JP2003041350A - Martensitic stainless steel sheet for flapper valve and manufacturing method therefor - Google Patents

Martensitic stainless steel sheet for flapper valve and manufacturing method therefor

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JP2003041350A
JP2003041350A JP2001233502A JP2001233502A JP2003041350A JP 2003041350 A JP2003041350 A JP 2003041350A JP 2001233502 A JP2001233502 A JP 2001233502A JP 2001233502 A JP2001233502 A JP 2001233502A JP 2003041350 A JP2003041350 A JP 2003041350A
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JP
Japan
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less
mass
steel sheet
stainless steel
martensitic stainless
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Japanese (ja)
Inventor
Naoto Hiramatsu
直人 平松
Hiroki Tomimura
宏紀 冨村
Seiichi Isozaki
誠一 磯崎
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a martensitic stainless steel sheet for a flapper valve, which has corrosion resistance and high fatigue characteristics, and generates little burr after stamped due to high hardness. SOLUTION: The martensitic stainless steel sheet for the flapper valve includes, by mass%, 0.15% or less C, 2.0% or less Si, 2.0% or less Mn, 0.060% or less P, 0.020% or less S, 2.0-6.0% Ni, 12.0-20.0% Cr, 2.0% or less Mo, 0.10% or less N, and 0.02% or less O, has Md(N) of 125 or more, which is defined in the expression (1): Md(N)=580-520C-2Si-16Mn-16Cr-23Ni-26Cu-300 N-10Mo...(1), includes the balance substantially Fe, consists of martensitic single-phase, and has Vickers hardness of 400 or more. The method for manufacturing the steel sheet is characterized by solution treating the steel material of the above composition, cold rolling it at a rolling rate of 5%, and further aging it at 550 deg.C or lower, as needed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、耐食性と高い疲労特性
を兼ね備えたフラッパーバルブ用のマルテンサイト系ス
テンレス鋼板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a martensitic stainless steel sheet for flapper valves having both corrosion resistance and high fatigue properties.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、フラッパーバルブ用としては、炭
素を1%程度含有する特殊鋼に焼き入れ・焼き戻し処理
を施した鋼板が使用されている。しかし、フラッパーに
特殊鋼を用いた場合、特殊鋼自体が耐酸化性に乏しく、
熱処理時に形成された表面酸化物や表面近傍の内部酸化
層を除去することが必要で、このために酸洗を施した
り、表面を湿式研磨等で研磨しなければならなくなる。
この研磨で発生する表面凹凸は、疲労特性を低下させる
主原因となる。したがって、この表面凹凸をなくし平滑
化するためにさらにバレル研磨等の後処理が必要になっ
て、生産性が低下している。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a flapper valve, a steel sheet obtained by quenching and tempering a special steel containing about 1% carbon has been used. However, when special steel is used for the flapper, the special steel itself has poor oxidation resistance,
It is necessary to remove the surface oxide formed during the heat treatment and the internal oxide layer in the vicinity of the surface. For this reason, pickling or surface polishing must be performed by wet polishing or the like.
The surface irregularities generated by this polishing are the main cause of deterioration in fatigue characteristics. Therefore, post-treatment such as barrel polishing is further required in order to eliminate and smooth the surface irregularities, and the productivity is reduced.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】他方、地球環境保護の
観点から空調機器等の冷媒であるフロンガスの撤廃によ
り、新たな二酸化炭素系ガス等が代替ガスとして登場し
てきた。これにより、使用環境がより高圧・低温化にな
り、自ずとフラッパーバルブ素材に耐食性や疲労特性の
向上が要求されるが、現行の特殊鋼においてはこの要求
に応じられないと言う課題が生じてきている。また、こ
のような使用環境が厳しくなり、さらには圧縮機の大型
化やシール性が要求され、これにはフラッパーバルブへ
の打抜き加工後の打抜きかえりが小さいことが必要とな
ってきた。
On the other hand, from the viewpoint of protecting the global environment, a new carbon dioxide gas or the like has emerged as a substitute gas due to the abolition of Freon gas which is a refrigerant for air conditioners and the like. As a result, the operating environment becomes higher pressure and lower temperature, and naturally the flapper valve material is required to have improved corrosion resistance and fatigue properties.However, the problem arises that current special steel cannot meet this requirement. There is. In addition, such a use environment becomes severe, and further, the compressor is required to have a large size and a sealing property, which requires a small burr after punching on the flapper valve.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】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、特殊鋼を用い
ることなく、耐食性と高い疲労特性を有し、かつビッカ
ース硬度が400以上で打抜き加工後のかえり発生が小
さい、フラッパーバルブ用のマルテンサイト系ステンレ
ス鋼板を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised to solve such a problem and has corrosion resistance and high fatigue characteristics without using special steel and has a Vickers hardness of 400. It is an object of the present invention to provide a martensitic stainless steel sheet for flapper valves, which has a small amount of burr after punching.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の、フラッパーバ
ルブ用マルテンサイト系ステンレス鋼板は、その目的を
達成するため、C:0.15質量%以下、Si:2.0
質量%以下、Mn:2.0質量%以下、P:0.060
質量%以下、S:0.020質量%以下、Ni:2.0
〜6.0質量%、Cr:12.0〜20.0質量%、M
o:2.0質量%以下、N:0.10質量%以下、O:
0.02質量%以下を含み、以下の(1)式で定義され
るMd(N)が125以上の値となり、残部が実質的に
Feからなる組成を有し、かつマルテンサイト単相から
なる組織を有し、ビッカース硬度400以上であり、打
抜き後かえり発生が少ないことを特徴とする。 Md(N)=580-520C-2Si-16Mn-16Cr-23Ni-26Cu-300N-10Mo・・・・(1) さらに3.0質量%以下のCu、0.50質量%以下の
Nb、0.50質量%以下のTi、0.20質量%以下
のAl、0.015質量%以下のB、0.2質量%以下
のREM、0.2質量%以下のY、0.10質量%以下
のCa、0.10質量%以下のMgの1種または2種以
上を含有することもできる。上記のような組成を有する
鋼を、溶体化処理後、圧延率5%以上の冷間圧延を施す
ことことにより、あるいはさらに550℃以下の時効処
理を施すことにより製造することができる。
In order to achieve the object, the martensitic stainless steel sheet for flapper valves of the present invention has C: 0.15 mass% or less and Si: 2.0.
Mass% or less, Mn: 2.0 mass% or less, P: 0.060
Mass% or less, S: 0.020 mass% or less, Ni: 2.0
-6.0 mass%, Cr: 12.0-20.0 mass%, M
o: 2.0 mass% or less, N: 0.10 mass% or less, O:
Contains 0.02 mass% or less, has a value of Md (N) defined by the following formula (1) of 125 or more, and has a composition in which the balance is substantially Fe, and is composed of a martensite single phase. It is characterized by having a structure, a Vickers hardness of 400 or more, and a small amount of burr after punching. Md (N) = 580-520C-2Si-16Mn-16Cr-23Ni-26Cu-300N-10Mo ... (1) Further, 3.0% by mass or less of Cu, 0.50% by mass or less of Nb, 0. 50 mass% or less Ti, 0.20 mass% or less Al, 0.015 mass% or less B, 0.2 mass% or less REM, 0.2 mass% or less Y, 0.10 mass% or less One or two or more of Ca and 0.10 mass% or less of Mg may be contained. The steel having the above composition can be manufactured by subjecting the steel to solution treatment, followed by cold rolling at a rolling ratio of 5% or more, or by further performing aging treatment at 550 ° C. or less.

