JP2003221614A - マルエージング鋼の製造方法 - Google Patents
マルエージング鋼の製造方法Info
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- JP2003221614A JP2003221614A JP2002024026A JP2002024026A JP2003221614A JP 2003221614 A JP2003221614 A JP 2003221614A JP 2002024026 A JP2002024026 A JP 2002024026A JP 2002024026 A JP2002024026 A JP 2002024026A JP 2003221614 A JP2003221614 A JP 2003221614A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 VARを行って得られるマルエージング鋼中に
残留する、TiNやTiCN等をはじめとする非金属介在物の
大きさを最長で15μm以下にできるマルエージング鋼の
製造方法を提供する。 【解決手段】 真空アーク再溶解を用いるマルエージン
グ鋼の製造において、真空アーク再溶解に用いる電極中
に存在する窒化物及び炭窒化物の大きさを10μm以下に
調整した電極で真空アーク再溶解するマルエージング鋼
の製造方法。好ましくは、マルエージング鋼の化学組成
が質量%で、C:0.01%以下、Ni:8.0〜22.0%、Co:5.0〜20.
0%、Mo:2.0〜9.0%、Ti:2.0%以下、Al:1.7%以下、O:0.00
15%以下、残部は実質的にFeからなるマルエージング鋼
の製造方法。
残留する、TiNやTiCN等をはじめとする非金属介在物の
大きさを最長で15μm以下にできるマルエージング鋼の
製造方法を提供する。 【解決手段】 真空アーク再溶解を用いるマルエージン
グ鋼の製造において、真空アーク再溶解に用いる電極中
に存在する窒化物及び炭窒化物の大きさを10μm以下に
調整した電極で真空アーク再溶解するマルエージング鋼
の製造方法。好ましくは、マルエージング鋼の化学組成
が質量%で、C:0.01%以下、Ni:8.0〜22.0%、Co:5.0〜20.
0%、Mo:2.0〜9.0%、Ti:2.0%以下、Al:1.7%以下、O:0.00
15%以下、残部は実質的にFeからなるマルエージング鋼
の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マルエージング鋼
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】マルエージング鋼は、2000MPa前後の非
常に高い引張強さをもつため、高強度が要求される部
材、例えば、ロケット用部品、遠心分離機部品、航空機
部品、自動車エンジンの無段変速機用部品、金型、等種
々の用途に使用されている。その代表的な組成には、質
量%で18%Ni-8%Co-5%Mo-0.45%Ti-0.1%Al-bal.Feが挙げら
れる。そして、マルエージング鋼は、強化元素として、
Mo、Ti、を適量含んでおり、時効処理を行うことによっ
て、Ni3Mo、Ni3Ti 、Fe2Mo等の金属間化合物を析出させ
て高強度を得ることのできる鋼である。
常に高い引張強さをもつため、高強度が要求される部
材、例えば、ロケット用部品、遠心分離機部品、航空機
部品、自動車エンジンの無段変速機用部品、金型、等種
々の用途に使用されている。その代表的な組成には、質
量%で18%Ni-8%Co-5%Mo-0.45%Ti-0.1%Al-bal.Feが挙げら
れる。そして、マルエージング鋼は、強化元素として、
Mo、Ti、を適量含んでおり、時効処理を行うことによっ
て、Ni3Mo、Ni3Ti 、Fe2Mo等の金属間化合物を析出させ
て高強度を得ることのできる鋼である。
【０００３】しかし、マルエージング鋼は、非常に高い
引張強度が得られる一方、疲労強度に関しては必ずしも
