JP2003105502A - 高温耐へたり性に優れたメタルガスケット用ステンレス鋼およびメタルガスケット - Google Patents
高温耐へたり性に優れたメタルガスケット用ステンレス鋼およびメタルガスケットInfo
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- JP2003105502A JP2003105502A JP2001292629A JP2001292629A JP2003105502A JP 2003105502 A JP2003105502 A JP 2003105502A JP 2001292629 A JP2001292629 A JP 2001292629A JP 2001292629 A JP2001292629 A JP 2001292629A JP 2003105502 A JP2003105502 A JP 2003105502A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 600℃を超える温度域で使用できる安価なメ
タルガスケット用ステンレス鋼およびメタルガスケット
を提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：0.05〜0.15％，Ｓi：1.0
％以下，Ｍn：2.0％以下，Ｎi：2.0％以下，Ｃr：9.0〜
15.0％，Ｃu：0.5〜4.0％，Ｍo：2.0％以下，Ｎ：0.10
％以下，Ｎb：1.0％以下であり、場合によってはさらに
Ｔi：0.50％以下，Ａl：0.20％以下，Ｂ：0.015％以
下，REM：0.20％以下，Ｙ：0.20％以下，Ｃa：0.10％以
下，Ｍg：0.10％以下の１種以上を含み、γmax＝420Ｃ
＋470Ｎ＋23Ｎi＋7Ｍn＋9Ｃu−11.5Ｃr−11.5Ｓi−12Ｍ
o−3.5Ｎb＋189で定義されるγmaxの値が80以上、好ま
しくは100以上となるように各元素の含有量が調整さ
れ、残部がＦeおよび不可避的不純物からなる高温耐へ
たり性に優れたメタルガスケット用ステンレス鋼。
タルガスケット用ステンレス鋼およびメタルガスケット
を提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：0.05〜0.15％，Ｓi：1.0
％以下，Ｍn：2.0％以下，Ｎi：2.0％以下，Ｃr：9.0〜
15.0％，Ｃu：0.5〜4.0％，Ｍo：2.0％以下，Ｎ：0.10
％以下，Ｎb：1.0％以下であり、場合によってはさらに
Ｔi：0.50％以下，Ａl：0.20％以下，Ｂ：0.015％以
下，REM：0.20％以下，Ｙ：0.20％以下，Ｃa：0.10％以
下，Ｍg：0.10％以下の１種以上を含み、γmax＝420Ｃ
＋470Ｎ＋23Ｎi＋7Ｍn＋9Ｃu−11.5Ｃr−11.5Ｓi−12Ｍ
o−3.5Ｎb＋189で定義されるγmaxの値が80以上、好ま
しくは100以上となるように各元素の含有量が調整さ
れ、残部がＦeおよび不可避的不純物からなる高温耐へ
たり性に優れたメタルガスケット用ステンレス鋼。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のエンジ
ンや排気ガス配管等の高温に曝される部位で使用される
メタルガスケット用ステンレス鋼であって、特に高温で
の耐へたり性を向上させた鋼、およびその鋼を用いたメ
タルガスケットに関するものである。
ンや排気ガス配管等の高温に曝される部位で使用される
メタルガスケット用ステンレス鋼であって、特に高温で
の耐へたり性を向上させた鋼、およびその鋼を用いたメ
タルガスケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、エンジンなどの温度の上昇する部
分でのガスケット材としてはアスベスト等が使用されて
きたが、エンジンの高性能化やノンアスベストの法規制
化に対応してメタルガスケットの使用が増加している。
ガスケットは接合面の気密性を維持するために必要な諸
特性を具備している必要がある。例えば、エンジンのシ
リンダーヘッド用ガスケットでは、エンジン特有の高温
・高圧および高振動下でしかも温度変化と圧力変化が繰
り返されるために、これに対応できる疲労特性やシール
性が長期間維持できる性能として、加工部分の形状凍結
性（耐へたり性）が要求される。
分でのガスケット材としてはアスベスト等が使用されて
きたが、エンジンの高性能化やノンアスベストの法規制
化に対応してメタルガスケットの使用が増加している。
ガスケットは接合面の気密性を維持するために必要な諸
特性を具備している必要がある。例えば、エンジンのシ
