JP2002161342A - 強度、耐疲労性及び耐食性に優れた構造用鋼 - Google Patents
強度、耐疲労性及び耐食性に優れた構造用鋼Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｃｒ含有量が１．０〜３．０％である従来の
高強度、高耐疲労構造用鋼と同様に強度及び耐疲労強度
が優れており、さらに耐食性も優れている構造溶鋼を提
供すること。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．３０％以下、Ｎｉ：
１０．０〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍ
ｏ：１．０〜５．０％、Ａｌ：０．５〜３．０％、Ｃ
ｒ：３．０超え〜１０．０％、Ｔｉ：０．１０％以下及
びＳ：０．００３０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不
可避的不純物からなる強度、耐疲労性及び耐食性に優れ
た構造用鋼。
高強度、高耐疲労構造用鋼と同様に強度及び耐疲労強度
が優れており、さらに耐食性も優れている構造溶鋼を提
供すること。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．３０％以下、Ｎｉ：
１０．０〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍ
ｏ：１．０〜５．０％、Ａｌ：０．５〜３．０％、Ｃ
ｒ：３．０超え〜１０．０％、Ｔｉ：０．１０％以下及
びＳ：０．００３０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不
可避的不純物からなる強度、耐疲労性及び耐食性に優れ
た構造用鋼。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強度、耐疲労性及
び耐食性に優れた構造用鋼、詳細にはマルエージング鋼
の疲労特性及び耐食性を改善したものに相当する強度、
耐疲労性及び耐食性に優れた構造用鋼に関する。
び耐食性に優れた構造用鋼、詳細にはマルエージング鋼
の疲労特性及び耐食性を改善したものに相当する強度、
耐疲労性及び耐食性に優れた構造用鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高強度で、かつ高靱性の鋼として
マルエージング鋼（Ｃ：０．０３％以下、Ｎｉ：１２．
０〜２５．０％、Ｃｏ：８．０〜１２．５％、Ｍｏ：
３．５〜４．８％、Ｔｉ：０．２〜１．７％及びＡｌ：
０．１〜０．３％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不
純物）が知られている。このマルエージング鋼は、強度
が極めて高く、また靱性が優れているとともに、被削
性、加工性及び溶接性も優れているので、タービンエン
ジンの羽根シャフト、航空機用部品、抗張力ボルトなど
の多くの用途に用いられている。
マルエージング鋼（Ｃ：０．０３％以下、Ｎｉ：１２．
０〜２５．０％、Ｃｏ：８．０〜１２．５％、Ｍｏ：
３．５〜４．８％、Ｔｉ：０．２〜１．７％及びＡｌ：
０．１〜０．３％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不
純物）が知られている。このマルエージング鋼は、強度
が極めて高く、また靱性が優れているとともに、被削
性、加工性及び溶接性も優れているので、タービンエン
ジンの羽根シャフト、航空機用部品、抗張力ボルトなど
の多くの用途に用いられている。
【０００３】上記従来のマルエージング鋼は、高強度
で、かつ高靱性であるが、疲労強度などの疲労特性が十
分でないため、疲労特性を改善したものが求められてい
た。しかし、従来のマルエージング鋼は、Ｔｉ及びＭｏ
をＮｉと化合させて金属化合物を析出させ、その析出に
よって二次硬化させて高強度にしているものであるた
め、このＴｉ系非金属介在物が疲労強度を低下する原因
であることが知られていたが、疲労強度を改善すること
が困難であった。
で、かつ高靱性であるが、疲労強度などの疲労特性が十
分でないため、疲労特性を改善したものが求められてい
た。しかし、従来のマルエージング鋼は、Ｔｉ及びＭｏ
をＮｉと化合させて金属化合物を析出させ、その析出に
よって二次硬化させて高強度にしているものであるた
め、このＴｉ系非金属介在物が疲労強度を低下する原因
であることが知られていたが、疲労強度を改善すること
が困難であった。
【０００４】近年、上記従来のマルエージング鋼の疲労
強度を改善したものに相当する高強度、高耐疲労構造用
鋼、すなわちＣ：０．３％以下、Ｎｉ：１０．０〜１
８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０〜
５．０％、Ａｌ：０．５〜１．３％、Ｃｒ：１．０〜
３．０％及びＴｉ：０．１０％以下を含有し、残部がＦ
ｅ及び不可避的不純物からなるものが開発され、米国特
許第５，３９３，４８８号として特許されている。この
高強度、高耐疲労構造用鋼は、従来のマルエージング鋼
の添加元素であるＴｉの代わりにＡｌ及びＣｒを添加し
たもので、疲労強度を低下する原因のＴｉ系非金属介在
物をほとんど含有していないため、高強度であるととも
に、靱性が優れており、さらに被削性、加工性及び溶接
性も優れており、また耐疲労強度も優れているものであ
る。
強度を改善したものに相当する高強度、高耐疲労構造用
鋼、すなわちＣ：０．３％以下、Ｎｉ：１０．０〜１
８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０〜
５．０％、Ａｌ：０．５〜１．３％、Ｃｒ：１．０〜
３．０％及びＴｉ：０．１０％以下を含有し、残部がＦ
ｅ及び不可避的不純物からなるものが開発され、米国特
許第５，３９３，４８８号として特許されている。この
高強度、高耐疲労構造用鋼は、従来のマルエージング鋼
の添加元素であるＴｉの代わりにＡｌ及びＣｒを添加し
たもので、疲労強度を低下する原因のＴｉ系非金属介在
物をほとんど含有していないため、高強度であるととも
に、靱性が優れており、さらに被削性、加工性及び溶接
