JP2002249826A - 高純度Ｆｅ−Ｃｒ系合金の製造方法 - Google Patents
高純度Ｆｅ−Ｃｒ系合金の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱処理条件の適正管理により、低コストで且
つ安定してＣ量及びＮ量を共に0.003％以下に低減した
高純度Ｆｅ−Ｃｒ系合金を製造する。 【構成】 Ｃ：0.10質量％以下，Ｎ：0.05質量％以下，
Ｔｉ：0.01質量％以下，Ａｌ：0.01質量％以下のＦｅ−
Ｃｒ系の合金帯又は合金板を窒素濃度PN2が40.2×exp
(−0.005T) ％以下の水素雰囲気中で脱炭焼鈍する際、
熱処理温度Ｔ（℃）を700〜1200℃の範囲に保ち、雰囲
気の露点ＤP（℃）及び熱処理温度Ｔとの間に式（１）
の関係を成立させ、Ｃ量を０．００３質量％以下，Ｎ量
を０．００３質量％以下に低減する。板厚をｔ（mm）と
熱処理保持時間をＨ（時）との間には、式（２）又は
（３）の条件を満足させることが好ましい。 −0.041T−46.2≦DP≦0.063T−86.9・・・・（１） 96≧H≧a・t+b （-13.4＋2.1・lnT≦t≦9.0
のとき）・・・（２） 96≧H≧a・(-13.4＋2.1・lnT)+b （t≦-13.4＋2.1・lnTの
とき）・・（３） ただし、a＝128.2−17.4・lnT, b＝94.6−13.9・lnT
つ安定してＣ量及びＮ量を共に0.003％以下に低減した
高純度Ｆｅ−Ｃｒ系合金を製造する。 【構成】 Ｃ：0.10質量％以下，Ｎ：0.05質量％以下，
Ｔｉ：0.01質量％以下，Ａｌ：0.01質量％以下のＦｅ−
Ｃｒ系の合金帯又は合金板を窒素濃度PN2が40.2×exp
(−0.005T) ％以下の水素雰囲気中で脱炭焼鈍する際、
熱処理温度Ｔ（℃）を700〜1200℃の範囲に保ち、雰囲
気の露点ＤP（℃）及び熱処理温度Ｔとの間に式（１）
の関係を成立させ、Ｃ量を０．００３質量％以下，Ｎ量
を０．００３質量％以下に低減する。板厚をｔ（mm）と
熱処理保持時間をＨ（時）との間には、式（２）又は
（３）の条件を満足させることが好ましい。 −0.041T−46.2≦DP≦0.063T−86.9・・・・（１） 96≧H≧a・t+b （-13.4＋2.1・lnT≦t≦9.0
のとき）・・・（２） 96≧H≧a・(-13.4＋2.1・lnT)+b （t≦-13.4＋2.1・lnTの
とき）・・（３） ただし、a＝128.2−17.4・lnT, b＝94.6−13.9・lnT
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱処理で極低Ｃ化及び
極低Ｎ化したＦｅ−Ｃｒ系合金を製造する方法に関す
る。
極低Ｎ化したＦｅ−Ｃｒ系合金を製造する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】Ｃ及びＮ含有量を極力抑えたＦｅ−Ｃｒ
系合金は、耐食性，機械的特性，磁気特性に優れた材料
である。この種のＦｅ−Ｃｒ系合金は、一般的には精錬
プロセス、具体的には転炉で粗脱炭した後，真空脱ガス
で目標炭素濃度まで脱炭する転炉−真空脱炭法（ＶＯＤ
プロセス）で製造されている。精錬プロセス以外にも、
Ｆｅ−Ｃｒ合金を水素雰囲気下で８５０〜１２００℃の
温度に５分〜２０時間保持することによりＣ量を０．０
１５質量％以下に下げる方法（特開昭４９−６３６１８
号公報），Ｆｅ−Ｃｒ合金を水素雰囲気下で８５０〜１
２００℃の温度に５分〜２０時間保持することによりＣ
量及びＮ量を０．０１質量％以下に下げる方法（特開昭
５０−７９４１９号公報）等の雰囲気熱処理プロセスを
利用した方法も知られている。
系合金は、耐食性，機械的特性，磁気特性に優れた材料
である。この種のＦｅ−Ｃｒ系合金は、一般的には精錬
