JP2000073145A - Austenitic stainless steel excellent in hot workability - Google Patents

Austenitic stainless steel excellent in hot workability

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JP2000073145A
JP2000073145A JP23992698A JP23992698A JP2000073145A JP 2000073145 A JP2000073145 A JP 2000073145A JP 23992698 A JP23992698 A JP 23992698A JP 23992698 A JP23992698 A JP 23992698A JP 2000073145 A JP2000073145 A JP 2000073145A
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JP
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hot workability
austenitic stainless
stainless steel
steel
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JP23992698A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuyuki Senba
潤之 仙波
Yoshiatsu Sawaragi
義淳 椹木
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a Cu-contg. austenitic stainless steel high in high temp. strength and having hot workability equal to that of 18-8 series austenitic stainless steel. SOLUTION: This steel has a chemical compsn. contg., by weight, 0.03 to 0.15% C, <=1.5% Si, 0.1 to 2% Mn <=0.05% P, <=0.01% S, 15 to 25% Cr, 6 to 25% Ni, 2 to 6% Cu, 0.1 to 0.8% Nb, 0.003 to 0.1% Al, 0.05 to 0.3% N and O to 0.015% Mg or/and Ca, in which X value obtd. by X=[(Mn+283Mg+192 Ca)×10Al/S]-(85,900Cu×S)]} is -2,000 to 2,000.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間加工性に優れ
たオーステナイト系ステンレス鋼に関する。
[0001] The present invention relates to an austenitic stainless steel excellent in hot workability.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、高温環境下で使用されるボイラや
化学プラントなどにおいては、装置用材料としてSUS
304H、SUS316H、SUS321HおよびSU
S347Hなどの18−8系のオーステナイト系ステン
レス鋼が使用されてきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a boiler or a chemical plant used in a high temperature environment, SUS is used as a material for an apparatus.
304H, SUS316H, SUS321H and SU
18-8 austenitic stainless steels such as S347H have been used.

【0003】ところが、近年、このような高温環境下に
おける装置の使用条件が著しく苛酷化し、それに伴って
使用材料に対する要求性能が厳しくなり、従来用いられ
てきた18−8系のオーステナイト系ステンレス鋼で
は、高温強度が不十分になってきている。
However, in recent years, the operating conditions of the apparatus under such a high temperature environment have become severely severe, and the required performance for the materials used has become severe. Accordingly, the conventionally used 18-8 austenitic stainless steel has been used. , High temperature strength is becoming insufficient.

【0004】上記の要求に応え得るオーステナイト系ス
テンレス鋼としては、例えば特開昭62−133048
号公報や特開平8−13102号公報にみられるよう
に、MoやWなどの高価な合金元素を多量(5%程度以
上)に添加するのではなく、比較的安価な合金元素であ
るCu、NbおよびNを複合添加することによって高温
強度を改善したものがある。
As an austenitic stainless steel capable of meeting the above-mentioned requirements, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-133048
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Hei 8-13102, rather than adding a large amount (about 5% or more) of expensive alloy elements such as Mo and W, Cu, a relatively inexpensive alloy element, There is one in which high-temperature strength is improved by adding Nb and N in combination.

【0005】しかし、上記のようなCu添加鋼は、従来
の18−8系のオーステナイト系ステンレス鋼と比較し
て熱間加工性が不芳なため、早急な改善が必要とされて
いた。
However, the Cu-added steel as described above has a poor hot workability as compared with the conventional 18-8 austenitic stainless steel, so that an immediate improvement is required.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高温
強度の観点からCuを添加したCu添加鋼であるにもか
かわらず、従来の18−8系のオーステナイト系ステン
レス鋼に匹敵する熱間加工性を有するオーステナイト系
ステンレス鋼を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hot working material comparable to a conventional 18-8 austenitic stainless steel despite the fact that Cu is a Cu-added steel from the viewpoint of high-temperature strength. An object of the present invention is to provide an austenitic stainless steel having workability.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
(1)の熱間加工性に優れたオーステナイト系ステンレ
ス鋼にある。
The gist of the present invention resides in the following (1) austenitic stainless steel having excellent hot workability.