性も優れており、また耐疲労強度も優れているものであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記高強度、
高耐疲労構造用鋼は、高強度であるとともに、靱性、被
削性、加工性及び溶接性も優れており、また耐疲労強度
も優れているものであるが、耐食性が十分でないという
問題点があった。本発明は、上記高強度、高耐疲労構造
用鋼と同様に高強度であるとともに、靱性、被削性及び
加工性も優れており、さらに耐疲労強度も優れており、
また耐食性も優れた構造用鋼を提供することを課題とし
ている。
高耐疲労構造用鋼は、高強度であるとともに、靱性、被
削性、加工性及び溶接性も優れており、また耐疲労強度
も優れているものであるが、耐食性が十分でないという
問題点があった。本発明は、上記高強度、高耐疲労構造
用鋼と同様に高強度であるとともに、靱性、被削性及び
加工性も優れており、さらに耐疲労強度も優れており、
また耐食性も優れた構造用鋼を提供することを課題とし
ている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者らは、上記米国特許の高強度、高耐疲労構
造用鋼について、その耐食性、特に応力腐食割れ性を改
善するために鋭意研究していたところ、Ｃｒを３．０％
を超えて含有すれば、強度、靱性、被削性、加工性及び
溶接性耐疲労強度を低下することなく、耐食性、特に耐
応力腐食割れ性が優れたものとなるとの知見を得た。本
発明は、これらの知見に基づいて発明されたものであ
る。
め、本発明者らは、上記米国特許の高強度、高耐疲労構
造用鋼について、その耐食性、特に応力腐食割れ性を改
善するために鋭意研究していたところ、Ｃｒを３．０％
を超えて含有すれば、強度、靱性、被削性、加工性及び
溶接性耐疲労強度を低下することなく、耐食性、特に耐
応力腐食割れ性が優れたものとなるとの知見を得た。本
発明は、これらの知見に基づいて発明されたものであ
る。
【０００７】すなわち、本発明の強度、耐疲労性及び耐
食性に優れた構造用鋼においては、Ｃ：０．３０％以
下、好ましくは０．１５〜０．２５％、Ｎｉ：１０．０
〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．
０〜５．０％、Ａｌ：０．５〜３．０％、Ｃｒ：３．０
超え〜１０．０％、Ｔｉ：０．１０％以下及びＳ：０．
００３０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純
物からなるものとすることである。
食性に優れた構造用鋼においては、Ｃ：０．３０％以
下、好ましくは０．１５〜０．２５％、Ｎｉ：１０．０
〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．
０〜５．０％、Ａｌ：０．５〜３．０％、Ｃｒ：３．０
超え〜１０．０％、Ｔｉ：０．１０％以下及びＳ：０．
００３０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純
物からなるものとすることである。
【０００８】さらに、本発明の強度、耐疲労性及び耐食
性に優れた構造用鋼においては、Ｃ：０．３０％以下、
好ましくは０．１５〜０．２５％、Ｎｉ：１０．０〜１
８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０〜
５．０％、Ａｌ：０．５〜３．０％、Ｃｒ：３．０超え
〜１０．０％、Ｔｉ：０．１０％以下及びＳ：０．００
３０％以下を含有し、さらにＲＥＭ：０．００５〜０．
０２０％及びＺｒ：０．００５〜０．０４％のうちの１
種又は２種を含有し、必要に応じてＶ：０．０１〜１．
０％、Ｎｂ又はＴａ：０．０１〜１．０％、Ｗ：０．０
１〜１．０％及びＣｕ：０．０１〜１．０％のうちの１
種又は２種以上を含有し、さらに必要に応じてＣａ：
０．０００３〜０．００３％及びＰｂ：０．００１〜
０．００５％のうちの１種又は２種を含有し、残部がＦ
ｅ及び不可避的不純物からなるものとすることである。
性に優れた構造用鋼においては、Ｃ：０．３０％以下、
好ましくは０．１５〜０．２５％、Ｎｉ：１０．０〜１
８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０〜
５．０％、Ａｌ：０．５〜３．０％、Ｃｒ：３．０超え
〜１０．０％、Ｔｉ：０．１０％以下及びＳ：０．００
３０％以下を含有し、さらにＲＥＭ：０．００５〜０．
０２０％及びＺｒ：０．００５〜０．０４％のうちの１
種又は２種を含有し、必要に応じてＶ：０．０１〜１．
０％、Ｎｂ又はＴａ：０．０１〜１．０％、Ｗ：０．０
１〜１．０％及びＣｕ：０．０１〜１．０％のうちの１
種又は２種以上を含有し、さらに必要に応じてＣａ：
０．０００３〜０．００３％及びＰｂ：０．００１〜
０．００５％のうちの１種又は２種を含有し、残部がＦ
ｅ及び不可避的不純物からなるものとすることである。
【０００９】また、本発明の強度、耐疲労性及び耐食性
に優れた構造用鋼においては、Ｃ：０．３０％以下、好
ましくは０．１５〜０．２５％、Ｎｉ：１０．０〜１
８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０〜
５．０％、Ａｌ：０．５〜３．０％、Ｃｒ：３．０超え
〜１０．０％、Ｔｉ：０．１０％以下及びＳ：０．００
３０％以下を含有し、さらにＶ：０．０１〜１．０％、
Ｎｂ又はＴａ：０．０１〜１．０％、Ｗ：０．０１〜
１．０％及びＣｕ：０．０１〜１．０％のうちの１種又
は２種以上を含有し、必要に応じてＣａ：０．０００３
〜０．００３％及びＰｂ：０．００１〜０．００５％の
うちの１種又は２種を含有し、残部がＦｅ及び不可避的
不純物からなるものとすることである。
に優れた構造用鋼においては、Ｃ：０．３０％以下、好
ましくは０．１５〜０．２５％、Ｎｉ：１０．０〜１
８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０〜
５．０％、Ａｌ：０．５〜３．０％、Ｃｒ：３．０超え
〜１０．０％、Ｔｉ：０．１０％以下及びＳ：０．００
３０％以下を含有し、さらにＶ：０．０１〜１．０％、
Ｎｂ又はＴａ：０．０１〜１．０％、Ｗ：０．０１〜
１．０％及びＣｕ：０．０１〜１．０％のうちの１種又
は２種以上を含有し、必要に応じてＣａ：０．０００３