高くない。この疲労強度を劣化させる最大の要因に、Ti
NやTiCN等といった窒化物や炭窒化物の非金属介在物が
あり、この非金属介在物が鋼中で大きく成長してしまう
と、介在物を起点として疲労破壊を生じることになる。
そのため、一般的に鋼中に存在する非金属介在物を少な
くするために、真空アーク再溶解(以下、VARと記す)法が
用いられている。
引張強度が得られる一方、疲労強度に関しては必ずしも
高くない。この疲労強度を劣化させる最大の要因に、Ti
NやTiCN等といった窒化物や炭窒化物の非金属介在物が
あり、この非金属介在物が鋼中で大きく成長してしまう
と、介在物を起点として疲労破壊を生じることになる。
そのため、一般的に鋼中に存在する非金属介在物を少な
くするために、真空アーク再溶解(以下、VARと記す)法が
用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このVAR法で製造され
るマルエージング鋼は、均質(成分偏析が少ない)でしか
も、非金属介在物の量が少なくなると言った利点を有す
るものである。しかしながら、VAR法で製造するマルエ
ージング鋼にも、比較的大きなTiNやTiCN等の窒化物や
炭窒化物の非金属介在物が残留し、残留した大きな非金
属介在物は、VAR後に行う熱間鍛造、熱処理、熱間圧
延、冷間圧延を行った後の素材中にもそのまま残留し、
残留する大きな非金属介在物を起点とした疲労破壊を生
じる原因となっていた。本発明の目的は、VARを行って
得られるマルエージング鋼中に残留する、TiNやTiCN等
をはじめとする非金属介在物の大きさを最長で15μm以
下にできるマルエージング鋼の製造方法を提供すること
である。
るマルエージング鋼は、均質(成分偏析が少ない)でしか
も、非金属介在物の量が少なくなると言った利点を有す
るものである。しかしながら、VAR法で製造するマルエ
ージング鋼にも、比較的大きなTiNやTiCN等の窒化物や
炭窒化物の非金属介在物が残留し、残留した大きな非金
属介在物は、VAR後に行う熱間鍛造、熱処理、熱間圧
延、冷間圧延を行った後の素材中にもそのまま残留し、
残留する大きな非金属介在物を起点とした疲労破壊を生
じる原因となっていた。本発明の目的は、VARを行って
得られるマルエージング鋼中に残留する、TiNやTiCN等
をはじめとする非金属介在物の大きさを最長で15μm以
下にできるマルエージング鋼の製造方法を提供すること
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、VAR
を行うことによって、均質で非金属介在物の量を低減で
きるという利点がある。本発明者等は、この利点を損な
うことなく、窒化物や炭窒化物の非金属介在物の大きさ
を小さくする製造条件について鋭意検討を行った。この
検討を行うに際して、例えば、ロケット用部品、遠心分
離機部品、航空機部品、自動車エンジンの無段変速機用
部品、金型、等種々の用途の使用に耐え得る窒化物や炭
窒化物等の非金属介在物の大きさとして、最長で15μｍ
以下であれば、非金属介在物に起因する不良が低減若し
くは抑制できるものと判断した。そして、上記の最終製
品に近い状態で最長で15μｍ以下の非金属介在物に調整
する方法を溶解工程から順に検討を試みた。その結果、
最も効果的な方法としてVARに用いる電極中に存在する
窒化物や炭窒化物の非金属介在物の大きさを特定の大き
さ以下に制御した電極を用いることで、最終製品に近い
状態で最長で15μｍ以下に調整できることを知見し、本
発明に到達した。
を行うことによって、均質で非金属介在物の量を低減で
きるという利点がある。本発明者等は、この利点を損な
うことなく、窒化物や炭窒化物の非金属介在物の大きさ
を小さくする製造条件について鋭意検討を行った。この
検討を行うに際して、例えば、ロケット用部品、遠心分
離機部品、航空機部品、自動車エンジンの無段変速機用
部品、金型、等種々の用途の使用に耐え得る窒化物や炭
窒化物等の非金属介在物の大きさとして、最長で15μｍ