プロセス、具体的には転炉で粗脱炭した後，真空脱ガス
で目標炭素濃度まで脱炭する転炉−真空脱炭法（ＶＯＤ
プロセス）で製造されている。精錬プロセス以外にも、
Ｆｅ−Ｃｒ合金を水素雰囲気下で８５０〜１２００℃の
温度に５分〜２０時間保持することによりＣ量を０．０
１５質量％以下に下げる方法（特開昭４９−６３６１８
号公報），Ｆｅ−Ｃｒ合金を水素雰囲気下で８５０〜１
２００℃の温度に５分〜２０時間保持することによりＣ
量及びＮ量を０．０１質量％以下に下げる方法（特開昭
５０−７９４１９号公報）等の雰囲気熱処理プロセスを
利用した方法も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＶＯＤプロセスでは，
目標Ｃ濃度に到達するためには真空脱ガスにおいて極め
て長時間の脱炭処理が必要となる。そのため、作業効率
が著しく低下し、製造コストの上昇を招く。熱処理で脱
炭・脱窒する方法では、熱処理雰囲気の露点によっては
脱炭反応が生じないことがあり、また開示されている合
金成分及び熱処理条件では必ずしも脱窒が生じないこと
もある。しかも、特開昭５０−７９４１９号公報による
とき、Ｎ量は最低で０．００２質量％まで低減されてい
るものの、Ｃ量は最低で０．００５質量％に低減されて
いるに過ぎず、十分に極低Ｃ化・極低Ｎ化されたとは言
い難い。
目標Ｃ濃度に到達するためには真空脱ガスにおいて極め
て長時間の脱炭処理が必要となる。そのため、作業効率
が著しく低下し、製造コストの上昇を招く。熱処理で脱
炭・脱窒する方法では、熱処理雰囲気の露点によっては
脱炭反応が生じないことがあり、また開示されている合
金成分及び熱処理条件では必ずしも脱窒が生じないこと
もある。しかも、特開昭５０−７９４１９号公報による
とき、Ｎ量は最低で０．００２質量％まで低減されてい
るものの、Ｃ量は最低で０．００５質量％に低減されて
いるに過ぎず、十分に極低Ｃ化・極低Ｎ化されたとは言
い難い。
【０００４】ところで、Ｆｅ−Ｃｒ系合金の耐食性，機
械的特性及び磁気特性を向上させるためには、Ｃ量及び
Ｎ量共に０．００３質量％以下が要求される。たとえ
ば、Ｆｅ−１６％Ｃｒ鋼は、Ｃ量及びＮ量が少ないほど
ビッカース硬さＨＶが低くなる（図１）。部品形状に加
工する打抜き加工等を考慮すると、Ｆｅ−１６％Ｃｒ鋼
等のステンレス鋼は軟質であることが要求され、ビッカ
ース硬度で１４０ＨＶ未満が好ましいとされている。ビ
ッカース硬さ１４０ＨＶ未満は、Ｃ量及びＮ量が共に
０．００３質量％以下のときに得られる。しかし、従来
の熱処理による極低Ｃ化・極低Ｎ化は、ビッカース硬さ
１４０ＨＶ未満を達成するためには不充分である。
械的特性及び磁気特性を向上させるためには、Ｃ量及び
Ｎ量共に０．００３質量％以下が要求される。たとえ
ば、Ｆｅ−１６％Ｃｒ鋼は、Ｃ量及びＮ量が少ないほど
ビッカース硬さＨＶが低くなる（図１）。部品形状に加
工する打抜き加工等を考慮すると、Ｆｅ−１６％Ｃｒ鋼
等のステンレス鋼は軟質であることが要求され、ビッカ
ース硬度で１４０ＨＶ未満が好ましいとされている。ビ
ッカース硬さ１４０ＨＶ未満は、Ｃ量及びＮ量が共に
０．００３質量％以下のときに得られる。しかし、従来
の熱処理による極低Ｃ化・極低Ｎ化は、ビッカース硬さ
１４０ＨＶ未満を達成するためには不充分である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、熱処理条件の適
正管理により、低コストで且つ安定してＣ量及びＮ量を
共に０．００３質量％以下に低減した高純度Ｆｅ−Ｃｒ
系合金を製造することを目的とする。本発明の製造方法
は、その目的を達成するため、Ｃ：０．１０質量％以
下，Ｎ：０．０５質量％以下，Ｔｉ：０．０１質量％以
下，Ａｌ：０．０１質量％以下のＦｅ−Ｃｒ系の合金帯
又は合金板を式（１）を満足する窒素濃度PN2（％）の