〜０．００３％及びＰｂ：０．００１〜０．００５％の
うちの１種又は２種を含有し、残部がＦｅ及び不可避的
不純物からなるものとすることである。
【００１０】また、本発明の強度、耐疲労性及び耐食性
に優れた構造用鋼においては、Ｃ：０．３０％以下、好
ましくは０．１５〜０．２５％、Ｎｉ：１０．０〜１
８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０〜
５．０％、Ａｌ：０．５〜３．０％、Ｃｒ：３．０超え
〜１０．０％、Ｔｉ：０．１０％以下及びＳ：０．００
３０％以下を含有し、さらにＣａ：０．０００３〜０．
００３％及びＰｂ：０．００１〜０．００５％のうちの
１種又は２種を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物
からなるものとすることである。なお、Ｎｂ又はＴａと
は、Ｎｂ単独、Ｔａ単独またはＮｂ及びＴａの混合物の
ことである。
に優れた構造用鋼においては、Ｃ：０．３０％以下、好
ましくは０．１５〜０．２５％、Ｎｉ：１０．０〜１
８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０〜
５．０％、Ａｌ：０．５〜３．０％、Ｃｒ：３．０超え
〜１０．０％、Ｔｉ：０．１０％以下及びＳ：０．００
３０％以下を含有し、さらにＣａ：０．０００３〜０．
００３％及びＰｂ：０．００１〜０．００５％のうちの
１種又は２種を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物
からなるものとすることである。なお、Ｎｂ又はＴａと
は、Ｎｂ単独、Ｔａ単独またはＮｂ及びＴａの混合物の
ことである。
【００１１】
【作用】本発明は、上記米国特許の構造用鋼の成分組成
のＣｒ含有量を増量してＣｒを３．０超え〜１０．０％
含有させているので、上記米国特許の構造用鋼と同様に
強度および耐疲労性が優れていると共に、耐食性、特に
耐応力腐食割れ性が優れたものとなる。
のＣｒ含有量を増量してＣｒを３．０超え〜１０．０％
含有させているので、上記米国特許の構造用鋼と同様に
強度および耐疲労性が優れていると共に、耐食性、特に
耐応力腐食割れ性が優れたものとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明の強度、耐疲労性及び
耐食性に優れた構造用鋼について詳細に説明する。先
ず、各成分及びその組成について説明する。 Ｃ：０．３％以下 従来のマルエージング鋼においては、Ｃは、Ｔｉと結合
してＴｉ炭化物を形成し、強度、延性及び靱性を劣化さ
せるので、０．０３％以下にすることが要求されてい
た。しかし、本発明の高強度、高耐疲労構造用鋼におい
ては、Ｃは、時効によりＣｒ及びＭｏと結合して炭化物
を析出させ、二次硬化をさせるので、そのために含有さ
せる元素であるが、０．３％を超えると硬くなり過ぎて
機械加工が困難になると共に、延性及び靱性が低下する
ので、その含有量を０．３％以下とする。好ましい含有
量は、０．１５〜０．２５％であり、よりに好ましい含
有量は、０．１８〜０．２２％である。
耐食性に優れた構造用鋼について詳細に説明する。先
ず、各成分及びその組成について説明する。 Ｃ：０．３％以下 従来のマルエージング鋼においては、Ｃは、Ｔｉと結合
してＴｉ炭化物を形成し、強度、延性及び靱性を劣化さ
せるので、０．０３％以下にすることが要求されてい
た。しかし、本発明の高強度、高耐疲労構造用鋼におい
ては、Ｃは、時効によりＣｒ及びＭｏと結合して炭化物
を析出させ、二次硬化をさせるので、そのために含有さ
せる元素であるが、０．３％を超えると硬くなり過ぎて
機械加工が困難になると共に、延性及び靱性が低下する
ので、その含有量を０．３％以下とする。好ましい含有
量は、０．１５〜０．２５％であり、よりに好ましい含
有量は、０．１８〜０．２２％である。
【００１３】Ｎｉ：１０．０〜１８．０％ Ｎｉは、マトリックスをオーステナイトにし、固溶化熱
処理温度から室温まで放冷することによりマトリックス
をマルテンサイトにして強度及び靱性を向上させ、延性
─靱性遷移温度を高くすると共に、時効によりＭｏ、Ａ
ｌと金属間化合物を析出し、二次硬化させるので、その
ために含有させる元素である。それらの作用効果を得る
ためには１０．０％以上含有させる必要があるが、１
８．０％を超えると固溶化熱処理温度から室温まで放冷
してもオーステナイトが残って全体がマルテンサイトに
ならないので、その含有量を１０．０〜１８．０％にす
る。
処理温度から室温まで放冷することによりマトリックス
をマルテンサイトにして強度及び靱性を向上させ、延性
─靱性遷移温度を高くすると共に、時効によりＭｏ、Ａ
ｌと金属間化合物を析出し、二次硬化させるので、その
ために含有させる元素である。それらの作用効果を得る
ためには１０．０％以上含有させる必要があるが、１
８．０％を超えると固溶化熱処理温度から室温まで放冷
してもオーステナイトが残って全体がマルテンサイトに
ならないので、その含有量を１０．０〜１８．０％にす
る。
【００１４】Ｃｏ：８．０〜１６．０％ Ｃｏは、時効効果特性を高めて強度を向上させると共
に、マルテンサイ変態温度を高めてマルテンサイ変態を
し易くするので、それらのために含有させる元素であ
る。それらの作用効果を得るためには８．０％以上含有
させる必要があるが、１６．０％を超えてもこれらの作
用効果は飽和し、コストも高くなるので、その含有量を
８．０〜１６．０％にする。
に、マルテンサイ変態温度を高めてマルテンサイ変態を
し易くするので、それらのために含有させる元素であ
る。それらの作用効果を得るためには８．０％以上含有
させる必要があるが、１６．０％を超えてもこれらの作
用効果は飽和し、コストも高くなるので、その含有量を
８．０〜１６．０％にする。
【００１５】Ｍｏ：１．０〜５．０％ Ｍｏは、時効によりＮｉと化合して金属間化合物（Ｎｉ
3 Ｍｏ）を析出し、またＣｒと共にＣと結合して炭化物
を析出し、二次硬化させるので、それらのために含有さ
せる元素である。それらの作用効果を得るためには１．
０％以上含有させる必要があるが、５．０％を超えると
延性及び靱性を低下させるので、その含有量を１．０〜
５．０％にする。
3 Ｍｏ）を析出し、またＣｒと共にＣと結合して炭化物