リンダーヘッド用ガスケットでは、エンジン特有の高温
・高圧および高振動下でしかも温度変化と圧力変化が繰
り返されるために、これに対応できる疲労特性やシール
性が長期間維持できる性能として、加工部分の形状凍結
性（耐へたり性）が要求される。
【０００３】メタルガスケット用材料としては、加工硬
化によって強度を高めたSUS301系のオーステナイト系ス
テンレス鋼が代表的なものとして知られている。しか
し、このような従来材ではエンジン等の高温部位に適用
するには耐へたり性が不足する場合が多い。「へたり」
は、高温環境におかれた材料が外部応力の作用によって
撓み、応力を除去した後、元の形状に戻らない現象であ
る。特開平4−214841号公報，特開平10−68050号公報に
は耐へたり性を向上させたオーステナイト系ステンレス
鋼が示されている。また、特に高温用のメタルガスケッ
トには、Ｎiを多く含有した高価なSUS310SやＮi基耐熱
合金が使用されてきた例もある。
化によって強度を高めたSUS301系のオーステナイト系ス
テンレス鋼が代表的なものとして知られている。しか
し、このような従来材ではエンジン等の高温部位に適用
するには耐へたり性が不足する場合が多い。「へたり」
は、高温環境におかれた材料が外部応力の作用によって
撓み、応力を除去した後、元の形状に戻らない現象であ
る。特開平4−214841号公報，特開平10−68050号公報に
は耐へたり性を向上させたオーステナイト系ステンレス
鋼が示されている。また、特に高温用のメタルガスケッ
トには、Ｎiを多く含有した高価なSUS310SやＮi基耐熱
合金が使用されてきた例もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】メタルガスケットは、
従来300℃以下で使用されるのが一般的であったが、近
年、500℃以上の高温用途へも適用されるようになっ
た。さらに最近では、600℃を超える高温で使用できる
高性能なメタルガスケットの要求が高まっている。
従来300℃以下で使用されるのが一般的であったが、近
年、500℃以上の高温用途へも適用されるようになっ
た。さらに最近では、600℃を超える高温で使用できる
高性能なメタルガスケットの要求が高まっている。
【０００５】しかし、特開平4−214841号公報や特開平1
0−68050号公報に示されるステンレス鋼はＮiを4％以上
あるいは7％以上含有するオーステナイト系のものであ
るため、これらをベースにした材料ではコストが高くつ
く。またこれらは冷間圧延によって加工誘起マルテンサ
イトを適量生成させる手法を適用するため、化学組成に
応じて適正な冷間圧延率を選択する必要があり、メタル
ガスケットの製品厚さに合わせたゲージコントロールを
実現するうえでの工程上の制約も大きい。Ｎi基耐熱合
金等はさらに高価であるため、部品コスト低減が重視さ
れる自動車エンジン等には適用しにくい。
0−68050号公報に示されるステンレス鋼はＮiを4％以上
あるいは7％以上含有するオーステナイト系のものであ
るため、これらをベースにした材料ではコストが高くつ
く。またこれらは冷間圧延によって加工誘起マルテンサ
イトを適量生成させる手法を適用するため、化学組成に
応じて適正な冷間圧延率を選択する必要があり、メタル
ガスケットの製品厚さに合わせたゲージコントロールを
実現するうえでの工程上の制約も大きい。Ｎi基耐熱合
金等はさらに高価であるため、部品コスト低減が重視さ
れる自動車エンジン等には適用しにくい。
【０００６】そこで、本発明は、Ｎi含有量の低い安価
な材料を用いて、上記のような工程上の制約を受けない
手法により、600℃を超える温度で使用できる「高温耐
へたり性」を具備したメタルガスケット用ステンレス鋼
およびそれを用いたメタルガスケットを提供することを
目的とする。
な材料を用いて、上記のような工程上の制約を受けない
手法により、600℃を超える温度で使用できる「高温耐
へたり性」を具備したメタルガスケット用ステンレス鋼
およびそれを用いたメタルガスケットを提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】発明者らは種々研究の結
果、Ｃ含有量を0.15％以下に抑えたマルテンサイト系ス
テンレス鋼の範疇において成分組成を厳密にコントロー
ルすることにより、上記目的が達成できることを見出し
た。
果、Ｃ含有量を0.15％以下に抑えたマルテンサイト系ス
テンレス鋼の範疇において成分組成を厳密にコントロー
ルすることにより、上記目的が達成できることを見出し
た。
【０００８】すなわち、上記目的は、質量％で、Ｃ：0.
