JP2002235153A - 高強度高耐食非磁性ステンレス鋼 - Google Patents
高強度高耐食非磁性ステンレス鋼Info
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強度及び耐食性により優れ、人体に安全で、
かつ様々な腐食環境下でも耐え得る高強度高耐食非磁性
ステンレスを提供すること。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：
１．０％以下、Ｍｎ：３．０〜１２．０％、Ｐ：０．０
３０％以下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：１５．０〜
２１．０％、Ｎ：０．７０〜１．５０％、Ａｌ：０．０
２０％以下及びＯ：０．０２０％以下を含有し、残部が
実質的にＦｅからなる高強度高耐食非磁性ステンレス
鋼。
かつ様々な腐食環境下でも耐え得る高強度高耐食非磁性
ステンレスを提供すること。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：
１．０％以下、Ｍｎ：３．０〜１２．０％、Ｐ：０．０
３０％以下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：１５．０〜
２１．０％、Ｎ：０．７０〜１．５０％、Ａｌ：０．０
２０％以下及びＯ：０．０２０％以下を含有し、残部が
実質的にＦｅからなる高強度高耐食非磁性ステンレス
鋼。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高強度高耐食非磁
性ステンレス鋼、詳しくは高Ｍｎ、高Ｎの高強度高耐食
非磁性ステンレス鋼に関する。
性ステンレス鋼、詳しくは高Ｍｎ、高Ｎの高強度高耐食
非磁性ステンレス鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ネックレス、ピアス、指輪などの
装飾品、時計側、時計用バンドなどの材料としてＮｉを
含むＳＵＳ３０４（Ｃ：０．０８％以下、Ｓｉ：１．０
０％以下、Ｍｎ：２．００％以下、Ｐ：０．０４５％以
下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｒ：８．００〜１０．５
０％、Ｃｒ：１８．００〜２０．００％を含有し、残部
が実質的にＦｅ）、ＳＵＳ３１６（Ｃ：０．０８％以
下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：２．００％以下、
Ｐ：０．０４５％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｎｉ：
１０．００〜１４．００％、Ｃｒ：１６．００〜１８．
００％、Ｍｏ：２．００〜３．００％を含有し、残部が
実質的にＦｅ）などのオーステナイト系ステンレス鋼が
多く用いられてきた。
装飾品、時計側、時計用バンドなどの材料としてＮｉを
含むＳＵＳ３０４（Ｃ：０．０８％以下、Ｓｉ：１．０
０％以下、Ｍｎ：２．００％以下、Ｐ：０．０４５％以
下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｒ：８．００〜１０．５
０％、Ｃｒ：１８．００〜２０．００％を含有し、残部
が実質的にＦｅ）、ＳＵＳ３１６（Ｃ：０．０８％以
下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：２．００％以下、
Ｐ：０．０４５％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｎｉ：
１０．００〜１４．００％、Ｃｒ：１６．００〜１８．
００％、Ｍｏ：２．００〜３．００％を含有し、残部が
実質的にＦｅ）などのオーステナイト系ステンレス鋼が
多く用いられてきた。
【０００３】また、歯科用材料、インプラント材料を含
む生体内にて使用される部品についても上記ＳＵＳ３１
６またはＳＵＳ３１６Ｌ（Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：
１．００％以下、Ｍｎ：２．００％以下、Ｐ：０．０４
５％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｎｉ：１２．００〜
１５．００％、Ｃｒ：１６．００〜１８．００％、Ｍ
ｏ：２．００〜３．００％を含有し、残部が実質的にＦ
ｅ）などのＮｉを含有するオーステナイト系ステンレス
鋼が多く用いられてきた。しかし、これらのＮｉを含有
する材料は、生体内へ溶出するなどによってＮｉを原因
とするアレルギーが起こることが、欧州などにおいて問
題になってきた。
む生体内にて使用される部品についても上記ＳＵＳ３１
６またはＳＵＳ３１６Ｌ（Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：
１．００％以下、Ｍｎ：２．００％以下、Ｐ：０．０４
５％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｎｉ：１２．００〜
１５．００％、Ｃｒ：１６．００〜１８．００％、Ｍ
ｏ：２．００〜３．００％を含有し、残部が実質的にＦ
ｅ）などのＮｉを含有するオーステナイト系ステンレス
鋼が多く用いられてきた。しかし、これらのＮｉを含有
する材料は、生体内へ溶出するなどによってＮｉを原因
とするアレルギーが起こることが、欧州などにおいて問
題になってきた。
【０００４】上記問題を解決するため、欧州では加圧Ｅ
ＳＲ法にてＮｉをＭｎ及びＮで代替したＮｉを含まな
い、いわゆる、Ｎｉフリーステンレス鋼を開発して実用
化を図っている。しかし、このＮｉフリーステンレス鋼