【0008】(1)重量%で、C:0.03〜0.15
%、Si:1.5%以下、Mn:0.1〜2%、P:
0.05%以下、S:0.01%以下、Cr:15〜2
5%、Ni:6〜25%、Cu:2〜6%、Nb:0.
1〜0.8%、Al:0.003〜0.1%、N:0.
05〜0.3%、B:0〜0.01%、Mg:0〜0.
015%、Ca:0〜0.015%含有し、残部はFe
および不可避的不純物からなり、下式で求められるX値
が−2000〜2000となる化学組成を有することを
特徴とする熱間加工性に優れたオーステナイト系ステン
レス鋼。
(1) C: 0.03 to 0.15% by weight
%, Si: 1.5% or less, Mn: 0.1 to 2%, P:
0.05% or less, S: 0.01% or less, Cr: 15 to 2
5%, Ni: 6 to 25%, Cu: 2 to 6%, Nb: 0.
1 to 0.8%, Al: 0.003 to 0.1%, N: 0.
05 to 0.3%, B: 0 to 0.01%, Mg: 0 to 0.
015%, Ca: 0 to 0.015%, the balance being Fe
An austenitic stainless steel excellent in hot workability, characterized by having a chemical composition comprising an unavoidable impurity and having an X value determined by the following formula of -2000 to 2,000.

【0009】X=[(Mn+283×Mg+192×C
a)×10×Al/S]−(85900×Cu×S) ここで、元素記号は鋼中のそれぞれの元素の含有量(重
量%)を表す。
X = [(Mn + 283 × Mg + 192 × C)
a) × 10 × Al / S] − (85900 × Cu × S) Here, the element symbols represent the contents (% by weight) of the respective elements in the steel.

【0010】上記の本発明鋼は、Feの一部に代えて、
Mo:0.3〜2%またはW:0.5〜4%の1種また
は2種を含有することができる。
[0010] The steel of the present invention described above, instead of a part of Fe,
Mo: 0.3% to 2% or W: 0.5% to 4% may be contained.

【0011】上記の本発明は、下記の知見に基づいて完
成された。本発明者らは、Cu添加のオーステナイト系
ステンレス鋼の熱間加工性を改善するために鋭意研究を
行った結果、下記の知見を得た。
The present invention has been completed based on the following findings. The present inventors have conducted intensive studies to improve the hot workability of Cu-added austenitic stainless steel, and have obtained the following findings.

【0012】Cu添加のオーステナイト系ステンレス鋼
においては、CuがSの粒界偏析を助長し、熱間加工性
を著しく低下させている。
In the Cu-added austenitic stainless steel, Cu promotes the segregation of S at the grain boundaries and significantly reduces the hot workability.

【0013】CuによるSの粒界偏析は、式『[(Mn
+283×Mg+192×Ca)×10×Al/S]−
(85900×Cu×S)』で求められるX値が−20
00〜2000を満たすMn、またはMnに加えて、M
gとCaのうちのいずれか一方または両方を添加し、S
をこれらの硫化物などとして固定すると、粒界へのS偏
析がなくなって熱間加工性が飛躍的に向上する。なお、
上記の式中における元素記号は、鋼中のそれぞれの元素
の含有量(重量%)である。
The grain boundary segregation of S by Cu is represented by the formula [[(Mn)
+ 283 × Mg + 192 × Ca) × 10 × Al / S] −
(85900 × Cu × S) ”is −20.
Mn that satisfies 00 to 2000, or Mn in addition to Mn.
g and / or Ca are added, and S
When these are fixed as sulfides or the like, S segregation at grain boundaries is eliminated and hot workability is dramatically improved. In addition,
The symbol of the element in the above formula is the content (% by weight) of each element in the steel.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明において鋼の化学組
成を上記のように定めた理由について詳細に説明する。
なお、以下において、特にことわりがない限り、「%」
は「重量%」を意味する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the reasons for defining the chemical composition of steel in the present invention as described above will be described in detail.
In the following, unless otherwise specified, "%"
Means "% by weight".

