過以適當(dāng)?shù)谋壤?，沉淀主要由銅組成的二級相(此后成富-銅相)使不銹鋼具有優(yōu)良的抗菌性。按照本發(fā)明所述的不銹鋼，它含有0.4-5.0重量％銅，并具有富-銅相以0.2容積％或更高的比例分散在基質(zhì)中的結(jié)構(gòu)。經(jīng)過加熱處理，如老化或者韌化沉淀富-銅相，其熱處理溫度與不銹鋼的種類，如鐵素體不銹鋼，奧氏體不銹鋼或者馬氏體不銹鋼等有關(guān)。鐵素體不銹鋼的組分包括少于等于0.1重量％的C，少于等于2重量％的Si，少于等于2重量％的Mn，10-30重量％的Cr，0.4-3重量％的Cu，選擇性地加入0.02-1重量％的Nb和/或Ti，以及平衡量的鐵。這種不銹鋼可以進(jìn)一步含有至少一種最高達(dá)3重量％的Mo，1重量％的Al，1重量％的Zr，1重量％的V，0.05重量％的B，以及0.05重量％的稀土金屬(REM)。當(dāng)這種鐵素體不銹鋼在500-800攝氏度老化(AGE)時，富-銅相以0.2或更高的容積％沉淀。老化處理后，在冷軋該不銹鋼，最后在韌化之。奧氏體不銹鋼的組分包括少于等于0.1重量％的C，少于等于2重量％的Si，少于等于5重量％的Mn，10-30重量％的Cr，5-15重量％的Ni，1.0-5.0重量％的Cu，選擇性加入0.02-1重量％Nb，和/或Ti，平衡量基本上為鐵。這種不銹鋼也可以進(jìn)一步含有一種或多種最高達(dá)3重量％的Mo，1重量％的Al，1重量％Zr，1重量％的V，0.05重量％的B和0.05重量％的稀土金屬(REM)。當(dāng)這種奧氏體不銹鋼在500-900℃至少進(jìn)行一次熱處理時，富-銅相以0.2或更高的容積％沉淀，這種熱處理可在熱軋到最終產(chǎn)品形成的任何價段進(jìn)行。馬氏體不銹鋼的組分包括少于等于0.8重量％的C，少于等于3重量％的Si，10-20重量％的Cr，0.4-5.0重量％的Cu以及平衡量基本為鐵。這種不銹鋼可以進(jìn)一步含有一種或兩種最高達(dá)4重量％的Mo，和1重量％的V。在這種情況下，富-銅相可以經(jīng)過分批韌化沉淀，其中在500-900攝氏度下，加熱熱扎鋼板1小時或者更長時間。然后也可冷軋該鋼板，最后在700-900攝氏度下韌化之。附圖1透射電鏡觀察到的，在800攝氏度下，老化1小時后的，含銅鐵素體不銹鋼的金相圖。一般不銹鋼具有優(yōu)良的抗腐蝕性能，正是因為它被覆蓋了一層主要由Cr組成的氫氧化物層(所謂鈍性膜)。本發(fā)明人檢測到含有效抗菌作用銅的，鐵素體不銹鋼表面上形成的，鈍性膜內(nèi)包含的銅的濃度。并用金黃色葡萄球菌液體來檢測它的抗菌性。本發(fā)明人注意到雖然經(jīng)向不銹鋼內(nèi)另外加入銅來改善抗菌性，但是僅僅靠在不銹鋼中溶解一些銅，該抗菌作用和穩(wěn)定性有時不理想。本發(fā)明人進(jìn)一步研究銅的作用，發(fā)現(xiàn)如圖1所示的富-銅相(Cu-richphase)的沉淀能有效地改善其抗菌作用。當(dāng)加入不銹鋼的銅部分沉淀成所示的0.2容積％或更大的比例的富-銅相時，其抗菌性明顯增強(qiáng)。富-銅相也可以具有f.c.c.或者h(yuǎn).c.p.結(jié)構(gòu)。經(jīng)等溫加熱處理，如在一定范圍的溫度內(nèi)老化，可以沉淀出富-銅相，或者在盡可能長的時間，和沉淀溫度范圍內(nèi)慢慢地冷卻，也可以沉淀出富-銅相。因此，本發(fā)明人進(jìn)一步研究熱處理對于富-銅相沉淀比例的影響。結(jié)果顯示，按照不同種類的不銹鋼，在不同的條件下，能促進(jìn)富-銅相的沉淀，其結(jié)果如下。