05〜0.15％，Ｓi：1.0％以下，Ｍn：2.0％以下（0％を
含まず），Ｎi：2.0％以下（0％を含まず），Ｃr：9.0
〜15.0％，Ｃu：0.5〜4.0％，Ｍo：2.0％以下（0％を含
まず），Ｎ：0.10％以下（0％を含まず），Ｎb：1.0％
以下（0％を含まず）であり、場合によってはさらにＴ
i：0.50％以下，Ａl：0.20％以下，Ｂ：0.015％以下，R
EM：0.20％以下，Ｙ：0.20％以下，Ｃa：0.10％以下，
Ｍg：0.10％以下のうち１種または２種以上を含み、下
記(1)式で定義されるγmaxの値が80以上、好ましくは10
0以上となるように各元素の含有量が調整され、残部が
Ｆeおよび不可避的不純物からなる高温耐へたり性に優
れたメタルガスケット用ステンレス鋼によって達成され
る。 γmax＝420Ｃ＋470Ｎ＋23Ｎi＋7Ｍn＋9Ｃu−11.5Ｃr−11.5Ｓi−12Ｍo−3.5Ｎ b＋189 ・・・(1) ここで、(1)式には、質量％で表した各元素の含有量の
値が代入される。
05〜0.15％，Ｓi：1.0％以下，Ｍn：2.0％以下（0％を
含まず），Ｎi：2.0％以下（0％を含まず），Ｃr：9.0
〜15.0％，Ｃu：0.5〜4.0％，Ｍo：2.0％以下（0％を含
まず），Ｎ：0.10％以下（0％を含まず），Ｎb：1.0％
以下（0％を含まず）であり、場合によってはさらにＴ
i：0.50％以下，Ａl：0.20％以下，Ｂ：0.015％以下，R
EM：0.20％以下，Ｙ：0.20％以下，Ｃa：0.10％以下，
Ｍg：0.10％以下のうち１種または２種以上を含み、下
記(1)式で定義されるγmaxの値が80以上、好ましくは10
0以上となるように各元素の含有量が調整され、残部が
Ｆeおよび不可避的不純物からなる高温耐へたり性に優
れたメタルガスケット用ステンレス鋼によって達成され
る。 γmax＝420Ｃ＋470Ｎ＋23Ｎi＋7Ｍn＋9Ｃu−11.5Ｃr−11.5Ｓi−12Ｍo−3.5Ｎ b＋189 ・・・(1) ここで、(1)式には、質量％で表した各元素の含有量の
値が代入される。
【０００９】また本発明では、上記化学組成を有し、か
つマルテンサイト単相組織を有する高温耐へたり性に優
れたメタルガスケットを提供する。
つマルテンサイト単相組織を有する高温耐へたり性に優
れたメタルガスケットを提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の鋼は一般的なステンレス
鋼の製鋼・鋳造プロセスにより溶製することができ、本
発明のメタルガスケットに用いる鋼板素材は一般的なマ
ルテンサイト系ステンレス鋼板の製造プロセスにより製
造することができる。以下、本発明を特定する事項につ
いて説明する。
鋼の製鋼・鋳造プロセスにより溶製することができ、本
発明のメタルガスケットに用いる鋼板素材は一般的なマ
ルテンサイト系ステンレス鋼板の製造プロセスにより製
造することができる。以下、本発明を特定する事項につ
いて説明する。
【００１１】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、焼入れ時の冷却中に
生成するマルテンサイト相の強化に極めて有効である。
さらに、メタルガスケット使用環境における温度上昇に
より炭化物を析出させ、高温強度維持および耐へたり性
向上に有効である。これらの作用を十分に発揮させるた
めに、Ｃは0.05質量％以上含有させる必要がある。ただ
し、本発明ではＣを低減したマルテンサイト系ステンレ
ス鋼をベースとすることにより、焼戻し処理を省略し、
耐食性低下や靱性低下を招く炭化物の生成を抑制すると
いうメリットの享受を意図する。このため、Ｃ含有量の
上限は0.15質量％に制限される。
温で生成するδフェライトの抑制、焼入れ時の冷却中に
生成するマルテンサイト相の強化に極めて有効である。
さらに、メタルガスケット使用環境における温度上昇に
より炭化物を析出させ、高温強度維持および耐へたり性
向上に有効である。これらの作用を十分に発揮させるた
めに、Ｃは0.05質量％以上含有させる必要がある。ただ
し、本発明ではＣを低減したマルテンサイト系ステンレ
ス鋼をベースとすることにより、焼戻し処理を省略し、
耐食性低下や靱性低下を招く炭化物の生成を抑制すると