【0006】[0006]

【作用】本発明者らは、特殊鋼に代わる耐食性に優れ、
疲労特性に優れる材料、さらには打抜き加工後のばり高
さが小さいフラッパーバルブ材を検討したところ、ビッ
カース硬度が400以上で、溶体化処理後冷却中に生成
するマルテンサイト、ならびに冷間圧延で誘起された加
工誘起マルテンサイトを含めたマルテンサイト単相にす
ること、ならびに必要に応じて時効処理を積極的に利用
することで達成されることを見出した。単にマルテンサ
イト系ステンレス鋼を用いるのではなく、溶体化処理後
に5%以上の冷間圧延を施す等により、さらに必要に応
じて時効処理を行う等で、ビッカース硬度400以上に
することにより、打抜き加工後のかえり発生を小さくす
ることができる。オーステナイトが残存すると延性があ
るためばりが発生しやすいが、マルテンサイト単相とす
ることで、延性がなくなり、ばりが発生しにくくなる。
また、カップコーン型のような破壊がなくなる。さら
に、この時効処理を施すことで、溶体化処理後室温まで
の冷却中にマルテンサイト変態することで発生する変態
歪みや冷間圧延での板厚方向の不均一歪みを均一にし、
打抜き抜き前の残留応力変動を小さくすることで、打抜
き後の形状変化を小さくすることができる。
[Function] The present inventors have excellent corrosion resistance as an alternative to special steel,
When we examined materials with excellent fatigue properties, and flapper valves with a small flash height after punching, we found that the Vickers hardness was 400 or more and the martensite generated during cooling after solution heat treatment and induced by cold rolling. It was found that this can be achieved by making a martensite single phase including the above-mentioned work-induced martensite, and positively utilizing an aging treatment as necessary. Not just using martensitic stainless steel, but punching by Vickers hardness of 400 or more by performing cold rolling of 5% or more after solution heat treatment and aging treatment if necessary. It is possible to reduce the occurrence of burr after processing. When austenite remains, it has ductility and thus easily causes burrs. However, when the martensite single phase is used, ductility is lost and burrs are less likely to occur.
Also, the destruction like the cup cone type is eliminated. Furthermore, by performing this aging treatment, the transformation strain generated by the martensitic transformation during cooling to room temperature after the solution treatment and the non-uniform strain in the plate thickness direction during cold rolling are made uniform,
By reducing the residual stress variation before punching, the change in shape after punching can be reduced.