を析出し、二次硬化させるので、それらのために含有さ
せる元素である。それらの作用効果を得るためには１．
０％以上含有させる必要があるが、５．０％を超えると
延性及び靱性を低下させるので、その含有量を１．０〜
５．０％にする。
【００１６】Ａｌ：０．５〜３．０％ Ａｌは、溶製時の脱酸剤であると共に、時効によりＮｉ
と化合して金属間化合物（ＮｉＡｌ等）を析出して二次
硬化させるので、それらのために含有させる元素であ
る。それらの作用効果を得るためには０．５％以上含有
させる必要があるが、３．０％を超えると延性及び靱性
を低下させるので、その含有量を０．５〜３．０％にす
る。
と化合して金属間化合物（ＮｉＡｌ等）を析出して二次
硬化させるので、それらのために含有させる元素であ
る。それらの作用効果を得るためには０．５％以上含有
させる必要があるが、３．０％を超えると延性及び靱性
を低下させるので、その含有量を０．５〜３．０％にす
る。
【００１７】Ｃｒ：３．０超え〜１０．０％ Ｃｒは、Ｍｏと共にＣと化合して炭化物を析出し、二次
硬化させると共に、マトリックスに溶解して耐腐食性、
特に耐応力腐食割れ性を高めるので、それらのために含
有させる元素である。それらの作用効果を得るためには
３．０％より多く好ましくは５．０％以上含有させる必
要があるが、１０．０％、好ましくは８．０％を超える
と延性及び靱性を低下させるので、その含有量を３．０
超え〜１０．０％にする。好ましくは５．０〜８．０％
である。
硬化させると共に、マトリックスに溶解して耐腐食性、
特に耐応力腐食割れ性を高めるので、それらのために含
有させる元素である。それらの作用効果を得るためには
３．０％より多く好ましくは５．０％以上含有させる必
要があるが、１０．０％、好ましくは８．０％を超える
と延性及び靱性を低下させるので、その含有量を３．０
超え〜１０．０％にする。好ましくは５．０〜８．０％
である。
【００１８】Ｔｉ：０．１０％以下 Ｔｉは、上記のようにＣ、Ｎなどと結合してＴｉ系非金
属介在物を形成し、疲労強度などの疲労特性を低下させ
る元素であるので、その含有量を０．１０％以下にす
る。好ましくは０．０２０％以下である。 Ｓ：０．００３０％以下 Ｓは、被削性を改善させる元素であるが、靱性及び疲労
強度を低下させるので、その含有量を０．００３％以下
にする。その好ましい含有量は０．００１０％以下、よ
り好ましい含有量は０．０００５％以下である。
属介在物を形成し、疲労強度などの疲労特性を低下させ
る元素であるので、その含有量を０．１０％以下にす
る。好ましくは０．０２０％以下である。 Ｓ：０．００３０％以下 Ｓは、被削性を改善させる元素であるが、靱性及び疲労
強度を低下させるので、その含有量を０．００３％以下
にする。その好ましい含有量は０．００１０％以下、よ
り好ましい含有量は０．０００５％以下である。
【００１９】ＲＥＭ：０．００５〜０．０２０％ ＲＥＭは、酸化皮膜の密着性を高くして高温での耐食性
を向上させるので、そのために含有させる元素である。
その作用効果を得るためには０．００５％以上含有させ
る必要があるが、０．０２０％を超えると局部的に融点
を低下させることによって熱間加工性を低下させるの
で、その含有量を０．００５〜０．０２０％にする。 Ｚｒ：０．００５〜０．０４０％ Ｚｒは、ＴｉＣの生成を抑制して疲労強度を向上させる
ので、そのために含有させる元素である。それらの作用
効果を得るためには０．００５％以上含有させる必要が
あるが、０．０４０％を超えると偏析が多くなって靱性
を低下させるので、その含有量を０．００５〜０．０４
０％にする。
を向上させるので、そのために含有させる元素である。
その作用効果を得るためには０．００５％以上含有させ
る必要があるが、０．０２０％を超えると局部的に融点
を低下させることによって熱間加工性を低下させるの
で、その含有量を０．００５〜０．０２０％にする。 Ｚｒ：０．００５〜０．０４０％ Ｚｒは、ＴｉＣの生成を抑制して疲労強度を向上させる
ので、そのために含有させる元素である。それらの作用
効果を得るためには０．００５％以上含有させる必要が
あるが、０．０４０％を超えると偏析が多くなって靱性
を低下させるので、その含有量を０．００５〜０．０４
０％にする。
【００２０】Ｖ：０．０１〜１．０％、Ｎｂ又はＴａ：
０．０１〜１．０％、Ｗ：０．０１〜１．０％及びＣ
ｕ：０．０１〜１．０％ Ｖ、Ｎｂ又はＴａ、Ｗ及びＣｕは、基地に固溶して疲労
強度を向上させるので、そのために含有させる元素であ
る。その作用効果を得るためには０．０１％以上含有さ
せる必要があるが、１．０％を超えると延性及び靱性を
低下させるので、その含有量をそれぞれ０．０１〜１．
０％とする。
０．０１〜１．０％、Ｗ：０．０１〜１．０％及びＣ
ｕ：０．０１〜１．０％ Ｖ、Ｎｂ又はＴａ、Ｗ及びＣｕは、基地に固溶して疲労
強度を向上させるので、そのために含有させる元素であ
る。その作用効果を得るためには０．０１％以上含有さ
せる必要があるが、１．０％を超えると延性及び靱性を
低下させるので、その含有量をそれぞれ０．０１〜１．
０％とする。
【００２１】Ｃａ：０．０００３〜０．００３％ Ｃａは、硫化物の形態を制御して疲労強度を向上させる
と共に、被削性を改善させるので、そのために含有させ
る元素である。それらの作用効果を得るたには０．００
０３％以上含有させる必要があるが、０．００３％を超
えると靱性を低下させるので、その含有量を０．０００
３〜０．００３％とする。 Ｐｂ：０．００１〜０．００５％ Ｐｂは、被削性を改善するので、そのために含有させる
元素である。その作用効果を得るたには０．００１％以
上含有させる必要があるが、０．００５％を超えると靱
性を低下させるので、その含有量を０．００１〜０．０
０５％とする。
と共に、被削性を改善させるので、そのために含有させ
る元素である。それらの作用効果を得るたには０．００
０３％以上含有させる必要があるが、０．００３％を超
えると靱性を低下させるので、その含有量を０．０００
３〜０．００３％とする。 Ｐｂ：０．００１〜０．００５％ Ｐｂは、被削性を改善するので、そのために含有させる
元素である。その作用効果を得るたには０．００１％以
上含有させる必要があるが、０．００５％を超えると靱
性を低下させるので、その含有量を０．００１〜０．０