いうメリットの享受を意図する。このため、Ｃ含有量の
上限は0.15質量％に制限される。
【００１２】Ｓiは、必要に応じて脱酸目的で使用する
が、フェライト形成元素であるため高温でのδフェライ
トの生成を促す。δフェライトは材料の硬度を低下させ
るので、Ｓi含有量の上限は1.0質量％とする。
が、フェライト形成元素であるため高温でのδフェライ
トの生成を促す。δフェライトは材料の硬度を低下させ
るので、Ｓi含有量の上限は1.0質量％とする。
【００１３】Ｍnは、オーステナイト化安定化元素であ
り、焼入れ時の加熱温度領域でオーステナイト組織を得
るうえで有効である。しかし、過度のＭn添加は高温で
の耐酸化性を劣化させたり、焼入れ後にオーステナイト
を残留させて強度低下を招いたりするので、Ｍn含有量
は2.0質量％以下（0％は含まず）とする。
り、焼入れ時の加熱温度領域でオーステナイト組織を得
るうえで有効である。しかし、過度のＭn添加は高温で
の耐酸化性を劣化させたり、焼入れ後にオーステナイト
を残留させて強度低下を招いたりするので、Ｍn含有量
は2.0質量％以下（0％は含まず）とする。
【００１４】Ｎiは、Ｍnを同様にオーステナイト化安定
化元素であり、焼入れ時の加熱温度領域でオーステナイ
ト組織を得るうえで有効である。しかし、過度のＮi添
加は焼入れ後にオーステナイトを残留させて強度低下を
招く。また、Ｎiは高価な元素であるから多量添加はコ
スト増を招く。このため、Ｎi含有量は2.0質量％以下
（0％は含まず）とする。
化元素であり、焼入れ時の加熱温度領域でオーステナイ
ト組織を得るうえで有効である。しかし、過度のＮi添
加は焼入れ後にオーステナイトを残留させて強度低下を
招く。また、Ｎiは高価な元素であるから多量添加はコ
スト増を招く。このため、Ｎi含有量は2.0質量％以下
（0％は含まず）とする。
【００１５】Ｃrは、耐食性を確保するうえで必須の元
素である。メタルガスケットに必要な耐食性を得るため
には9.0質量％以上のＣr含有が必要である。しかし、Ｃ
rはフェライト形成元素でもあるので、多量に添加する
と高温でδフェライトが多量に生成してしまう。Ｃrを
多量に添加した場合にδフェライトの生成を抑制するに
はオーステナイト形成元素（Ｃ，Ｎ，Ｎi，Ｍn，Ｃu
等）を増量しなければならないが、これらの元素の過度
の添加は室温でオーステナイトを過度に安定化させる。
そうなると焼入れ後にオーステナイトが残留して高強度
を得ることが不可能になる。このため、Ｃr含有量の上
限は15.0質量％とする。
素である。メタルガスケットに必要な耐食性を得るため
には9.0質量％以上のＣr含有が必要である。しかし、Ｃ
rはフェライト形成元素でもあるので、多量に添加する
と高温でδフェライトが多量に生成してしまう。Ｃrを
多量に添加した場合にδフェライトの生成を抑制するに
はオーステナイト形成元素（Ｃ，Ｎ，Ｎi，Ｍn，Ｃu
等）を増量しなければならないが、これらの元素の過度
の添加は室温でオーステナイトを過度に安定化させる。
そうなると焼入れ後にオーステナイトが残留して高強度
を得ることが不可能になる。このため、Ｃr含有量の上
限は15.0質量％とする。
【００１６】Ｃuは、オーステナイト化安定化元素であ
り、焼入れ時の加熱温度領域でオーステナイト組織を得
るうえで有効である。また、メタルガスケット使用環境
における温度上昇によりＣu系析出物を析出させ、高温
強度維持および耐へたり性向上に有効である。これらの
作用を十分に発揮させるために、Ｃuは0.5質量％以上含
有させる必要がある。しかし、過剰のＣu添加は鋼材の
熱間加工性を劣化させ割れ発生の原因となる。このた
め、Ｃu含有量の上限は4.0質量％に制限される。
り、焼入れ時の加熱温度領域でオーステナイト組織を得
るうえで有効である。また、メタルガスケット使用環境
における温度上昇によりＣu系析出物を析出させ、高温
強度維持および耐へたり性向上に有効である。これらの
作用を十分に発揮させるために、Ｃuは0.5質量％以上含
有させる必要がある。しかし、過剰のＣu添加は鋼材の
熱間加工性を劣化させ割れ発生の原因となる。このた
め、Ｃu含有量の上限は4.0質量％に制限される。
【００１７】Ｍoは、耐食性を向上させるとともに、メ
タルガスケット使用環境における温度上昇時に炭窒化物
