JP2002212680A - マルテンサイト系快削ステンレス鋼 - Google Patents
マルテンサイト系快削ステンレス鋼Info
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- JP2002212680A JP2002212680A JP2001006389A JP2001006389A JP2002212680A JP 2002212680 A JP2002212680 A JP 2002212680A JP 2001006389 A JP2001006389 A JP 2001006389A JP 2001006389 A JP2001006389 A JP 2001006389A JP 2002212680 A JP2002212680 A JP 2002212680A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】Ｐｂ等の有害元素を含有せず、冷間鍛造性，切
削性，熱間製造性及び環境調和性に優れたマルテンサイ
ト系快削ステンレス鋼を提供する。 【解決手段】質量％で、Ｃ≦0.40，Ｍｎ≦3.０，Ｐ≦0.
１，Ｃｒ：10〜17，Ｓｎ：0.03〜0.3,Ｎ≦：0.1 を基本
成分とし、必要に応じＳ：0.05〜0.4,Ｓｉ：0.05〜0.4,
Ａｌ：0.01未満，Ｏ：0.005 〜0.015,また、Ｂ：0.0005
〜0.02，Ｃａ：0.0005〜0.02，Ｂｉ：0.005 〜0.20の１
種又は２種以上、Ｎｉ≦1.0,Ｃｕ≦2.5,Ｍｏ≦3.0,Ｃｏ
≦1.0 の１種又は２種以上、Ｎｂ≦0.3,Ｖ≦0.3,Ｗ≦0.
3,Ｔａ≦0.3,Ｚｒ≦0.3,また、ＲＥＭ：0.0005〜0.2,Ｔ
ｉ：0.01〜0.3,Ｍｇ：0.0005〜0.01の１種又は２種以上
を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的成分からなるステンレ
ス鋼。
削性，熱間製造性及び環境調和性に優れたマルテンサイ
ト系快削ステンレス鋼を提供する。 【解決手段】質量％で、Ｃ≦0.40，Ｍｎ≦3.０，Ｐ≦0.
１，Ｃｒ：10〜17，Ｓｎ：0.03〜0.3,Ｎ≦：0.1 を基本
成分とし、必要に応じＳ：0.05〜0.4,Ｓｉ：0.05〜0.4,
Ａｌ：0.01未満，Ｏ：0.005 〜0.015,また、Ｂ：0.0005
〜0.02，Ｃａ：0.0005〜0.02，Ｂｉ：0.005 〜0.20の１
種又は２種以上、Ｎｉ≦1.0,Ｃｕ≦2.5,Ｍｏ≦3.0,Ｃｏ
≦1.0 の１種又は２種以上、Ｎｂ≦0.3,Ｖ≦0.3,Ｗ≦0.
3,Ｔａ≦0.3,Ｚｒ≦0.3,また、ＲＥＭ：0.0005〜0.2,Ｔ
ｉ：0.01〜0.3,Ｍｇ：0.0005〜0.01の１種又は２種以上
を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的成分からなるステンレ
ス鋼。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マルテンサイト系
快削ステンレス鋼に係わり、快削性元素として、Ｐｂ，
Ｓｅ，Ｔｅ等の有害元素を含有せず、耐食性，冷間加工
性，被削性に優れた環境に優しいマルテンサイト系快削
ステンレス鋼に関するものである。
快削ステンレス鋼に係わり、快削性元素として、Ｐｂ，
Ｓｅ，Ｔｅ等の有害元素を含有せず、耐食性，冷間加工
性，被削性に優れた環境に優しいマルテンサイト系快削
ステンレス鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、マルテンサイト系快削ステンレス
鋼にＳＵＳ４１６，ＳＵＳ４２０Ｆ等の硫化物系の快削
鋼が使用されてきたが、耐食性，冷間加工性，または被
削性等の特性向上の要求が高かった。そのため、近年、
該鋼に快削元素としてＰｂ，Ｓｅ，Ｔｅを添加して対応
してきた。例えば、Ｓに加えＴｅを添加して硫化物の形
態を球状に制御して冷間鍛造性を向上させることが提案
されている（特開昭５４−５９７１２号公報）。また、
低Ｃのマルテンサイト系ステンレス鋼にＰｂ，Ｔｅ，Ｓ
ｅ，Ｂｉ等の快削元素を添加した冷間加工性に優れる快
削鋼が提案されている（特開平１−００８２５８号公
報）。
鋼にＳＵＳ４１６，ＳＵＳ４２０Ｆ等の硫化物系の快削
鋼が使用されてきたが、耐食性，冷間加工性，または被
削性等の特性向上の要求が高かった。そのため、近年、
該鋼に快削元素としてＰｂ，Ｓｅ，Ｔｅを添加して対応
してきた。例えば、Ｓに加えＴｅを添加して硫化物の形
態を球状に制御して冷間鍛造性を向上させることが提案
されている（特開昭５４−５９７１２号公報）。また、
低Ｃのマルテンサイト系ステンレス鋼にＰｂ，Ｔｅ，Ｓ
ｅ，Ｂｉ等の快削元素を添加した冷間加工性に優れる快
削鋼が提案されている（特開平１−００８２５８号公
報）。
【０００３】しかしながら、最近Ｐｂ等の毒性の強い快
削元素は、近年の環境問題から規制される動きが強くな
っており、製造できなくなりつつある。このように従来
のステンレス鋼では、Ｐｂ，Ｔｅ等の毒性の強い元素を
使用せずに、熱間製造性を損なうことなく冷間鍛造性，