【0015】C:Cは、高温環境下で使用される際に必
要となる引張強さおよびクリープ破断強度を確保するた
めに有効な元素である。しかし、0.15%を超えて含
有させても溶体化状態における未固溶炭化物量が増加す
るだけで、高温強度の向上に寄与しなくなるばかりでな
く、靭性などの機械的性質を劣化させる。一方、本発明
にあっては、後述するように、比較的多量のNを含有さ
せるためにC含有量は低めであってもよいが、0.03
%未満の含有量では上記の効果が発揮されない。したが
って、C含有量は0.03〜0.15%とした。好まし
い範囲は0.05〜0.15%、より好ましい範囲は
0.05〜0.13%である。
C: C is an element effective for securing the required tensile strength and creep rupture strength when used in a high-temperature environment. However, if the content exceeds 0.15%, only the amount of undissolved carbide in the solution state increases, which not only does not contribute to the improvement in high-temperature strength but also deteriorates mechanical properties such as toughness. On the other hand, in the present invention, as will be described later, the C content may be lower in order to contain a relatively large amount of N.
%, The above effect is not exhibited. Therefore, the C content is set to 0.03 to 0.15%. A preferred range is 0.05 to 0.15%, and a more preferred range is 0.05 to 0.13%.

【0016】Si:Siは、溶鋼の脱酸剤として添加さ
れ、また耐酸化性の向上に有効な元素であるが、その含
有量が多くなると溶接性や熱間加工性が劣化する。ま
た、上記したたように、本発明の鋼は比較的多量のNを
含有するので、Siを多量に含有させると高温での使用
中に窒化物が多量に析出するのを助長し、靭性や延性の
低下を招く。したがって、Si含有量は1.5%以下と
した。なお、靭性や延性を重視する場合には、0.5%
以下とするのが好ましく、より好ましくは0.3%以下
とするのが望ましい。また、他の元素で脱酸が十分確保
される場合には、Si含有量は実質的に0(ゼロ)であ
ってもよい。
Si: Si is added as a deoxidizing agent for molten steel and is an effective element for improving oxidation resistance. However, if its content is large, weldability and hot workability are deteriorated. Further, as described above, since the steel of the present invention contains a relatively large amount of N, the presence of a large amount of Si promotes the precipitation of a large amount of nitride during use at a high temperature, and the toughness and This leads to a decrease in ductility. Therefore, the Si content is set to 1.5% or less. When importance is placed on toughness and ductility, 0.5%
The content is preferably set to not more than 0.3%, more preferably not more than 0.3%. When the deoxidation is sufficiently ensured by another element, the Si content may be substantially 0 (zero).

【0017】Mn:Mnは、上記のSiと同様に、溶鋼
の脱酸作用を有するが、本発明においては鋼中に不可避
的に含まれるSを硫化物(MnS)などとして固定し、
CuがSを粒界に偏析させるのを防いで熱間加工性を改
善するのに必要な極めて重要な元素である。その効果を
十分得るためには、0.1%以上の含有量が必要であ
る。しかし、その含有量が2%を超えると、σ相などの
金属間化合物の析出を招き、高温強度および機械的性質
が低下する。したがって、Mn含有量の範囲は0.1〜
2%とした。なお、好ましい範囲は、0.3〜2%であ
る。また、組織の安定性を重視する場合の好ましい範囲
は、0.5〜1.5%である。
Mn: Mn has a deoxidizing effect on molten steel, similar to Si described above, but in the present invention, S inevitably contained in steel is fixed as sulfide (MnS) or the like,
Cu is a very important element required to prevent segregation of S at grain boundaries and to improve hot workability. In order to sufficiently obtain the effect, a content of 0.1% or more is required. However, when the content exceeds 2%, precipitation of an intermetallic compound such as a σ phase is caused, and high-temperature strength and mechanical properties are reduced. Therefore, the range of the Mn content is 0.1 to
2%. In addition, a preferable range is 0.3 to 2%. A preferred range when importance is placed on tissue stability is 0.5 to 1.5%.

