JP2006299375A - 自動車構造用マルテンサイト系ステンレス鋼板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 質量%で、C≦0.015%、Si:0.02〜0.4%、Mn:1.0〜3.0%、P≦0.04%、S:0.001〜0.010%、Al:0.001%超0.02%以下、N≦0.015%、Cr:12〜14%、Ni:0.5%以上1.5%未満、Mo:0.5%以上2%未満、Cu:0.2%超2%以下、Ca:0.0001〜0.0010%を含有するとともに、C、Nは、さらにC+N≦0.02%の関係を満たし、Al、Sは、さらに9×Al+19×S≦0.199の関係を満たし、C、N、Ni、Cu、Mn、Cr、Si、Al、Moは、さらに下記(1)式で表されるγpが80以上を満たすように含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする、自動車構造用マルテンサイト系ステンレス鋼板。
γp=420[%C]+470[%N]+23[%Ni]+9[%Cu]+7[%Mn]−11.5[%Cr]−11.5[%Si]−52[%Al]−12[%Mo]+189 ・・・ (1)
【選択図】 なし
Description
車両構造用のステンレス鋼としては、低Cのマルテンサイト系ステンレス鋼に関する発明が特許文献1に開示されている。
そこで、本発明は、CおよびN添加量を限定し、かつ、安価なMnを有効に利用して、高価なNiの低減を図り、オーステナイト形成元素およびフェライト系形成元素の含有量を限定し、S量とAl量、Ca量を限定することにより、安価で諸特性に優れた自動車構造用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ものである。
(1)質量%で、C:0.015%以下、Si:0.02%以上0.4%以下、Mn:1.0%以上3.0%以下、P:0.04%以下、S:0.001%以上0.010%以下、Al:0.001%超0.02%以下、N:0.015%以下、Cr:12%以上14%以下、Ni:0.5%以上1.5%未満、Mo:0.5%以上2%未満、Cu:0.2%超2%以下、Ca:0.0001%以上0.0010%以下を含有するとともに、C、Nは、さらに、C+N:0.02%以下の関係を満たし、Al、Sは、さらに、9×Al+19×S≦0.199の関係を満たし、C、N、Ni、Cu、Mn、Cr、Si、Al、Moは、さらに、下記(1)式で表されるγpが80以上を満たすように含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする、自動車構造用マルテンサイト系ステンレス鋼板。
γp = 420[%C]+470[%N]+23[%Ni]+9[%Cu]+7[%Mn]−11.5[%Cr]−11.5[%Si]−52[%Al]−12[%Mo]+189 ・・・ (1)
本発明者らは、自動車構造用鋼として、普通鋼に替わって使用され得るステンレス鋼について、詳細な検討を行ってきた。その中で、
(a)強度が600MPa以上であること、
(b)伸びが20%以上であること、
(c)無塗装または簡易塗装で使用する場合、SUS429系相当の耐食性であること、
(d)予備処理不要で溶接可能であること、
などが必要であることがわかってきた。さらには、材料転換に伴うコストアップもできるだけ低くする必要がある。これらを満足する成分系を検討してきたところ、予備処理不要で溶接可能である低Cマルテンサイト系ステンレス鋼が候補材として望ましいと考え、さらに、コストを勘案して安価なMnを主体とし、高価なNiの添加はできるだけ少なくする方策の検討を進めた。しかし、Mnは多量に添加すると耐食性、加工性を劣化させる元素である。特に耐食性を劣化させる傾向にある。
はじめに、各成分に関する限定条件を述べる。
Cは、加工性および溶接性を劣化させる元素である。その悪影響を避けるためには、含有量を0.015%以下にする必要がある。しかし、強力なオーステナイト安定化元素であることから、安定にマルテンサイトを形成させるためには含有量は0.003%以上が好ましい。
Crは、自動車構造用ステンレス鋼として必要な耐食性を確保するための必要な基本元素であり、その含有量が12%未満では十分な耐食性を得ることができない。また、Crはフェライト形成元素であるため、14%を超えて添加するとオーステナイト相生成温度域が縮小し、焼入れ温度域でのマルテンサイト相の変態しないフェライト相が生成し、焼入れ後の硬さを満足することができなくなる。よって、Cr添加量は12%以上14%以下とする。