耐食性，被削性等の特性を向上させた、環境親和性に優
れたマルテンサイト系快削ステンレス鋼はあまり提案さ
れていない。
削元素は、近年の環境問題から規制される動きが強くな
っており、製造できなくなりつつある。このように従来
のステンレス鋼では、Ｐｂ，Ｔｅ等の毒性の強い元素を
使用せずに、熱間製造性を損なうことなく冷間鍛造性，
耐食性，被削性等の特性を向上させた、環境親和性に優
れたマルテンサイト系快削ステンレス鋼はあまり提案さ
れていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来技術の欠点を解消するためになされたものであっ
て、Ｐｂ等の毒性の強い元素を使用せずに、熱間製造性
を損なうことなく冷間鍛造性，耐食性，被削性の特性を
向上させた、環境に優しいマルテンサイト系快削ステン
レス鋼を安価に提供することを目的としたものである。
な従来技術の欠点を解消するためになされたものであっ
て、Ｐｂ等の毒性の強い元素を使用せずに、熱間製造性
を損なうことなく冷間鍛造性，耐食性，被削性の特性を
向上させた、環境に優しいマルテンサイト系快削ステン
レス鋼を安価に提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明者らは、マルテンサイト系ステンレス鋼に快削
元素として、熱間製造性，耐食性，冷間加工性を低下さ
せずに被削性を向上させるＳｎを添加し、またＳｉ，
Ｏ，Ｃａ，Ａｌ，Ｓ，Ｂｉ量を制御することで更に被削
性を向上させ、またＢｉ，Ｓ等の添加を制限すること
で、Ｐｂ等の毒性の強い元素を使用せずに冷間加工性，
耐食性を改善できることを見出し、本発明をなしたもの
である。
に本発明者らは、マルテンサイト系ステンレス鋼に快削
元素として、熱間製造性，耐食性，冷間加工性を低下さ
せずに被削性を向上させるＳｎを添加し、またＳｉ，
Ｏ，Ｃａ，Ａｌ，Ｓ，Ｂｉ量を制御することで更に被削
性を向上させ、またＢｉ，Ｓ等の添加を制限すること
で、Ｐｂ等の毒性の強い元素を使用せずに冷間加工性，
耐食性を改善できることを見出し、本発明をなしたもの
である。
【０００６】すなわち、本発明の要旨とするところは以
下の通りである。 （１） 質量％で、Ｃ ：０．０５〜０．４０％、 Ｍ
ｎ：０．０５〜３．０％、Ｐ ：０．０１〜０．１％、
Ｃｒ：１０〜１７％、Ｓｎ：０．０３〜０．３％
Ｎ ：０．００５〜０．１０％を含有し、残部がＦ
ｅ及び不可避的成分からなることを特徴とするマルテン
サイト系快削ステンレス鋼。 （２） 質量％で、Ｃ ：０．０５〜０．１５％、 Ｍ
ｎ：０．０５〜３．０％、Ｐ ：０．０１〜０．１％、
Ｓ ：０．０００５〜０．０５％、Ｃｒ：１０〜１
７％、 Ｓｎ：０．０３〜０．３％、Ｎ ：
０．００５〜０．１０％を含有し、残部がＦｅ及び不可
避的成分からなることを特徴とするマルテンサイト系快
削ステンレス鋼。
下の通りである。 （１） 質量％で、Ｃ ：０．０５〜０．４０％、 Ｍ
ｎ：０．０５〜３．０％、Ｐ ：０．０１〜０．１％、
Ｃｒ：１０〜１７％、Ｓｎ：０．０３〜０．３％
Ｎ ：０．００５〜０．１０％を含有し、残部がＦ
ｅ及び不可避的成分からなることを特徴とするマルテン
サイト系快削ステンレス鋼。 （２） 質量％で、Ｃ ：０．０５〜０．１５％、 Ｍ
ｎ：０．０５〜３．０％、Ｐ ：０．０１〜０．１％、
Ｓ ：０．０００５〜０．０５％、Ｃｒ：１０〜１
７％、 Ｓｎ：０．０３〜０．３％、Ｎ ：
０．００５〜０．１０％を含有し、残部がＦｅ及び不可
避的成分からなることを特徴とするマルテンサイト系快
削ステンレス鋼。
【０００７】（３） 質量％で、さらにＳ：０．０５％
超〜０．４％を含有することを特徴とする前記（１）記
載のマルテンサイト系快削ステンレス鋼。 （４） 質量％で、さらにＳｉ：０．０５〜０．４％、
Ａｌ：０．０１％以下、Ｏ ：０．００５〜０．０
１５％を含有することを特徴とする前記（１）乃至
（３）のいずれか１項に記載のマルテンサイト系快削ス
テンレス鋼。 （５） 質量％で、さらにＢ ：０．０００５〜０．０
２％、Ｃａ：０．０００５〜０．０２％、Ｂｉ：０．０
０５〜０．２０％の１種または２種以上を含有すること
を特徴とする前記（１）乃至（４）記載のいずれか１項
に記載のマルテンサイト系快削ステンレス鋼。
超〜０．４％を含有することを特徴とする前記（１）記
載のマルテンサイト系快削ステンレス鋼。 （４） 質量％で、さらにＳｉ：０．０５〜０．４％、
Ａｌ：０．０１％以下、Ｏ ：０．００５〜０．０
１５％を含有することを特徴とする前記（１）乃至
（３）のいずれか１項に記載のマルテンサイト系快削ス
テンレス鋼。 （５） 質量％で、さらにＢ ：０．０００５〜０．０
２％、Ｃａ：０．０００５〜０．０２％、Ｂｉ：０．０
０５〜０．２０％の１種または２種以上を含有すること
を特徴とする前記（１）乃至（４）記載のいずれか１項
に記載のマルテンサイト系快削ステンレス鋼。
【０００８】（６） 質量％で、さらにＮｉ：０．０５
〜１．０％、 Ｃｕ：０．０５〜２．５％、Ｍｏ：
０．０５〜３．０％、 Ｃｏ：０．０５〜１．０％以
下の１種または２種以上を含有することを特徴とする前