を微細に分散させる作用がある。また、高温での急激な
歪の解放を抑制する作用を有する。しかし、Ｍoの多量
添加は高温でのδフェライト生成を促す。また、Ｍoは
高価な元素でもある。このため、Ｍo含有量は2.0質量％
以下（0％を含まず）とする。
タルガスケット使用環境における温度上昇時に炭窒化物
を微細に分散させる作用がある。また、高温での急激な
歪の解放を抑制する作用を有する。しかし、Ｍoの多量
添加は高温でのδフェライト生成を促す。また、Ｍoは
高価な元素でもある。このため、Ｍo含有量は2.0質量％
以下（0％を含まず）とする。
【００１８】Ｎは、オーステナイト形成元素であるとと
もに、マルテンサイトを硬化させるのに極めて有効な元
素である。しかし、多量のＮ添加は鋳造時のブローホー
ルの原因となるので、Ｎ含有量は0.10質量％以下（0％
を含まず）とする。
もに、マルテンサイトを硬化させるのに極めて有効な元
素である。しかし、多量のＮ添加は鋳造時のブローホー
ルの原因となるので、Ｎ含有量は0.10質量％以下（0％
を含まず）とする。
【００１９】Ｎbは、ガスケットとしての使用中の高温
環境下で強度に寄与する析出物を形成し、また基地組織
のマルテンサイト中の回復を抑制するので、硬度上昇や
耐へたり性向上に有効である。ただし、多量にＮbを添
加すると高温強度が過度に上昇することにより熱間加工
性が劣化するので、Ｎb含有量は1.0質量％以下（0％は
含まず）とする。
環境下で強度に寄与する析出物を形成し、また基地組織
のマルテンサイト中の回復を抑制するので、硬度上昇や
耐へたり性向上に有効である。ただし、多量にＮbを添
加すると高温強度が過度に上昇することにより熱間加工
性が劣化するので、Ｎb含有量は1.0質量％以下（0％は
含まず）とする。
【００２０】Ｔiは、高温で析出物を形成し、硬度上昇
や耐へたり性向上に有効であるが、過度の添加は鋼材の
表面疵の原因になるので、Ｔiを添加する場合は0.50質
量％以下の含有量範囲で行う。
や耐へたり性向上に有効であるが、過度の添加は鋼材の
表面疵の原因になるので、Ｔiを添加する場合は0.50質
量％以下の含有量範囲で行う。
【００２１】Ａlは、製鋼時の脱酸に有効な元素であ
り、鋼板からガスケットを打抜く際に悪影響を及ぼすＡ
2系介在物の生成を顕著に抑制する。しかし、0.20質量
％を超えてＡlを含有させるとその効果が飽和するだけ
でなく、表面欠陥の増加を招くなどの弊害をもたらす。
このため、Ａlを添加する場合は0.20質量％以下の含有
量範囲で行う。
り、鋼板からガスケットを打抜く際に悪影響を及ぼすＡ
2系介在物の生成を顕著に抑制する。しかし、0.20質量
％を超えてＡlを含有させるとその効果が飽和するだけ
でなく、表面欠陥の増加を招くなどの弊害をもたらす。
このため、Ａlを添加する場合は0.20質量％以下の含有
量範囲で行う。
【００２２】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って生じる熱
延鋼帯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、過度にＢを添加すると低融点硼化物が形成
し易くなり、逆に熱間加工性を劣化させる。このため、
Ｂを添加する場合は0.015質量％以下の含有量範囲で行
う。
とオーステナイト相の変形抵抗の差異によって生じる熱
延鋼帯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、過度にＢを添加すると低融点硼化物が形成
し易くなり、逆に熱間加工性を劣化させる。このため、
Ｂを添加する場合は0.015質量％以下の含有量範囲で行
う。
【００２３】REM，Ｙ，Ｃa，Ｍgは、熱間加工性の向上
および耐酸化性の向上に有効な元素である。しかし、い
ずれも添加量の増加によりこれらの効果は飽和するの
で、REMを添加する場合は0.20質量％以下の含有量範
囲、Ｙを添加する場合は0.20質量％以下の含有量範囲、
Ｃaを添加する場合は0.10質量％以下の含有量範囲、Ｍg
を添加する場合は0.10質量％以下の含有量範囲となるよ
うにする。
および耐酸化性の向上に有効な元素である。しかし、い
ずれも添加量の増加によりこれらの効果は飽和するの