は、耐食性の指標としてしばしば使用されているピッテ
ィングインデックス（Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋１６Ｎ）の値
が高いものの、同じ値を有する含Ｎｉステンレス鋼に比
べると耐食性が劣っているという欠点があった。
ＳＲ法にてＮｉをＭｎ及びＮで代替したＮｉを含まな
い、いわゆる、Ｎｉフリーステンレス鋼を開発して実用
化を図っている。しかし、このＮｉフリーステンレス鋼
は、耐食性の指標としてしばしば使用されているピッテ
ィングインデックス（Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋１６Ｎ）の値
が高いものの、同じ値を有する含Ｎｉステンレス鋼に比
べると耐食性が劣っているという欠点があった。
【０００５】また、本出願人は、Ｎｉを含有しない合金
として、Ｃ：０．０６％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍ
ｎ：１５．０〜２２．０％、Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０１５％以下、Ｎｉ：１．０％以下、Ｃｒ：１
５．０〜１８．０％、Ｍｏ：０．５〜４．０％、Ｎ：
０．３５〜０．６０％、Ｏ：０．０２０％以下を含有
し、必要に応じてＣｕ：０．１〜１．５％、Ｗ：０．１
〜０．８％、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｔａ及びＨｆを各０．０
１〜０．２５％、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂ及びＲＥＭをＣａ：
０．０００５〜０．０１０％、Ｍｇ：０．０００５〜
０．０１０％、Ｂ：０．０００５〜０．０１０％および
ＲＥＭ：０．０００５〜０．０１０％、Ｐｔ、Ａｕ、Ａ
ｇ及びＰｄを各０．００５〜０．１５％の１種又は２種
以上を含有し、残部が実質的にＦｅからなることを特徴
とする低Ｎｉ生体用ステンレス鋼を開発し、特開平１０
−１２１２０３号として特許出願した。しかし、この合
金は、低Ｎｉであるため生体用としては問題がないが、
耐食性が十分ではなかった。
として、Ｃ：０．０６％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍ
ｎ：１５．０〜２２．０％、Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０１５％以下、Ｎｉ：１．０％以下、Ｃｒ：１
５．０〜１８．０％、Ｍｏ：０．５〜４．０％、Ｎ：
０．３５〜０．６０％、Ｏ：０．０２０％以下を含有
し、必要に応じてＣｕ：０．１〜１．５％、Ｗ：０．１
〜０．８％、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｔａ及びＨｆを各０．０
１〜０．２５％、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂ及びＲＥＭをＣａ：
０．０００５〜０．０１０％、Ｍｇ：０．０００５〜
０．０１０％、Ｂ：０．０００５〜０．０１０％および
ＲＥＭ：０．０００５〜０．０１０％、Ｐｔ、Ａｕ、Ａ
ｇ及びＰｄを各０．００５〜０．１５％の１種又は２種
以上を含有し、残部が実質的にＦｅからなることを特徴
とする低Ｎｉ生体用ステンレス鋼を開発し、特開平１０
−１２１２０３号として特許出願した。しかし、この合
金は、低Ｎｉであるため生体用としては問題がないが、
耐食性が十分ではなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、更に耐食性
に優れ、より人体に安全で、かつ様々な腐食環境下でも
耐え得る高強度高耐食非磁性ステンレスを提供すること
を課題としている。
に優れ、より人体に安全で、かつ様々な腐食環境下でも
耐え得る高強度高耐食非磁性ステンレスを提供すること
を課題としている。
【０００７】
【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、Ｎｉを含まず、更に耐食性に優れ、
より人体に安全で、かつ様々な腐食環境下でも耐え得る
高強度高耐食非磁性ステンレスについて鋭意研究をして
いたところ、Ｎｉの代替元素及びＮの溶解度を確保する
ためとして多量に含有させているＭｎが耐食性を劣化し
ていること、加圧溶解によりＮをより多量に含有させる
と共に、Ｍｎの含有量を抑制することにより耐食性が改
善されることなどの知見を得た。本発明はこれらの知見
に基づいて発明をされたものである。
め、本発明者らは、Ｎｉを含まず、更に耐食性に優れ、
より人体に安全で、かつ様々な腐食環境下でも耐え得る
高強度高耐食非磁性ステンレスについて鋭意研究をして
いたところ、Ｎｉの代替元素及びＮの溶解度を確保する
ためとして多量に含有させているＭｎが耐食性を劣化し
ていること、加圧溶解によりＮをより多量に含有させる
と共に、Ｍｎの含有量を抑制することにより耐食性が改
善されることなどの知見を得た。本発明はこれらの知見
に基づいて発明をされたものである。
【０００８】すなわち、本発明の高強度高耐食非磁性ス
テンレス鋼においては、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：
１．０％以下、Ｍｎ：３．０〜１２．０％、Ｐ：０．０
３０％以下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：１５．０〜
２１．０％、Ｎ：０．７０〜１．５０％、Ａｌ：０．０
２０％以下及びＯ：０．０２０％以下を含有し、残部が
実質的にＦｅからなるものとすることである。