以下であれば、非金属介在物に起因する不良が低減若し
くは抑制できるものと判断した。そして、上記の最終製
品に近い状態で最長で15μｍ以下の非金属介在物に調整
する方法を溶解工程から順に検討を試みた。その結果、
最も効果的な方法としてVARに用いる電極中に存在する
窒化物や炭窒化物の非金属介在物の大きさを特定の大き
さ以下に制御した電極を用いることで、最終製品に近い
状態で最長で15μｍ以下に調整できることを知見し、本
発明に到達した。
【０００６】即ち本発明は、真空アーク再溶解を用いる
マルエージング鋼の製造において、真空アーク再溶解に
用いる電極中に存在する窒化物や炭窒化物の非金属介在
物の大きさを、最長で10μm以下に調整したマルエージ
ング鋼の製造方法である。更に好ましくは、マルエージ
ング鋼の化学組成が質量%で、C:0.01%以下、Ni:8.0〜2
2.0%、Co:5.0〜20.0%、Mo:2.0〜9.0%、Ti:2.0%以下、A
l:1.7%以下、O:0.0015%以下、残部は実質的にFeからな
るマルエージング鋼の製造方法である。
マルエージング鋼の製造において、真空アーク再溶解に
用いる電極中に存在する窒化物や炭窒化物の非金属介在
物の大きさを、最長で10μm以下に調整したマルエージ
ング鋼の製造方法である。更に好ましくは、マルエージ
ング鋼の化学組成が質量%で、C:0.01%以下、Ni:8.0〜2
2.0%、Co:5.0〜20.0%、Mo:2.0〜9.0%、Ti:2.0%以下、A
l:1.7%以下、O:0.0015%以下、残部は実質的にFeからな
るマルエージング鋼の製造方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の最大の特徴は、VARに用
いる電極中の窒化物や炭窒化物の非金属介在物を特定の
大きさ以下に制御してVARを行うことによって、均質で
非金属介在物の量を低減できるという利点を活かしなが
ら、更にTiNやTiCN等の窒化物や炭窒化物の非金属介在
物の大きさを小さく制御できたことにある。以下に、本
発明を詳しく説明する。
いる電極中の窒化物や炭窒化物の非金属介在物を特定の
大きさ以下に制御してVARを行うことによって、均質で
非金属介在物の量を低減できるという利点を活かしなが
ら、更にTiNやTiCN等の窒化物や炭窒化物の非金属介在
物の大きさを小さく制御できたことにある。以下に、本
発明を詳しく説明する。
【０００８】本発明者らは、VAR用の電極鋼塊およびVAR
後の鋼塊の窒化物や炭窒化物に関する研究から、以下の
知見を得た。マルエージング鋼は窒素や炭素の親和力が
大きいTiを含有していることから、VAR用の電極鋼塊製
造段階でTiNやTiCN等の窒化物や炭窒化物の非金属介在
物が存在する。これらの非金属介在物は、VARの再溶解
時に一部はTiN→Ti+NやTiCN→Ti＋C+Nの反応により溶鋼
中へ溶解し、溶存窒素や溶存炭素が増加する。また一部
は完全には溶解せずにTiNやTiCN等の窒化物や炭窒化物
の非金属介在物の状態で溶鋼プール内に浮遊する。溶鋼
プールは凝固殻への抜熱により逐次凝固が進行していく
が、凝固前面付近では溶鋼温度が低下し、溶鋼中に溶存
している窒素や炭素は上述の未固溶のTiNやTiCN表面上
に晶出し成長していく。
後の鋼塊の窒化物や炭窒化物に関する研究から、以下の
知見を得た。マルエージング鋼は窒素や炭素の親和力が
大きいTiを含有していることから、VAR用の電極鋼塊製
造段階でTiNやTiCN等の窒化物や炭窒化物の非金属介在
物が存在する。これらの非金属介在物は、VARの再溶解
時に一部はTiN→Ti+NやTiCN→Ti＋C+Nの反応により溶鋼
中へ溶解し、溶存窒素や溶存炭素が増加する。また一部
は完全には溶解せずにTiNやTiCN等の窒化物や炭窒化物
の非金属介在物の状態で溶鋼プール内に浮遊する。溶鋼
プールは凝固殻への抜熱により逐次凝固が進行していく
が、凝固前面付近では溶鋼温度が低下し、溶鋼中に溶存
している窒素や炭素は上述の未固溶のTiNやTiCN表面上
に晶出し成長していく。