對于鐵素體不銹鋼，經(jīng)過500-800攝氏度，老化，最后韌化該不銹鋼促進(jìn)富-銅相的沉淀。對于奧氏體不銹鋼，經(jīng)過500-900攝氏度，老化，最后韌化該不銹鋼促進(jìn)富-銅相的沉淀。對于馬氏體不銹鋼，經(jīng)批量韌化處理，其中含銅的馬氏體不銹鋼在500-900攝氏度下加熱，最后韌化，來促進(jìn)富-銅相的沉淀。盡管冷軋馬氏體不銹鋼后再與700-900攝氏度下連續(xù)成批韌化之，其抗菌作用還不降低。經(jīng)過加入其它組分，如Ti或Nb，整個不銹鋼基質(zhì)中富-銅相的分散會變的更均勻，使得很容易形成碳氮化物或沉淀物。由于這種碳氮化物或沉淀物對于富-銅相起沉淀部位的作用，故所述的富-銅相呈細(xì)微沉淀物形式均勻地沉積在基質(zhì)中。結(jié)果是，該不銹鋼的抗菌作用以及產(chǎn)量進(jìn)一步得以改進(jìn)。鐵素體不銹鋼本發(fā)明之鐵素體不銹鋼的合金成分和含量在以下的描述中明顯可見端倪。C能改進(jìn)鐵素體不銹鋼的強(qiáng)度。C作為合金成分能有效地促進(jìn)富-銅相均勻的分散，這也是由于形成了碳化鉻的緣故。然而，加入量超過0.1重量％的C就會降低產(chǎn)量和耐腐蝕性。Si作為合金成分可有效地改善耐腐蝕性和強(qiáng)度，但是加入量超過2重量％會降低產(chǎn)量。Mn作為合金成分可有效地改善產(chǎn)量，并穩(wěn)定以MnS形式存在的有害的S。然而，Mn的加入量超過2重量％會降低耐腐蝕性。Cr為基本的合金成分，它維持鐵素體不銹鋼的耐腐蝕性能。而Cr含量在10重量％或更多時可保持耐腐蝕性能。但Cr含量超過30重量％會降低產(chǎn)量。按照本發(fā)明之鐵素體不銹鋼，銅是最重要的成分。為了保持優(yōu)良的抗菌性能，必須沉淀出0.2容積％或更大比例的富-銅相。以所述比例沉淀的富-銅相要求銅的加入量為0.4重量％或者更多。而銅的數(shù)量應(yīng)當(dāng)控制在少于3重量％的范圍。銅量超標(biāo)會引起產(chǎn)量降低，耐腐蝕性差。雖然對富-銅相沉淀物的大小無限制，但是，優(yōu)選的是，富-銅相以細(xì)微的沉淀物形式均勻地沉積分散在基質(zhì)中，以使抗菌性均勻地呈現(xiàn)與產(chǎn)品的全部表面之上。Nb和Ti為可選擇的加入鐵素體不銹鋼內(nèi)的合金成分。它們形成沉淀物對于均勻沉淀富-銅相起種子的作用。這種作用很明顯，當(dāng)這種不銹鋼中Nb和/或Ti的含量為0.02重量％或更高時，Nb和Ti的含量應(yīng)當(dāng)限制為少于1重量％，因為超過這一數(shù)量會降低產(chǎn)量和使用性。Mo為耐腐蝕性和強(qiáng)度效果上可選擇的合金成分。但Mo的加入量超過3重量％會降低不銹鋼的產(chǎn)量和使用性。Al是增加耐腐蝕性的可選擇的合金成分。但，其加入量超過1重量％會降低不銹鋼的產(chǎn)量和使用性。Zr這種合金成分，加入到不銹鋼內(nèi)是偶爾需要，其作用是形成碳氮化物以增加強(qiáng)度。然而，Zr的加入量超過1重量％會降低不銹鋼的產(chǎn)量或者使用性。V與Zr相同都是可選擇的合金成分。但是V的加入量超過1重量％會使得不銹鋼的產(chǎn)量或者使用性變得一團(tuán)糟。B是可選擇的合金成分，它的作用在于改進(jìn)熱加工性。但是，B的加入量超過0.05重量％會引起熱加工性降低。REM也是可選擇的合金成分，它與B具有相同的作用。可是，相反REM的加入量超過0.05重量％會降低熱加工性。