JP2004083937A - 高耐力ステンレス鋼およびその製造方法 - Google Patents
高耐力ステンレス鋼およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004083937A JP2004083937A JP2002242962A JP2002242962A JP2004083937A JP 2004083937 A JP2004083937 A JP 2004083937A JP 2002242962 A JP2002242962 A JP 2002242962A JP 2002242962 A JP2002242962 A JP 2002242962A JP 2004083937 A JP2004083937 A JP 2004083937A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stainless steel
- phase
- yield strength
- high yield
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
【解決手段】σ相が1〜40%存在することを特徴とする高耐力ステンレス鋼。質量%にて、C:0.01〜0.10%、Cr:15〜30%、Ni:5〜25%、Mo:0.5〜8%、N:0.01〜0.50%、残部がFeおよび不可避的不純物から成り、σ相が1〜40%存在することを特徴とする高耐力ステンレス鋼。質量%にて、C:0.01〜0.10%、Cr:15〜30%、Ni:5〜25%、Mo:0.5〜8%、N:0.01〜0.50%、残部がFeおよび不可避的不純物から成るステンレス鋼を、600〜900℃で10min以上の熱処理を施し、σ相が1〜40%存在するようにする。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、荷重応答性に優れた荷重センサーの弾性基板などに適した高耐力ステンレス鋼およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に荷重センサーは、セラミックス製の歪抵抗素子と金属製の弾性基板から成る伸縮部位に外力を伝達する操作部位が荷重を伝える構造になっている。荷重は操作部位から弾性基板に伝わり、弾性基板の変形に応じて歪抵抗素子の抵抗値が変化して2次元方向の荷重を検知するものである。
【0003】
従来、荷重センサーにおける弾性基板には金属材料が使用されているが、弾性基板の耐力が低い場合に、過大な荷重が瞬間的に作用した時、弾性基板が塑性変形してしまい、荷重を正確に測定できない問題点があった。特開平8−145819には耐力が低い材料を用いても信頼性が高い荷重センサーが記載されているが、弾性基板そのものの特性向上すなわち高耐力化ができれば、従来の構造においても荷重応答性が高く、信頼性が高い荷重センサーとなる。
【0004】
弾性基板の高耐力化の方法としては、鋼製造時に冷間加工を施す方法があるが、製造工程が増える欠点がある。また、加工硬化により高耐力化させても、セラミックや樹脂からなる歪抵抗素子との接合のために熱処理が施されることが一般的であり、その際に歪みが除去されて軟化してしまい、耐力が低下してしまう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、既知技術の問題点を解決し、荷重センサーの弾性基板などに適した高耐力ステンレス鋼を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明者らは荷重センサーの弾性基板に要求される特性について、金属組織学、材質制御の観点から詳細な研究を行った結果、センサー製造の熱処理時においてσ相を析出させることにより、高耐力化することを可能にしたものであり、その要旨は、
(1)σ相が1〜40%存在することを特徴とする高耐力ステンレス鋼。
(2)質量%にて、C:0.01〜0.10%、Cr:15〜30%、Ni:5〜25%、Mo:0.5〜8%、N:0.01〜0.50%、残部がFeおよび不可避的不純物から成り、σ相が1〜40%存在することを特徴とする高耐力ステンレス鋼。
(3)質量%にて、C:0.01〜0.10%、Cr:15〜30%、Ni:5〜25%、Mo:0.5〜8%、N:0.01〜0.50%、残部がFeおよび不可避的不純物から成るステンレス鋼を、600〜900℃で10min以上の熱処理を施すことにより、σ相を1〜40%存在させることを特徴とする高耐力ステンレス鋼の製造方法。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の限定理由について説明する。
【0008】
荷重センサーの荷重応答性を向上させるためには、歪抵抗素子の抵抗値の応答性を向上させる必要があり、そのためには弾性基板の機械的性質における耐力が高い方が良い。耐力が低いと塑性変形により正確な荷重が測定できず、瞬間的な応答性が悪くなる。そこで、弾性基板において、金属間化合物を生成させることにより耐力を上げることが有効であることを見出し、耐力を増す金属間化合物としてσ相に着目した。
【0009】
図1は、オーステナイト系ステンレス鋼に熱処理を種々の条件で付与してσ相を析出させた場合の、σ相の生成量と耐力の関係を示す。σ相生成量の測定は、断面組織観察を行い、σ相の生成面積率を画像解析装置にて、500倍で10視野測定し、平均値を求めた。また、耐力は、JIS13号B試験片を採取して圧延方向に平行な方向の引張試験を行った際の0.2%耐力値である。
【0010】
σ相の増加により耐力の向上は著しく、1%以上の生成により耐力値が600N/mm2以上となる。一般的に荷重センサーの荷重応答性は弾性基板の耐力により支配され、600N/mm2以上あると十分な荷重応答性が得られるため、σ相の下限を1%にした。一方、σ相は鋼材の脆化を引き起こすが、荷重センサーにおける弾性基板はハウジング構造により外部から保護されるため、ある程度のσ相の増加は許容される。しかしながら、σ相が40%超になると著しく脆化して、センサー組立時の衝撃に耐えられない場合がある他、荷重センサーのハウジング構造を強化する必要があるため、上限を40%とした。
【0011】
σ相の形成は、主にFe、Cr、Moが主組成であり、これらの元素を含むステンレス鋼の使用が良い。以下、好ましい成分組成について説明する。
【0012】
Cは、耐食性を劣化させる他、σ相生成を抑制する元素であるため低い方が望ましいが、過度な低減はベース耐力の低減や精錬コストの増加をもたらすため、0.01〜0.10%とした。更に、製造コストや製造性を考慮すると、C量は0.02〜0.05%が望ましい。
【0013】
Crは、σ相生成を促進する元素である他、耐食性や耐酸化を向上させる元素であるため、多い方が望ましいが、過度な添加は製造コスト高をもたらすため、15〜30%とした。更に、センサー製造時の熱処理時のスケール生成抑制や耐食性、更に製造コストを考慮すると、Cr量は22〜27%が望ましい。