【0018】ただし、その含有量は、前述の式で求めら
れるX値が−2000〜2000を満たす量とする必要
がある。これは、X値が−2000未満の場合には、S
の固定が不完全となって微量のSが粒界に偏析し、熱間
加工性が低下する。逆に、X値が2000を超えると、
前記の硫化物などが凝集粗大化してγ粒径の粗大化抑制
効果がなくなり、しかも凝集粗大化した硫化物など自身
によって熱間加工性が劣化する。このため、そのX値
は、−2000〜2000とした。
However, the content thereof must be such that the X value obtained by the above equation satisfies -2000 to 2000. This is because if the X value is less than -2000, S
Is incompletely fixed, and a small amount of S segregates at the grain boundaries, thereby deteriorating hot workability. Conversely, when the X value exceeds 2000,
The sulfides and the like are coagulated and coarsened, and the effect of suppressing the coarsening of the γ particle size is lost. In addition, the hot workability is deteriorated by the sulphides and the like which are coagulated and coarsened. Therefore, the X value was -2000 to 2000.

【0019】P:Pは、不可避的不純物として鋼中に含
まれ、熱間加工性を著しく劣化させる元素である。この
ため、その含有量は低ければ低いほどよいが、過度の低
減には費用がかかるし、0.05%以下であれば特に問
題ないので、鋼の製造コストとの兼ね合いで0.05%
以下とした。好ましい上限は0.04%、より好ましい
上限は0.03%である。
P: P is an element contained in steel as an unavoidable impurity and significantly deteriorates hot workability. For this reason, the lower the content, the better, but excessive reduction is costly, and if it is 0.05% or less, there is no particular problem.
It was as follows. A preferred upper limit is 0.04%, and a more preferred upper limit is 0.03%.

【0020】S:Sは、切削性や溶接性の観点から積極
的に添加されることもあるが、通常は上記のPと同様
に、不可避的不純物として鋼中に含くまれ、熱間加工性
を著しく劣化させる元素である。このため、本発明の解
決課題である熱間加工性を改善する観点からは、その含
有量は低ければ低いほどよいが、過度の低減には費用が
かかるので、鋼の製造コストとの兼ね合いで0.01%
以下とした。好ましい上限は0.005%である。
S: S is sometimes positively added from the viewpoint of machinability and weldability, but is usually contained in steel as an unavoidable impurity as in the case of P, and It is an element that significantly deteriorates the properties. For this reason, from the viewpoint of improving the hot workability, which is a problem to be solved by the present invention, the lower the content, the better, but the excessive reduction requires a cost, which is in view of the cost of steel production. 0.01%
It was as follows. A preferred upper limit is 0.005%.

【0021】なお、本発明のCu添加鋼では、前述した
ように、Cuにより粒界へのS偏析が助長されるため、
S含有量を単に低減するだけでは熱間加工性の改善効果
が不十分であり、上述のX値が−2000〜2000を
満たすように、Mn、さらにはMnに加えてMgとCa
のうちのいずれか一方または両方を添加することによっ
てSを固定する必要がある。
In the Cu-added steel of the present invention, as described above, Cu promotes S segregation at grain boundaries,
Simply reducing the S content is not enough to improve the hot workability, and Mn, and in addition to Mn, Mg and Ca so that the X value satisfies -2000 to 2000.
It is necessary to fix S by adding one or both of the following.

【0022】Cr:Crは、高温での耐酸化性や耐食性
を向上させるために必要な元素であり、含有量の増加に
伴いこれらの性能は向上する。しかし、その含有量が1
5%未満では十分な効果が得られず、逆に、25%を超
えて含有させるとオーステナイト組織が不安定になる。
したがって、Cr含有量は15〜25%とした。
Cr: Cr is an element necessary for improving the oxidation resistance and corrosion resistance at high temperatures, and its performance is improved as its content increases. However, its content is 1
If it is less than 5%, a sufficient effect cannot be obtained, and if it exceeds 25%, the austenite structure becomes unstable.
Therefore, the Cr content was set to 15 to 25%.