０５％とする。
【００２２】Ｐ：０．００３０％以下 Ｐは、靱性及び疲労強度を低下させるので、その含有量
を０．０３０％以下にするのが好ましい。より好ましい
含有量は、０．００１０％以下である。
を０．０３０％以下にするのが好ましい。より好ましい
含有量は、０．００１０％以下である。
【００２３】Ｎ：０．０３％以下 Ｎは、Ｔｉなどと化合してＴｉ系非金属介在物などを形
成して疲労強度などの疲労特性を低下させるので、その
含有量を０．０３％以下にするのが好ましい。より好ま
しい含有量は０．０１％以下である。 Ｏ：０．０３％以下 Ｏは、Ａｌなどと化合して非金属介在物を形成し、疲労
強度などの疲労特性を低下させるので、その含有量を
０．０３％以下にするのが好ましい。より好ましい含有
量は０．０１％以下である。
成して疲労強度などの疲労特性を低下させるので、その
含有量を０．０３％以下にするのが好ましい。より好ま
しい含有量は０．０１％以下である。 Ｏ：０．０３％以下 Ｏは、Ａｌなどと化合して非金属介在物を形成し、疲労
強度などの疲労特性を低下させるので、その含有量を
０．０３％以下にするのが好ましい。より好ましい含有
量は０．０１％以下である。
【００２４】次に、本発明の強度、耐疲労性及び耐食性
に優れた構造用鋼の製造方法の製造方法における溶解及
び精錬方法について一例を説明する。本発明の強度、耐
疲労性及び耐食性に優れた構造用鋼は、一次溶解として
（１）アーク炉で大気溶解および精錬後ＡＯＤ炉で精錬
し、その後加熱装置及び真空装置を備えた取鍋精錬炉で
精錬、（２）アーク炉で大気溶解および精錬後ＶＯＤ炉
で精錬し、または（３）真空高周波誘導炉で溶解し、鋳
造後、二次溶解として真空アーク再溶解法、エレクトロ
スラグ再溶解法、電子ビーム再溶解法の何れか１種を１
回または複数回繰り返して、またはこれらを組み合わせ
て１回または複数回繰り返して、例えばエレクトロスラ
グ再溶解法により再溶解した後、真空アーク再溶解法に
より再溶解を１回または２回行うことにより高清浄で、
かつ偏析の少ないインゴットとして製造される。
に優れた構造用鋼の製造方法の製造方法における溶解及
び精錬方法について一例を説明する。本発明の強度、耐
疲労性及び耐食性に優れた構造用鋼は、一次溶解として
（１）アーク炉で大気溶解および精錬後ＡＯＤ炉で精錬
し、その後加熱装置及び真空装置を備えた取鍋精錬炉で
精錬、（２）アーク炉で大気溶解および精錬後ＶＯＤ炉
で精錬し、または（３）真空高周波誘導炉で溶解し、鋳
造後、二次溶解として真空アーク再溶解法、エレクトロ
スラグ再溶解法、電子ビーム再溶解法の何れか１種を１
回または複数回繰り返して、またはこれらを組み合わせ
て１回または複数回繰り返して、例えばエレクトロスラ
グ再溶解法により再溶解した後、真空アーク再溶解法に
より再溶解を１回または２回行うことにより高清浄で、
かつ偏析の少ないインゴットとして製造される。
【００２５】次に、加工及び熱処理について一例を説明
する。上記インゴットを１１５０〜１２９０℃で約２４
時間加熱して均質化し、その後熱間鍛造、熱間圧延など
の熱間加工により所望の形状にし、約８８０〜９１０℃
で約１時間加熱した後空冷し、約８３０〜８５０℃で約
１時間加熱した後油冷し、４５０〜５１０℃で約５時間
加熱する時効処理を施すことにより強度、耐疲労性及び
耐食性に優れた構造用鋼とすることができる。
する。上記インゴットを１１５０〜１２９０℃で約２４
時間加熱して均質化し、その後熱間鍛造、熱間圧延など
の熱間加工により所望の形状にし、約８８０〜９１０℃
で約１時間加熱した後空冷し、約８３０〜８５０℃で約
１時間加熱した後油冷し、４５０〜５１０℃で約５時間
加熱する時効処理を施すことにより強度、耐疲労性及び
耐食性に優れた構造用鋼とすることができる。
【００２６】本発明の強度、耐疲労性及び耐食性に優れ
た構造用鋼の用途は、航空機エンジン用シャフト、船舶
のスクリュウシャフト、海上または海中で用いる装置の
クランクシャフトなどの高強度、高疲労特性及び高耐食
性、特に高応力腐食割れ性を必要とするものなどであ
る。
た構造用鋼の用途は、航空機エンジン用シャフト、船舶
のスクリュウシャフト、海上または海中で用いる装置の
クランクシャフトなどの高強度、高疲労特性及び高耐食
性、特に高応力腐食割れ性を必要とするものなどであ
る。
【００２７】以下、本発明の実施例を説明する。
【実施例】溶解原料をエルー式アーク炉により大気溶解
及び精錬し、その後ＡＯＤに入れて精錬し、さらにその
後加熱装置及び真空装置の付いた取鍋精錬炉で真空精錬
及び加熱し、鋳造して、エレクトロスラグ再溶解法用の
電極を製造した。この電極を用いてエレクトロスラグ再
溶解法により再溶解して電極を製造した。この電極を用
いて真空アーク再溶解法により下記表１に記載した成分
組成のインゴットを得た。
及び精錬し、その後ＡＯＤに入れて精錬し、さらにその
後加熱装置及び真空装置の付いた取鍋精錬炉で真空精錬
及び加熱し、鋳造して、エレクトロスラグ再溶解法用の
電極を製造した。この電極を用いてエレクトロスラグ再
溶解法により再溶解して電極を製造した。この電極を用
いて真空アーク再溶解法により下記表１に記載した成分
組成のインゴットを得た。
【００２８】このインゴットを熱間加工をしてφ１８０
ｍｍの棒を作製し、これより硬さ試験片、引張試験片、
疲労強度試験片及び応力腐食割れ試験片を採取し、約９
００℃で約１時間加熱した後空冷し、約４９５℃で約１
０時間加熱する時効処理をした。これら試験片を用いて
硬さ試験、引張試験、下記方法の疲労強度試験および下
記方法の応力腐食割れ試験を実施した。その結果を下記
表２に示す。
ｍｍの棒を作製し、これより硬さ試験片、引張試験片、
疲労強度試験片及び応力腐食割れ試験片を採取し、約９
００℃で約１時間加熱した後空冷し、約４９５℃で約１
０時間加熱する時効処理をした。これら試験片を用いて
硬さ試験、引張試験、下記方法の疲労強度試験および下
記方法の応力腐食割れ試験を実施した。その結果を下記
表２に示す。
【００２９】疲労強度試験方法：軸力ＬＣＦテストで、
室温大気中において、歪み振幅０．７５％、応力比１、
三角波、周波数３０Ｈｚの条件で実施した。 応力腐食割れ試験：ＡＳＴＭ Ｇ ４４に準じた試験方
法により、二点曲げ荷重を与えて実施した。
室温大気中において、歪み振幅０．７５％、応力比１、