記（１）乃至（５）のいずれか１項に記載のマルテンサ
イト系快削ステンレス鋼。 （７） 質量％で、さらにＮｂ：０．０５〜０．３％、
Ｖ ：０．０５〜０．３％、Ｗ ：０．０５〜０．
３％、 Ｔａ：０．０５〜０．３％、Ｚｒ：０．００
５〜０．３％の１種または２種以上を含有することを特
徴とする前記（１）乃至（６）記載のいずれか１項に記
載のマルテンサイト系快削ステンレス鋼。 （８） 質量％で、さらにＲＥＭ：０．０００５〜０．
２％、 Ｔｉ：０．０１〜０．３％、Ｍｇ：０．０００
５〜０．０１％の１種または２種以上を含有することを
特徴とする前記（１）乃至（７）のいずれか１項に記載
のマルテンサイト系快削ステンレス鋼。ここでＲＥＭと
は、Ｌａ，Ｃｅ，Ｙ等の希土類元素をいう。
〜１．０％、 Ｃｕ：０．０５〜２．５％、Ｍｏ：
０．０５〜３．０％、 Ｃｏ：０．０５〜１．０％以
下の１種または２種以上を含有することを特徴とする前
記（１）乃至（５）のいずれか１項に記載のマルテンサ
イト系快削ステンレス鋼。 （７） 質量％で、さらにＮｂ：０．０５〜０．３％、
Ｖ ：０．０５〜０．３％、Ｗ ：０．０５〜０．
３％、 Ｔａ：０．０５〜０．３％、Ｚｒ：０．００
５〜０．３％の１種または２種以上を含有することを特
徴とする前記（１）乃至（６）記載のいずれか１項に記
載のマルテンサイト系快削ステンレス鋼。 （８） 質量％で、さらにＲＥＭ：０．０００５〜０．
２％、 Ｔｉ：０．０１〜０．３％、Ｍｇ：０．０００
５〜０．０１％の１種または２種以上を含有することを
特徴とする前記（１）乃至（７）のいずれか１項に記載
のマルテンサイト系快削ステンレス鋼。ここでＲＥＭと
は、Ｌａ，Ｃｅ，Ｙ等の希土類元素をいう。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、請求項１の本発明鋼の成
分範囲について、限定理由を述べる。Ｃは、マルテンサ
イト組織を得てマトリックスの強度を高めるため０．０
５％以上添加するが、過度な添加は被削性を劣化させる
ため、上限を０．４０％とした。好ましくは０．３５％
以下である。
分範囲について、限定理由を述べる。Ｃは、マルテンサ
イト組織を得てマトリックスの強度を高めるため０．０
５％以上添加するが、過度な添加は被削性を劣化させる
ため、上限を０．４０％とした。好ましくは０．３５％
以下である。
【００１０】Ｍｎは、Ｓと硫化物をつくり被削性を向上
させる元素であるため、０．０５％以上添加する。しか
しながら３％超添加するとその効果は飽和するし、逆に
切削性が劣化する。そのため上限を３％に限定した。更
に、耐食性を向上させるには、好ましくは０．８％以下
である。
させる元素であるため、０．０５％以上添加する。しか
しながら３％超添加するとその効果は飽和するし、逆に
切削性が劣化する。そのため上限を３％に限定した。更
に、耐食性を向上させるには、好ましくは０．８％以下
である。
【００１１】Ｐは被削性の向上に有効な元素であり、
０．０１％以上添加するが、製造性，冷間加工性および
耐食性を劣化させるため、上限を０．１％とした。好ま
しくは０．０１〜０．０４％である。
０．０１％以上添加するが、製造性，冷間加工性および
耐食性を劣化させるため、上限を０．１％とした。好ま
しくは０．０１〜０．０４％である。
【００１２】Ｃｒは耐食性を確保するために１０％以上
添加する。しかしながら、１７％を超えて添加するとマ
ルテンサイト組織を得難くなる。そのため上限を１７％
とした。好ましくは１１．０〜１５．０％である。
添加する。しかしながら、１７％を超えて添加するとマ
ルテンサイト組織を得難くなる。そのため上限を１７％
とした。好ましくは１１．０〜１５．０％である。
【００１３】Ｓｎはマルテンサイト系ステンレス鋼にお
いて軟化焼鈍で粒界偏析する元素であり、熱間製造性，
冷間鍛造性，耐食性を劣化させずに被削性を向上させる
元素である。そのために０．０３％以上添加する。しか
しながら、０．３％を超えて添加すると熱間製造性や被
削性が劣化する。そのため上限を０．３％とした。図１
に１２Ｃｒ−０．１Ｃ−０．０５Ｂｉ系の材料にＳｎを
添加した材料（４mm厚さ）のドリル穴開け時間を示す。
Ｓｎを０．０３〜０．３％までは２５秒以内にドリルが
貫通しており、その効果が大きい。好ましくは０．０５
〜０．２０％である。
いて軟化焼鈍で粒界偏析する元素であり、熱間製造性，
冷間鍛造性，耐食性を劣化させずに被削性を向上させる
元素である。そのために０．０３％以上添加する。しか
しながら、０．３％を超えて添加すると熱間製造性や被
削性が劣化する。そのため上限を０．３％とした。図１
に１２Ｃｒ−０．１Ｃ−０．０５Ｂｉ系の材料にＳｎを
添加した材料（４mm厚さ）のドリル穴開け時間を示す。
Ｓｎを０．０３〜０．３％までは２５秒以内にドリルが
貫通しており、その効果が大きい。好ましくは０．０５
〜０．２０％である。
【００１４】Ｎは製品の強度を確保するため、０．００
５％以上添加するが、添加し過ぎると軟化焼鈍時のマト
リックスの強度を高め、冷間鍛造性および被削性を劣化
させるため上限を０．１０％とした。好ましくは０．０
０５〜０．０６％である。