【0023】Ni:Niは、安定なオーステナイト組織
を確保するためのに必要な元素であり、その最適含有量
は鋼中に含まれるCr、Mo、W、Nbなどのフェライ
ト生成元素やC、Nなどのオーステナイト生成元素の含
有量によって定まる。本発明のCu添加鋼では、その含
有量が6%未満であるとオーステナイト組織の安定化が
困難である。一方、25%を超えて含有させてもその効
果は飽和し、経済性が損なわれる。したがって、Ni含
有量は6〜25%とした。
Ni: Ni is an element necessary to secure a stable austenite structure, and its optimum content is ferrite-forming elements such as Cr, Mo, W, and Nb contained in steel, and C and N Determined by the content of the austenite-forming element. In the Cu-added steel of the present invention, if the content is less than 6%, it is difficult to stabilize the austenite structure. On the other hand, if the content exceeds 25%, the effect is saturated and the economy is impaired. Therefore, the Ni content is set to 6 to 25%.

【0024】Cu:Cuは、高温での使用中に微細なC
u相としてオーステナイト母相に整合析出し、クリープ
破断強度の向上に大きく寄与する元素であるが、その効
果を発揮させるには2%以上を含有させることが必要で
ある。しかし、6%を超えて含有させるとクリープ破断
延性や加工性が劣化する。したがって、Cu含有量は2
〜6%とした。
Cu: Cu forms fine C during use at high temperatures.
It is an element that precipitates consistently with the austenite matrix as the u phase and greatly contributes to the improvement of the creep rupture strength, but it is necessary to contain 2% or more in order to exert its effect. However, when the content exceeds 6%, creep rupture ductility and workability deteriorate. Therefore, the Cu content is 2
To 6%.

【0025】Nb:Nbは、微細な炭窒化物の分散析出
強化によりクリープ破断強度を向上させる元素である。
しかし、その含有量が0.1%未満では十分な効果が得
られず、逆に0.8%を超えて含有させると溶接性や加
工性が劣化するだけでなく、本発明のN添加鋼では未固
溶の炭窒化物量が増加し、機械的性質も劣化する。した
がって、Nbの含有量は0.1〜0.8%とした。
Nb: Nb is an element that improves the creep rupture strength by strengthening the dispersed precipitation of fine carbonitrides.
However, if the content is less than 0.1%, a sufficient effect cannot be obtained. Conversely, if the content exceeds 0.8%, not only does the weldability and workability deteriorate, but also the N-added steel of the present invention In this case, the amount of undissolved carbonitride increases, and the mechanical properties deteriorate. Therefore, the content of Nb is set to 0.1 to 0.8%.

【0026】Al:Alは、溶鋼の脱酸剤として添加さ
れる元素であり、その効果を得るためには0.003%
以上含有させる必要がある。しかし、Al含有量が0.
1%を超えると、高温条件下で長時間使用する際、σ相
などの金属間化合物の析出が促進され、靭性が劣化す
る。したがって、Al含有量は0.003〜0.1%と
した。好ましい範囲は0.003〜0.06%、より好
ましい範囲は0.003〜0.03%である。
Al: Al is an element added as a deoxidizing agent for molten steel. To obtain the effect, 0.003%
It is necessary to contain the above. However, when the Al content is 0.1.
If it exceeds 1%, when used for a long time under high temperature conditions, precipitation of intermetallic compounds such as σ phase is promoted, and toughness is deteriorated. Therefore, the Al content was set to 0.003 to 0.1%. A preferred range is 0.003 to 0.06%, and a more preferred range is 0.003 to 0.03%.

【0027】N:Nは、上記のCと同様に、引張強さや
クリープ破断強度の向上に有効な元素であるが、0.0
5%未満の含有量では十分な効果が発揮されない。一
方、NはCに比べて固溶限が大きいので、比較的多量に
含有させても溶体化状態で十分固溶し、時効中に生じる
窒化物の析出に伴う靭性低下も比較的少ないが、0.3
%を超えて含有させると時効後靭性が低下する。したが
って、Nの含有量は0.05〜0.3%とした。
N: Like N, N is an element effective for improving the tensile strength and creep rupture strength.
When the content is less than 5%, a sufficient effect is not exhibited. On the other hand, since N has a larger solid solubility limit than C, even if it is contained in a relatively large amount, it forms a solid solution in a solution state, and the toughness decrease accompanying precipitation of nitride generated during aging is relatively small. 0.3
%, The toughness after aging decreases. Therefore, the content of N is set to 0.05 to 0.3%.