【０００９】また、VARでは水冷Cuモールドと接する溶
鋼プール表面の外周部にはシェルフと称する凝固殻が成
長する。このシェルフには浮上分離したTiNやTiCN等の
窒化物や炭窒化物の非金属介在物が付着しているが、再
溶解の進行による湯面の上昇により、シェルフの一部が
溶解する。このときシェルフに捕捉されていたTiNやTiC
N等の窒化物や炭窒化物の非金属介在物は溶鋼プール内
を浮遊する。これらの浮遊TiNはTiCNは上述同様に溶鋼
温度低下に伴い成長する。
鋼プール表面の外周部にはシェルフと称する凝固殻が成
長する。このシェルフには浮上分離したTiNやTiCN等の
窒化物や炭窒化物の非金属介在物が付着しているが、再
溶解の進行による湯面の上昇により、シェルフの一部が
溶解する。このときシェルフに捕捉されていたTiNやTiC
N等の窒化物や炭窒化物の非金属介在物は溶鋼プール内
を浮遊する。これらの浮遊TiNはTiCNは上述同様に溶鋼
温度低下に伴い成長する。
【００１０】以上のようにVAR再溶解時に溶鋼プール内
を浮遊するTiNやTiCN等の窒化物や炭窒化物の存在によ
り、TiNやTiCN等の窒化物や炭窒化物が大きくなること
がわかる。従ってVAR鋼塊内のTiNやTiCN等の窒化物や炭
窒化物を微細にするには、再溶解時の溶鋼プール内を浮
遊するTiNやTiCN等の窒化物や炭窒化物を小さくする方
法をとることが必要である。すなわち、本発明者らは電
極中の窒化物や炭窒化物はVARにより粗大化することを
見出し、電極中の窒化物や炭窒化物の大きさを最長で10
μm以下に制御した電極でVARすることで製品の窒化物や
炭窒化物の大きさを最長で15μm以下にできることを見
出した。そして、VARプロセスは電極先端部の連続的で
短時間の昇温工程で電極先端部の溶解が進行するため
に、電極の窒化物や炭窒化物が10μm以上の大きさで
は、未溶解の窒化物や炭窒化物が大きくなるため、VAR
後の鋼塊の窒化物や炭窒化物が15μm以上になる知見を
得た。
を浮遊するTiNやTiCN等の窒化物や炭窒化物の存在によ
り、TiNやTiCN等の窒化物や炭窒化物が大きくなること
がわかる。従ってVAR鋼塊内のTiNやTiCN等の窒化物や炭
窒化物を微細にするには、再溶解時の溶鋼プール内を浮
遊するTiNやTiCN等の窒化物や炭窒化物を小さくする方
法をとることが必要である。すなわち、本発明者らは電
極中の窒化物や炭窒化物はVARにより粗大化することを
見出し、電極中の窒化物や炭窒化物の大きさを最長で10
μm以下に制御した電極でVARすることで製品の窒化物や
炭窒化物の大きさを最長で15μm以下にできることを見
出した。そして、VARプロセスは電極先端部の連続的で
短時間の昇温工程で電極先端部の溶解が進行するため
に、電極の窒化物や炭窒化物が10μm以上の大きさで
は、未溶解の窒化物や炭窒化物が大きくなるため、VAR
後の鋼塊の窒化物や炭窒化物が15μm以上になる知見を
得た。
【００１１】電極の窒化物や炭窒化物を微細にする方法
として、電極鋼塊製造時の凝固速度を高めること、電極
鋼塊の窒素濃度を下げることなどがあげられる。凝固速
度を高めるには、電極鋼塊の径を例えば800mm以下程
度、好ましくは550mm以下程度に小さくすること、鋳型
比を例えば1.5以上に大きくすることや、鋳造後鋳型の
衝風冷却や散水冷却、水冷鋳型の採用、Cuのような高熱
伝導率の鋳型採用等で、抜熱速度を高方法がある。ま
た、鋳造温度を合金の液相線温度直上とし，凝固時間を
短縮する方法も有効である。また、窒素濃度を下げる方
法としては、窒素含有量の低い原料を使用すること、真
空誘導溶解炉での溶解精錬を高真空下で行うことで平衡
窒素濃度を下げること、真空精錬時に溶鋼中にアルゴン
ガス等の不活性ガスを吹き込むこと等の方法がある。以
上の方法の組合せで電極中の窒化物や炭窒化物の大きさ
を10μm以下に制御することでVAR後の鋼塊の窒化物や炭
窒化物の大きさを15μm以下にできる。なお、大気圧
下、加圧下または減圧下でESRを実施した鋼塊をVAR用の