水素雰囲気中で脱炭焼鈍する際、熱処理温度Ｔ（℃）を
７００〜１２００℃の範囲に保ち、雰囲気の露点Ｄ
P（℃）及び熱処理温度Ｔとの間に式（２）の関係を成
立させ、Ｃ量を０．００３質量％以下，Ｎ量を０．００
３質量％以下に低減することを特徴とする。 PN2（％）≦40.2×exp(−0.005T) ・・・・（１） −0.041T−46.2≦DP≦0.063T−86.9 ・・・・（２）
題を解消すべく案出されたものであり、熱処理条件の適
正管理により、低コストで且つ安定してＣ量及びＮ量を
共に０．００３質量％以下に低減した高純度Ｆｅ−Ｃｒ
系合金を製造することを目的とする。本発明の製造方法
は、その目的を達成するため、Ｃ：０．１０質量％以
下，Ｎ：０．０５質量％以下，Ｔｉ：０．０１質量％以
下，Ａｌ：０．０１質量％以下のＦｅ−Ｃｒ系の合金帯
又は合金板を式（１）を満足する窒素濃度PN2（％）の
水素雰囲気中で脱炭焼鈍する際、熱処理温度Ｔ（℃）を
７００〜１２００℃の範囲に保ち、雰囲気の露点Ｄ
P（℃）及び熱処理温度Ｔとの間に式（２）の関係を成
立させ、Ｃ量を０．００３質量％以下，Ｎ量を０．００
３質量％以下に低減することを特徴とする。 PN2（％）≦40.2×exp(−0.005T) ・・・・（１） −0.041T−46.2≦DP≦0.063T−86.9 ・・・・（２）
【０００６】更に、Ｆｅ−Ｃｒ系の合金帯又は合金板の
板厚をｔ（ｍｍ），熱処理保持時間をＨ（時）とすると
き、式（３）又は（４）の条件を満足させることが好ま
しい。 96≧H≧a・t+b （-13.4＋2.1・lnT≦t≦9.0のとき）・・・（３） 96≧H≧a・(-13.4＋2.1・lnT)+b （t≦-13.4＋2.1・lnTのとき）・・（４） ただし、a＝128.2−17.4・lnT, b＝94.6−13.9・lnT
板厚をｔ（ｍｍ），熱処理保持時間をＨ（時）とすると
き、式（３）又は（４）の条件を満足させることが好ま
しい。 96≧H≧a・t+b （-13.4＋2.1・lnT≦t≦9.0のとき）・・・（３） 96≧H≧a・(-13.4＋2.1・lnT)+b （t≦-13.4＋2.1・lnTのとき）・・（４） ただし、a＝128.2−17.4・lnT, b＝94.6−13.9・lnT
【０００７】
【実施の形態】本発明者等は、脱炭反応及び脱窒反応に
及ぼす熱処理条件の影響を種々調査検討した。その結
果、熱処理されるＦｅ−Ｃｒ系合金の成分・組成を調整
すると共に、熱処理雰囲気の露点ＤP及び熱処理温度Ｔ
を適正管理することにより、Ｃ量及びＮ量が共に０．０
０３質量％以下の高純度Ｆｅ−Ｃｒ系合金が得られるこ
とを見出した。更に板厚ｔとの関係で熱処理保持時間Ｈ
を管理するとき、脱炭反応及び脱窒反応が効果的に進行
し、Ｃ：０．００３質量％以下，Ｎ；０．００３質量％
以下の高純度Ｆｅ−Ｃｒ系合金が安定して製造されるこ
とを見出した。
及ぼす熱処理条件の影響を種々調査検討した。その結
果、熱処理されるＦｅ−Ｃｒ系合金の成分・組成を調整
すると共に、熱処理雰囲気の露点ＤP及び熱処理温度Ｔ
を適正管理することにより、Ｃ量及びＮ量が共に０．０
０３質量％以下の高純度Ｆｅ−Ｃｒ系合金が得られるこ
とを見出した。更に板厚ｔとの関係で熱処理保持時間Ｈ
を管理するとき、脱炭反応及び脱窒反応が効果的に進行
し、Ｃ：０．００３質量％以下，Ｎ；０．００３質量％
以下の高純度Ｆｅ−Ｃｒ系合金が安定して製造されるこ
とを見出した。
【０００８】熱処理で脱炭・脱窒されるＦｅ−Ｃｒ系合
金は、Ｃ：０．１０質量％以下，Ｎ：０．０５質量％以
下，Ｔｉ：０．０１質量％以下，Ａｌ：０．０１質量％
以下に調整される。初期Ｃ量及び初期Ｎ量が高いと脱炭
・脱窒に必要な熱処理保持時間Ｈが長くなるので、生産
性及び経済性を考慮してＣ：０．１０質量％以下，Ｎ：