【0014】
Niは、耐食性や耐酸化性確保のために添加されるが、過度の添加はコストの増加をまねくことから、5〜25%とした。更に、センサー製造時における熱処理時のスケール生成抑制や耐食性、更に鋼の製造性を考慮すると、Ni量は5〜20%が望ましい。
【0015】
Moは、σ相生成を促進する元素であり、また耐食性を向上させる元素であるため、多い方が望ましいが、過度な添加はコスト増加や脆くなることによる生産性の低下をもたらすため、0.5〜8%とした。更に耐酸化性や製造コストを考慮すると、1.5〜3.5%が望ましい。
【0016】
Nは、耐食性や耐力を向上させる元素であるため、多い方が望ましいが、過度な添加はコスト増加や生産性の低下をもたらすため、0.01〜0.50%とした。更に過度な低減はσ相生成を抑制する他、製造コストや生産性を考慮すると、N量は0.10〜0.20%が望ましい。
【0017】
図2は、ステンレス鋼の熱処理温度とσ相生成量の関係を示す。これより、900℃超ではσ相が固溶してしまい、必要量が得られないため、上限を900℃とした。また600℃未満では、σ相よりもCr窒化物や炭化物が安定析出して、σ相生成量が減少するため、下限を600℃した。このσ相生成熱処理は、弾性基板として加工された後に行えばよく、例えば荷重センサーの他部材と結合するための熱処理において行えば、効率的に高耐力化できる。また、この熱処理の雰囲気はいかなる雰囲気でもよく、加熱条件や冷却条件は関係ない。また、熱処理時間は総時間であり、繰り返し熱処理でもσ相は生成可能であるため、600〜900℃における保定時間の総時間が10min以上であればよい。
【0018】
【実施例】
表1示す成分組成のステンレス鋼を溶製、鋳造後、熱間圧延、熱延板連続焼鈍・酸洗を施し、2.0mm厚まで冷間圧延し、連続焼鈍−酸洗、調質圧延を施して製品とした。この製品を表1に示す条件で熱処理を行った。
【0019】
上記の様にして得られたサンプルについて、σ相生成量と耐力を測定した。測定方法は先述した方法と同様である。
【0020】
表1から明らかなように、σ相が1〜40%存在するNo.1,2は、比較例と比べて耐力が高く、σ相に加えて成分組成が請求項2に記載の範囲であり、且つ熱処理条件が請求項3の範囲であるNo.3〜12は耐力が更に高いことがわかる。
【0021】
【表1】
【0022】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば荷重センサーの弾性基板において高耐力が得られ、新規設備を必要とせず、効率的に荷重応答性に優れた荷重センサーを提供することができる。そして、家電、自動車、重機、建築物などの必要部位において、検知精度が著しく優れた測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ステンレス鋼におけるσ相生成量と耐力の関係を示す図である。
【図2】ステンレス鋼における熱処理条件とσ相生成量の関係を示す図である
Claims (3)
- σ相が1〜40%存在することを特徴とする高耐力ステンレス鋼。
- 質量%にて、C:0.01〜0.10%、Cr:15〜30%、Ni:5〜25%、Mo:0.5〜8%、N:0.01〜0.50%、残部がFeおよび不可避的不純物から成り、σ相が1〜40%存在することを特徴とする高耐力ステンレス鋼。
- 質量%にて、C:0.01〜0.10%、Cr:15〜30%、Ni:5〜25%、Mo:0.5〜8%、N:0.01〜0.50%、残部がFeおよび不可避的不純物から成るステンレス鋼を、600〜900℃で10min以上の熱処理を施すことにより、σ相を1〜40%存在させることを特徴とする高耐力ステンレス鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002242962A JP3908120B2 (ja) | 2002-08-23 | 2002-08-23 | 荷重センサーの弾性基板用高耐力ステンレス鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002242962A JP3908120B2 (ja) | 2002-08-23 | 2002-08-23 | 荷重センサーの弾性基板用高耐力ステンレス鋼の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004083937A true JP2004083937A (ja) | 2004-03-18 |
JP3908120B2 JP3908120B2 (ja) | 2007-04-25 |
Family
ID=32051848
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002242962A Expired - Lifetime JP3908120B2 (ja) | 2002-08-23 | 2002-08-23 | 荷重センサーの弾性基板用高耐力ステンレス鋼の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3908120B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103966522A (zh) * | 2013-01-25 | 2014-08-06 | 精工电子有限公司 | 双相不锈钢及其制造方法和隔膜以及压力传感器和隔膜阀 |
JP2014149203A (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Hirobumi Otsuka | ロードセル |
JP2019039031A (ja) * | 2017-08-23 | 2019-03-14 | セイコーインスツル株式会社 | 金属弾性素子およびそれを用いたダイヤフラム |
JP2020172694A (ja) * | 2019-04-12 | 2020-10-22 | 日鉄ステンレス株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
-
2002
- 2002-08-23 JP JP2002242962A patent/JP3908120B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103966522A (zh) * | 2013-01-25 | 2014-08-06 | 精工电子有限公司 | 双相不锈钢及其制造方法和隔膜以及压力传感器和隔膜阀 |
JP2014141726A (ja) * | 2013-01-25 | 2014-08-07 | Seiko Instruments Inc | 二相ステンレス鋼及びその製造方法と二相ステンレス鋼を用いたダイヤフラムおよび圧力センサとダイヤフラムバルブ |