三角波、周波数３０Ｈｚの条件で実施した。 応力腐食割れ試験：ＡＳＴＭ Ｇ ４４に準じた試験方
法により、二点曲げ荷重を与えて実施した。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】表２の結果によると、本発明例は、硬さが
５５．３〜５９．７ＨＲＣ、０．２％耐力が１９１３〜
２０６１ＭＰａ、疲労寿命が１４５００〜１５９００サ
イクル、応力腐食割れ発生日数が３４．１〜５７．６日
であった。これに対して、Ｃｒ含有量が本発明より少な
い比較例１は、硬さ、０．２％耐力及び疲労寿命が本発
明例よりやや低い程度であったが、応力腐食割れ発生日
数が３０．０日と大幅に低下していた。
５５．３〜５９．７ＨＲＣ、０．２％耐力が１９１３〜
２０６１ＭＰａ、疲労寿命が１４５００〜１５９００サ
イクル、応力腐食割れ発生日数が３４．１〜５７．６日
であった。これに対して、Ｃｒ含有量が本発明より少な
い比較例１は、硬さ、０．２％耐力及び疲労寿命が本発
明例よりやや低い程度であったが、応力腐食割れ発生日
数が３０．０日と大幅に低下していた。
【００３３】さらに、Ｃ含有量が本発明より多く、Ｎｉ
含有量が本発明より低い比較例２は、硬さおよび０．２
％耐力が本発明例よりやや低い程度であったが、疲労寿
命と応力腐食割れ発生日数が１２０００サイクルと２
６．０日であり、本発明例より大幅に低下していた。ま
た、ＭｏおよびＣｏが本発明より低い比較例３は、硬さ
及び０．２％耐力が本発明例よりやや低い程度であった
が、疲労寿命と応力腐食割れ発生日数が１３５００サイ
クルと２５．０日であり、本発明例より大幅に低下して
いた。
含有量が本発明より低い比較例２は、硬さおよび０．２
％耐力が本発明例よりやや低い程度であったが、疲労寿
命と応力腐食割れ発生日数が１２０００サイクルと２
６．０日であり、本発明例より大幅に低下していた。ま
た、ＭｏおよびＣｏが本発明より低い比較例３は、硬さ
及び０．２％耐力が本発明例よりやや低い程度であった
が、疲労寿命と応力腐食割れ発生日数が１３５００サイ
クルと２５．０日であり、本発明例より大幅に低下して
いた。
【００３４】
【発明の効果】本発明の強度、耐疲労性及び耐食性に優
れた構造用鋼は、上記構成にしたことにより、強度及び
耐疲労性ばかりでなく、耐食性、特に応力腐食割れ性の
優れたものとなるという優れた効果を奏する。
れた構造用鋼は、上記構成にしたことにより、強度及び
耐疲労性ばかりでなく、耐食性、特に応力腐食割れ性の
優れたものとなるという優れた効果を奏する。
Claims (8)
- 【請求項１】 重量％で（以下同じ）、Ｃ：０．３０％
以下、Ｎｉ：１０．０〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１
６．０％、Ｍｏ：１．０〜５．０％、Ａｌ：０．５〜
３．０％、Ｃｒ：３．０超え〜１０．０％、Ｔｉ：０．
１０％以下及びＳ：０．００３０％以下を含有し、残部
がＦｅ及び不可避的不純物からなることを特徴とする強
度、耐疲労性及び耐食性に優れた構造用鋼。 - 【請求項２】 Ｃ：０．３０％以下、Ｎｉ：１０．０〜
１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０
〜５．０％、Ａｌ：０．５〜３．０％、Ｃｒ：３．０超
え〜１０．０％、Ｔｉ：０．１０％以下及びＳ：０．０
０３０％以下を含有し、さらにＲＥＭ：０．００５〜
０．０２０％及びＺｒ：０．００５〜０．０４％のうち
の１種又は２種を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純
物からなることを特徴とする強度、耐疲労性及び耐食性
に優れた構造用鋼。 - 【請求項３】 Ｃ：０．３０％以下、Ｎｉ：１０．０〜
１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０
〜５．０％、Ａｌ：０．５〜３．０％、Ｃｒ：３．０超
え〜１０．０％、Ｔｉ：０．１０％以下及びＳ：０．０
０３０％以下を含有し、さらにＶ：０．０１〜１．０
％、Ｎｂ又はＴａ：０．０１〜１．０％、Ｗ：０．０１
〜１．０％及びＣｕ：０．０１〜１．０％のうちの１種
又は２種以上を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物
からなることを特徴とする強度、耐疲労性及び耐食性に
優れた構造用鋼。 - 【請求項４】 Ｃ：０．３０％以下、Ｎｉ：１０．０〜
１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０
〜５．０％、Ａｌ：０．５〜３．０％、Ｃｒ：３．０超
え〜１０．０％、Ｔｉ：０．１０％以下及びＳ：０．０
０３０％以下を含有し、さらにＣａ：０．０００３〜
０．００３％及びＰｂ：０．００１〜０．００５％のう
ちの１種又は２種を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不
純物からなることを特徴とする強度、耐疲労性及び耐食
性に優れた構造用鋼。 - 【請求項５】 Ｃ：０．３０％以下、Ｎｉ：１０．０〜
１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０
〜５．０％、Ａｌ：０．５〜３．０％、Ｃｒ：３．０超
え〜１０．０％、Ｔｉ：０．１０％以下及びＳ：０．０
０３０％以下を含有し、さらにＲＥＭ：０．００５〜
０．０２０％及びＺｒ：０．００５〜０．０４％のうち
の１種又は２種を含有し、またＶ：０．０１〜１．０
％、Ｎｂ又はＴａ：０．０１〜１．０％、Ｗ：０．０１
〜１．０％及びＣｕ：０．０１〜１．０％のうちの１種
又は２種以上を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物
からなることを特徴とする強度、耐疲労性及び耐食性に
優れた構造用鋼。 - 【請求項６】 Ｃ：０．３０％以下、Ｎｉ：１０．０〜
１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０
〜５．０％、Ａｌ：０．５〜３．０％、Ｃｒ：３．０超
え〜１０．０％、Ｔｉ：０．１０％以下及びＳ：０．０
０３０％以下を含有し、さらにＲＥＭ：０．００５〜