電極とすることがあるが、この場合、ESR後の鋼塊で窒
化物や炭窒化物の大きさを10μm以下に制御されている
ことが必要である。
として、電極鋼塊製造時の凝固速度を高めること、電極
鋼塊の窒素濃度を下げることなどがあげられる。凝固速
度を高めるには、電極鋼塊の径を例えば800mm以下程
度、好ましくは550mm以下程度に小さくすること、鋳型
比を例えば1.5以上に大きくすることや、鋳造後鋳型の
衝風冷却や散水冷却、水冷鋳型の採用、Cuのような高熱
伝導率の鋳型採用等で、抜熱速度を高方法がある。ま
た、鋳造温度を合金の液相線温度直上とし，凝固時間を
短縮する方法も有効である。また、窒素濃度を下げる方
法としては、窒素含有量の低い原料を使用すること、真
空誘導溶解炉での溶解精錬を高真空下で行うことで平衡
窒素濃度を下げること、真空精錬時に溶鋼中にアルゴン
ガス等の不活性ガスを吹き込むこと等の方法がある。以
上の方法の組合せで電極中の窒化物や炭窒化物の大きさ
を10μm以下に制御することでVAR後の鋼塊の窒化物や炭
窒化物の大きさを15μm以下にできる。なお、大気圧
下、加圧下または減圧下でESRを実施した鋼塊をVAR用の
電極とすることがあるが、この場合、ESR後の鋼塊で窒
化物や炭窒化物の大きさを10μm以下に制御されている
ことが必要である。
【００１２】次に、本発明の好ましい組成範囲の限定理
由について述べる。Cは炭化物を形成し、金属間化合物
の析出量を減少させて疲労強度を低下させるため本発明
ではCの上限を0.01%以下とした。Niは靱性の高い母相組
織を形成させるためには不可欠の元素であるが、8.0%未
満では靱性が劣化する。一方、20％を越えるとオーステ
ナイトが安定化し、マルテンサイト組織を形成し難くな
ることから、Niは8.0〜20.0%とした。
由について述べる。Cは炭化物を形成し、金属間化合物
の析出量を減少させて疲労強度を低下させるため本発明
ではCの上限を0.01%以下とした。Niは靱性の高い母相組
織を形成させるためには不可欠の元素であるが、8.0%未
満では靱性が劣化する。一方、20％を越えるとオーステ
ナイトが安定化し、マルテンサイト組織を形成し難くな
ることから、Niは8.0〜20.0%とした。
【００１３】Coは、マトリックスであるマルテンサイト
組織を安定性に大きく影響することなく、Moの固溶度を
低下させることによってMoが微細な金属間化合物を形成
して析出するのを促進することによって析出強化に寄与
するが、その含有量が5.0%未満では必ずしも十分効果が
得られず、また20.0%を越えると脆化する傾向がみられ
ることから、Coの含有量は5.0〜20.0%にした。Moは時効
処理により、微細な金属間化合物を形成し、マトリック
スに析出することによって強化に寄与する元素である
が、その含有量が2.0％未満の場合その効果が少なく、
また9.0%を越えて含有すると延性、靱性を劣化させるF
e、Moを主要元素とする粗大析出物を形成しやすくなる
ため、Moの含有量を2.0〜9.0%とした
組織を安定性に大きく影響することなく、Moの固溶度を
低下させることによってMoが微細な金属間化合物を形成
して析出するのを促進することによって析出強化に寄与
するが、その含有量が5.0%未満では必ずしも十分効果が
得られず、また20.0%を越えると脆化する傾向がみられ
ることから、Coの含有量は5.0〜20.0%にした。Moは時効
処理により、微細な金属間化合物を形成し、マトリック
スに析出することによって強化に寄与する元素である
が、その含有量が2.0％未満の場合その効果が少なく、
また9.0%を越えて含有すると延性、靱性を劣化させるF
e、Moを主要元素とする粗大析出物を形成しやすくなる
ため、Moの含有量を2.0〜9.0%とした
【００１４】Tiは、Moと同様に時効処理により微細な金
属間化合物を形成し、析出することによって強化に寄与
する元素であるが、その含有量が2.0％を越えて含有さ
せると延性、靱性が劣化する。また、Moで十分硬さが得
られている場合は無添加でも良いため、Tiの含有量を2.