５％以上添加するが、添加し過ぎると軟化焼鈍時のマト
リックスの強度を高め、冷間鍛造性および被削性を劣化
させるため上限を０．１０％とした。好ましくは０．０
０５〜０．０６％である。
【００１５】次に、請求項２，３の本発明鋼の成分範囲
について、限定理由を述べる。Ｃは、マルテンサイト組
織を得てマトリックスの強度を高めるため０．０５％以
上添加するが、０．１５％超の添加は冷間鍛造性を劣化
させるため、冷間鍛造を実施する時の上限を０．１５％
とした。好ましくは０．１２％以下である。
について、限定理由を述べる。Ｃは、マルテンサイト組
織を得てマトリックスの強度を高めるため０．０５％以
上添加するが、０．１５％超の添加は冷間鍛造性を劣化
させるため、冷間鍛造を実施する時の上限を０．１５％
とした。好ましくは０．１２％以下である。
【００１６】Ｓは快削元素であるが、マトリックス中で
ＭｎやＣｒの硫化物を形成し、そのノッチ効果のため冷
間鍛造性を劣化させる。そのため、冷間鍛造性を実施す
る時（請求項２）の上限は０．０５％とした。好ましく
は０．０３％以下である。また冷間鍛造性を実施せず、
切削性を重視する時（請求項３）は、Ｓを０．０５％超
添加する。しかしながら、０．４％超添加するとその効
果は飽和するし、熱間製造性が著しく劣化する。そのた
め上限を０．４％とした。好ましくは０．３５％以下で
ある。
ＭｎやＣｒの硫化物を形成し、そのノッチ効果のため冷
間鍛造性を劣化させる。そのため、冷間鍛造性を実施す
る時（請求項２）の上限は０．０５％とした。好ましく
は０．０３％以下である。また冷間鍛造性を実施せず、
切削性を重視する時（請求項３）は、Ｓを０．０５％超
添加する。しかしながら、０．４％超添加するとその効
果は飽和するし、熱間製造性が著しく劣化する。そのた
め上限を０．４％とした。好ましくは０．３５％以下で
ある。
【００１７】次に、請求項４の本発明の成分について、
限定理由を述べる。Ｓｉは脱酸元素として必要なため
０．０５％以上添加する。しかしながら、０．４％を超
えて添加すると凝固時の脱酸生成物が低融点のＭｎＯ−
ＳｉＯ2 系リッチとなり、それを核として晶出する非金
属介在物も微細分散する。０．４％以下であれば、凝固
時の脱酸生成物が比較的高融点で粗大なＭｎＯ−Ｃｒ2
Ｏ3 系リッチとなり、それを核として晶出する非金属介
在物も粗く分散する。その結果、被削性が向上する。そ
のため上限を０．４％とした。好ましくは０．０５〜
０．３％である。尚、非金属介在物の粗大分散には、後
述するが、Ｏを０．００５％以上とする必要である。
限定理由を述べる。Ｓｉは脱酸元素として必要なため
０．０５％以上添加する。しかしながら、０．４％を超
えて添加すると凝固時の脱酸生成物が低融点のＭｎＯ−
ＳｉＯ2 系リッチとなり、それを核として晶出する非金
属介在物も微細分散する。０．４％以下であれば、凝固
時の脱酸生成物が比較的高融点で粗大なＭｎＯ−Ｃｒ2
Ｏ3 系リッチとなり、それを核として晶出する非金属介
在物も粗く分散する。その結果、被削性が向上する。そ
のため上限を０．４％とした。好ましくは０．０５〜
０．３％である。尚、非金属介在物の粗大分散には、後
述するが、Ｏを０．００５％以上とする必要である。
【００１８】Ａｌは０．０１％を超えて添加された場
合、硬質なＡｌ系の酸化物を主に形成し、被削性を劣化
させる。そのため上限を０．０１％に限定した。好まし
くは０．００５％以下である。
合、硬質なＡｌ系の酸化物を主に形成し、被削性を劣化
させる。そのため上限を０．０１％に限定した。好まし
くは０．００５％以下である。
【００１９】Ｏは前述しているように凝固時の脱酸生成
物を粗大なＭｎＯ−Ｃｒ2 Ｏ3 系リッチにすることで被
削性を向上させるために、０．００５％以上添加する。
但し、０．０１５％を超えて添加すると逆に硬質な酸化
物の割合が増え、被削性が低下する。そのため上限を
０．０１５％とした。好ましくは０．００５〜０．０１
２％である。
物を粗大なＭｎＯ−Ｃｒ2 Ｏ3 系リッチにすることで被
削性を向上させるために、０．００５％以上添加する。
但し、０．０１５％を超えて添加すると逆に硬質な酸化
物の割合が増え、被削性が低下する。そのため上限を
０．０１５％とした。好ましくは０．００５〜０．０１
２％である。
【００２０】次に、請求項５の本発明の成分について、
限定理由を述べる。Ｂは熱間加工性の向上のために必要
に応じて０．０００５％添加する。しかしながら、０．
０２％を超えて添加すると粗大なボライドが生成し、逆
に熱間加工性や耐食性を劣化させる。そのため上限を
０．０２％とした。好ましくは０．０１％以下である。
限定理由を述べる。Ｂは熱間加工性の向上のために必要
に応じて０．０００５％添加する。しかしながら、０．
０２％を超えて添加すると粗大なボライドが生成し、逆
に熱間加工性や耐食性を劣化させる。そのため上限を
０．０２％とした。好ましくは０．０１％以下である。
【００２１】Ｃａは凝固時の硫化物の形態を均一に分散
させ、被削性および熱間製造性を向上させ、また、Ｓ快
削鋼の耐食性を向上させる目的で、必要に応じて０．０
００５％以上添加する。しかしながら、０．０２％を超
えて添加するとその効果は飽和するし、逆に粗大な介在