【0028】B:Bは、必ずしも添加する必要はない
が、添加した場合、微細な炭窒化物を形成し、その分散
析出強化作用および粒界強化作用によりクリープ破断強
度の向上に寄与する元素である。このため、その効果を
得たい場合には、添加することができるが、その含有が
0.001%未満では上記の効果が発揮されず、逆に
0.01%を超えて含有させると溶接性が劣化する。し
たがって、添加する場合のB含有量は、0.001〜
0.01%とするのが好ましい。より好ましい範囲は、
0.001〜0.008%である。
B: It is not necessary to add B, but when added, it forms a fine carbonitride and is an element that contributes to the improvement of creep rupture strength by its dispersive precipitation strengthening action and grain boundary strengthening action. is there. Therefore, if it is desired to obtain the effect, it can be added. However, if the content is less than 0.001%, the above effect is not exhibited. Deteriorates. Therefore, the content of B when added is 0.001 to
It is preferably set to 0.01%. A more preferred range is
0.001 to 0.008%.

【0029】Mg、Ca:これらの元素は、上記のBと
同様に、必ずしも添加する必要はないが、添加した場
合、主として硫化物などを形成して鋼中のSを固定し、
Sの粒界偏析を防止して熱間加工性の向上に寄与する。
このため、その効果を得たい場合には、いずれか一方ま
たは両方を添加することができるが、その効果を得るた
めにはいずれの元素も0.001%以上を含有させる必
要がある。しかし、その含有量(両方を添加する場合は
合計含有量)が0.015%を超えると逆に熱間加工性
が低下するようになる。したがって、添加する場合のM
gとCaの含有量(両方を添加する場合は合計含有量)
は、0.001〜0.015%とするのが好ましい。よ
り好ましい範囲は、0.002〜0.01%である。
Mg, Ca: These elements do not necessarily need to be added similarly to the above B, but when added, they mainly form sulfides and the like to fix S in the steel,
It prevents grain boundary segregation of S and contributes to improvement of hot workability.
Therefore, when it is desired to obtain the effect, either one or both of them can be added. However, in order to obtain the effect, it is necessary that each element contains 0.001% or more. However, if its content (when both are added, the total content) exceeds 0.015%, the hot workability will conversely decrease. Therefore, when M is added,
Content of g and Ca (Total content if both are added)
Is preferably set to 0.001 to 0.015%. A more preferred range is 0.002 to 0.01%.

【0030】ただし、その含有量は、上記のMnと同様
に、前述の式で求められるX値が−2000〜2000
を満たす量とする必要がある。これは、X値が−200
0未満の場合には、Sの固定が不完全となって微量のS
が粒界に偏析し、熱間加工性が低下する。逆に、X値が
2000を超えると、前記の硫化物などが凝集粗大化し
てγ粒径の粗大化抑制効果がなくなり、しかも凝集粗大
化した硫化物など自身によって熱間加工性が劣化するた
めである。
However, the content thereof is, as in the case of the above-mentioned Mn, such that the X value obtained by the above equation is -2000 to 2000.
Must be satisfied. This is because the X value is -200
If it is less than 0, the fixation of S is incomplete and a small amount of S
Are segregated at the grain boundaries, and the hot workability is reduced. On the other hand, when the X value exceeds 2,000, the sulfides and the like are agglomerated and coarse, and the effect of suppressing the coarsening of the γ particle size is lost. It is.

【0031】Mo、W:これらの元素は、上記のB、M
gおよびCaと同様に、必ずしも添加する必要はない
が、高温強度を改善する作用を有している。このため、
その効果を得たい場合には、いずれか一方または両方を
添加することができる。しかし、その含有量が、Moの
場合0.3%未満、Wの場合0.5%未満では、上記の
効果が十分に発揮されない。一方、その含有が、Moの
場合2%超、Wの場合4%超になるとその効果が飽和す
るだけでなく、組織安定性および加工性が劣化する。し
たがって、添加する場合の含有量は、Moについては
0.3〜2%、Wについては0.5〜4%とするのが好
ましい。
Mo, W: These elements correspond to the above B, M
Like g and Ca, they do not necessarily need to be added, but have the effect of improving high-temperature strength. For this reason,
In order to obtain the effect, one or both of them can be added. However, when the content is less than 0.3% in the case of Mo and less than 0.5% in the case of W, the above-mentioned effects are not sufficiently exhibited. On the other hand, if the content exceeds 2% in the case of Mo and exceeds 4% in the case of W, not only the effect is saturated, but also the stability of the structure and the workability deteriorate. Therefore, when added, the content is preferably 0.3 to 2% for Mo and 0.5 to 4% for W.