0%以下とした。Alは、時効析出した強化に寄与するだけ
でなく、脱酸作用を持っているが、1.7%を越えて含有さ
せると靱性が劣化することから、その含有量を1.7%以下
とした。
属間化合物を形成し、析出することによって強化に寄与
する元素であるが、その含有量が2.0％を越えて含有さ
せると延性、靱性が劣化する。また、Moで十分硬さが得
られている場合は無添加でも良いため、Tiの含有量を2.
0%以下とした。Alは、時効析出した強化に寄与するだけ
でなく、脱酸作用を持っているが、1.7%を越えて含有さ
せると靱性が劣化することから、その含有量を1.7%以下
とした。
【００１５】Oは酸化物系非金属介在物を形成するた
め、0.0015%以下に制限する。Oが0.0015%を超えて含有
すると疲労強度が著しく低下するため、その含有量を0.
0015%以下にした。
め、0.0015%以下に制限する。Oが0.0015%を超えて含有
すると疲労強度が著しく低下するため、その含有量を0.
0015%以下にした。
【００１６】なお、本発明ではこれら規定する元素以外
は実質的にFeとしているが、例えばBは、結晶粒を微細
化するのに有効な元素でるため、靱性が劣化させない程
度の0.01%以下の範囲で含有させても良い。窒素は窒化
物や炭窒化物の形成元素であるため、少なくすることが
好ましいが、疲労特性としては窒化物や炭窒化物の大き
さが15μm以下にできれば、窒素の上限について特に規
定はない。また、不可避的に含有する不純物元素のSi、
Mnは脆化をもたらす粗大な金属間化合物の析出を促進し
て延性、靭性を低下させたり、非金属介在物を形成して
疲労強度を低下させるので、Si、Mn共に0.1%以下に、望
ましくは0.05%以下とすれば良く、また、P、Sも粒界脆
化させたり、非金属介在物を形成して疲労強度を低下さ
せるので、0.01%以下とすると良い。
は実質的にFeとしているが、例えばBは、結晶粒を微細
化するのに有効な元素でるため、靱性が劣化させない程
度の0.01%以下の範囲で含有させても良い。窒素は窒化
物や炭窒化物の形成元素であるため、少なくすることが
好ましいが、疲労特性としては窒化物や炭窒化物の大き
さが15μm以下にできれば、窒素の上限について特に規
定はない。また、不可避的に含有する不純物元素のSi、
Mnは脆化をもたらす粗大な金属間化合物の析出を促進し
て延性、靭性を低下させたり、非金属介在物を形成して
疲労強度を低下させるので、Si、Mn共に0.1%以下に、望
ましくは0.05%以下とすれば良く、また、P、Sも粒界脆
化させたり、非金属介在物を形成して疲労強度を低下さ
せるので、0.01%以下とすると良い。
【００１７】
【実施例】以下、実施例として更に詳しく本発明を説明
する。表１に示す化学組成No1に対して、同一材質の鋳
型φ300mm、φ450mmおよびφ650mmを用いて電極鋼塊を
造り、これらの電極鋼塊を据込み鍛造、鍛伸、旋削によ
りVAR用の消耗電極(φ430mm)を各二本用意した。電極製
造時の鋳型比は2.5 とし、鋳造後鋳型の衝風冷却によっ
て，凝固速度を高めた。なお、原料は窒素含有量が15pp
mといった窒素含有量の低い原料を用いた。また化学組
成No2に対して、同一径450mmの砂型鋳型、鋳鉄鋳型、Cu
鋳型を用いて電極鋼塊を造り、旋削でφ430に寸法を合
わせVAR用消耗電極を各二本用意した。なお、原料は窒
素含有量が50ppmとし，真空溶解炉の底部よりArガスを1
5 l/分吹き込むことにより窒素濃度を低減させた。
する。表１に示す化学組成No1に対して、同一材質の鋳
型φ300mm、φ450mmおよびφ650mmを用いて電極鋼塊を
造り、これらの電極鋼塊を据込み鍛造、鍛伸、旋削によ
りVAR用の消耗電極(φ430mm)を各二本用意した。電極製
造時の鋳型比は2.5 とし、鋳造後鋳型の衝風冷却によっ
て，凝固速度を高めた。なお、原料は窒素含有量が15pp
mといった窒素含有量の低い原料を用いた。また化学組
成No2に対して、同一径450mmの砂型鋳型、鋳鉄鋳型、Cu
鋳型を用いて電極鋼塊を造り、旋削でφ430に寸法を合
わせVAR用消耗電極を各二本用意した。なお、原料は窒
素含有量が50ppmとし，真空溶解炉の底部よりArガスを1
5 l/分吹き込むことにより窒素濃度を低減させた。
【００１８】同一条件で製造した各二本の消耗電極中の
一本は電極中の窒化物や炭窒化物の非金属介在物の大き
さを調査するために、電極の両端(上側、下側)および真
中の位置で横断面の試験片を採取した。各横断面試験片
の中央部からダライ粉5gを採取し、硝酸溶液で溶解後、
フィルターでろ過を行いフィルター上の窒化物や炭窒化
物からなる残渣をSEMで観察を行い最大の窒化物または
炭窒化物の大きさを測定した。この時、非金属介在物の
大きさは、非金属介在物に外接する円の直径で評価し、