物が増加して耐食性が劣化するし、不経済である。その
ため上限を０．０２％とした。好ましくは０．００８％
以下である。
させ、被削性および熱間製造性を向上させ、また、Ｓ快
削鋼の耐食性を向上させる目的で、必要に応じて０．０
００５％以上添加する。しかしながら、０．０２％を超
えて添加するとその効果は飽和するし、逆に粗大な介在
物が増加して耐食性が劣化するし、不経済である。その
ため上限を０．０２％とした。好ましくは０．００８％
以下である。
【００２２】Ｂｉは被削性を向上させるため、必要に応
じて０．００５％以上添加する。しかしながら、０．２
０％を超えて添加すると熱間加工性を著しく劣化させ
る。そのため上限を０．２０％とした。好ましくは０．
１５％以下である。
じて０．００５％以上添加する。しかしながら、０．２
０％を超えて添加すると熱間加工性を著しく劣化させ
る。そのため上限を０．２０％とした。好ましくは０．
１５％以下である。
【００２３】次に、請求項６の本発明の成分について、
限定理由を述べる。Ｎｉ，Ｃｏはマトリックスの靱性を
高めるため、必要に応じてそれぞれ０．０５％以上添加
するが、過剰に添加し過ぎると硬度が高くなり被削性が
劣化するため、上限を１％とした。
限定理由を述べる。Ｎｉ，Ｃｏはマトリックスの靱性を
高めるため、必要に応じてそれぞれ０．０５％以上添加
するが、過剰に添加し過ぎると硬度が高くなり被削性が
劣化するため、上限を１％とした。
【００２４】Ｃｕは被削性元素であるため、必要に応じ
て０．０５％以上添加するが、過剰に添加しすぎると硬
さが高くなり、被削性が逆に低下する。そのため上限を
２．５％とした。
て０．０５％以上添加するが、過剰に添加しすぎると硬
さが高くなり、被削性が逆に低下する。そのため上限を
２．５％とした。
【００２５】Ｍｏは鋼の耐食性を向上させるため、必要
に応じて０．０５％以上添加するが、過剰に添加すると
経済的でないばかりか、被削性が逆に低下する。そのた
め上限を３．０％とした。好ましくは２．５％以下であ
る。
に応じて０．０５％以上添加するが、過剰に添加すると
経済的でないばかりか、被削性が逆に低下する。そのた
め上限を３．０％とした。好ましくは２．５％以下であ
る。
【００２６】次に、請求項７の本発明の成分について、
限定理由を述べる。Ｎｂ，Ｖ，Ｗ，Ｔａは炭窒化物の生
成により旧オーステナイト粒を微細化させ、靱性を高め
るため、必要に応じてそれぞれ０．０５％以上添加する
が、過剰な添加は強度を高め、被削性を劣化させる。そ
のため上限をそれぞれ０．３％とした。好ましくは０．
１５％以下である。Ｚｒは炭窒化物の生成に加え、硫化
物を均一に微細分散させて被削性および冷間加工性を向
上させるため、必要に応じて０．００５％以上添加する
が、過剰な添加は強度を高め、被削性を劣化させる。そ
のため上限を０．３％とした。好ましくは０．１５％以
下である。
限定理由を述べる。Ｎｂ，Ｖ，Ｗ，Ｔａは炭窒化物の生
成により旧オーステナイト粒を微細化させ、靱性を高め
るため、必要に応じてそれぞれ０．０５％以上添加する
が、過剰な添加は強度を高め、被削性を劣化させる。そ
のため上限をそれぞれ０．３％とした。好ましくは０．
１５％以下である。Ｚｒは炭窒化物の生成に加え、硫化
物を均一に微細分散させて被削性および冷間加工性を向
上させるため、必要に応じて０．００５％以上添加する
が、過剰な添加は強度を高め、被削性を劣化させる。そ
のため上限を０．３％とした。好ましくは０．１５％以
下である。
【００２７】次に、請求項８の本発明の成分について、
限定理由を述べる。ＲＥＭ（Ｌａ，Ｃｅ，Ｙ等の希土類
元素）は熱間加工性の劣化を防止するのに有効な元素で
ある。その効果を得るには必要に応じて０．０００５％
以上が必要であるが、多量に添加するとかえって熱間加
工性を低下させるため、上限を０．２％とした。好まし
くは０．１％以下である。
限定理由を述べる。ＲＥＭ（Ｌａ，Ｃｅ，Ｙ等の希土類
元素）は熱間加工性の劣化を防止するのに有効な元素で
ある。その効果を得るには必要に応じて０．０００５％
以上が必要であるが、多量に添加するとかえって熱間加
工性を低下させるため、上限を０．２％とした。好まし
くは０．１％以下である。
【００２８】Ｔｉは鋼の耐食性を向上させ、また、Ｍｇ
と同時に添加すると鋳片の組織を微細化させ、熱間加工
性を向上させるのに有効な元素である。その効果を得る
には必要に応じて０．０１％以上が必要であるが、多量
に添加すると粗大な硬質介在物を生成させ、被削性を劣
化させるため、上限を０．３％とした。好ましくは０．
１５％以下である。
と同時に添加すると鋳片の組織を微細化させ、熱間加工
性を向上させるのに有効な元素である。その効果を得る
には必要に応じて０．０１％以上が必要であるが、多量
に添加すると粗大な硬質介在物を生成させ、被削性を劣
化させるため、上限を０．３％とした。好ましくは０．
１５％以下である。
【００２９】Ｍｇは鋼の熱間加工性を向上させ、特にＴ
ｉの共存でその効果が大きくなる。その効果を得るには
必要に応じて０．０００５％以上が必要であるが、多量
に添加すると粗大な硬質介在物を生成させ、被削性を劣