【0032】上記の本発明鋼は、常法に従って溶製して
得られた溶鋼の精錬最終段階においてその化学組成を分
析し、この分析結果に基づいてMn、CuおよびS、さ
らにはMgまたは/およびCaの含有量を微調整するこ
とによって容易に製造することができる。
The steel of the present invention is analyzed for its chemical composition at the final stage of refining molten steel obtained by smelting according to a conventional method, and based on the analysis results, Mn, Cu and S, and further Mg or / It can be easily manufactured by finely adjusting the content of Ca and Ca.

【0033】[0033]

【実施例】表1および表2に示す化学組成を有する30
種類の供試鋼を、真空高周波誘導炉を用いて溶製し、得
られた溶鋼を鋳型に鋳込んで直径160mm、長さ30
0mmの50kgインゴットを得た。なお、表1および
表2中、No. 1〜23は本発明例の鋼、No. A〜Gは比
較例の鋼である。
EXAMPLE 30 having the chemical composition shown in Tables 1 and 2
Various types of test steels were smelted using a vacuum high-frequency induction furnace, and the obtained molten steel was cast into a mold to have a diameter of 160 mm and a length of 30 mm.
A 50 mm ingot of 0 mm was obtained. In Tables 1 and 2, Nos. 1 to 23 are steels of the present invention, and Nos. A to G are steels of comparative examples.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】次いで、鋳造のままの各インゴットから、
直径10mm、長さ130mmの丸棒状の引張試験片を
採取し、1000℃での高速引張試験(歪速度1/se
c)に供し、破断面の絞り率(%)を調べた。
Next, from each ingot as cast,
A round bar-shaped tensile test piece having a diameter of 10 mm and a length of 130 mm was collected and subjected to a high-speed tensile test at 1000 ° C. (strain rate 1 / sec.
The sample was subjected to c), and the drawing ratio (%) of the fractured surface was examined.

【0037】また、上記の引張試験片採取後のインゴッ
トから板厚20mmの素材を切り出し採取し、この素材
を1200℃に加熱した後板厚10mmに減肉する熱間
圧延に供し、割れの発生の有無を調べた。
Further, a material having a thickness of 20 mm was cut out from the ingot after the above-mentioned tensile test piece was sampled, and the material was heated to 1200 ° C., and then subjected to hot rolling to reduce the thickness to 10 mm, thereby generating cracks. Was examined.

【0038】以上の調査結果を、表1および表2に併記
して示した。また、高速引張試験結果である破断面の絞
り率(%)と前述の式で求められるX値との関係をまと
めて図1に示した。
The results of the above investigation are shown in Tables 1 and 2. FIG. 1 shows the relationship between the drawing ratio (%) of the fractured surface, which is the result of the high-speed tensile test, and the X value obtained by the above equation.

【0039】先ず、図1の結果から明らかなように、X
値が本発明で規定する−2000〜2000の場合に限
って、高速引張試験で60%以上の絞り率が得られる
が、X値が−2000未満および2000超では60%
以上の絞り率が得られないことがわかる。
First, as is apparent from the results of FIG.
Only when the value is -2000 to 2000 defined in the present invention, a drawing ratio of 60% or more can be obtained in the high-speed tensile test.
It can be seen that the above-described aperture ratio cannot be obtained.

【0040】また、表1および表2に示す結果から明ら
かなように、X値が本発明で規定する−2000〜20
00の範囲内であり、高速引張試験で60%以上の絞り
率を示す本発明例の鋼(No. 1〜23)は、実際の熱間
圧延において、いずれも割れは発生しなかった。
Further, as is clear from the results shown in Tables 1 and 2, the X value is in the range of -2000 to 20 as defined in the present invention.
In the case of the steel of the present invention (No. 1 to 23) having a reduction ratio of 60% or more in a high-speed tensile test within a range of 00, no cracks occurred in actual hot rolling.