で、REMを添加する場合は0.20質量％以下の含有量範
囲、Ｙを添加する場合は0.20質量％以下の含有量範囲、
Ｃaを添加する場合は0.10質量％以下の含有量範囲、Ｍg
を添加する場合は0.10質量％以下の含有量範囲となるよ
うにする。
【００２４】γmaxは、高温での最大オーステナイト量
に対応する指標である。焼入れ処理後のマルテンサイト
量は、メタルガスケットの強度や耐へたり性を支配する
重要な因子である。種々検討の結果、マルテンサイト量
が多いほど望ましいが、若干のフェライト相が存在して
いても600℃を超える高温での使用が可能であることが
わかった。この場合、γmax値が80以上になるように各
元素の含有量が調整されていることが必要である。ただ
し、特に自動車エンジン等の過酷な条件下で長期間安定
した性能を維持し得る信頼性の高いメタルガスケットを
得るには、γmax値が100以上となるように各元素の含有
量を調整することが重要である。そして、このような信
頼性の高いメタルガスケットは、その金属組織をマルテ
ンサイト単相組織とすることで実現が可能となる。な
お、ここでいうマルテンサイト単相組織中には通常、炭
化物が観察され、その他の微細な析出物が観察される場
合もある。
に対応する指標である。焼入れ処理後のマルテンサイト
量は、メタルガスケットの強度や耐へたり性を支配する
重要な因子である。種々検討の結果、マルテンサイト量
が多いほど望ましいが、若干のフェライト相が存在して
いても600℃を超える高温での使用が可能であることが
わかった。この場合、γmax値が80以上になるように各
元素の含有量が調整されていることが必要である。ただ
し、特に自動車エンジン等の過酷な条件下で長期間安定
した性能を維持し得る信頼性の高いメタルガスケットを
得るには、γmax値が100以上となるように各元素の含有
量を調整することが重要である。そして、このような信
頼性の高いメタルガスケットは、その金属組織をマルテ
ンサイト単相組織とすることで実現が可能となる。な
お、ここでいうマルテンサイト単相組織中には通常、炭
化物が観察され、その他の微細な析出物が観察される場
合もある。
【００２５】
【実施例】表１に、供試材の化学成分値（質量％）およ
びγmax値を示す。表中の鋼No.1〜7は化学組成が本発明
の範囲にある「発明鋼」、鋼No.8〜11はそれ以外の「比
較鋼」である。
びγmax値を示す。表中の鋼No.1〜7は化学組成が本発明
の範囲にある「発明鋼」、鋼No.8〜11はそれ以外の「比
較鋼」である。
【００２６】
【表１】
【００２７】表１に示した各鋼を真空溶解炉にて溶製
し、鍛造、熱間圧延、780℃×10時間のバッチ焼鈍を施
した。さらに酸洗後、冷間圧延により板厚0.8mmとし、7
80℃×均熱1分→空冷の中間焼鈍を施し、酸洗し、再度
冷間圧延を施し、780℃×均熱1分→空冷の仕上焼鈍を施
した後、1050℃×均熱1分→水冷の条件で焼入れ処理を
施すことにより、板厚0.2mmのガスケット用の素材鋼板
を得た。
し、鍛造、熱間圧延、780℃×10時間のバッチ焼鈍を施
した。さらに酸洗後、冷間圧延により板厚0.8mmとし、7
80℃×均熱1分→空冷の中間焼鈍を施し、酸洗し、再度
冷間圧延を施し、780℃×均熱1分→空冷の仕上焼鈍を施
した後、1050℃×均熱1分→水冷の条件で焼入れ処理を
施すことにより、板厚0.2mmのガスケット用の素材鋼板
を得た。
【００２８】その後、図１に示すように、素材鋼板から
切り出した150×150×0.2(mm)の正方形の試料の中心に
内径75mmの円孔を開け、その周辺に幅2.5mm，高さ0.25m
m，突起部2Rのビードをプレス成形し、ガスケット試験
片を作製した。このガスケット試験片からビード部を含
んだ20mm角のサンプルを切り出し、サンプルのビード部
がフラットになるように治具で押さえた状態で、700℃
で1時間加熱保持し室温まで徐冷した。その後、治具を
外したのち、室温での材料硬さと残存ビード高さを測定
した。残存ビード高さは、焦点顕微鏡を用いて３箇所の
ビード高さを測定し、その平均値を採用した。表２に結
果を示す。
切り出した150×150×0.2(mm)の正方形の試料の中心に
内径75mmの円孔を開け、その周辺に幅2.5mm，高さ0.25m
m，突起部2Rのビードをプレス成形し、ガスケット試験
片を作製した。このガスケット試験片からビード部を含
んだ20mm角のサンプルを切り出し、サンプルのビード部
がフラットになるように治具で押さえた状態で、700℃
で1時間加熱保持し室温まで徐冷した。その後、治具を
外したのち、室温での材料硬さと残存ビード高さを測定
した。残存ビード高さは、焦点顕微鏡を用いて３箇所の
ビード高さを測定し、その平均値を採用した。表２に結
果を示す。
【００２９】
【表２】
【００３０】本発明鋼は、700℃×1時間の加熱後の室温
での硬さがＨv250以上、残存ビード高さは0.20mm以上で
あり、600℃を超える環境で使用されるガスケット材に
必要な耐へたり性を有している。これに対し、比較鋼N
o.9はＣu含有量が少なく、比較鋼No.11はＣ含有量が少
なく、比較鋼No.10はγmax値が低いため、いずれも耐へ
たり性が劣っている。比較鋼No.8はＣ含有量が多すぎる
ため炭化物起因によるビード部破断が生じた。
での硬さがＨv250以上、残存ビード高さは0.20mm以上で
あり、600℃を超える環境で使用されるガスケット材に
必要な耐へたり性を有している。これに対し、比較鋼N
o.9はＣu含有量が少なく、比較鋼No.11はＣ含有量が少
なく、比較鋼No.10はγmax値が低いため、いずれも耐へ
たり性が劣っている。比較鋼No.8はＣ含有量が多すぎる
ため炭化物起因によるビード部破断が生じた。
【００３１】
【発明の効果】本発明により、マルテンサイト系ステン
レス鋼をベースとした安価な鋼を用いて、600℃を超え
る高温で使用可能な耐へたり性に優れたメタルガスケッ
トの提供が可能となった。したがって、本発明は、自動
車エンジン等の高熱機械の高性能化および低コスト化に
寄与するものである。
レス鋼をベースとした安価な鋼を用いて、600℃を超え
る高温で使用可能な耐へたり性に優れたメタルガスケッ
トの提供が可能となった。したがって、本発明は、自動
車エンジン等の高熱機械の高性能化および低コスト化に
寄与するものである。
【図１】(ａ)はガスケット試験片の形状を模式的に表す
平面図、(ｂ)はA−A'拡大断面図である。
平面図、(ｂ)はA−A'拡大断面図である。
Claims (5)
- 【請求項１】 質量％で、Ｃ：0.05〜0.15％，Ｓi：1.0
％以下，Ｍn：2.0％以下（0％を含まず），Ｎi：2.0％
以下（0％を含まず），Ｃr：9.0〜15.0％，Ｃu：0.5〜
4.0％，Ｍo：2.0％以下（0％を含まず），Ｎ：0.10％以
下（0％を含まず），Ｎb：1.0％以下（0％を含まず）で
あり、下記(1)式で定義されるγmaxの値が80以上となる
ように各元素の含有量が調整され、残部がＦeおよび不
可避的不純物からなる高温耐へたり性に優れたメタルガ
スケット用ステンレス鋼。 γmax＝420Ｃ＋470Ｎ＋23Ｎi＋7Ｍn＋9Ｃu−11.5Ｃr−11.5Ｓi−12Ｍo−3.5Ｎ b＋189 ・・・(1) - 【請求項２】 質量％で、Ｃ：0.05〜0.15％，Ｓi：1.0
％以下，Ｍn：2.0％以下（0％を含まず），Ｎi：2.0％
以下（0％を含まず），Ｃr：9.0〜15.0％，Ｃu：0.5〜
4.0％，Ｍo：2.0％以下（0％を含まず），Ｎ：0.10％以
下（0％を含まず），Ｎb：1.0％以下（0％を含まず）で
あり、さらにＴi：0.50％以下，Ａl：0.20％以下，Ｂ：
0.015％以下，REM：0.20％以下，Ｙ：0.20％以下，Ｃ
a：0.10％以下，Ｍg：0.10％以下のうち１種または２種
以上を含み、下記(1)式で定義されるγmaxの値が80以上
となるように各元素の含有量が調整され、残部がＦeお
よび不可避的不純物からなる高温耐へたり性に優れたメ
タルガスケット用ステンレス鋼。 γmax＝420Ｃ＋470Ｎ＋23Ｎi＋7Ｍn＋9Ｃu−11.5Ｃr−11.5Ｓi−12Ｍo−3.5Ｎ b＋189 ・・・(1) - 【請求項３】 γmaxの値が100以上となるように各元素
の含有量が調整されている請求項１または２に記載の
鋼。 - 【請求項４】 質量％で、Ｃ：0.05〜0.15％，Ｓi：1.0
％以下，Ｍn：2.0％以下（0％を含まず），Ｎi：2.0％
以下（0％を含まず），Ｃr：9.0〜15.0％，Ｃu：0.5〜
4.0％，Ｍo：2.0％以下（0％を含まず），Ｎ：0.10％以