化させるため、上限を０．０１％とした。好ましくは
０．００５％以下である。
ｉの共存でその効果が大きくなる。その効果を得るには
必要に応じて０．０００５％以上が必要であるが、多量
に添加すると粗大な硬質介在物を生成させ、被削性を劣
化させるため、上限を０．０１％とした。好ましくは
０．００５％以下である。
【００３０】
【実施例】表１，表２に示す化学成分の供試材を真空溶
解し、５０ｋｇ鋼塊を作製した。表１は、Ｓが０．０５
％以下で冷間鍛造と切削性が要求される場合、表２は、
Ｓが０．０５％超で切削性のみが要求される場合の化学
成分を示す。これらの鋼塊を熱間鍛造および熱間圧延を
行い、２１mmφの棒鋼にした。その後、８５０℃で焼鈍
を行い、ピーリング加工およびセンタレス加工により、
２０mmφの棒鋼に仕上げた。
解し、５０ｋｇ鋼塊を作製した。表１は、Ｓが０．０５
％以下で冷間鍛造と切削性が要求される場合、表２は、
Ｓが０．０５％超で切削性のみが要求される場合の化学
成分を示す。これらの鋼塊を熱間鍛造および熱間圧延を
行い、２１mmφの棒鋼にした。その後、８５０℃で焼鈍
を行い、ピーリング加工およびセンタレス加工により、
２０mmφの棒鋼に仕上げた。
【００３１】評価は、Ｓが０．０５％未満で冷間鍛造性
と切削性の両特性が要求される場合と、Ｓが０．０５％
以上で切削性のみが要求される場合に分けた。冷間鍛造
性と切削性の両特性が要求される場合、すわなちＳが
０．０５％以下の場合（成分：表１）、切削性，冷間鍛
造性，熱間製造性を評価した。
と切削性の両特性が要求される場合と、Ｓが０．０５％
以上で切削性のみが要求される場合に分けた。冷間鍛造
性と切削性の両特性が要求される場合、すわなちＳが
０．０５％以下の場合（成分：表１）、切削性，冷間鍛
造性，熱間製造性を評価した。
【００３２】切削性は、この棒鋼を表３に示す条件で切
削試験を行い、被削性を評価した。なお、被削性の評価
は工具寿命と切屑形状で行った。工具寿命はフランク摩
耗量で評価し、３０min 後のフランク摩耗量が５０μｍ
以下であれば工具寿命は○、５０μｍ超の場合は×と評
価した。また、切屑形状は規則的にカール状に分断され
ていれば○，不規則な形の連続切屑の場合は×と評価し
た。本発明鋼の切屑処理性は○であった。
削試験を行い、被削性を評価した。なお、被削性の評価
は工具寿命と切屑形状で行った。工具寿命はフランク摩
耗量で評価し、３０min 後のフランク摩耗量が５０μｍ
以下であれば工具寿命は○、５０μｍ超の場合は×と評
価した。また、切屑形状は規則的にカール状に分断され
ていれば○，不規則な形の連続切屑の場合は×と評価し
た。本発明鋼の切屑処理性は○であった。
【００３３】熱間製造性は上記鋳片表層から、試験片
（φ８mm×１１０mm）を切り出し、サーモレスター試験
によって熱間加工性を評価した。評価は１０００℃にお
ける破断絞り値で行い、その時の絞り値が６０％以上で
あれば熱間加工性は○、６０％未満の場合は×と評価し
た。本発明鋼の熱間加工性は全て○であった。
（φ８mm×１１０mm）を切り出し、サーモレスター試験
によって熱間加工性を評価した。評価は１０００℃にお
ける破断絞り値で行い、その時の絞り値が６０％以上で
あれば熱間加工性は○、６０％未満の場合は×と評価し
た。本発明鋼の熱間加工性は全て○であった。
【００３４】冷間鍛造性は、上記棒鋼から０．５mmＶノ
ッチを入れたφ１０mm×２０mm試験片を切り出し、１mm
/secのスピードで圧縮試験を行い、割れが発生する圧縮
加工率（限界圧縮率）にて評価した。限界圧縮率が６０
％以上であれば冷間加工性を○とし、６０％未満なら×
と評価した。本発明の冷間加工性は全て○であった。
ッチを入れたφ１０mm×２０mm試験片を切り出し、１mm
/secのスピードで圧縮試験を行い、割れが発生する圧縮
加工率（限界圧縮率）にて評価した。限界圧縮率が６０
％以上であれば冷間加工性を○とし、６０％未満なら×
と評価した。本発明の冷間加工性は全て○であった。
【００３５】これらの試験結果をまとめて表４に示す。
本発明鋼のＮｏ．１〜３７は、マルテンサイト系ステン
レス鋼にＳｎ，Ｂｉ等を適用添加することによって、Ｐ
ｂ等の毒性の強い元素を使わなくても、冷間鍛造性，切
屑処理性，工具寿命，熱間製造性の全てに優れている。
本発明鋼のＮｏ．１〜３７は、マルテンサイト系ステン
レス鋼にＳｎ，Ｂｉ等を適用添加することによって、Ｐ
ｂ等の毒性の強い元素を使わなくても、冷間鍛造性，切
屑処理性，工具寿命，熱間製造性の全てに優れている。
【００３６】これに対して、比較鋼の No.３８〜６１で
は、いずれも次のような欠点が見られた。比較鋼の No.
３８では、Ｓｎ量（％）が低いため切削時の工具寿命と
切屑処性に劣っている。比較鋼３９のでは、Ｓｎ量
（％）が高いため素材が硬くなり、切削時の工具寿命に
劣り、また、熱間製造性にも劣る。比較鋼の No.４０，
４１では、Ｃ量（％）およびＮ量（％）が高いため冷間
鍛造性および工具寿命に劣っている。比較鋼の No.４２
では、Ｍｎ量（％）が高いため冷間鍛造性と工具寿命に
劣っている。
は、いずれも次のような欠点が見られた。比較鋼の No.