０．０５質量％以下に規制する。Ｔｉ及びＡｌは、合金
中Ｎと反応して窒化物としてＮを固定し、脱窒反応を阻
害する原因となるので共に０．０１質量％以下に規制す
る。
金は、Ｃ：０．１０質量％以下，Ｎ：０．０５質量％以
下，Ｔｉ：０．０１質量％以下，Ａｌ：０．０１質量％
以下に調整される。初期Ｃ量及び初期Ｎ量が高いと脱炭
・脱窒に必要な熱処理保持時間Ｈが長くなるので、生産
性及び経済性を考慮してＣ：０．１０質量％以下，Ｎ：
０．０５質量％以下に規制する。Ｔｉ及びＡｌは、合金
中Ｎと反応して窒化物としてＮを固定し、脱窒反応を阻
害する原因となるので共に０．０１質量％以下に規制す
る。
【０００９】脱炭反応は、合金中Ｃの酸化反応、すなわ
ち合金中Ｃと雰囲気中の酸素又は水蒸気との気相／固相
反応であり、雰囲気中の露点ＤPが高いほど容易に進行
する。本発明者等による調査結果から、水蒸気雰囲気で
は露点ＤPと熱処理温度Ｔとの間にＤP≧−０．０４１Ｔ
−４６．２の関係が成立する範囲が合金中Ｃの酸化領域
となり、脱炭反応が進行することが判った（図３）。他
方、ＤP＞０．０６３Ｔ−８６．９の範囲は、Ｃｒの酸
化物が生成する領域であり、生成したクロム酸化物皮膜
が脱炭反応を阻害する。
ち合金中Ｃと雰囲気中の酸素又は水蒸気との気相／固相
反応であり、雰囲気中の露点ＤPが高いほど容易に進行
する。本発明者等による調査結果から、水蒸気雰囲気で
は露点ＤPと熱処理温度Ｔとの間にＤP≧−０．０４１Ｔ
−４６．２の関係が成立する範囲が合金中Ｃの酸化領域
となり、脱炭反応が進行することが判った（図３）。他
方、ＤP＞０．０６３Ｔ−８６．９の範囲は、Ｃｒの酸
化物が生成する領域であり、生成したクロム酸化物皮膜
が脱炭反応を阻害する。
【００１０】したがって、クロム酸化物を生成すること
なく脱炭反応を進行させるためには、ＤP≦０．０６３
Ｔ−８６．９のＣｒ非酸化領域に維持することが必要と
なる。このようなことから、熱処理雰囲気の露点ＤPと
熱処理温度Ｔとの間に式（１）の関係を成立させる。ま
た、７００℃未満の熱処理温度Ｔでは脱炭反応が進行し
がたく、逆に１２００℃を超える熱処理温度Ｔでは高温
雰囲気に耐える加熱炉の構築が困難になる。以上のこと
から、図３に示す斜線領域に露点ＤP及び熱処理温度Ｔ
を設定することが重要である。
なく脱炭反応を進行させるためには、ＤP≦０．０６３
Ｔ−８６．９のＣｒ非酸化領域に維持することが必要と
なる。このようなことから、熱処理雰囲気の露点ＤPと
熱処理温度Ｔとの間に式（１）の関係を成立させる。ま
た、７００℃未満の熱処理温度Ｔでは脱炭反応が進行し
がたく、逆に１２００℃を超える熱処理温度Ｔでは高温
雰囲気に耐える加熱炉の構築が困難になる。以上のこと
から、図３に示す斜線領域に露点ＤP及び熱処理温度Ｔ
を設定することが重要である。
【００１１】一方、脱窒反応は、合金中Ｎの活量及び雰
囲気中の窒素分圧によって決定され、合金中Ｎの活量が
高く雰囲気の窒素分圧が低いほど容易に進行する。した
がって、脱窒反応を効果的に進行させる上で、窒素分圧
が極めて低い水素雰囲気を使用することが必要である。
熱処理後の鋼中Ｎ濃度を０．００３質量％以下に低減す
る上では、熱処理に使用される雰囲気ガスの窒素濃度P
N2（％）と熱処理温度Ｔ（℃）との間に次式の関係を成
立させることが必要である。 PN2（％）≦40.2×exp(−0.005T)
囲気中の窒素分圧によって決定され、合金中Ｎの活量が
高く雰囲気の窒素分圧が低いほど容易に進行する。した
がって、脱窒反応を効果的に進行させる上で、窒素分圧
が極めて低い水素雰囲気を使用することが必要である。
熱処理後の鋼中Ｎ濃度を０．００３質量％以下に低減す
る上では、熱処理に使用される雰囲気ガスの窒素濃度P
N2（％）と熱処理温度Ｔ（℃）との間に次式の関係を成
立させることが必要である。 PN2（％）≦40.2×exp(−0.005T)