テンレス鋼においては、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：
１．０％以下、Ｍｎ：３．０〜１２．０％、Ｐ：０．０
３０％以下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：１５．０〜
２１．０％、Ｎ：０．７０〜１．５０％、Ａｌ：０．０
２０％以下及びＯ：０．０２０％以下を含有し、残部が
実質的にＦｅからなるものとすることである。
【０００９】また、本発明の高強度高耐食非磁性ステン
レス鋼においては、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：１．０
％以下、Ｍｎ：３．０〜１２．０％、Ｐ：０．０３０％
以下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：１５．０〜２１．
０％、Ｎ：０．７０〜１．５０％、Ａｌ：０．０２０％
以下及びＯ：０．０２０％以下を含有し、更にＭｏ：
０．１〜４．０％、Ｃｕ：０．１〜１．５％、Ｗ：０．
１〜０．８％、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｔａ及びＨｆを各０．
０１〜０．２５％、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂ及びＲＥＭを各０．
０００５〜０．０１００％、Ｓ：０．０３〜０．４％、
Ｔｅ：０．００５〜０．０５％、Ｓｅ０．０２〜０．２
０％並びにＣａ：０．０００２〜０．０２％（但し、熱
間加工性を向上させる目的でＣａを含有させる場合には
除く。）のうちの１種又は２種以上含を有し、残部が実
質的にＦｅからなるものとすることである。
レス鋼においては、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：１．０
％以下、Ｍｎ：３．０〜１２．０％、Ｐ：０．０３０％
以下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：１５．０〜２１．
０％、Ｎ：０．７０〜１．５０％、Ａｌ：０．０２０％
以下及びＯ：０．０２０％以下を含有し、更にＭｏ：
０．１〜４．０％、Ｃｕ：０．１〜１．５％、Ｗ：０．
１〜０．８％、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｔａ及びＨｆを各０．
０１〜０．２５％、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂ及びＲＥＭを各０．
０００５〜０．０１００％、Ｓ：０．０３〜０．４％、
Ｔｅ：０．００５〜０．０５％、Ｓｅ０．０２〜０．２
０％並びにＣａ：０．０００２〜０．０２％（但し、熱
間加工性を向上させる目的でＣａを含有させる場合には
除く。）のうちの１種又は２種以上含を有し、残部が実
質的にＦｅからなるものとすることである。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の高強度高耐食非磁
性ステンレス鋼の成分及びその含有量を限定した理由を
説明する。 Ｃ：０．１５％以下 Ｃは、強度の向上、オーステナイト形成元素として窒素
ブローの抑制に有効であるが、０．１５％、好ましくは
０．１０％を超えて含有させると溶湯のＮの溶解度を低
下させると共に、Ｃｒと結合してマトリックス中のＣｒ
固溶量を低下させ、耐食性を劣化させるので、その含有
量を０．１５％以下とする。好ましい含有量は０．１０
％以下である。
性ステンレス鋼の成分及びその含有量を限定した理由を
説明する。 Ｃ：０．１５％以下 Ｃは、強度の向上、オーステナイト形成元素として窒素
ブローの抑制に有効であるが、０．１５％、好ましくは
０．１０％を超えて含有させると溶湯のＮの溶解度を低
下させると共に、Ｃｒと結合してマトリックス中のＣｒ
固溶量を低下させ、耐食性を劣化させるので、その含有
量を０．１５％以下とする。好ましい含有量は０．１０
％以下である。
【００１１】Ｓｉ：１．０％以下 Ｓｉは、鋼の製造時に脱酸剤として添加する元素である
が、１．０％以上になると熱間加工性を低下させるの
で、その含有量を１．０％以下とする。 Ｍｎ：３．０〜１２．０％ Ｍｎは、溶湯中のＮの溶解量を著しく増加させる作用が
あるので、そのために含有させる元素である。Ｎを０．
７０％以上含有させるためには３．０％以上、好ましく
は４．０％以上含有させる必要があるが、１２．０％、
好ましくは１１．３％より多く含有させると耐食性を劣
化させるので、その含有量を３．０〜１２．０％とす
る。好ましい含有量は、４．０〜１１．３％である。よ
り好ましい含有量は、７．５〜１０．５％である。
が、１．０％以上になると熱間加工性を低下させるの
で、その含有量を１．０％以下とする。 Ｍｎ：３．０〜１２．０％ Ｍｎは、溶湯中のＮの溶解量を著しく増加させる作用が
あるので、そのために含有させる元素である。Ｎを０．
７０％以上含有させるためには３．０％以上、好ましく
は４．０％以上含有させる必要があるが、１２．０％、
好ましくは１１．３％より多く含有させると耐食性を劣
化させるので、その含有量を３．０〜１２．０％とす
る。好ましい含有量は、４．０〜１１．３％である。よ
り好ましい含有量は、７．５〜１０．５％である。
【００１２】Ｐ：０．０３０％以下 Ｐは、耐食性の向上に有効な場合もあるが、粒界に偏析
して靭性を低下させるので、低いほうが望ましいが、必
要以上に低減するとコストの上昇を招くので、その含有
量を０．０３０％以下とする。 Ｓ：０．０１５％以下、０．０３〜０．４０％ Ｓは、熱間加工性を劣化させると共に、ＭｎＳとなって