【0007】次に本発明を特定する事項について説明す
る。なお、以下の各元素の含有量を示す「%」は「質量
%」を意味する。C:0.15%以下 Cはオーステナイト形成元素であり、高温で生成するδ
フェライトの抑制やマルテンサイト相の強化に極めて有
効である。しかし、炭素含有量の増大に伴い、溶体化処
理後の冷却中や時効処理で粒界にCr炭化物が析出し、
耐粒界腐食や疲労特性低下の原因となり、熱処理条件や
冷却速度で工業的に回避できることを鑑みても、許容で
きるCの上限は0.15%である。
Next, matters specifying the present invention will be described. In addition, "%" showing the content of each element below means "mass%". C: 0.15% or less C is an austenite forming element and is formed at high temperature δ
It is extremely effective in suppressing ferrite and strengthening the martensite phase. However, as the carbon content increases, Cr carbide precipitates at grain boundaries during cooling after solution treatment and during aging treatment,
Considering that it can cause intergranular corrosion resistance and deterioration of fatigue characteristics and can be industrially avoided under heat treatment conditions and cooling rates, the upper limit of allowable C is 0.15%.

【0008】Si:2.0%以下 Siはフェライト形成元素であり、マルテンサイト相に
固溶してこれを硬化させ、冷間加工後の強度を大きくす
る。さらに時効処理においては歪み時効により時効硬化
能を促進する。このようにSiには種々の効果がある
が、過度の添加は高温割れを誘発しやすく等、製造上の
問題も生じる。このためSiの上限は2.0%とする。
Si: 2.0% or less Si is a ferrite-forming element, which forms a solid solution in the martensite phase and hardens it to increase the strength after cold working. Furthermore, in the aging treatment, strain hardening promotes the age hardening ability. As described above, Si has various effects, but excessive addition easily causes hot cracking, which causes manufacturing problems. Therefore, the upper limit of Si is 2.0%.

【0009】Mn:2.0%以下 Mnは高温域でのδフェライト相の生成を抑制する。し
かし、多量のMn含有は焼鈍後の残留オーステナイト量
を多くし、強度低下の原因となる。したがって、Mn含
有量は2.0%以下とした。P:0.060%以下 Pは固溶強化能が大きい元素であるが、靭性に悪影響を
与えることがあるため、通常許容されている程度の0.
060%以下とする。
Mn: 2.0% or less Mn suppresses the formation of a δ ferrite phase in a high temperature range. However, the inclusion of a large amount of Mn increases the amount of retained austenite after annealing, which causes a decrease in strength. Therefore, the Mn content is set to 2.0% or less. P: 0.060% or less P is an element having a large solid solution strengthening ability, but it may adversely affect the toughness, and therefore, it is a generally accepted 0.
060% or less.

【0010】S:0.020%以下 Sは熱間圧延での耳切れ発生の面から好ましくない元素
であり、低いほど好ましい。ただ、Bを添加することで
許容されるS量も拡大されるので、S量の上限としては
0.020%までは許容される。Ni:2.0〜6.0% Niも、Mnと同様に高温域でのδフェライト層の生成
を抑制する。さらに、析出効果能に有効に寄与する元素
であるが、多量のNi含有は焼鈍後の残留オーステナイ
ト量を多くし、強度低下の原因となる。したがってNi
含有量の範囲は2.0〜6.0%とする。
S: 0.020% or less S is an unfavorable element from the viewpoint of occurrence of edge cutting in hot rolling, and the lower the value, the more preferable. However, the allowable S amount is increased by adding B, so that the upper limit of the S amount is 0.020%. Ni: 2.0 to 6.0% Similarly to Mn, Ni also suppresses the formation of the δ ferrite layer in the high temperature region. Further, although it is an element that effectively contributes to the precipitation effect capability, a large amount of Ni content increases the amount of retained austenite after annealing, which causes a decrease in strength. Therefore Ni
The content range is 2.0 to 6.0%.