Alに関しては、0.001%超0.02%以下とする。0.001%以下ではSiの効果を加味しても脱酸が不十分となりやすいため好ましくなく、0.02%を超えるとCaSが生成しやすくなり、耐食性が劣化するからである。
さらに、AlとSは、9×Al+19×S≦0.199を満足する必要がある。これを満足しない場合もCaSが生成しやすくなり耐食性が劣化する。
γp=420×[%C]+470×[%N]+23×[%Ni]+9×[%Cu]+7×[%Mn]−11.5[%Cr]−11.5×[%Si]−52×[%Al]−12×[%Mo]+189 ・・・ (1)
本発明鋼の製造方法は、成分以外特に限定されず、一般的なマルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法を適用できる。まず初めに、上述にように成分調整された溶鋼を公知の鋳造方法によってスラブ、インゴット等の鋼片(以下、単にスラブともいう。)にする。転炉または電炉による溶製、および、VOD(Vacuum Oxygen Decarburizaition)やAOD(Argon Oxygen Decarburizaition)等による二次精錬、連続鋳造法によるスラブ製造を行うことが最も一般的である。その後、熱間圧延を行う。スラブを1000〜1250℃に加熱した後、一般的な熱間圧延条件によって2〜8mm程度の熱延板とする。これらの熱延板は、必要に応じて600〜800℃のバッチ式焼鈍を行った後、酸洗され、熱延板製品となる。
表1に示す化学成分を有する50kg鋼塊を真空溶解炉で溶製した後、熱間圧延によって厚さ3mmの熱延板を得た。熱間圧延の条件は、加熱温度が1150〜1200℃、熱間圧延終了温度が850〜950℃である。さらに、650℃で10時間の熱処理を行い、供試鋼とした。これら鋼板から各種試験片を採取し、評価試験を行った。
また、耐食性試験は、試験片両面を#240研磨し、240時間の塩水噴霧試験(JIS Z 2371準拠)を行い、発銹程度を調査した。発銹しないものを合格、発銹したものを不合格とした。
A1鋼からA4鋼は本発明鋼であり、強度、伸び、耐食性、靱性、すべて合格であり、優れた特性を示していることがわかる。
A5鋼からA8鋼までは、Al、S、Ca量を変化させたもので、A5鋼はAlが多く、A6鋼はSが多く、A7鋼はCaが多いため、耐食性が劣化している。A8鋼はAl、S量は本発明範囲にあるものの、AlとSの関係式を満足しないため、これも耐食性が劣化している。
A12鋼は、高純フェライト系ステンレス鋼であるSUS429系の一例である。強度が低いことはわかる。耐食性は十分で本発明鋼の耐食性の指標である。
Claims (1)
- 質量%で、
C :0.015%以下、
Si:0.02%以上0.4%以下、
Mn:1.0%以上3.0%以下、
P :0.04%以下、
S :0.001%以上0.010%以下、
Al:0.001%超0.02%以下、
N :0.015%以下、
Cr:12%以上14%以下、
Ni:0.5%以上1.5%未満、
Mo:0.5%以上2%未満、
Cu:0.2%超2%以下、
Ca:0.0001%以上0.0010%以下
を含有するとともに、C、Nは、さらに、
C+N:0.02%以下
の関係を満たし、Al、Sは、さらに、
9×Al+19×S≦0.199
の関係を満たし、C、N、Ni、Cu、Mn、Cr、Si、Al、Moは、さらに、下記(1)式で表されるγpが80以上を満たすように含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする、自動車構造用マルテンサイト系ステンレス鋼板。
γp = 420[%C]+470[%N]+23[%Ni]+9[%Cu]+7[%Mn]−11.5[%Cr]−11.5[%Si]−52[%Al]−12[%Mo]+189 ・・・ (1)
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WO2018001093A1 (zh) * | 2016-06-30 | 2018-01-04 | 郑州永通特钢有限公司 | 一种抗震不锈结构钢 |
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-
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