この外接する円の直径を非金属介在物の最長の長さと定
義する。観察された非金属介在物のうち、最も大きいも
のを最大最長とし、表２に示した。
一本は電極中の窒化物や炭窒化物の非金属介在物の大き
さを調査するために、電極の両端(上側、下側)および真
中の位置で横断面の試験片を採取した。各横断面試験片
の中央部からダライ粉5gを採取し、硝酸溶液で溶解後、
フィルターでろ過を行いフィルター上の窒化物や炭窒化
物からなる残渣をSEMで観察を行い最大の窒化物または
炭窒化物の大きさを測定した。この時、非金属介在物の
大きさは、非金属介在物に外接する円の直径で評価し、
この外接する円の直径を非金属介在物の最長の長さと定
義する。観察された非金属介在物のうち、最も大きいも
のを最大最長とし、表２に示した。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】次に、この電極を用いて電流を7000Aとし
て、VARを行い径が500mmの鋼塊を作製した。なお、この
時の真空度は1.0Paであった。そして、VAR鋼塊で1250℃
×20時間のソーキングを行い、次いで熱間鍛造を行い熱
間鍛造品とした。次に、これら材料に熱間圧延、820℃
×1時間の固溶化処理、冷間圧延、820℃×1時間の固溶
化処理と480℃×5時間の時効処理を行い、マルエージン
グ鋼の帯鋼を作製した。
て、VARを行い径が500mmの鋼塊を作製した。なお、この
時の真空度は1.0Paであった。そして、VAR鋼塊で1250℃
×20時間のソーキングを行い、次いで熱間鍛造を行い熱
間鍛造品とした。次に、これら材料に熱間圧延、820℃
×1時間の固溶化処理、冷間圧延、820℃×1時間の固溶
化処理と480℃×5時間の時効処理を行い、マルエージン
グ鋼の帯鋼を作製した。
【００２２】得られたマルエージング鋼の帯鋼の両端
（電極上側、下側に対応）および1/2長さ位置（電極真
中に対応）の3つの位置の幅中央部より介在物評価用の
試験片5gを採取し、同様に硝酸溶液でTiN、TiCNの非金
属介在物を抽出し、SEM観察で大きさを測定した。TiN、
TiCNの非金属介在物の最大最長を表3に示した。
（電極上側、下側に対応）および1/2長さ位置（電極真
中に対応）の3つの位置の幅中央部より介在物評価用の
試験片5gを採取し、同様に硝酸溶液でTiN、TiCNの非金
属介在物を抽出し、SEM観察で大きさを測定した。TiN、
TiCNの非金属介在物の最大最長を表3に示した。
【００２３】
【表３】
【００２４】表３より、VAR電極中の非金属介在物の最
大最長が10μm以下に制御した本発明方法では、板状ま
で加工した帯鋼においても非金属介在物の最大最長が15
μm以下になっていることが分かる。一方、VAR電極中で
の非金属介在物の大きさが10μmを超える比較材では非
金属介在物のサイズが大きくなり、板材では15μmを超
える粗大な非金属介在物の存在が認められたことから、
この非金属介在物を起点とした疲労破壊が起こる可能性
が大きい結果となった。
大最長が10μm以下に制御した本発明方法では、板状ま
で加工した帯鋼においても非金属介在物の最大最長が15
μm以下になっていることが分かる。一方、VAR電極中で
の非金属介在物の大きさが10μmを超える比較材では非
金属介在物のサイズが大きくなり、板材では15μmを超
える粗大な非金属介在物の存在が認められたことから、
この非金属介在物を起点とした疲労破壊が起こる可能性
が大きい結果となった。
【００２５】
【発明の効果】以上のような結果から、本発明の製造方
法を適用すると、TiNやTiCN等の非金属介在物の大きさ
が小さく、優れた疲労強度を有するマルエージング鋼を
製造することが出来る。
法を適用すると、TiNやTiCN等の非金属介在物の大きさ
が小さく、優れた疲労強度を有するマルエージング鋼を
製造することが出来る。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年６月２０日（２００２．６．２
０）
０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】
【表１】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4K001 AA10 BA23 EA02 FA11 GA16
4K013 AA01 BA14 CD02 CE00
Claims (2)
- 【請求項１】 真空アーク再溶解を用いるマルエージン
グ鋼の製造において、真空アーク再溶解に用いる電極中
に存在する窒化物及び炭窒化物の大きさを10μｍ以下に
調整した電極で真空アーク再溶解することを特徴とする
マルエージング鋼の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１のマルエージング鋼の化学組成