老化處理500-800攝氏度當(dāng)具有特定成分的鐵素體不銹鋼在500-800攝氏度下老化時，富-銅相有效地沉淀出。在相對低溫老化該不銹鋼時，溶于基質(zhì)內(nèi)的銅的比例較低，而溫度太低老化會使阻礙各個成分在基質(zhì)中的分散，降低沉淀比率。本發(fā)明人研究了在各種溫度條件下，老化處理對抗菌性的效果，得出結(jié)論是溫度范圍為500-800攝氏度在工業(yè)上沉淀富-銅相效果最佳。奧氏體不銹鋼根據(jù)本發(fā)明，以下將詳細(xì)描述奧氏體不銹鋼內(nèi)的合金成分和含量。C為合金成分，它形成碳化鉻，起到富-銅相沉淀部位的作用，從而均勻地分散細(xì)微的富-銅相沉淀物。然而，C的加入量大于0.1重量％會降低產(chǎn)量和耐腐蝕性。合金成分Si的作用為改善耐腐蝕性和抗菌性。但是，Si的加入量大于2重量％產(chǎn)量會降低。合金成分Mn的作用是改善產(chǎn)量(productivity)以及穩(wěn)定不銹鋼內(nèi)MnS的S的有害作用。另外，MnS起富-銅相沉淀部位的作用，結(jié)果為慢慢地沉淀富-銅相。然而，Mn的加入量大于5重量％會降低耐腐蝕性。Cr為基本的合金成分，它能確保奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性能。Cr的加入量必須為10重量％或者更高，其目的是要獲得足夠的耐腐蝕性。但是，Cr的加入量大于30重量％會降低產(chǎn)量和使用性。Ni是穩(wěn)定奧氏體相必要的合金成分。但Ni的加入量過大會浪費大量的昂貴的Ni。不銹鋼的成本會加大。因此，Ni的用量應(yīng)控制在少于15重量％。銅是本發(fā)明的奧氏體不銹鋼內(nèi)的最重要的組分。為了獲得足夠的抗菌作用，富-銅相的沉淀比率應(yīng)當(dāng)為0.2容積％或者更高。所述的奧氏體不銹鋼內(nèi)的沉淀必須要求銅的加入量大于1.0重量％。而銅的加入量大于5重量％會降低產(chǎn)量和使用性以及耐腐蝕性。對于富-銅相沉淀物的大小沒有限制。但優(yōu)選為在表層和內(nèi)部沉淀的富-銅相要適當(dāng)?shù)姆稚⒑头植迹允沟每咕阅芫鶆虻胤植荚诓讳P鋼產(chǎn)物的全部表面，并且盡管在表層進(jìn)行拋光后，也保持足夠抗菌作用。Nb形成基質(zhì)內(nèi)分散的碳化物，氮化物和/或碳氮化物。這些沉淀物有效地促進(jìn)基質(zhì)內(nèi)富-銅相之細(xì)微的均勻的分散，因為富-銅相可能圍繞著沉淀物進(jìn)行沉淀。Nb加入量超量會降低產(chǎn)量和使用性。因此不銹鋼內(nèi)的Nb的含量優(yōu)選控制在0.02-1重量％的范圍內(nèi)。Ti具有與Nb相同的作用。因為過量加入Ti會降低產(chǎn)量或使用性，在得到的產(chǎn)品的表面上會容易形成刮痕。因此，不銹鋼內(nèi)Ti的加入量優(yōu)選控制在0.02-1重量％的范圍內(nèi)。Mo為改善耐腐蝕性作用的可選擇的合金成分。Mo形成金屬間化合物，例如鉬化鐵(Fe2Mo)，它也起到富-銅相的沉淀部位的作用。Mo和含Mo化合物也有改善抗菌性的作用。Mo的加入量大于3重量％會降低產(chǎn)量和使用性。Al為改進(jìn)耐腐蝕性以及精致的沉淀富-銅相可選擇的合金組分。Al的加入量大于1重量％會降低產(chǎn)量或者使用性。因此，如果不銹鋼加入A1，則加入量要少于1重量％。Zr也是一種可選擇的合金組分，它形成碳氮化物，有效地細(xì)致沉淀富-銅相。Zr的加入量大于1重量％會降低產(chǎn)量或者使用性。V也是一種可選擇的合金組分，它與Zr一樣形成碳氮化物，從而有利于富-銅相的細(xì)致的沉淀。但是，V的加入量大于1重量％則會降低產(chǎn)量或者使用性。B為改善熱加工性和形成均勻分散于基質(zhì)中心沉淀之可選擇的合金組分。B的加入量超過0.05重量％會降低熱加工性。REM為選擇性合金組分。當(dāng)向不銹鋼中適量地加入REM，可以改善不銹鋼的熱加工性。REM形成沉淀物，有利于富-銅相的精細(xì)沉淀，并均勻地分散在基質(zhì)內(nèi)。然而REM的加入量超過0.05重量％會降低熱加工性。當(dāng)均勻重要特定組分的奧氏體不銹鋼在500-900攝氏度加熱處理時，富-銅相在基質(zhì)內(nèi)以0.2容積％或者更大的比率有效地沉淀出來。隨著加熱溫度變得相對較低，也降低溶于基質(zhì)內(nèi)的銅的比例，同時增加富-銅相的沉淀比例。太低的溫度加熱會妨礙不銹鋼內(nèi)的各個組分的分散，降低沉淀比例。對在各種不同的溫度條件下，老化處理對抗菌性的作用研究表明，對于工業(yè)化生產(chǎn)來說，溫度為500-900攝氏度下一小時或更長一些的老化處理最好。在不銹鋼的生產(chǎn)工序中，從熱軋一直到最終產(chǎn)品形成的任何階段，都可以進(jìn)行老化處理。馬氏體不銹鋼以下詳細(xì)描述本發(fā)明之馬氏體不銹鋼的合金組分以及含量。C為一種合金組分，它有效地改善淬火-回火馬氏體不銹鋼的強(qiáng)度。C形成碳化鉻，它起富-銅相的沉淀部位作用，從而在基質(zhì)中均勻地分散細(xì)小的富-銅相沉淀物。C的加入量超過0.8重量％會降低耐腐蝕性或者韌性。Si是起脫氧劑作用的合金組分，其作用為改善耐回火軟化和抗菌性能。最高可達(dá)3.0重量％的Si能增加這些作用，但是Si的加入量超過3重量％也不會增加這一效果。Cr馬氏體不銹鋼的耐腐蝕性所必要的合金組分。Cr的含量應(yīng)控制在10重量％以上，以確保使用要求的耐腐蝕性。但是，Cr的加入量超過20重量％會降低淬火鋼的硬度，并由于粗糙的共晶碳化物的形成而引起其使用性和韌性變差。按照本發(fā)明，銅是馬氏體不銹鋼最這一的組分。為了足夠的抗菌性，富-銅相應(yīng)當(dāng)以大于0.2容積％的比例沉淀。所述的馬氏體不銹鋼的沉淀必須要加入大于0.4重量％的銅。但，加入量大于5.0重量％會降低產(chǎn)量，使用性以及耐腐蝕性。對于富-銅相沉淀物的大小無限制。但是優(yōu)選是在其表面和內(nèi)部適當(dāng)?shù)胤稚⒑头植几?銅相，以使得在不銹鋼產(chǎn)品的全部表面顯示出均勻的抗菌性，并盡管在其表面拋光的情況下，也保持足夠的抗菌性能。Mo是可選擇的合金組分，它有效地改善耐腐蝕性能。Mo形成例如鉬化鐵等金屬間化合物，它起到沉淀部位的作用，使富-銅相能夠沉淀。另外Mo和含Mo化合物能有效地改善抗菌性能。但，Mo的加入量超過4重量％會降低產(chǎn)量和使用性?？蛇x擇的合金成分V形成碳化物，它起到沉淀部位的作用，使富-銅相能夠沉淀。碳化物的形成有效地改善了耐磨性和耐回火軟化的性能。然而，V的加入量超過1重量％會降低產(chǎn)量和使用性。馬氏體不銹鋼可以進(jìn)一步含有一或多種最高達(dá)0.5重量％Nb，1.0重量％的Ti和Ta或者0.3重量％的Zr，以能夠形成在低溫韌性中有效的精細(xì)的結(jié)晶顆粒，以及最高達(dá)1.0重量％Al和2.0重量％的W，以改善耐回火軟化性能，和最高達(dá)2.0重量％的能有效改善強(qiáng)度和韌性的Ni，以及0.01重量％的，能改進(jìn)熱加工性的B。