【0011】Cr:12.0〜20.0% Crは耐食性を持たせる上で必須の成分である。意図す
る耐食性を付与するには少なくとも12.0%のCrを
必要とする。しかし、Crはフェライト形成元素でもあ
るので、高くしすぎると高温でδフェライト相が多量に
生成してしまう。そこで、δフェライト相抑制のために
オーステナイト形成元素(C,N,Ni,Mn,Cu
等)を添加しなければならないが、これら元素の過度の
添加は室温でオーステナイトの安定化をもたらし、時効
処理後に高強度を得ることが不可能になる。このためC
r含有量の上限は20.0%とした。
Cr: 12.0 to 20.0% Cr is an essential component for imparting corrosion resistance. At least 12.0% Cr is required to provide the intended corrosion resistance. However, since Cr is also a ferrite-forming element, if it is made too high, a large amount of δ-ferrite phase will be produced at high temperatures. Therefore, in order to suppress the δ ferrite phase, austenite forming elements (C, N, Ni, Mn, Cu
Etc.), but excessive addition of these elements leads to stabilization of austenite at room temperature, making it impossible to obtain high strength after aging treatment. Therefore C
The upper limit of the r content was 20.0%.

【0012】Mo:2.0%以下 Moは耐食性を向上させ、時効処理時に炭窒化物を微細
に分散させる効果がある。Moは時効処理した際に強度
向上に寄与する析出物を形成させるので、Moの添加に
よって、かなりの高温域で時効処理を行っても強度の低
下を防ぐことができるようになる。ただ、Moを多量に
添加すると高温でδフェライトが形成されてしまうの
で、Moの含有量は2.0%以下とする。
Mo: 2.0% or less Mo has the effects of improving corrosion resistance and finely dispersing carbonitrides during the aging treatment. Since Mo forms a precipitate that contributes to the strength improvement upon aging treatment, addition of Mo makes it possible to prevent the strength from decreasing even if the aging treatment is carried out in a considerably high temperature range. However, if a large amount of Mo is added, δ ferrite is formed at high temperature, so the content of Mo is set to 2.0% or less.

【0013】N:0.10%以下 NもCと同様にオーステナイト形成元素であり、δフェ
ライト生成を抑制し、マルテンサイトの強化に寄与す
る。ただ、Tiと金属間化合物を生成しやすいので、
0.10%以下とした。O:0.02%以下 Oは酸化物系の非金属介在物を形成して鋼の清浄度を低
下させ、疲労特性に悪影響を与えるので、その含有量は
0.02%以下にする。
N: 0.10% or less N is also an austenite forming element similarly to C, suppresses the formation of δ ferrite, and contributes to the strengthening of martensite. However, because it is easy to form Ti and intermetallic compounds,
It was set to 0.10% or less. O: 0.02% or less O forms an oxide-based non-metallic inclusion to reduce the cleanliness of steel and adversely affects the fatigue characteristics, so the content is made 0.02% or less.

【0014】Cu:3.0%以下 Cuは時効硬化をもたらす。ただ過剰な添加は熱間加工
性を劣化させ割れ発生の原因となるので、Cuを含有さ
せる場合、その上限は3.0%とする。Nb:0.50% Nbは時効処理時の強度上昇に有効であるが、高温強度
上昇による熱間加工性の低下をもたらすので、Nbを含
有させる場合、その上限は0.50%とする。
Cu: 3.0% or less Cu brings about age hardening. However, excessive addition deteriorates the hot workability and causes cracking. Therefore, when Cu is contained, the upper limit is 3.0%. Nb: 0.50% Nb is effective in increasing the strength during aging treatment, but it causes a decrease in hot workability due to an increase in high-temperature strength. Therefore, when Nb is contained, its upper limit is 0.50%.

【0015】Ti:0.50%以下 Tiは析出硬化に有効な元素であり、時効処理時に強度
上昇に有効である。しかしながら過度に含有させると、
製鋼スラブの表面キズを生成しやすくなり、製鋼面で問
題となる。したがってTiを含有させる場合、その上限
は0.50%とする。Al:0.20%以下 Alは製鋼時の脱酸に有効な元素であり、TiやNbと
同様に析出硬化に有効に働く。しかし、過度に含有させ
てもその効果は飽和するばかりでなく、溶接性の低下や
表面欠陥の増加を招くなどの弊害をもたらす。したがっ
てAlを含有させる場合、その上限は0.20%とす
る。
Ti: 0.50% or less Ti is an element effective in precipitation hardening and is effective in increasing strength during aging treatment. However, if contained too much,
Surface flaws in the steelmaking slab are easily generated, which causes a problem in the steelmaking aspect. Therefore, when Ti is contained, the upper limit is 0.50%. Al: 0.20% or less Al is an element effective for deoxidation at the time of steel making, and works effectively for precipitation hardening like Ti and Nb. However, if it is contained excessively, not only the effect is saturated, but also the weldability is deteriorated and the surface defects are increased. Therefore, when Al is contained, the upper limit is 0.20%.