【００１２】式（１）は、本発明者等による多数の実験
結果から見出されたものであり、図２に示すように熱処
理温度Ｔ−窒素濃度PN2のグラフ上で式（１）を境とし
て熱処理後の鋼中Ｎ量がＮ＞０．００３質量％又はＮ≦
０．００３質量％となる。また、式（１）によるとき、
７００〜１２００℃の熱処理温度域でＮ2濃度を０．１
〜１．２％とする必要がある。このようなＮ2濃度は、
工業的に十分実現可能な値である。
結果から見出されたものであり、図２に示すように熱処
理温度Ｔ−窒素濃度PN2のグラフ上で式（１）を境とし
て熱処理後の鋼中Ｎ量がＮ＞０．００３質量％又はＮ≦
０．００３質量％となる。また、式（１）によるとき、
７００〜１２００℃の熱処理温度域でＮ2濃度を０．１
〜１．２％とする必要がある。このようなＮ2濃度は、
工業的に十分実現可能な値である。
【００１３】また、合金中Ｎの活量は、Ｎに結合して固
定化しやすいＴｉ及びＡｌを含んでいると低下する。Ｆ
ｅ−Ｃｒ系合金のＡｌ含有量及びＴｉ含有量は、Ｎ：
０．００３質量％以下を達成するために、Ａｌ：０．０
１質量％以下，Ｔｉ：０．０１質量％以下に下げる必要
がある。
定化しやすいＴｉ及びＡｌを含んでいると低下する。Ｆ
ｅ−Ｃｒ系合金のＡｌ含有量及びＴｉ含有量は、Ｎ：
０．００３質量％以下を達成するために、Ａｌ：０．０
１質量％以下，Ｔｉ：０．０１質量％以下に下げる必要
がある。
【００１４】Ｆｅ−Ｃｒ系合金の脱炭・脱窒反応は、合
金中のＣ及びＮの拡散によっても律速される。この点、
熱処理温度Ｔを高く、熱処理保持時間Ｈを長く、板厚ｔ
を薄くするほどＣ量及びＮ量が効果的に低減される。し
かし、Ｆｅ−Ｃｒ系合金中のＮ拡散はＣ拡散に比較して
遅い。したがって、Ｃ量及びＮ量共に０．００３質量％
以下の高純度Ｆｅ−Ｃｒ系合金を得るために、少なくと
もＮ：０．００３質量％以下になる熱処理温度Ｔ，熱処
理保持時間Ｈ，板厚ｔに設定する。
金中のＣ及びＮの拡散によっても律速される。この点、
熱処理温度Ｔを高く、熱処理保持時間Ｈを長く、板厚ｔ
を薄くするほどＣ量及びＮ量が効果的に低減される。し
かし、Ｆｅ−Ｃｒ系合金中のＮ拡散はＣ拡散に比較して
遅い。したがって、Ｃ量及びＮ量共に０．００３質量％
以下の高純度Ｆｅ−Ｃｒ系合金を得るために、少なくと
もＮ：０．００３質量％以下になる熱処理温度Ｔ，熱処
理保持時間Ｈ，板厚ｔに設定する。
【００１５】初期Ｎ量が０．０１２質量％のＦｅ−１６
％Ｃｒ系合金を水素雰囲気中で熱処理し，Ｎ量が０．０
０３質量％以下になる熱処理温度Ｔ、熱処理保持時間Ｈ
及び板厚ｔを調査した結果を図４に示す。図４から，熱
処理温度Ｔが高いほど、Ｎ量が０．００３質量％以下に
なる熱処理保持時間Ｈ及び板厚ｔの範囲が広がることが
判る。板厚ｔが薄いほどＮ量の低減には有利であるが，
各熱処理温度Ｔにおいて板厚ｔがある値を下回ると、Ｎ
量が０．００３質量％以下になる熱処理保持時間Ｈはほ
とんど変化しない。図４の関係を回帰式で一般化して図
５に示す。熱処理保持時間Ｈが長時間になるほど生産
性、経済性が低下するので、熱処理保持時間Ｈの上限を
好ましくは９６時間に設定する。また、厚すぎる板厚ｔ
ではＦｅ−Ｃｒ系合金の巻取りが困難になるので、板厚
ｔの上限を好ましくは９．０ｍｍに設定する。このよう
な熱処理保持時間Ｈ及び板厚ｔに加わる条件を考慮する
と、熱処理保持時間Ｈ及び板厚ｔの間に前掲の式（１）
及び（２）の関係を成立させることが好ましい。
％Ｃｒ系合金を水素雰囲気中で熱処理し，Ｎ量が０．０
０３質量％以下になる熱処理温度Ｔ、熱処理保持時間Ｈ
及び板厚ｔを調査した結果を図４に示す。図４から，熱
処理温度Ｔが高いほど、Ｎ量が０．００３質量％以下に
なる熱処理保持時間Ｈ及び板厚ｔの範囲が広がることが
判る。板厚ｔが薄いほどＮ量の低減には有利であるが，
各熱処理温度Ｔにおいて板厚ｔがある値を下回ると、Ｎ
量が０．００３質量％以下になる熱処理保持時間Ｈはほ
とんど変化しない。図４の関係を回帰式で一般化して図
５に示す。熱処理保持時間Ｈが長時間になるほど生産
性、経済性が低下するので、熱処理保持時間Ｈの上限を
好ましくは９６時間に設定する。また、厚すぎる板厚ｔ
ではＦｅ−Ｃｒ系合金の巻取りが困難になるので、板厚
ｔの上限を好ましくは９．０ｍｍに設定する。このよう
な熱処理保持時間Ｈ及び板厚ｔに加わる条件を考慮する
と、熱処理保持時間Ｈ及び板厚ｔの間に前掲の式（１）
及び（２）の関係を成立させることが好ましい。
【００１６】
【実施例】表１に示す組成のＦｅ−Ｃｒ系合金を３０ｋ
ｇ真空溶解炉で溶製し、鍛造，熱間圧延，熱延板焼鈍，
表面検索，冷間圧延，仕上げ焼鈍及び酸洗の各工程を経
て、板厚０．５ｍｍ，１．０ｍｍ，１．５ｍｍの合金帯
を製造した。表１中、Ａは本発明で既定した成分条件を
満足するＦｅ−Ｃｒ系合金であり、ＢはＡｌ及びＴｉを
含むＦｅ−Ｃｒ系合金である。
ｇ真空溶解炉で溶製し、鍛造，熱間圧延，熱延板焼鈍，
表面検索，冷間圧延，仕上げ焼鈍及び酸洗の各工程を経
て、板厚０．５ｍｍ，１．０ｍｍ，１．５ｍｍの合金帯
を製造した。表１中、Ａは本発明で既定した成分条件を
満足するＦｅ−Ｃｒ系合金であり、ＢはＡｌ及びＴｉを
含むＦｅ−Ｃｒ系合金である。
【００１７】
【００１８】各合金帯を水素雰囲気中で熱処理し、熱処
理されたＦｅ−Ｃｒ系合金のＣ量及びＮ量に及ぼす熱処
理条件の影響を調査した。表２の調査結果にみられるよ
うに、本発明で規定した熱処理条件を満足する試験番号
１〜６では、熱処理後のＣ量及びＮ量が共に０．００３
質量％以下に低減した。これに対し、同じ合金Ａを熱処
理した場合でも、熱処理温度Ｔ及び露点ＤPが本発明で
規定した条件を満足しない試験番号７，８では、Ｃ量が
全く低減しなかった。熱処理保持時間Ｈが短い試験番号
９では、Ｃ量及びＮ量共に０．００３質量％を超えてい
た。また、熱処理保持時間Ｈが十分でない試験番号１０
では、Ｃ量が０．００３質量％まで低下したものの、Ｎ
量は０．００５質量％と依然として高い含有量であっ
た。２５体積％の窒素を含む水素雰囲気で熱処理した試
験番号１１，１２では、Ｃ量は０．００３質量％以下に
低減するものの、Ｎ量は低減することなく逆に窒化され
ていた。Ｔｉ及びＡｌを含む合金Ｂを熱処理した試験番
号１３，１４では、本発明で規定した熱処理条件を満足
するにも拘らず、Ｎ量が全く低減しなかった。
理されたＦｅ−Ｃｒ系合金のＣ量及びＮ量に及ぼす熱処
理条件の影響を調査した。表２の調査結果にみられるよ
うに、本発明で規定した熱処理条件を満足する試験番号
１〜６では、熱処理後のＣ量及びＮ量が共に０．００３
質量％以下に低減した。これに対し、同じ合金Ａを熱処
理した場合でも、熱処理温度Ｔ及び露点ＤPが本発明で
規定した条件を満足しない試験番号７，８では、Ｃ量が
全く低減しなかった。熱処理保持時間Ｈが短い試験番号
９では、Ｃ量及びＮ量共に０．００３質量％を超えてい
た。また、熱処理保持時間Ｈが十分でない試験番号１０
では、Ｃ量が０．００３質量％まで低下したものの、Ｎ
量は０．００５質量％と依然として高い含有量であっ
た。２５体積％の窒素を含む水素雰囲気で熱処理した試
験番号１１，１２では、Ｃ量は０．００３質量％以下に
低減するものの、Ｎ量は低減することなく逆に窒化され
ていた。Ｔｉ及びＡｌを含む合金Ｂを熱処理した試験番
号１３，１４では、本発明で規定した熱処理条件を満足
するにも拘らず、Ｎ量が全く低減しなかった。
【００１９】この対比から明らかなように、熱処理前の
Ｆｅ−Ｃｒ系合金の成分・組成を規定し且つ特定された
条件下で熱処理することにより、Ｃ量及びＮ量を共に
０．００３質量％以下に低減した高純度Ｆｅ−Ｃｒ系合
金が製造されることが確認された。