當(dāng)分批退火含特定組分的馬氏體不銹鋼時，在基質(zhì)內(nèi)沉淀富-銅相。隨著退火溫度的降低，溶于基質(zhì)內(nèi)的銅的比例越變越少。但是，溫度太低會阻礙合金組分在不銹鋼中的分散，相反，沉淀比例降低。本發(fā)明人研究退火條件對抗菌性的影響，發(fā)現(xiàn)工業(yè)上，最有效的抗菌性能在500-900攝氏度的退火溫度范圍內(nèi)。退火應(yīng)當(dāng)在至少一小時連續(xù)進(jìn)行。在退火熱扎鋼板過程中，最后退火溫度為700-900攝氏度，沉淀在基質(zhì)中的富-銅相會增加，但不降低數(shù)量。不銹鋼板也可以在700-900攝氏度的范圍內(nèi)在中間退火，但是根據(jù)本發(fā)明該方法基本上包括一個冷軋步驟和一個退火步驟。實施例1將如表1和2所述的，具有不同組成的鐵素體不銹鋼熔于30公斤的真空燒結(jié)爐內(nèi)，鍛造，熱軋然后退火。得到的熱軋鋼板反復(fù)冷軋和退火，最后形成厚度為0.5-1.0mm的退火冷軋鋼板。將用這種方法得到的鋼板進(jìn)一步進(jìn)行1小時老化處理。用透射電子顯微鏡(TEM)觀察由這種鋼板制備的試驗片段。例如如圖1所示的，檢測在800攝氏度老化1小時的，K4鋼板試驗片段而得到的薄膜樣品，其富-銅相均勻和精細(xì)的分散情況，并發(fā)現(xiàn)其優(yōu)良的抗菌性能，以及不銹鋼均勻的富-銅相均勻分散的結(jié)構(gòu)。用顯微鏡觀察定量測定富-銅相的沉淀。按如下方法檢測可抗菌性1.試驗微生物大腸桿菌IFO3301金黃色葡萄球菌IFO127322.細(xì)胞懸液的制備每一種試驗細(xì)菌在營養(yǎng)培養(yǎng)基(EikenChemicalCo.，Ltd生產(chǎn))上，35攝氏度下振搖培養(yǎng)16-20小時。接種后，培養(yǎng)物用磷酸緩沖液稀釋20,000倍，用作試驗用細(xì)胞懸液。3.試驗步驟將1毫升細(xì)胞懸液滴在每一個樣品(5X5CM)表面上，25攝氏度下培養(yǎng)。培養(yǎng)24小時后計數(shù)每個樣品可見細(xì)胞數(shù)。在一個皮氏培養(yǎng)皿(Petridish)上滴加1毫升細(xì)胞懸液以相同的方式作為對照。4.可見細(xì)胞計數(shù)用9毫升SCDLP(Soybean-CaseinDigestBrothwithLecithinandPolysorbate)培養(yǎng)基(NihonPharmaceuticalCo.Ltd生產(chǎn))沖洗樣品和對照樣品。用平板法(35攝氏度48小時培養(yǎng))及平板計數(shù)明膠(EikenChemicalCo.，Ltd生產(chǎn))計數(shù)沖洗的可見細(xì)胞。從每一沖洗液數(shù)目中計算每一個樣品和對照樣品的可見細(xì)胞數(shù)目。評價檢測結(jié)果，并按照如下分類雙圈標(biāo)記表示未見活細(xì)菌，單圈標(biāo)記表示與參考值相比，滅菌達(dá)95％，三角標(biāo)記表示滅菌達(dá)60-90％，而X表示滅菌不超過60％。與富-銅相沉淀一起的評價見表1和表2。表2鐵素體不銹鋼的組份和老化處理對富-銅相沉淀比例以及抗菌性的作用(比較例)</tables>從表1可見含有大于0.4重量％的銅，以及按大于0.2V0L％的比例沉淀在基質(zhì)內(nèi)的富-銅相結(jié)構(gòu)之鐵素體不銹鋼顯示出優(yōu)良的抗菌性能。另一方面，表2中的K14和K16試驗片段含有銅，但含量不超過0.4重量％，它具有以較小比例沉淀的富-銅相，這些片段的抗菌性不佳。因為試驗片段K1和K2含有幾乎相同量的銅，但并沒有為了沉淀富-銅相作老化處理，可見其抗菌性稍有改進(jìn)，但還不夠。但不銹鋼中的銅含量大于0.4％，隨著老化溫度的變化，抗菌性也在變化。簡言之，400攝氏度老化K3片段或者900攝氏度老化K4片段其富-銅相沉淀不超過0.2容積％，并且都顯示出較差的抗菌性。試驗片段K17和K18在本發(fā)明定義內(nèi)的溫度范圍老化處理，也顯示較差的抗菌性，因為這些不銹鋼內(nèi)的銅含量不足。實施例2將如表3所述的，具有不同組成的奧氏體不銹鋼熔于30公斤的真空溶化爐內(nèi)，鍛造，熱軋，退火然后老化。經(jīng)這種方法得到的熱軋鋼板方法冷軋，退火，最后產(chǎn)生出退火冷軋鋼板為0.7mm厚。在最后退火之后，老化熱軋后沒老化的鋼板。熱軋或者最后退火后，連續(xù)老化處理100小時。用透射電鏡觀察由這些鋼板得到的試驗片段，定量測定富-銅相的沉淀。測試其抗菌性，以實施例1相同的方法評價之。表3示出富-銅相沉淀的每一種評價結(jié)果?？梢娫囼炂涡蛱?-13的任何片段都含有1.0重量％或更多的銅，以及以0.2容積％或更大比例沉淀的富-銅相，它顯示優(yōu)良的抗菌性。另外，試驗片段18沒有進(jìn)行老化處理，但是它含有大于1.0重量％的銅，其沉淀的富-銅相比例為少于0.2容積％，其抗菌性不好。當(dāng)不銹鋼在低于500攝氏度或高于900攝氏度的溫度下老化時，富-銅相的沉淀會降低到0.2容積％以下，如片段15-17所示。這種結(jié)果表示要改善抗菌性必須保證銅含量要大于1.0重量％，富-銅相的沉淀比例要大于0.2容積％。另外也可以看到為了增加富-銅相的沉淀使之大于0.2容積％，老化處理的溫度必須是500-900攝氏度。>實施例3將如表4所示組分的每一種馬氏體不銹鋼熔于30公斤真空溶解爐內(nèi)，鍛造，熱軋。經(jīng)這種方法得到的熱軋鋼板，在500-900攝氏度退火，同時在1小時或者更長的時間變化各種加熱時間。此后，將退火后的鋼板冷軋成為1.5mm厚的鋼板并連續(xù)在700-900攝氏度，10分鐘或者稍短些的時間內(nèi)最后退火。在表4內(nèi)，A組表示按照本發(fā)明之含大于0.4重量％銅的不銹鋼，而B組表示含銅量少于0.4重量％的不銹鋼。表4實施例3中使用的馬氏體不銹鋼的組成</tables>用透射電鏡觀察每一種鋼板的試驗片段，定量測定富-銅相的沉淀。并以實施例1相同的方法檢測和評估每一試驗片段的抗菌性能。表5示出具有富-銅相沉淀的評價結(jié)果?？梢娫囼炂涡蛱?-11(A組)的任何片段都顯示優(yōu)良的抗菌性，因為不銹鋼含有0.4重量％或更多的銅，以0.2容積％或更大比例沉淀的富-銅相。另外，具有所示的低含量銅的B組鋼板的抗菌性不佳，因為在500-900攝氏度給熱軋鋼板退火時，富-銅相沉淀比例少于0.2容積％。當(dāng)退火溫度低于500攝氏度或者高于900攝氏度，富-銅相沉淀比例少于0.2容積％，結(jié)果是不管其銅的含量，其抗菌性不好。表5熱軋鋼板退火溫度對富-銅相沉淀和抗菌性的作用</tables>表6示出按照本發(fā)明最后退火的不銹鋼板中沉淀的富-銅相比例與評價抗菌性之間的關(guān)系?？梢婁摪逶跓彳垹顟B(tài)下在500-900攝氏度退火后，又在700-900攝氏度最后對含有大于0.4重量％銅的鋼板退火時，富-銅相有效地保持抗菌性的耐久性。另外，即使是熱軋鋼板已經(jīng)在500-900攝氏度下退火了，其含有少于0.4重量％(表7中B1-6)的銅的鋼板，連續(xù)在700-900攝氏度下退火，其富-銅相的沉淀也少于0.2容積％，結(jié)果表現(xiàn)出抗菌性能差，因為這種鋼板內(nèi)銅含量低。當(dāng)鋼板含有足夠的銅(表7內(nèi)的A4，7和8)時，對熱軋鋼板的退火溫度低于500攝氏度，或者高于900攝氏度，最后在700-900攝氏度下退火的鋼板內(nèi)的富-銅相的沉淀也不會達(dá)到0.2容積％，結(jié)果會出現(xiàn)抗菌性能差，這是因為最后退火是連續(xù)的但是時間短。用SEM-EDX觀察經(jīng)過750攝氏度退火熱軋鋼板A46小時，再冷軋，然后在750攝氏度下再退火而得到的一個試驗片段。其金相結(jié)構(gòu)為富-銅相均勻精致地分散在基質(zhì)內(nèi)。具有這種結(jié)構(gòu)的不銹鋼表現(xiàn)出優(yōu)良的抗菌性。表6退火后冷軋馬氏體不銹鋼的抗菌性評價(本發(fā)明)</tables>表7退火后冷軋馬氏體不銹鋼板的抗菌性的評價(比較例根據(jù)本發(fā)明所述，經(jīng)過控制鋼材料內(nèi)銅的含量以及基質(zhì)內(nèi)富-銅相的沉淀比例，能很好地改善不銹鋼的抗菌性能。由于抗菌性來自材料本身，所以不銹鋼可以長期保持這種抗菌性。結(jié)果是，這種不銹鋼材料在各種領(lǐng)域具有廣泛的用途，例如滿足衛(wèi)生環(huán)境下使用的要求，如廚具，醫(yī)院設(shè)備或者器械，建筑物內(nèi)部，以及如公共汽車或電車等運(yùn)輸工具的把手等等有許多人容易接觸的裝置等。權(quán)利要求1.一種具有優(yōu)良抗菌性能的不銹鋼，它含有0.4-5.0重量％的Cu，并具有主要由以基質(zhì)內(nèi)大于0.2容積％的比例沉淀的Cu組成的二級相的結(jié)構(gòu)。2.一種制備具有優(yōu)良抗菌性能的不銹鋼之方法，包括如下步驟采用含有0.4-5.0重量％Cu的不銹鋼，在500-900攝氏度下加熱所述的不銹鋼以足夠的時間，使得沉淀出具有主要由以基質(zhì)內(nèi)大于0.2容積％的比例Cu組成的二級相。3.一種具有優(yōu)良抗菌性能的鐵素體不銹鋼，它由如下組分構(gòu)成少于0.1重量％的C，少于2重量％的Si，少于2重量％的Mn，10-30重量％的Cr，0.4-3重量％的Cu，以及平衡量基本為鐵，并具有主要由以基質(zhì)內(nèi)大于0.2容積％的比例沉淀的Cu組成的二級相的結(jié)構(gòu)。4.如權(quán)利要求3所述的鐵素體不銹鋼進(jìn)一步含有0.02-1重量％的Nb和/或Ti。5.如權(quán)利要求3或者4所述的鐵素體不銹鋼，它進(jìn)一步含有至少一種最高達(dá)3重量％的Mo，1重量％的Al，1重量％的Zr，1重量％的V，0.05重量％的B以及0.05重量的稀土金屬。6.一種制備具有優(yōu)良抗菌性能的鐵素體不銹鋼的方法，包括如下步驟制備一種鐵素體不銹鋼，它由如下組分構(gòu)成少于0.1重量％的C，少于2重量％的Si，少于2重量％的Mn，10-30重量％Cr，0.4-3重量％的Cu，選擇性的加入一種或者多種選自0.02-1重量％的Nb和/或Ti，最高達(dá)3重量％的Mo，最高達(dá)1重量％的Al，最高達(dá)1重量％的Zr，最高達(dá)1重量％的V，最高達(dá)0.05重量％的B以及最高達(dá)0.05重量％的稀土金屬，和平衡量基本為鐵；冷軋所述的鐵素體不銹鋼成鋼板，最后退火該冷軋的鋼板，以及，500-800攝氏度老化退火后的鋼板，以沉淀出具有主要由以基質(zhì)內(nèi)大于0.2容積％比例的Cu組成的二級相。7.