【0016】B:0.015%以下 Bは熱間圧延温度域でのδフェライト相とオーステナイ
ト相の変形抵抗の差異により生じる熱延鋼帯でのエッジ
クラックの発生防止に有効な元素である。しかし、過度
の添加は低融点硼化物を形成しやすくなり、逆に熱間加
工性を劣化させる。したがってBを含有させる場合、そ
の上限は0.015%とする。
B: 0.015% or less B is an element effective in preventing the generation of edge cracks in the hot-rolled steel strip caused by the difference in deformation resistance between the δ ferrite phase and the austenite phase in the hot rolling temperature range. However, excessive addition tends to form a low-melting-point boride, and conversely deteriorates hot workability. Therefore, when B is contained, the upper limit is 0.015%.

【0017】REM:0.20%以下 Y:0.20%以下 Ca:0.10%以下 Mg:0.10%以下 これらの元素はいずれも熱間加工性の向上に有効な元素
であり、耐酸化性の向上にも有効である。しかし、いず
れも添加量の増加によりその効果は飽和するので、それ
らの元素を含有させる場合、REM,Yについては0.
20%を、またCa,Mgについては0.10%を上限
とする。
REM: 0.20% or less Y: 0.20% or less Ca: 0.10% or less Mg: 0.10% or less All of these elements are effective elements for improving hot workability, It is also effective in improving the oxidation resistance. However, the effect is saturated in both cases due to an increase in the added amount, so when these elements are contained, REM and Y are 0.
The upper limit is 20%, and 0.10% for Ca and Mg.

【0018】Md(N):125以上 本発明では、前述のとおり溶体化処理後冷間圧延を施し
て残留オーステナイトを完全にマルテンサイトに変態さ
せ、高強度化ならびに製品打抜き後のかえり発生を小さ
くしている。溶体化処理後にマルテンサイト相が形成し
易くなるように、オーステナイトの加工に対する安定度
であるMd(N)の値が125以上になるよう、成分量
を調整する必要がある。Md(N)の値が125未満で
あると、冷延後も残留オーステナイトが残って、所期の
目的を達成できない。
Md (N): 125 or more In the present invention, as described above, after solution treatment, cold rolling is performed to completely transform the retained austenite into martensite, thereby enhancing the strength and reducing the occurrence of burr after punching the product. is doing. In order to facilitate the formation of a martensite phase after the solution treatment, it is necessary to adjust the component amounts so that the value of Md (N), which is the stability for austenite processing, becomes 125 or more. If the value of Md (N) is less than 125, residual austenite remains even after cold rolling, and the intended purpose cannot be achieved.

【0019】残留オーステナイト:なし マルテンサイト系ステンレス鋼板をフラッパーバルブ用
に打抜く際、延性のあるオーステナイト相が一部残存し
ていると打抜き加工後のかえり高さが高くなって製品が
変形し、フラッパーバルブ本来の機能を発揮できなくな
る。ビッカース硬度:400以上 フラッパーバルブはその機能から、シール性が要求され
る。つまり、ばね性と高速運動に耐えうる疲労特性が要
求される。この2点を満たすためにも、硬度としてHV
400以上が必要である。
Residual austenite: None When punching a martensitic stainless steel sheet for a flapper valve, if a part of ductile austenite phase remains, the burr height after punching becomes high and the product deforms, The original function of the flapper valve will be lost. Vickers hardness: 400 or more A flapper valve is required to have a sealing property because of its function. That is, the spring property and the fatigue property capable of withstanding high-speed motion are required. To satisfy these two points, the hardness is HV
400 or more is required.

【0020】冷間圧延率:5%以上 本発明鋼は溶体化処理後冷却中にマルテンサイトが生成
するが、熱的に安定な残留オーステナイトが数%存在す
ることがある。マルテンサイト基地中に延性のあるオー
ステナイトが一部残存した場合には、打抜き加工後かえ
り高さが高くなる。この影響をなくすために、冷延圧延
を施して残留オーステナイトを完全にマルテンサイトに
変態させる必要がある。完全にマルテンサイト変態させ
るためには5%以上の圧延率の冷間圧延を行う必要があ
る。
Cold rolling ratio: 5% or more In the steel of the present invention, martensite is formed during the cooling after the solution treatment, but there may be some thermally stable residual austenite. When part of ductile austenite remains in the martensite base, the burr height after punching becomes high. In order to eliminate this effect, it is necessary to perform cold rolling to completely transform the retained austenite into martensite. In order to completely transform into martensite, it is necessary to perform cold rolling with a rolling ratio of 5% or more.