耐食性を劣化させるので、被削性が低くてもよい場合に
は０．０１５％以下、好ましくは０．００４％以下にす
る。ただ、被削性が優れたものが必要な場合には、０．
０３％以上含有させるが、多くなると熱間加工性、靱
性、硬さ及び耐食性を劣化させるので、０．４０％以下
にする。
して靭性を低下させるので、低いほうが望ましいが、必
要以上に低減するとコストの上昇を招くので、その含有
量を０．０３０％以下とする。 Ｓ：０．０１５％以下、０．０３〜０．４０％ Ｓは、熱間加工性を劣化させると共に、ＭｎＳとなって
耐食性を劣化させるので、被削性が低くてもよい場合に
は０．０１５％以下、好ましくは０．００４％以下にす
る。ただ、被削性が優れたものが必要な場合には、０．
０３％以上含有させるが、多くなると熱間加工性、靱
性、硬さ及び耐食性を劣化させるので、０．４０％以下
にする。
【００１３】Ｎｉ：０．５０％以下 Ｎｉは、Ｎｉアレルギーの原因となる元素であるので、
少ないほうが望ましいが、必要以上に低減するとコスト
の上昇を招くので、その含有量を０．５０％以下とす
る。好ましい含有量は、０．１％以下である。 Ｃｒ：１５．０〜２１．０％ Ｃｒは、溶湯中のＮの溶解量を増加させるとともに、耐
食性を向上させるので、それらのために含有させる元素
である。その含有量が１５．０％、好ましくは１７．０
％より少ないとこれらの効果が十分でなく、２１．０
％、好ましくは２０％を超えるとＮの固溶量を低下さ
せ、凝固時に窒素ブローが発生して製造性を著しく劣化
させ、またオーステナイト相が不安定となって非磁性が
維持できなくなるので、その含有量を１５．０〜２１．
０％とする。好ましい含有量は、１７．０〜２０．０％
である。より好ましくは、１７．５〜１９．０％であ
る。
少ないほうが望ましいが、必要以上に低減するとコスト
の上昇を招くので、その含有量を０．５０％以下とす
る。好ましい含有量は、０．１％以下である。 Ｃｒ：１５．０〜２１．０％ Ｃｒは、溶湯中のＮの溶解量を増加させるとともに、耐
食性を向上させるので、それらのために含有させる元素
である。その含有量が１５．０％、好ましくは１７．０
％より少ないとこれらの効果が十分でなく、２１．０
％、好ましくは２０％を超えるとＮの固溶量を低下さ
せ、凝固時に窒素ブローが発生して製造性を著しく劣化
させ、またオーステナイト相が不安定となって非磁性が
維持できなくなるので、その含有量を１５．０〜２１．
０％とする。好ましい含有量は、１７．０〜２０．０％
である。より好ましくは、１７．５〜１９．０％であ
る。
【００１４】Ｎ：０．７０〜１．５０％ Ｎは、オーステナイト相を安定させ、また強度及び耐食
性を向上させるので、それらのために含有させる元素で
ある。その含有量が０．７０％、好ましくは０．８１％
り少ないと非磁性を得ることが難しく、また十分な耐食
性を得ることができず、１．５０％、好ましくは１．２
５％を超えると窒化物の固溶温度が高くなり、溶体化処
理状態でも多量の未固溶の窒化物が残存し、耐食性及び
機械的性質に悪影響を及ぼすので、その含有量を０．７
０〜１．５０％とする。好ましい含有量は０．８１〜
１．２５％である。より好ましい含有量は、０．９５〜
１．１０％である。
性を向上させるので、それらのために含有させる元素で
ある。その含有量が０．７０％、好ましくは０．８１％
り少ないと非磁性を得ることが難しく、また十分な耐食
性を得ることができず、１．５０％、好ましくは１．２
５％を超えると窒化物の固溶温度が高くなり、溶体化処
理状態でも多量の未固溶の窒化物が残存し、耐食性及び
機械的性質に悪影響を及ぼすので、その含有量を０．７
０〜１．５０％とする。好ましい含有量は０．８１〜
１．２５％である。より好ましい含有量は、０．９５〜
１．１０％である。
【００１５】Ａｌ：０．０２０％以下 Ａｌは、脱酸剤であり、また耐食性を劣化するＯを低減
させるのに有効であるが、０．０２０％以上になると、
酸化物、窒化物の量が多くなって耐食性を低下させるの
で、その含有量を０．０２０％以下とする。 Ｏ：０．０２０％以下 Ｏは、鋼の清浄度を低下させ、耐食性を低下させるの
で、その含有量を０．０２０％以下とする。なお、極細
線加工を施す場合、耐食性がより重視される場合などに
は０．０１０％以下にするのが好ましい。
させるのに有効であるが、０．０２０％以上になると、
酸化物、窒化物の量が多くなって耐食性を低下させるの
で、その含有量を０．０２０％以下とする。 Ｏ：０．０２０％以下 Ｏは、鋼の清浄度を低下させ、耐食性を低下させるの
で、その含有量を０．０２０％以下とする。なお、極細
線加工を施す場合、耐食性がより重視される場合などに
は０．０１０％以下にするのが好ましい。
【００１６】Ｍｏ：０．１〜４．０％ Ｍｏは、Ｎの溶解量を増加させるとともに、耐食性を向
上させるので、それらのために含有される元素である。
その含有量が０．１％、好ましくは０．５１％より少な
いと耐食性を向上させるのに十分でなく、４．０％、好
ましくは３．０％を超えると、凝固時に窒素ブローの抑
制に有効であるオーステナイト相の確保が困難であり、
また脆化相の生成により製造性を著しく悪化させるの
で、その含有量を０．１〜４．０％とする。好ましい含
有量は０．１〜３．０％、より好ましい含有量は０．５
１〜２．５％である。
上させるので、それらのために含有される元素である。
その含有量が０．１％、好ましくは０．５１％より少な
いと耐食性を向上させるのに十分でなく、４．０％、好
ましくは３．０％を超えると、凝固時に窒素ブローの抑
制に有効であるオーステナイト相の確保が困難であり、
また脆化相の生成により製造性を著しく悪化させるの
で、その含有量を０．１〜４．０％とする。好ましい含
有量は０．１〜３．０％、より好ましい含有量は０．５
１〜２．５％である。