Ｆｅ−Ｃｒ系合金の成分・組成を規定し且つ特定された
条件下で熱処理することにより、Ｃ量及びＮ量を共に
０．００３質量％以下に低減した高純度Ｆｅ−Ｃｒ系合
金が製造されることが確認された。
【００２０】
【００２１】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、脱窒反応に悪影響を及ぼすＡｌ及びＴｉを実質的に
含まないＦｅ−Ｃｒ系合金を特定条件下の水素雰囲気中
で熱処理することにより脱炭・脱窒反応を促進させ、Ｃ
量及びＮ量を共に０．００３質量％以下に低減した高純
度Ｆｅ−Ｃｒ系合金を製造している。得られた高純度Ｆ
ｅ−Ｃｒ系合金は、本来の優れた耐食性，機械的特性，
磁気特性等を活用し、加工性にも優れているため建築
用，自動車用，高耐食用，高加工用，高磁気特性用，電
磁用等、種々の分野で使用される。また、精錬プロセス
のように長時間の処理を必要としないため、生産性にも
優れている。
は、脱窒反応に悪影響を及ぼすＡｌ及びＴｉを実質的に
含まないＦｅ−Ｃｒ系合金を特定条件下の水素雰囲気中
で熱処理することにより脱炭・脱窒反応を促進させ、Ｃ
量及びＮ量を共に０．００３質量％以下に低減した高純
度Ｆｅ−Ｃｒ系合金を製造している。得られた高純度Ｆ
ｅ−Ｃｒ系合金は、本来の優れた耐食性，機械的特性，
磁気特性等を活用し、加工性にも優れているため建築
用，自動車用，高耐食用，高加工用，高磁気特性用，電
磁用等、種々の分野で使用される。また、精錬プロセス
のように長時間の処理を必要としないため、生産性にも
優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 Ｆｅ−Ｃｒ系合金の硬さに及ぼすＣ量及びＮ
量の影響を表したグラフ
量の影響を表したグラフ
【図２】 熱処理後の鋼中Ｎ量に及ぼす雰囲気ガスのＮ
2濃度及び熱処理温度の影響を表したグラフ
2濃度及び熱処理温度の影響を表したグラフ
【図３】 Ｆｅ−Ｃｒ系合金の脱炭焼鈍が可能な熱処理
雰囲気の露点と温度との関係を示すグラフ
雰囲気の露点と温度との関係を示すグラフ
【図４】 各熱処理温度に応じて熱処理後のＦｅ−Ｃｒ
系合金のＮ量を０．００３質量％以下に下げることが可
能な板厚及び熱処理保持時間の領域を示すグラフ
系合金のＮ量を０．００３質量％以下に下げることが可
能な板厚及び熱処理保持時間の領域を示すグラフ
【図５】 熱処理によりＦｅ−Ｃｒ系合金のＮ量を０．
００３質量％以下に下げることが可能な板厚及び熱処理
保持時間の関係を示したグラフ
００３質量％以下に下げることが可能な板厚及び熱処理
保持時間の関係を示したグラフ
フロントページの続き (72)発明者 山内 隆 山口県新南陽市野村南町4976番地 日新製 鋼株式会社ステンレス事業本部内 Ｆターム(参考） 4K037 EA01 EA04 EA05 EA12 EA18 EA31 FJ02 FJ05 FJ06 FJ07
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃ：０．１０質量％以下，Ｎ：０．０５
質量％以下，Ｔｉ：０．０１質量％以下，Ａｌ：０．０
１質量％以下のＦｅ−Ｃｒ系の合金帯又は合金板を式
（１）を満足する窒素濃度PN2（％）の水素雰囲気中で
脱炭焼鈍する際、熱処理温度Ｔ（℃）を７００〜１２０
０℃の範囲に保ち、雰囲気の露点ＤP（℃）及び熱処理
温度Ｔとの間に式（２）の関係を成立させ、Ｃ量を０．
００３質量％以下，Ｎ量を０．００３質量％以下に低減
することを特徴とする高純度Ｆｅ−Ｃｒ系合金の製造方
法。 PN2（％）≦40.2×exp(−0.005T) ・・・・（１） −0.041T−46.2≦DP≦0.063T−86.9 ・・・・（２） - 【請求項２】 Ｆｅ−Ｃｒ系の合金帯又は合金板の板厚
をｔ（ｍｍ），熱処理保持時間をＨ（時）とするとき、