０．０２０％及びＺｒ：０．００５〜０．０４％のうち
の１種又は２種を含有し、またＣａ：０．０００３〜
０．００３％及びＰｂ：０．００１〜０．００５％のう
ちの１種又は２種を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不
純物からなることを特徴とする強度、耐疲労性及び耐食
性に優れた構造用鋼。 - 【請求項７】 Ｃ：０．３０％以下、Ｎｉ：１０．０〜
１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０
〜５．０％、Ａｌ：０．５〜３．０％、Ｃｒ：３．０超
え〜１０．０％、Ｔｉ：０．１０％以下及びＳ：０．０
０３０％以下を含有し、さらにＲＥＭ：０．００５〜
０．０２０％及びＺｒ：０．００５〜０．０４％のうち
の１種又は２種を含有し、またＶ：０．０１〜１．０
％、Ｎｂ又はＴａ：０．０１〜１．０％、Ｗ：０．０１
〜１．０％及びＣｕ：０．０１〜１．０％のうちの１種
又は２種以上を含有し、さらにまたＣａ：０．０００３
〜０．００３％及びＰｂ：０．００１〜０．００５％の
うちの１種又は２種を含有し、残部がＦｅ及び不可避的
不純物からなることを特徴とする強度、耐疲労性及び耐
食性に優れた構造用鋼。 - 【請求項８】 Ｃ：０．３０％以下、Ｎｉ：１０．０〜
１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０
〜５．０％、Ａｌ：０．５〜３．０％、Ｃｒ：３．０超
え〜１０．０％、Ｔｉ：０．１０％以下及びＳ：０．０
０３０％以下を含有し、さらにＶ：０．０１〜１．０
％、Ｎｂ又はＴａ：０．０１〜１．０％、Ｗ：０．０１
〜１．０％及びＣｕ：０．０１〜１．０％のうちの１種
又は２種以上を含有し、またＣａ：０．０００３〜０．
００３％及びＰｂ：０．００１〜０．００５％のうちの
１種又は２種を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物
からなることを特徴とする強度、耐疲労性及び耐食性に
優れた構造用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000358122A JP2002161342A (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | 強度、耐疲労性及び耐食性に優れた構造用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000358122A JP2002161342A (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | 強度、耐疲労性及び耐食性に優れた構造用鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002161342A true JP2002161342A (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=18830076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000358122A Pending JP2002161342A (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | 強度、耐疲労性及び耐食性に優れた構造用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002161342A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006114499A2 (fr) * | 2005-04-27 | 2006-11-02 | Aubert & Duval | Acier martensitique durci, procede de fabrication d'une piece a partir de cet acier, et piece ainsi obtenue |
| FR2885141A1 (fr) * | 2005-04-27 | 2006-11-03 | Aubert & Duval Soc Par Actions | Acier martensitique durci, procede de fabrication d'une piece a partir de cet acier, et piece ainsi obtenue |
| JP2006328486A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Daido Steel Co Ltd | 薄帯用鋼および薄帯 |
| CN101994069A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-03-30 | 长春工业大学 | 镁合金熔体定量输送系统用新型热作合金钢 |
| KR101445726B1 (ko) | 2012-07-16 | 2014-10-01 | 한국과학기술원 | 고장력강 및 그 제조방법 |
| US9429183B2 (en) | 2009-07-03 | 2016-08-30 | Snecma | Martensitic steel with mixed hardening |
| EP3095884A1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-11-23 | Daido Steel Co.,Ltd. | Maraging steel |
| US20160340752A1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-11-24 | Daido Steel Co., Ltd. | Maraging steel |
| JP2016216813A (ja) * | 2015-05-22 | 2016-12-22 | 大同特殊鋼株式会社 | マルエージング鋼 |
Citations (3)