【0041】これに対し、X値が本発明で規定する−2
000〜2000の範囲を外れ、高速引張試験で60%
未満の絞り率しか示さない比較例の鋼(No. A〜G)
は、実際の熱間圧延において、いずれも割れが発生し
た。これは、比較例の鋼(No. A〜G)は、表1に示す
ように、通常であれば十分な量のMnを含有しており、
さらにはMgやCaを含有するが、X値『=[(Mn+
283×Mg+192×Ca)×10×Al/S]−
(85900×Cu×S)』が本発明で規定する範囲を
外れるために、Cuによる粒界へのS偏析が完全に防止
されないことを示している。
On the other hand, the X value is defined by the present invention -2.
Out of the range of 000-2000, 60% in high-speed tensile test
Steels of comparative examples showing no less than the draw ratio (No. AG)
In any case, cracks occurred in actual hot rolling. This is because, as shown in Table 1, the steels of Comparative Examples (Nos. A to G) usually contain a sufficient amount of Mn.
Furthermore, although containing Mg or Ca, the X value “= [(Mn +
283 x Mg + 192 x Ca) x 10 x Al / S]-
(85900 × Cu × S) ”deviates from the range specified in the present invention, so that S segregation at the grain boundary by Cu is not completely prevented.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明によれば、熱間加工性が極めて良
好で、各種形状の部材に熱間加工しても割れることがな
く、製品を高歩留まりで製造することが可能な高温強度
の高いCu含有オーステナイト系ステンレス鋼を、安価
に提供することができる。
According to the present invention, the hot workability is extremely good, and it does not crack even when hot worked into various shapes of members, and has a high temperature strength capable of producing a product with a high yield. A high Cu-containing austenitic stainless steel can be provided at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】X値と絞り率の関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a relationship between an X value and an aperture ratio.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】重量%で、C:0.03〜0.15%、S
i:1.5%以下、Mn:0.1〜2%、P:0.05
%以下、S:0.01%以下、Cr:15〜25%、N
i:6〜25%、Cu:2〜6%、Nb:0.1〜0.
8%、Al:0.003〜0.1%、N:0.05〜
0.3%、B:0〜0.01%、Mg:0〜0.015
%、Ca:0〜0.015%を含有し、残部はFeおよ
び不可避的不純物からなり、下式で求められるX値が−
2000〜2000となる化学組成を有することを特徴
とする熱間加工性に優れたオーステナイト系ステンレス
鋼。 X=[(Mn+283×Mg+192×Ca)×10×
Al/S]−(85900×Cu×S) ここで、元素記号は鋼中のそれぞれの元素の含有量(重
量%)を表す。
(1) C: 0.03 to 0.15% by weight, S
i: 1.5% or less, Mn: 0.1 to 2%, P: 0.05
%, S: 0.01% or less, Cr: 15 to 25%, N
i: 6-25%, Cu: 2-6%, Nb: 0.1-0.
8%, Al: 0.003 to 0.1%, N: 0.05 to
0.3%, B: 0 to 0.01%, Mg: 0 to 0.015
%, Ca: 0 to 0.015%, and the balance consists of Fe and unavoidable impurities, and the X value obtained by the following equation is −
An austenitic stainless steel excellent in hot workability, having a chemical composition of 2000 to 2000. X = [(Mn + 283 × Mg + 192 × Ca) × 10 ×
Al / S] − (85900 × Cu × S) Here, the element symbols represent the contents (% by weight) of the respective elements in the steel.
【請求項2】さらに、重量%で、Mo:0.3〜2%お
よびW:0.5〜4%のうちの1種または2種を含有す
ることを特徴とする請求項1に記載の熱間加工性に優れ
たオーステナイト系ステンレス鋼。
2. The method according to claim 1, further comprising one or more of Mo: 0.3 to 2% and W: 0.5 to 4% by weight. Austenitic stainless steel with excellent hot workability.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6918968B2 (en) 2003-04-25 2005-07-19 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Austenitic stainless steel
JP2017014575A (en) * 2015-07-01 2017-01-19 新日鐵住金株式会社 Austenitic heat resistant alloy and weldment structure

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