次式を満足する条件下で脱炭焼鈍する請求項１記載の製
造方法。 96≧H≧a・t+b （-13.4＋2.1・lnT≦t≦9.0のとき） 96≧H≧a・(-13.4＋2.1・lnT)+b （t≦-13.4＋2.1・lnTのとき） ただし、a＝128.2−17.4・lnT, b＝94.6−13.9・lnT
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001049864A JP4691621B2 (ja) | 2001-02-26 | 2001-02-26 | 高純度Ｆｅ−Ｃｒ系合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2001049864A JP4691621B2 (ja) | 2001-02-26 | 2001-02-26 | 高純度Ｆｅ−Ｃｒ系合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002249826A true JP2002249826A (ja) | 2002-09-06 |
| JP4691621B2 JP4691621B2 (ja) | 2011-06-01 |
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ID=18910905
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001049864A Expired - Lifetime JP4691621B2 (ja) | 2001-02-26 | 2001-02-26 | 高純度Ｆｅ−Ｃｒ系合金の製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4691621B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50131812A (ja) * | 1974-01-29 | 1975-10-18 | ||
| JPS61207509A (ja) * | 1985-03-08 | 1986-09-13 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 軟質ガラス封着用合金の製造法 |
| JPS61207508A (ja) * | 1985-03-08 | 1986-09-13 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 軟質ガラス封着用合金の製造方法 |
-
2001
- 2001-02-26 JP JP2001049864A patent/JP4691621B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50131812A (ja) * | 1974-01-29 | 1975-10-18 | ||
| JPS61207509A (ja) * | 1985-03-08 | 1986-09-13 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 軟質ガラス封着用合金の製造法 |
| JPS61207508A (ja) * | 1985-03-08 | 1986-09-13 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 軟質ガラス封着用合金の製造方法 |
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| JP4691621B2 (ja) | 2011-06-01 |
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