が質量%で、C:0.01%以下、Ni:8.0〜22.0%、Co:5.0〜20.
0%、Mo:2.0〜9.0%、Ti:2.0%以下、Al:1.7%以下、O:0.00
15%以下、残部は実質的にFeからなることを特徴とする
マルエージング鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002024026A JP3604035B2 (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | マルエージング鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002024026A JP3604035B2 (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | マルエージング鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003221614A true JP2003221614A (ja) | 2003-08-08 |
| JP3604035B2 JP3604035B2 (ja) | 2004-12-22 |
Family
ID=27746580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002024026A Expired - Lifetime JP3604035B2 (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | マルエージング鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3604035B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015189919A1 (ja) * | 2014-06-10 | 2015-12-17 | 日立金属株式会社 | マルエージング鋼の製造方法 |
| CN105568157A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-05-11 | 江苏润源控股集团有限公司 | 经编机编织用的织针 |
| CN111793767A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-10-20 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 一种18Ni钢自耗电极的制备方法 |
-
2002
- 2002-01-31 JP JP2002024026A patent/JP3604035B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2015189919A1 (ja) * | 2014-06-10 | 2015-12-17 | 日立金属株式会社 | マルエージング鋼の製造方法 |
| CN106536090A (zh) * | 2014-06-10 | 2017-03-22 | 日立金属株式会社 | 马氏体时效钢的制造方法 |
| JPWO2015189919A1 (ja) * | 2014-06-10 | 2017-04-20 | 日立金属株式会社 | マルエージング鋼の製造方法 |
| EP3156151A4 (en) * | 2014-06-10 | 2017-12-27 | Hitachi Metals, Ltd. | Process for producing maraging steel |
| US11427897B2 (en) | 2014-06-10 | 2022-08-30 | Hitachi Metals, Ltd. | Production method of maraging steel |
| CN105568157A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-05-11 | 江苏润源控股集团有限公司 | 经编机编织用的织针 |
| CN111793767A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-10-20 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 一种18Ni钢自耗电极的制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
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