【００１７】Ｃｕ：０．１〜１．５％ Ｃｕは、耐食性を向上させるのに有効であるので、その
ために含有させる元素である。耐食性が優れたものとす
るには０．１％以上、好ましくは０．７％以上含有させ
る必要があるが、１．５％、好ましくは１．３５％を超
えると熱間加工性を劣化させるので、その含有量を０．
１〜１．５％とする。好ましい含有量は０．７〜１．３
５％である。 Ｗ：０．１〜０．８％ Ｗは、耐食性を向上させるのに有効であるので、そのた
めに含有させる元素である。耐食性が優れたものとする
には０．１％以上、好ましくは０．３％以上含有させる
必要があるが、０．８％、好ましくは０．７％を超える
と熱間加工性を劣化させるので、その含有量を０．１〜
０．８％とする。好ましい含有量は０．３〜０．７であ
る。
ために含有させる元素である。耐食性が優れたものとす
るには０．１％以上、好ましくは０．７％以上含有させ
る必要があるが、１．５％、好ましくは１．３５％を超
えると熱間加工性を劣化させるので、その含有量を０．
１〜１．５％とする。好ましい含有量は０．７〜１．３
５％である。 Ｗ：０．１〜０．８％ Ｗは、耐食性を向上させるのに有効であるので、そのた
めに含有させる元素である。耐食性が優れたものとする
には０．１％以上、好ましくは０．３％以上含有させる
必要があるが、０．８％、好ましくは０．７％を超える
と熱間加工性を劣化させるので、その含有量を０．１〜
０．８％とする。好ましい含有量は０．３〜０．７であ
る。
【００１８】Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｔａ及びＨｆ：０．０１
０〜０．２５％ Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｔａ及びＨｆは、結晶粒を微細化し、
微細化により強度を向上させると共に、元素自体が固溶
することによって強度を向上させるので、それらのため
に含有させる元素である。それら作用効果を得るには各
０．０１０％以上含有させる必要があるが、各０．２５
％、好ましくは０．１６％を超えると粗大な窒化物を形
成し、耐食性、疲労強度を劣化させるので、それらの含
有量を各０．０１０〜０．２５％とする。好ましい含有
量は各０．０１０〜０．１６％である。
０〜０．２５％ Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｔａ及びＨｆは、結晶粒を微細化し、
微細化により強度を向上させると共に、元素自体が固溶
することによって強度を向上させるので、それらのため
に含有させる元素である。それら作用効果を得るには各
０．０１０％以上含有させる必要があるが、各０．２５
％、好ましくは０．１６％を超えると粗大な窒化物を形
成し、耐食性、疲労強度を劣化させるので、それらの含
有量を各０．０１０〜０．２５％とする。好ましい含有
量は各０．０１０〜０．１６％である。
【００１９】Ｃａ、Ｍｇ、Ｂ及びＲＥＭ：０．０００５
〜０．０１００％ Ｃａ、Ｍｇ、Ｂ及びＲＥＭは、熱間加工性を向上させる
るので、そのために含有させる元素である。その作用効
果を得るには各０．０００５％以上含有させる必要があ
るが、Ｃａ、Ｍｇ及びＲＥＭは、各０．０１００％を超
えると鋼の清浄度を低下させて靱性及び耐食性に悪影響
を及ぼし、またＢは、０．０１００％を超えるとホウ化
物を形成し、熱間加工性及び耐食性に悪影響を及ぼすの
で、それらの含有量を各０．０００５〜０．０１００％
とする。また、Ｃａは、被削性を向上させる元素である
ので、そのために含有させる場合には、０．０００２〜
０．０２％を含有させる。
〜０．０１００％ Ｃａ、Ｍｇ、Ｂ及びＲＥＭは、熱間加工性を向上させる
るので、そのために含有させる元素である。その作用効
果を得るには各０．０００５％以上含有させる必要があ
るが、Ｃａ、Ｍｇ及びＲＥＭは、各０．０１００％を超
えると鋼の清浄度を低下させて靱性及び耐食性に悪影響
を及ぼし、またＢは、０．０１００％を超えるとホウ化
物を形成し、熱間加工性及び耐食性に悪影響を及ぼすの
で、それらの含有量を各０．０００５〜０．０１００％
とする。また、Ｃａは、被削性を向上させる元素である
ので、そのために含有させる場合には、０．０００２〜
０．０２％を含有させる。
【００２０】Ｔｅ：０．００５〜０．０５％ Ｔｅは、被削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には０．００５％以
上含有させる必要があるが、０．０５％を超えると靭性
及び熱間加工性を低下させるので、その含有量を０．０
０５〜０．０５％とする。 Ｓｅ：０．０２〜０．２０％ Ｓｅは、被削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には０．０２％以上
含有させる必要があるが、０．２０％を超えると靱性を
低下させるので、その含有量を０．０２〜０．２０％と
する。
る元素である。その作用効果を得るには０．００５％以
上含有させる必要があるが、０．０５％を超えると靭性
及び熱間加工性を低下させるので、その含有量を０．０
０５〜０．０５％とする。 Ｓｅ：０．０２〜０．２０％ Ｓｅは、被削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には０．０２％以上
含有させる必要があるが、０．２０％を超えると靱性を
低下させるので、その含有量を０．０２〜０．２０％と
する。
【００２１】本発明の高強度高耐食非磁性ステンレス鋼
の製造方法の一例は、上記合金組成を有する鋼を加圧可
能な高周波誘導炉などの溶解炉で溶製し、インゴット、
ビレットまたはスラブに鋳造し、その後このインゴット
などを熱間鍛造又は熱間圧延して必要な寸法の鋼材に製
造し、１１００〜１２００℃で１５〜６０分加熱後水冷
する固溶化熱処理を施して製造することである。
の製造方法の一例は、上記合金組成を有する鋼を加圧可
能な高周波誘導炉などの溶解炉で溶製し、インゴット、
ビレットまたはスラブに鋳造し、その後このインゴット
などを熱間鍛造又は熱間圧延して必要な寸法の鋼材に製
造し、１１００〜１２００℃で１５〜６０分加熱後水冷
する固溶化熱処理を施して製造することである。
【００２２】また、本発明の高強度高耐食非磁性ステン
レス鋼の用途は、眼鏡、装飾品、時計材料、生体用イン
プラント部品、シャフト、ねじ、ワイヤなどの生体用、
非磁性を必要とする用途、高強度でかつ高耐食を必要と
する用途、高強度高耐食でかつ非磁性を必要とする用途
などである。
レス鋼の用途は、眼鏡、装飾品、時計材料、生体用イン
プラント部品、シャフト、ねじ、ワイヤなどの生体用、
非磁性を必要とする用途、高強度でかつ高耐食を必要と
する用途、高強度高耐食でかつ非磁性を必要とする用途
などである。
【００２３】
【作用】本発明の高強度高耐食非磁性ステンレス鋼は、
Ｎｉを用いていないので、Ｎｉが溶出して生体にＮｉア
レルギーを起こすことがなく、さらにＮｉの代わりに用
いるＮ量を多くしているので、高強度でかつ非磁性にな
る。またＮｉの代わりに用いるＭｎ量を従来のものより
少なくしているので、耐食性が優れている。
Ｎｉを用いていないので、Ｎｉが溶出して生体にＮｉア
レルギーを起こすことがなく、さらにＮｉの代わりに用
いるＮ量を多くしているので、高強度でかつ非磁性にな
る。またＮｉの代わりに用いるＭｎ量を従来のものより
少なくしているので、耐食性が優れている。
【００２４】
【実施例】下記表１に示す鋼を加圧可能な高周波誘導炉
で５０ｋｇ溶製した後、５０ｋｇの鋳塊に鋳造した。こ
の鋳塊よりφ６×長さ１１０ｍｍの試験片を切り出し、
熱間加工性を評価するグリーブル試験を行い、その結果
を下記表２に記載した。続いて上記鋳塊を鍛伸して２０
ｍｍの丸棒及び３０ｍｍ角材にした。その後健全部より
素材を採取し、１１５０℃で３０分間加熱後水冷する固
溶化熱処理を施した。その後各丸棒より各試験片を切り
出し、硬さ試験並びに下記方法を用いて引張試験、透磁
率測定、孔食電位測定及びＮｉ溶出試験を行った。また
角材からドリル寿命試験片を切り出して試験を行った。
その結果を下記表２に記載した。
で５０ｋｇ溶製した後、５０ｋｇの鋳塊に鋳造した。こ
の鋳塊よりφ６×長さ１１０ｍｍの試験片を切り出し、
熱間加工性を評価するグリーブル試験を行い、その結果
を下記表２に記載した。続いて上記鋳塊を鍛伸して２０
ｍｍの丸棒及び３０ｍｍ角材にした。その後健全部より
素材を採取し、１１５０℃で３０分間加熱後水冷する固
溶化熱処理を施した。その後各丸棒より各試験片を切り
出し、硬さ試験並びに下記方法を用いて引張試験、透磁
率測定、孔食電位測定及びＮｉ溶出試験を行った。また
角材からドリル寿命試験片を切り出して試験を行った。
その結果を下記表２に記載した。
【００２５】
【表１】
【００２６】グリーブル試験は、９００〜１３００℃の
範囲で５０℃刻みで実施した。ベース鋼対比で絞り値が
４０％以上となる温度範囲が増加したものを○、変わら
なかったものを△、劣化したものを×として評価した。
引張試験は、ＪＩＳ４号試験片を使用し、常温で行い、
０．２％耐力及び引張強さを測定した。透磁率測定は、
振動試料型磁力計測器により実施した。孔食電位測定
は、ＪＩＳ Ｇ ０５７７に沿って実施した。
範囲で５０℃刻みで実施した。ベース鋼対比で絞り値が
４０％以上となる温度範囲が増加したものを○、変わら
なかったものを△、劣化したものを×として評価した。
引張試験は、ＪＩＳ４号試験片を使用し、常温で行い、
０．２％耐力及び引張強さを測定した。透磁率測定は、
振動試料型磁力計測器により実施した。孔食電位測定
は、ＪＩＳ Ｇ ０５７７に沿って実施した。
【００２７】Ｎｉ溶出試験は、直径１０ｍｍ、長さ３５
ｍｍの試験片を用い、欧州規格ＥＮ１８１１に沿って、
０．５％ＮａＣｌ＋０．１％尿素＋０．１％乳酸（ｐＨ
６．５）水溶液中に浸漬し、１週間後の試験溶液中のＮ
ｉ量をＩＣＰにより分析し、試料表面の１ｃｍ2 当たり
のＮｉの溶出量に換算した。被削性を評価するドリル寿
命試験は、ＳＫＨ５１製φ５ストレートシャンクドリル
を工具とし、潤滑剤を使用せず送り速度０．０７ｍｍで
切削不能となるまで実施した。評価は、切削距離１００
０ｍｍで切削不能となる切削速度で評価し、本発明例２
の鋼を１．０とした時の比率で表した。
ｍｍの試験片を用い、欧州規格ＥＮ１８１１に沿って、
０．５％ＮａＣｌ＋０．１％尿素＋０．１％乳酸（ｐＨ
６．５）水溶液中に浸漬し、１週間後の試験溶液中のＮ
ｉ量をＩＣＰにより分析し、試料表面の１ｃｍ2 当たり
のＮｉの溶出量に換算した。被削性を評価するドリル寿
命試験は、ＳＫＨ５１製φ５ストレートシャンクドリル
を工具とし、潤滑剤を使用せず送り速度０．０７ｍｍで
切削不能となるまで実施した。評価は、切削距離１００
０ｍｍで切削不能となる切削速度で評価し、本発明例２
の鋼を１．０とした時の比率で表した。
【００２８】
【表２】
【００２９】表２の結果より、本発明例は、硬さが２４
１〜２９８ＨＶ、０．２％耐力が６３４〜７２１ＭＰ
ａ、引張強さが１０５１〜１２４１ＭＰａ、透磁率１．
０１μ未満、孔食電位１．０又は１．１ V VS SCE 超、
Ｎｉ溶出量０．１μｇ／ｃｍ2以下、熱間加工性がＣ
ａ、Ｍｇ、Ｂ及びＲＥＭを１種又は２種以上含有してい
るものが、含有していないベース鋼と比較して全て優れ
ており、また被削性も被削性改善元素を含有するもの
は、何れも含有していない本発明例２と比較して１．１
〜１．３であった。
１〜２９８ＨＶ、０．２％耐力が６３４〜７２１ＭＰ
ａ、引張強さが１０５１〜１２４１ＭＰａ、透磁率１．
０１μ未満、孔食電位１．０又は１．１ V VS SCE 超、
Ｎｉ溶出量０．１μｇ／ｃｍ2以下、熱間加工性がＣ
ａ、Ｍｇ、Ｂ及びＲＥＭを１種又は２種以上含有してい
るものが、含有していないベース鋼と比較して全て優れ
ており、また被削性も被削性改善元素を含有するもの
は、何れも含有していない本発明例２と比較して１．１
〜１．３であった。
【００３０】これに対して、Ｎｉを含有し、ＳＵＳ３１
６に相当する比較例１は、硬さが１８５ＨＶ、０．２％
耐力が３６１ＭＰａ及び引張強さが６２５ＭＰａと本発
明例と比較して大幅に低く、透磁率が本発明例と同じ
１．０１未満であったが、孔食電位がかなり低く、また
Ｎｉ溶出量が本発明例に比べて１２倍以上であった。さ
らに、Ｍｎ含有量が本発明より多い比較例２は、硬さ、
引張強さ、透磁率及びＮｉ溶出量が本発明と同程度であ
るが、０．２％耐力がやや低く、また孔食電位もやや低
くなっていた。また、Ｍｎ含有量が本発明より多い比較
例３は、透磁率及びＮｉ溶出量が本発明と同程度である
が、硬さ、０．２％耐力及び引張強さが本発明例よりや
や低く、孔食電位が大幅に低くなっていた。
６に相当する比較例１は、硬さが１８５ＨＶ、０．２％
耐力が３６１ＭＰａ及び引張強さが６２５ＭＰａと本発
明例と比較して大幅に低く、透磁率が本発明例と同じ
１．０１未満であったが、孔食電位がかなり低く、また
Ｎｉ溶出量が本発明例に比べて１２倍以上であった。さ
らに、Ｍｎ含有量が本発明より多い比較例２は、硬さ、
引張強さ、透磁率及びＮｉ溶出量が本発明と同程度であ
るが、０．２％耐力がやや低く、また孔食電位もやや低
くなっていた。また、Ｍｎ含有量が本発明より多い比較
例３は、透磁率及びＮｉ溶出量が本発明と同程度である
が、硬さ、０．２％耐力及び引張強さが本発明例よりや
や低く、孔食電位が大幅に低くなっていた。
【００３１】
【発明の効果】本発明の高強度高耐食非磁性ステンレス
鋼は、上記構成にしたことにより、次のような優れた効
果を奏する。 （１）Ｎｉを使用していないが、Ｎｉを含むオーステナ
イト系ステンレス鋼と同等またはそれ以上の耐食性のも
のとすることができる。 （２）Ｎｉを使用していないので、生体用として使用す
ることができる。 （３）硬さ及び引張特性が従来のＮｉを含むオーステナ
イト系ステンレス鋼に比較して非常に優れでいる。
鋼は、上記構成にしたことにより、次のような優れた効
果を奏する。 （１）Ｎｉを使用していないが、Ｎｉを含むオーステナ
イト系ステンレス鋼と同等またはそれ以上の耐食性のも
のとすることができる。 （２）Ｎｉを使用していないので、生体用として使用す
ることができる。 （３）硬さ及び引張特性が従来のＮｉを含むオーステナ
イト系ステンレス鋼に比較して非常に優れでいる。
Claims (6)
- 【請求項１】 重量％で（以下同じ）、Ｃ：０．１５％
以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：３．０〜１２．０
％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｃ
ｒ：１５．０〜２１．０％、Ｎ：０．７０〜１．５０
％、Ａｌ：０．０２０％以下及びＯ：０．０２０％以下
を含有し、残部が実質的にＦｅからなることを特徴とす
る高強度高耐食非磁性ステンレス鋼。 - 【請求項２】 Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：１．０％以
下、Ｍｎ：３．０〜１２．０％、Ｐ：０．０３０％以
下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：１５．０〜２１．０
％、Ｎ：０．７０〜１．５０％、Ａｌ：０．０２０％以
下及びＯ：０．０２０％以下を含有し、更にＭｏ：０．
１〜４．０％、Ｃｕ：０．１〜１．５％及びＷ：０．１
〜０．８％のうちの１種又は２種以上を含有し、残部が
実質的にＦｅからなることを特徴とする高強度高耐食非
磁性ステンレス鋼。 - 【請求項３】 Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：１．０％以
下、Ｍｎ：３．０〜１２．０％、Ｐ：０．０３０％以
下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：１５．０〜２１．０
％、Ｎ：０．７０〜１．５０％、Ａｌ：０．０２０％以
下及びＯ：０．０２０％以下を含有し、更にＮｂ、Ｔ
ｉ、Ｖ、Ｔａ及びＨｆのうちの１種又は２種以上を各
０．０１〜０．２５％含有し、残部が実質的にＦｅから
なることを特徴とする高強度高耐食非磁性ステンレス
鋼。 - 【請求項４】 Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：１．０％以
下、Ｍｎ：３．０〜１２．０％、Ｐ：０．０３０％以
下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：１５．０〜２１．０
％、Ｎ：０．７０〜１．５０％、Ａｌ：０．０２０％以
下及びＯ：０．０２０％以下を含有し、更にＭｏ：０．
１〜４．０％、Ｃｕ：０．１〜１．５％及びＷ：０．１
〜０．８％のうちの１種又は２種以上を含有し、またＮ
ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｔａ及びＨｆのうちの１種又は２種以上
を各０．０１〜０．２５％含有し、残部が実質的にＦｅ
からなることを特徴とする高強度高耐食非磁性ステンレ
ス鋼。 - 【請求項５】 上記残部Ｆｅの一部の同量に代えてＣ
ａ、Ｍｇ、Ｂ及びＲＥＭのうちの１種又は２種以上を各