３８では、Ｓｎ量（％）が低いため切削時の工具寿命と
切屑処性に劣っている。比較鋼３９のでは、Ｓｎ量
（％）が高いため素材が硬くなり、切削時の工具寿命に
劣り、また、熱間製造性にも劣る。比較鋼の No.４０，
４１では、Ｃ量（％）およびＮ量（％）が高いため冷間
鍛造性および工具寿命に劣っている。比較鋼の No.４２
では、Ｍｎ量（％）が高いため冷間鍛造性と工具寿命に
劣っている。
【００３７】比較鋼の No.４３では、Ｐ量（％）が高い
ため冷間鍛造性と熱間加工性に劣っている。比較鋼の N
o.４４では、Ｓ量（％）が高いため冷間鍛造性に劣って
いる。比較鋼の No.４５では、Ｃｒ量（％）が低いため
耐食性に劣る。一方、比較鋼No.４６では、Ｃｒ量
（％）が高いため、マルテンサイト組織が得られない。
比較鋼の No.４７では、Ｎｉ量（％）が高いため冷間鍛
造性に劣っている。比較鋼の No.４８，４９，５０で
は、Ｍｏ量（％），Ｃｕ量（％），Ｃｏ量（％）がいず
れも本発明範囲を超えているため、冷間鍛造性および工
具寿命に劣る。比較鋼の No.５１では、Ｂ量（％）が高
いため熱間加工性に劣る。
ため冷間鍛造性と熱間加工性に劣っている。比較鋼の N
o.４４では、Ｓ量（％）が高いため冷間鍛造性に劣って
いる。比較鋼の No.４５では、Ｃｒ量（％）が低いため
耐食性に劣る。一方、比較鋼No.４６では、Ｃｒ量
（％）が高いため、マルテンサイト組織が得られない。
比較鋼の No.４７では、Ｎｉ量（％）が高いため冷間鍛
造性に劣っている。比較鋼の No.４８，４９，５０で
は、Ｍｏ量（％），Ｃｕ量（％），Ｃｏ量（％）がいず
れも本発明範囲を超えているため、冷間鍛造性および工
具寿命に劣る。比較鋼の No.５１では、Ｂ量（％）が高
いため熱間加工性に劣る。
【００３８】比較鋼の No.５２では、Ｃａ量（％）が高
いため耐食性に劣るばかりか、不経済である。比較鋼の
No.５３では、Ｂｉ量（％）が高いため冷間鍛造性およ
び熱間加工性に劣る。比較鋼の No.５４〜５８では、Ｎ
ｂ量（％），Ｖ量（％），Ｗ量（％），Ｔａ量（％），
Ｚｒ量（％）がいずれも本発明の範囲を超えているた
め、冷間鍛造性および工具寿命に劣る。比較例の No.５
９では、Ｙ量（％）が高いため、熱間加工性に劣る。比
較例の No.６０では、Ｔｉ量（％）が高いため、冷間鍛
造性および工具寿命に劣る。比較例の No.６１では、Ｍ
ｇ量（％）が高いため、工具寿命に劣る。
いため耐食性に劣るばかりか、不経済である。比較鋼の
No.５３では、Ｂｉ量（％）が高いため冷間鍛造性およ
び熱間加工性に劣る。比較鋼の No.５４〜５８では、Ｎ
ｂ量（％），Ｖ量（％），Ｗ量（％），Ｔａ量（％），
Ｚｒ量（％）がいずれも本発明の範囲を超えているた
め、冷間鍛造性および工具寿命に劣る。比較例の No.５
９では、Ｙ量（％）が高いため、熱間加工性に劣る。比
較例の No.６０では、Ｔｉ量（％）が高いため、冷間鍛
造性および工具寿命に劣る。比較例の No.６１では、Ｍ
ｇ量（％）が高いため、工具寿命に劣る。
【００３９】次に切削性のみが要求される場合、すわな
ち、Ｓが０．０５％超の場合、切削性，熱間加工性を評
価した。切削性は、棒鋼を表２に示す条件で切削試験を
行い、工具寿命と切屑形状で行った。工具寿命はフラン
ク摩耗量で評価し、３０min後のフランク摩耗量が３０
μｍ以下であれば工具寿命は○、３０μｍ超の場合は×
と評価した。また、切屑形状は規則的にカール状に分断
されていれば○，不規則な形の連続切屑の場合は×と評
価した。本発明鋼の工具寿命と切屑処理性は共に○であ
った。
ち、Ｓが０．０５％超の場合、切削性，熱間加工性を評
価した。切削性は、棒鋼を表２に示す条件で切削試験を
行い、工具寿命と切屑形状で行った。工具寿命はフラン
ク摩耗量で評価し、３０min後のフランク摩耗量が３０
μｍ以下であれば工具寿命は○、３０μｍ超の場合は×
と評価した。また、切屑形状は規則的にカール状に分断
されていれば○，不規則な形の連続切屑の場合は×と評
価した。本発明鋼の工具寿命と切屑処理性は共に○であ
った。
【００４０】熱間加工性は上記鋳片表層から、試験片
（φ８ｍｍ×１１０ｍｍ）を切り出し、サーモレスター
試験によって熱間加工性を評価した。評価は１０００℃
における破断絞り値で行い、その時の絞り値が６０％以
上であれば熱間加工性は○、６０％未満の場合は×と評
価した。本発明鋼の熱間加工性は全て○であった。
（φ８ｍｍ×１１０ｍｍ）を切り出し、サーモレスター
試験によって熱間加工性を評価した。評価は１０００℃
における破断絞り値で行い、その時の絞り値が６０％以
上であれば熱間加工性は○、６０％未満の場合は×と評
価した。本発明鋼の熱間加工性は全て○であった。
【００４１】これらの試験結果を表５に示す。本発明鋼
の No.６２〜７１は、マルテンサイト系ステンレス鋼に
Ｓｎを添加し、更にＳ，Ｐ，Ｂｉ，Ｚｒ等に加え、酸化
物制御を施しており、Ｐｂ等の毒性の強い元素を使わな
くても切屑処理性，工具寿命，熱間加工性の全てに優れ
ている。但しＳｉ，Ａｌを低めてＯを高めた本発明鋼の
No.６２，６７は、Ｓｉ，Ａｌが高くＯが低い本発明鋼
の No.６５，６６に比べて工具寿命に優れている。
の No.６２〜７１は、マルテンサイト系ステンレス鋼に
Ｓｎを添加し、更にＳ，Ｐ，Ｂｉ，Ｚｒ等に加え、酸化
物制御を施しており、Ｐｂ等の毒性の強い元素を使わな
くても切屑処理性，工具寿命，熱間加工性の全てに優れ
ている。但しＳｉ，Ａｌを低めてＯを高めた本発明鋼の
No.６２，６７は、Ｓｉ，Ａｌが高くＯが低い本発明鋼
の No.６５，６６に比べて工具寿命に優れている。
【００４２】これに対して比較鋼の No.７２〜７６で
は、いずれも次のような欠点が見られた。比較鋼の No.