【0021】時効処理:550℃以下 時効処理は、溶体化処理でのオーステナイトからマルテ
ンサイトに変態する時の変態歪みや次の冷延時の圧延歪
みが不均一に存在する場合に、歪みを均一除去するのに
有効な手段である。ただし、550℃を超える温度でこ
の処理を行うと、マルテンサイト相の軟化や逆変態オー
ステナイトの生成により硬度が低下し、ビッカース硬度
を安定的に400以上に保つことが困難になり、製品と
して使用される場合、シール性を維持できないなどの問
題が生じる。したがって、時効処理を施す場合には、5
50℃以下で行う必要がある。
Aging treatment: 550 ° C. or less The aging treatment removes the strain uniformly when transformation strain at the time of transformation from austenite to martensite in solution treatment and rolling strain at the time of next cold rolling are nonuniform. It is an effective way to do it. However, if this treatment is performed at a temperature higher than 550 ° C., the hardness decreases due to the softening of the martensite phase and the generation of reverse transformation austenite, making it difficult to stably maintain the Vickers hardness at 400 or more. In that case, there arises a problem that the sealability cannot be maintained. Therefore, when performing the aging treatment, 5
It needs to be performed at 50 ° C or lower.

【0022】[0022]

【実施例】表1に供試材の化学成分ならびにMd(N)
(=580-520C-2Si-16Mn-16Cr-23Ni-26Cu-300N-10Mo)を
表す。なお、表中鋼No.1から8までの化学成分値が
本発明の範囲内にある本発明鋼であり、鋼No.9から
14までの化学成分値がそれ以外の比較鋼である。
[Examples] Table 1 shows the chemical composition and Md (N) of the test material.
(= 580-520C-2Si-16Mn-16Cr-23Ni-26Cu-300N-10Mo). In the table, steel No. Steel No. 1 of the present invention having chemical composition values of 1 to 8 within the range of the present invention. Comparative steels having other chemical composition values of 9 to 14 are comparative steels.

【0023】 [0023]

【0024】いずれの鋼も真空溶解炉にて250kg溶
製し、鍛造、熱延、焼鈍ならびに冷延で板厚1.0〜
1.5mmとし、1050℃×1分均熱の冷延焼鈍を施
した。さらに、表2に示すような圧延率で冷間加工して
板厚0.3mmの板を得た。一部の供試材にはさらに時
効処理を施した。このようにして製造された各鋼の供試
材について、オーステナイト量、表面ビッカース硬度
(荷重1kg)、両振り曲げ疲労試験での疲労限ならび
に楕円形(長径50mm、短径15mm)に打抜いたと
きの打抜き部分のかえり高さを測定した。その結果を併
せて表2に示す。オーステナイト量は、振動型試料磁力
計を用いた磁気的方法で測定した。なお、このオーステ
ナイト量は冷間圧延後に残留するオーステナイトと時効
後に逆変態で生成するオーステナイトの合計量である。
また、両振り疲労試験は、応力比:−1で、振動数:1
000rpmで行った。かえり高さは、クリアランス
0.03mm(板厚の10%)の条件で1000個打抜
き、100個おきに10個採取した打抜き材で、各10
点測定した計100点の測定点の平均値から算出した。
Each of the steels was melted in a vacuum melting furnace at 250 kg and forged, hot rolled, annealed and cold rolled to a plate thickness of 1.0 to
It was 1.5 mm and was subjected to cold rolling annealing with uniform heating at 1050 ° C. for 1 minute. Further, cold working was performed at a rolling rate as shown in Table 2 to obtain a plate having a plate thickness of 0.3 mm. Some of the test materials were further aged. The test materials of the respective steels manufactured in this manner were punched into the amount of austenite, surface Vickers hardness (load 1 kg), fatigue limit in the double swing bending fatigue test, and elliptical shape (major axis 50 mm, minor axis 15 mm). The burr height of the punched part was measured. The results are also shown in Table 2. The amount of austenite was measured by a magnetic method using a vibrating sample magnetometer. The amount of austenite is the total amount of austenite remaining after cold rolling and austenite formed by reverse transformation after aging.
In the double swing fatigue test, the stress ratio was -1, and the frequency was 1
It was performed at 000 rpm. The burr height is 1000 punched under the condition of a clearance of 0.03 mm (10% of the plate thickness), and 10 punched materials are taken every 100 pieces.
It was calculated from the average value of 100 measurement points.

【0025】 [0025]

【0026】表2の結果に見られるように、本発明例N
o.1〜12では、残留オーステナイトがなく、平均の
ビッカース硬度が400以上で、打抜き材のかえり高さ
も8.0μm以下であった。これに対して、成分・組成
的に請求項で規定する範囲にあっても、冷間圧延後の時
効温度が高すぎて逆変態オーステナイトが生成した試験
No.13では硬度が低くなり、また、冷間圧延を行わ
なかったために、あるいは冷間圧延を行っても圧延率が
小さいために残留オーステナイトが残っている試験N
o.14〜16は打抜き材のかえり高さが大きくなっ
て、フラッパーバルブ材をしては不適当である。
As can be seen from the results in Table 2, the invention sample N
o. In Nos. 1 to 12, there was no retained austenite, the average Vickers hardness was 400 or more, and the burr height of the punched material was 8.0 μm or less. On the other hand, even if the composition and composition were within the ranges specified in the claims, the aging temperature after cold rolling was too high and reverse-transformed austenite was generated. In Test No. 13, the hardness was low, and the retained austenite remained because the cold rolling was not performed or the rolling ratio was small even after the cold rolling.
o. In Nos. 14 to 16, the burr height of the punching material is large, and it is not suitable as a flapper valve material.