下（0％を含まず），Ｎb：1.0％以下（0％を含まず）で
あり、下記(1)式で定義されるγmaxの値が100以上とな
るように各元素の含有量が調整され、残部がＦeおよび
不可避的不純物からなる化学組成を有し、マルテンサイ
ト単相組織を有する高温耐へたり性に優れたメタルガス
ケット。 γmax＝420Ｃ＋470Ｎ＋23Ｎi＋7Ｍn＋9Ｃu−11.5Ｃr−11.5Ｓi−12Ｍo−3.5Ｎ b＋189 ・・・(1) - 【請求項５】 質量％で、Ｃ：0.05〜0.15％，Ｓi：1.0
％以下，Ｍn：2.0％以下（0％を含まず），Ｎi：2.0％
以下（0％を含まず），Ｃr：9.0〜15.0％，Ｃu：0.5〜
4.0％，Ｍo：2.0％以下（0％を含まず），Ｎ：0.10％以
下（0％を含まず），Ｎb：1.0％以下（0％を含まず）で
あり、さらにＴi：0.50％以下，Ａl：0.20％以下，Ｂ：
0.015％以下，REM：0.20％以下，Ｙ：0.20％以下，Ｃ
a：0.10％以下，Ｍg：0.10％以下のうち１種または２種
以上を含み、下記(1)式で定義されるγmaxの値が100以
上となるように各元素の含有量が調整され、残部がＦe
および不可避的不純物からなる化学組成を有し、マルテ
ンサイト単相組織を有する高温耐へたり性に優れたメタ
ルガスケット。 γmax＝420Ｃ＋470Ｎ＋23Ｎi＋7Ｍn＋9Ｃu−11.5Ｃr−11.5Ｓi−12Ｍo−3.5Ｎ b＋189 ・・・(1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001292629A JP2003105502A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | 高温耐へたり性に優れたメタルガスケット用ステンレス鋼およびメタルガスケット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001292629A JP2003105502A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | 高温耐へたり性に優れたメタルガスケット用ステンレス鋼およびメタルガスケット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003105502A true JP2003105502A (ja) | 2003-04-09 |
Family
ID=19114555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001292629A Pending JP2003105502A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | 高温耐へたり性に優れたメタルガスケット用ステンレス鋼およびメタルガスケット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003105502A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006035667A1 (ja) * | 2004-09-28 | 2006-04-06 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | ガスケット用ステンレス鋼板とその製造方法 |
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| JP2014189863A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-06 | Nisshin Steel Co Ltd | メタルガスケット用耐熱オーステナイト系ステンレス鋼 |
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-
2001
- 2001-09-25 JP JP2001292629A patent/JP2003105502A/ja active Pending
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