７２，７３では、Ｎ量（％）およびＣ量（％）が高いた
め工具寿命に劣る。比較鋼の No.７４〜７６では、Ｓ，
Ｐ，Ｂｉ量（％）がいずれも本発明の範囲を超えている
ため、熱間加工性に劣る。
は、いずれも次のような欠点が見られた。比較鋼の No.
７２，７３では、Ｎ量（％）およびＣ量（％）が高いた
め工具寿命に劣る。比較鋼の No.７４〜７６では、Ｓ，
Ｐ，Ｂｉ量（％）がいずれも本発明の範囲を超えている
ため、熱間加工性に劣る。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】
【表３】
【００４６】
【表４】
【００４７】
【表５】
【００４８】
【発明の効果】本発明は、マルテンサイト系ステンレス
鋼にＳｎ等を添加し、また、Ｓ，Ｐ，Ｂｉ等の添加元素
を規制し、更には介在物の形態を制御することによっ
て、環境衛生上で問題のあるＰｂ，Ｓｅ，Ｔｅなしに冷
間鍛造性，切削性，熱間製造性に優れたマルテンサイト
系快削ステンレス鋼を得ることができる。
鋼にＳｎ等を添加し、また、Ｓ，Ｐ，Ｂｉ等の添加元素
を規制し、更には介在物の形態を制御することによっ
て、環境衛生上で問題のあるＰｂ，Ｓｅ，Ｔｅなしに冷
間鍛造性，切削性，熱間製造性に優れたマルテンサイト
系快削ステンレス鋼を得ることができる。
【図１】Ｃｒ１２−０．１Ｃ−０．０５Ｂｉ（４mm厚
さ）のドリル穴開け時間とＳｎ量の関係を示す図であ
る。
さ）のドリル穴開け時間とＳｎ量の関係を示す図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 和久 光市大字島田3434番地 新日本製鐵株式会 社光製鐵所内 (72)発明者 菊池 正夫 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 質量％で、 Ｃ ：０．０５〜０．４０％、 Ｍｎ：０．０５〜３．０％、 Ｐ ：０．０１〜０．１％、 Ｃｒ：１０〜１７％、 Ｓｎ：０．０３〜０．３％ Ｎ ：０．００５〜０．１０％ を含有し、残部がＦｅ及び不可避的成分からなることを
特徴とするマルテンサイト系快削ステンレス鋼。 - 【請求項２】 質量％で、 Ｃ ：０．０５〜０．１５％、 Ｍｎ：０．０５〜３．０％、 Ｐ ：０．０１〜０．１％、 Ｓ ：０．０００５〜０．０５％、 Ｃｒ：１０〜１７％、 Ｓｎ：０．０３〜０．３％、 Ｎ ：０．００５〜０．１０％ を含有し、残部がＦｅ及び不可避的成分からなることを
特徴とするマルテンサイト系快削ステンレス鋼。 - 【請求項３】 質量％で、さらに Ｓ ：０．０５％超〜０．４％ を含有することを特徴とする請求項１記載のマルテンサ
イト系快削ステンレス鋼。 - 【請求項４】 質量％で、さらに Ｓｉ：０．０５〜０．４％、 Ａｌ：０．０１％以下、 Ｏ ：０．００５〜０．０１５％ を含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
１項に記載のマルテンサイト系快削ステンレス鋼。 - 【請求項５】 質量％で、さらに Ｂ ：０．０００５〜０．０２％、 Ｃａ：０．０００５〜０．０２％， Ｂｉ：０．００５〜０．２０％ の１種または２種以上を含有することを特徴とする請求
項１乃至４記載のいずれか１項に記載のマルテンサイト
系快削ステンレス鋼。 - 【請求項６】 質量％で、さらに Ｎｉ：０．０５〜１．０％、 Ｃｕ：０．０５〜２．５％、 Ｍｏ：０．０５〜３．０％、 Ｃｏ：０．０５〜１．０％以下 の１種または２種以上を含有することを特徴とする請求
項１乃至５のいずれか１項に記載のマルテンサイト系快
削ステンレス鋼。 - 【請求項７】 質量％で、さらに Ｎｂ：０．０５〜０．３％、 Ｖ ：０．０５〜０．３％、 Ｗ ：０．０５〜０．３％、 Ｔａ：０．０５〜０．３％、 Ｚｒ：０．００５〜０．３％ の１種または２種以上を含有することを特徴とする請求
項１乃至６記載のいずれか１項に記載のマルテンサイト
系快削ステンレス鋼。 - 【請求項８】 質量％で、さらに ＲＥＭ：０．０００５〜０．２％、 Ｔｉ：０．０１〜０．３％、 Ｍｇ：０．０００５〜０．０１％ の１種または２種以上を含有することを特徴とする請求
項１乃至７のいずれか１項に記載のマルテンサイト系快
削ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001006389A JP4502519B2 (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | マルテンサイト系快削ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001006389A JP4502519B2 (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | マルテンサイト系快削ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002212680A true JP2002212680A (ja) | 2002-07-31 |
| JP4502519B2 JP4502519B2 (ja) | 2010-07-14 |
Family
ID=18874285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001006389A Expired - Fee Related JP4502519B2 (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | マルテンサイト系快削ステンレス鋼 |
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| JP (1) | JP4502519B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| KR102471016B1 (ko) | 2018-06-13 | 2022-11-28 | 닛테츠 스테인레스 가부시키가이샤 | 마르텐사이트계 s쾌삭 스테인리스강 |
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- 2001-01-15 JP JP2001006389A patent/JP4502519B2/ja not_active Expired - Fee Related
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