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| JPS5690957A (en) * | 1979-12-20 | 1981-07-23 | Kobe Steel Ltd | Maraging steel with superior stress corrosion crack resistance |
| JPS63134648A (ja) * | 1986-11-26 | 1988-06-07 | Kobe Steel Ltd | 耐食性にすぐれる析出硬化型高張力鋼 |
| US5393488A (en) * | 1993-08-06 | 1995-02-28 | General Electric Company | High strength, high fatigue structural steel |
-
2000
- 2000-11-24 JP JP2000358122A patent/JP2002161342A/ja active Pending
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| FR2885141A1 (fr) * | 2005-04-27 | 2006-11-03 | Aubert & Duval Soc Par Actions | Acier martensitique durci, procede de fabrication d'une piece a partir de cet acier, et piece ainsi obtenue |
| FR2885142A1 (fr) * | 2005-04-27 | 2006-11-03 | Aubert & Duval Soc Par Actions | Acier martensitique durci, procede de fabrication d'une piece a partir de cet acier, et piece ainsi obtenue |
| WO2006114499A3 (fr) * | 2005-04-27 | 2006-12-14 | Aubert & Duval Sa | Acier martensitique durci, procede de fabrication d'une piece a partir de cet acier, et piece ainsi obtenue |
| US8152938B2 (en) | 2005-04-27 | 2012-04-10 | Aubert & Duval | Hardened martensitic steel, method for producing a component from this steel and component obtained in this manner |
| US8153056B2 (en) | 2005-04-27 | 2012-04-10 | Aubert & Duval | Hardened martensitic steel, method for producing a component from this steel and component obtained in this manner |
| US8192560B2 (en) | 2005-04-27 | 2012-06-05 | Aubert & Duval | Hardened martensitic steel, method for producing a component from this steel and component obtained in this manner |
| WO2006114499A2 (fr) * | 2005-04-27 | 2006-11-02 | Aubert & Duval | Acier martensitique durci, procede de fabrication d'une piece a partir de cet acier, et piece ainsi obtenue |
| JP2006328486A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Daido Steel Co Ltd | 薄帯用鋼および薄帯 |
| JP4613698B2 (ja) * | 2005-05-26 | 2011-01-19 | 大同特殊鋼株式会社 | 薄帯用鋼および薄帯 |
| US9429183B2 (en) | 2009-07-03 | 2016-08-30 | Snecma | Martensitic steel with mixed hardening |
| CN101994069A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-03-30 | 长春工业大学 | 镁合金熔体定量输送系统用新型热作合金钢 |
| KR101445726B1 (ko) | 2012-07-16 | 2014-10-01 | 한국과학기술원 | 고장력강 및 그 제조방법 |
| EP3095884A1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-11-23 | Daido Steel Co.,Ltd. | Maraging steel |
| US20160340752A1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-11-24 | Daido Steel Co., Ltd. | Maraging steel |
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| JP2016216813A (ja) * | 2015-05-22 | 2016-12-22 | 大同特殊鋼株式会社 | マルエージング鋼 |
| CN106167879B (zh) * | 2015-05-22 | 2019-01-11 | 大同特殊钢株式会社 | 马氏体时效钢 |
| US10337079B2 (en) * | 2015-05-22 | 2019-07-02 | Daido Steel Co., Ltd. | Maraging steel |
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