【0027】また、Ni含有量の少ない鋼種No.9を
使用した試験No.17は硬度が低く疲労特性が悪い。
C含有量が多い鋼種No.12を使用した試験No.2
0は炭化物の析出量が多いためか疲労限が低すぎる。さ
らに、Md(N)が規定の値に満たない鋼種10,1
1、13、14を使用した鋼種No.18,19,2
1,22は、所定圧延率以上の冷間圧延を行っても、残
留オーステナイトが残存し、硬度が低くて疲労限が低く
なって試験No.17〜22も、フラッパーバルブ材を
しては不適当である。
Further, steel type No. 1 having a low Ni content was used. Test No. 9 using No. 9 No. 17 has low hardness and poor fatigue characteristics.
Steel type with a high C content No. Test No. 12 using No. 12 Two
The fatigue limit of 0 is too low, probably because the precipitation amount of carbide is large. Furthermore, steel grades with Md (N) below the specified value 10,1
Steel type No. 1 using No. 1, 13, 14 18, 19, 2
Nos. 1 and 22 have a low austenite content even after cold rolling at a predetermined rolling rate or higher, have low hardness, and have a low fatigue limit. 17 to 22 are also unsuitable as flapper valve materials.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明では、耐
食性とともに高い強度を有するマルテンサイト系ステン
レス鋼の成分および冷間圧延率を最適化することによ
り、組織をマルテンサイト単相からなるものとし、しか
もビッカース硬度400以上で、打抜き加工後かえり発
生を小さくすることができた。これにより、フラッパー
バルブ用として有用なマルテンサイト系ステンレス鋼板
を提供することができた。耐食性と共に高い強度および
平坦度が要求される本発明のフラッパーバルブ用素材は
当然ながら、用途応用範囲としてショックアブソーバー
弁、プレスプレート、面受板、プレシジョンプレート、
ダイシングソーテープフレーム、ステンレスフレーム、
板ばね、フリクションリング、メタルガスケット、ラッ
ピングキャリア材、キャリアプレート材、ステンレスミ
ラー、ダンパースプリング、ディスクブレーキ、ブレー
キマスタキー、スチールベルト材ならびにメタルマスク
等の各種ばね分野においての用途拡大が期待できる。
As described above, according to the present invention, the composition of the martensitic stainless steel having high corrosion resistance and high strength and the cold rolling rate are optimized so that the structure is composed of the martensitic single phase. Moreover, with the Vickers hardness of 400 or more, it was possible to reduce the occurrence of burr after punching. As a result, it was possible to provide a martensitic stainless steel sheet useful for flapper valves. The material for the flapper valve of the present invention, which requires high strength and flatness together with corrosion resistance, is naturally a shock absorber valve, a press plate, a face plate, a precision plate, as an application range.
Dicing saw tape frame, stainless steel frame,
Applications can be expected to expand in various spring fields such as leaf springs, friction rings, metal gaskets, wrapping carrier materials, carrier plate materials, stainless steel mirrors, damper springs, disc brakes, brake master keys, steel belt materials and metal masks.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯崎 誠一 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 EA02 EA04 EA05 EA09 EA12 EA13 EA14 EA15 EA17 EA18 EA19 EA20 EA21 EA22 EA23 EA25 EA27 EA28 EA31 EA36 EB02 EB06 EB07 EB08 FG01 FL01 FL02    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Seiichi Isozaki             4976 Nomura-Minami-cho, Shinnanyo-shi, Yamaguchi Nissin             Steel Business Division, Stainless Steel Company F-term (reference) 4K037 EA01 EA02 EA04 EA05 EA09                       EA12 EA13 EA14 EA15 EA17                       EA18 EA19 EA20 EA21 EA22                       EA23 EA25 EA27 EA28 EA31                       EA36 EB02 EB06 EB07 EB08                       FG01 FL01 FL02