０．０００５〜０．０１００％含有することを特徴とす
る請求項１ないし請求項４の何れか１項記載の高強度高
耐食非磁性ステンレス鋼。 - 【請求項６】 上記残部Ｆｅの一部の同量に代えてＳ：
０．０３〜０．４％、Ｔｅ：０．００５〜０．０５％、
Ｓｅ０．０２〜０．２０％及びＣａ：０．０００２〜
０．０２％（但し、熱間加工性を改善する目的でＣａを
含有させている場合には除く。）のうちの１種又は２種
以上を含有することを特徴とする請求項１ないし請求項
５の何れか１項記載の高強度高耐食非磁性ステンレス
鋼。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001028196A JP4538966B2 (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 高強度高耐食非磁性ステンレス鋼 |
| EP02002571A EP1229142B1 (en) | 2001-02-05 | 2002-02-04 | High strength, high corrosion-resistant and non-magnetic stainless steel |
| DE60236120T DE60236120D1 (de) | 2001-02-05 | 2002-02-04 | Hochfester, hochkorrosionsbeständiger und nichtmagnetischer rostfreier Stahl |
| AT02002571T ATE466116T1 (de) | 2001-02-05 | 2002-02-04 | Hochfester, hochkorrosionsbeständiger und nichtmagnetischer rostfreier stahl |
| US10/062,448 US6756011B2 (en) | 2001-02-05 | 2002-02-05 | High-strength, high corrosion-resistant and non-magnetic stainless steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001028196A JP4538966B2 (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 高強度高耐食非磁性ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002235153A true JP2002235153A (ja) | 2002-08-23 |
| JP4538966B2 JP4538966B2 (ja) | 2010-09-08 |
Family
ID=18892740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001028196A Expired - Fee Related JP4538966B2 (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 高強度高耐食非磁性ステンレス鋼 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6756011B2 (ja) |
| EP (1) | EP1229142B1 (ja) |
| JP (1) | JP4538966B2 (ja) |
| AT (1) | ATE466116T1 (ja) |
| DE (1) | DE60236120D1 (ja) |
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| JP2007126709A (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-24 | Kyushu Univ | 高窒素ステンレス鋼の結晶粒微細化熱処理方法及び高窒素ステンレス鋼 |
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| KR101379076B1 (ko) | 2011-11-15 | 2014-03-28 | 주식회사 포스코 | 린 듀플렉스 스테인리스강 및 그의 제조방법 |
| KR101379063B1 (ko) | 2011-11-15 | 2014-03-28 | 주식회사 포스코 | 린 듀플렉스 스테인리스강 및 그의 제조방법 |
| KR101379139B1 (ko) * | 2011-11-21 | 2014-03-28 | 주식회사 포스코 | 고강도와 연성이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강 및 그 제조방법 |
| CN110306100A (zh) * | 2018-03-25 | 2019-10-08 | 江苏万恒铸业有限公司 | —种优化cn7m不锈钢铸件性能的方法 |
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| JP5162954B2 (ja) * | 2007-05-06 | 2013-03-13 | 大同特殊鋼株式会社 | 高強度非磁性ステンレス鋼、並びに、高強度非磁性ステンレス鋼部品及びその製造方法 |
| CN103752787B (zh) * | 2013-12-19 | 2016-05-11 | 宁国市东渡铸业有限公司 | 一种金属型离心铸造复合高低碳锰钢锤头的工艺 |
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