一種具有優(yōu)良抗菌性能的奧氏體不銹鋼，它由如下組分構(gòu)成少于0.1重量％的C，少于2重量％的Si，少于5重量％的Mn，10-30重量％的Cr，5-15重量％的Ni，1.0-5.0重量％的Cu，以及平衡量基本為鐵，并具有主要由以基質(zhì)內(nèi)大于0.2容積％的比例沉淀的Cu組成的二級相的結(jié)構(gòu)。8.如權(quán)利要求7所述的奧氏體不銹鋼，它進(jìn)一步含有至少一種或多種0.02-1重量％的Nb和/或Ti，最高達(dá)3重量％的Mo，最高達(dá)1重量％的Al，最高達(dá)1重量％的Zr，最高達(dá)1重量％的V，最高達(dá)0.05重量％的B以及最高達(dá)0.05重量％的稀土金屬。9.一種制備具有優(yōu)良抗菌性能的奧氏體不銹鋼的方法，包括如下步驟制備一種奧氏體不銹鋼，它由如下組分構(gòu)成少于0.1重量％的C，少于2重量％的Si，少于5重量％的Mn，10-30重量％的Cr，5-15重量％的Ni，1.0-5.0重量％的Cu，選擇性地加入一種或者多種0.02-1重量％的Nb和/或Ti，最高達(dá)3重量％的Mo，最高達(dá)1重量％的Al，最高達(dá)1重量％的Zr，最高達(dá)1重量％的V，最高達(dá)0.05重量％的B以及最高達(dá)0.05重量％的稀土金屬和基本為平衡量的鐵；熱軋所述的奧氏體不銹鋼成鋼板，并500-900攝氏度至少一次熱處理該鋼板，以沉淀出具有主要由以基質(zhì)內(nèi)大于0.2容積％比例的Cu組成的二級相。10.一種具有優(yōu)良抗菌性能的馬氏體不銹鋼，它由如下組分構(gòu)成少于0.8重量％的C，少于3重量％的Si，10-20重量％的Cr，0.4-5.0重量％的Cu以及平衡量基本為鐵，并具有主要由以基質(zhì)內(nèi)大于0.2容積％的比例沉淀的Cu組成的二級相的結(jié)構(gòu)。11.如權(quán)利要求10所述的馬氏體不銹鋼，進(jìn)一步含有一種或者兩種少于4重量％的Mo，以及少于1重量％的V。12.一種制備具有優(yōu)良抗菌性能的馬氏體不銹鋼的方法，包括如下步驟制備一種馬氏體不銹鋼，它由如下組分構(gòu)成少于0.8重量％的C，少于3重量％的Si，10-20重量％的Cr，0.4-5.0重量％的Cu，選擇性地加入一種或兩種最多為4重量％的Mo，最多為1重量％的V以及平衡量基本為鐵，熱軋所述的馬氏體不銹鋼成鋼板，對熱軋后的鋼板退火，并對已退火的鋼板再分批退火，其中所述的鋼板要加熱到500-900攝氏度一小時或者一小時以上，以沉淀出具有主要由以基質(zhì)內(nèi)大于0.2容積％比例的Cu組成的二級相。13.如權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括的步驟為分批退火后，冷軋所述鋼板，然后，700-900攝氏度連續(xù)對冷軋后的鋼板退火。全文摘要一種經(jīng)過加入0.4-5.0重量％的銅及以0.2容積％的比例沉淀出的富-銅相來改善抗菌性的不銹鋼。經(jīng)500-900攝氏度老化或退火等熱處理使得不僅在表層還是里面該富-銅相均勻沉淀并分散在基質(zhì)內(nèi)。由于抗菌性來自材料本身，所以不銹鋼可以長期保持這種抗菌性。結(jié)果是，這種不銹鋼材料在各種領(lǐng)域具有廣泛的用途。文檔編號C21D6/00GK1158363SQ96114349公開日1997年9月3日申請日期1996年12月13日優(yōu)先權(quán)日1995年12月15日發(fā)明者長谷川守弘,宮楠克久,大久保直人,中村定幸申請人:日新制鋼株式會社