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 C:0.15質量%以下、Si:2.0
質量%以下、Mn:2.0質量%以下、P:0.060
質量%以下、S:0.020質量%以下、Ni:2.0
〜6.0質量%、Cr:12.0〜20.0質量%、M
o:2.0質量%以下、N:0.10質量%以下、O:
0.02質量%以下を含み、以下の(1)式で定義され
るMd(N)が125以上の値となり、残部が実質的に
Feからなる組成を有し、かつマルテンサイト単相から
なる組織を有し、ビッカース硬度400以上であり、打
抜き後のかえり発生が少ないことを特徴とするフラッパ
ーバルブ用マルテンサイト系ステンレス鋼板。 Md(N)=580-520C-2Si-16Mn-16Cr-23Ni-26Cu-300N-10Mo・・・・(1)
1. C: 0.15 mass% or less, Si: 2.0
Mass% or less, Mn: 2.0 mass% or less, P: 0.060
Mass% or less, S: 0.020 mass% or less, Ni: 2.0
-6.0 mass%, Cr: 12.0-20.0 mass%, M
o: 2.0 mass% or less, N: 0.10 mass% or less, O:
Contains 0.02 mass% or less, has a value of Md (N) defined by the following formula (1) of 125 or more, and has a composition in which the balance is substantially Fe, and is composed of a martensite single phase. A martensitic stainless steel sheet for flapper valves, which has a structure, has a Vickers hardness of 400 or more, and has little burr after punching. Md (N) = 580-520C-2Si-16Mn-16Cr-23Ni-26Cu-300N-10Mo ・ ・ ・ ・ (1)
【請求項2】 C:0.15質量%以下、Si:2.0
質量%以下、Mn:2.0質量%以下、P:0.060
質量%以下、S:0.020質量%以下、Ni:2.0
〜6.0質量%、Cr:12.0〜20.0質量%、M
o:2.0質量%以下、N:0.10質量%以下、O:
0.02質量%以下を含み、さらに3.0質量%以下の
Cu、0.50質量%以下のNb、0.50質量%以下
のTi、0.20質量%以下のAl、0.015質量%
以下のB、0.2質量%以下のREM、0.2質量%以
下のY、0.10質量%以下のCa、0.10質量%以
下のMgの1種または2種以上を含有し、以下の(1)
式で定義されるMd(N)が125以上の値となり、残
部が実質的にFeからなる組成を有し、かつマルテンサ
イト単相からなる組織を有し、ビッカース硬度400以
上であり、打抜き後のかえり発生が少ないことを特徴と
するフラッパーバルブ用マルテンサイト系ステンレス鋼
板。 Md(N)=580-520C-2Si-16Mn-16Cr-23Ni-26Cu-300N-10Mo・・・・(1)
2. C: 0.15 mass% or less, Si: 2.0
Mass% or less, Mn: 2.0 mass% or less, P: 0.060
Mass% or less, S: 0.020 mass% or less, Ni: 2.0
-6.0 mass%, Cr: 12.0-20.0 mass%, M
o: 2.0 mass% or less, N: 0.10 mass% or less, O:
Including 0.02 mass% or less, further 3.0 mass% or less Cu, 0.50 mass% or less Nb, 0.50 mass% or less Ti, 0.20 mass% or less Al, 0.015 mass% %
The following B, 0.2% by mass or less of REM, 0.2% by mass or less of Y, 0.10% by mass or less of Ca, 0.10% by mass or less of Mg, and one or more kinds thereof are contained, Following (1)
Md (N) defined by the formula has a value of 125 or more, the balance has a composition consisting essentially of Fe, and has a structure of martensite single phase, Vickers hardness of 400 or more, and after punching Martensitic stainless steel sheet for flapper valves, characterized by less burr. Md (N) = 580-520C-2Si-16Mn-16Cr-23Ni-26Cu-300N-10Mo ・ ・ ・ ・ (1)
【請求項3】 請求項1または2に記載の組成を有する
鋼を、溶体化処理後、圧延率5%以上の冷間圧延を施す
ことを特徴とする請求項1または2に記載のフラッパー
バルブ用マルテンサイト系ステンレス鋼板を製造する方
法。
3. The flapper valve according to claim 1 or 2, wherein the steel having the composition according to claim 1 or 2 is subjected to solution treatment and then cold-rolled at a rolling ratio of 5% or more. For producing martensitic stainless steel sheet for automobiles.
【請求項4】 冷間圧延後、さらに550℃以下の時効
処理を施す請求項3に記載のフラッパーバルブ用マルテ
ンサイト系ステンレス鋼板を製造する方法。
4. The method for producing a martensitic stainless steel sheet for flapper valves according to claim 3, further comprising aging treatment at 550 ° C. or lower after cold rolling.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100441726C (en) * 2007-07-13 2008-12-10 袁厚之 Guide board for seamless steel pipe punching machine
WO2010070829A1 (en) 2008-12-19 2010-06-24 Nok株式会社 Method for producing steel sheet for gasket, and gasket
WO2012133833A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 日新製鋼株式会社 Stainless-steel sheet for metal mask

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