JP2014149203A (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Hirobumi Otsuka | ロードセル |
JP2019039031A (ja) * | 2017-08-23 | 2019-03-14 | セイコーインスツル株式会社 | 金属弾性素子およびそれを用いたダイヤフラム |
JP7130358B2 (ja) | 2017-08-23 | 2022-09-05 | セイコーインスツル株式会社 | 金属弾性素子およびそれを用いたダイヤフラム |
JP2020172694A (ja) * | 2019-04-12 | 2020-10-22 | 日鉄ステンレス株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3908120B2 (ja) | 2007-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3288497B2 (ja) | オーステナイトステンレス鋼 | |
Nagesha et al. | Influence of temperature on the low cycle fatigue behaviour of a modified 9Cr–1Mo ferritic steel | |
JP5215855B2 (ja) | Fe基合金及びその製造方法 | |
US8540933B2 (en) | Stainless austenitic low Ni steel alloy | |
JP4498847B2 (ja) | 加工性に優れたオ−ステナイト系高Mnステンレス鋼 | |
JPWO2007055155A1 (ja) | 形状記憶性及び超弾性を有する鉄系合金及びその製造方法 | |
JP5001520B2 (ja) | ひずみ検出センサー基板用ステンレス鋼およびそれを用いたセンサー | |
EP1396552A1 (en) | Double phase stainless steel strip for steel belt | |
JP3908120B2 (ja) | 荷重センサーの弾性基板用高耐力ステンレス鋼の製造方法 | |
JP6798907B2 (ja) | 低磁性オーステナイト系ステンレス鋼および冷延鋼板 | |
JP3169977B2 (ja) | ▲高▼強度非磁性ステンレス鋼 | |
CN104388823B (zh) | 一种高强度耐热合金钢 | |
JP4328719B2 (ja) | クロム鋼を耐食性スプリング構成要素用原料として用いる使用および前記クロム鋼の製造方法 | |
JP2688392B2 (ja) | 割れ感受性の小さいマルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法 | |
JP4234969B2 (ja) | 曲げ加工性に優れた高強度オーステナイト系ステンレス鋼帯 | |
JP3370441B2 (ja) | 伸び特性に優れる2相ステンレス鋼板とその製造方法 | |
JPH11117019A (ja) | 耐熱部品の製造方法 | |
JP4357334B2 (ja) | フェライト系ステンレス鋼を基材とする高弾性歪みセンサ | |
US4338130A (en) | Precipitation hardening copper alloys | |
JP4465490B2 (ja) | 析出硬化型フェライト系耐熱鋼 | |
JP4331731B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼およびその鋼で製造されたばね | |
JP3262994B2 (ja) | 焼入性に優れた高硬度ステンレス鋼 | |
JP2001158943A (ja) | 耐熱ボルト | |
JP2007113068A (ja) | 曲げ性に優れた高強度高耐食ステンレス鋼製バネ材 | |
JP4034129B2 (ja) | 耐高温へたり特性及び耐食性に優れた高強度高熱膨張オーステナイト系ステンレス鋼材及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040811 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20050216 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20050302 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050307 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060309 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060418 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060606 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20060606 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061010 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061116 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20061208 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070116 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070117 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3908120 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110126 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120126 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120126 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130126 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130126 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140126 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |