JP2019504198A - 熱間加工性に優れた非磁性鋼材及びその製造方法 - Google Patents
熱間加工性に優れた非磁性鋼材及びその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】熱間割れ感受性が低く、かつ優れた表面品質を有する熱間加工性に優れた非磁性鋼材を提供する。【解決手段】本発明は、マンガン（Ｍｎ）：１５〜２７質量％、炭素（Ｃ）：０．１〜１．１質量％、ケイ素（Ｓｉ）：０．０５〜０．５０質量％、リン（Ｐ）：０．０３質量％以下（０％は除く）、硫黄（Ｓ）：０．０１質量％以下（０％は除く）、アルミニウム（Ａｌ）：０．０５０質量％以下（０％は除く）、クロム（Ｃｒ）：５質量％以下（０％を含む）、ホウ素（Ｂ）：０．０１質量％以下（０％を含む）、窒素（Ｎ）：０．１質量％以下（０％は除く）、残部Ｆｅ及びその他の不可避不純物からなり、下記関係式（１）で表される感受性成分指数値が３．４以下であり、［関係式１］−０．４５１＋３４．１３１×Ｐ＋１１１．１５２×Ａｌ−７９９．４８３×Ｂ＋０．５２６×Ｃｒ≦３．４（上記［Ｐ］、［Ａｌ］、［Ｂ］及び［Ｃｒ］はそれぞれ該当元素の質量％を意味する。）微細組織が面積分率で９５％以上のオーステナイトを含むことを特徴とする。
Description
本発明は、熱間加工性に優れた非磁性鋼材及びその製造方法に係り、より詳しくは、熱間割れ感受性が低く、かつ優れた表面品質を有する熱間加工性に優れた非磁性鋼材及びその製造方法に関する。
変圧器構造物には外箱、ロックプレート（ｌｏｃｋ ｐｌａｔｅ）などがあり、これに用いられる鋼材には優れた非磁性特性が求められる。
最近、上記のような非磁性鋼材として、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）を完全に排除する代わりに多量のマンガン（Ｍｎ）及び炭素（Ｃ）の添加によってオーステナイトを安定化させた、非磁性特性に優れた鋼材が開発されている。オーステナイト相は常磁性体で、透磁率が低く、フェライトに比べて非磁性特性に優れている。
多量の炭素を含有したオーステナイトを有する高マンガン（Ｍｎ）鋼材の場合、オーステナイト相の安定度が高いことが特徴であるため、非磁性用鋼材として用いられるのが適切である。
しかし、高マンガン鋼材の製造時に発生する残留元素のうちアルミニウム（Ａｌ）、リン（Ｐ）などがオーステナイトに多量に含有される場合、高温で鋼材の割れ感受性を向上させる。これは、低い熱間延性及び高温での内部粒界酸化によるものであり、上記鋼材の高い割れ感受性は常温で鋼材の表面品質に大きな影響を及ぼす。
したがって、鋼材の割れ感受性を低くし、かつ表面品質に優れた非磁性鋼材の開発が必要とされている。
本発明は、熱間割れ感受性が低く、かつ優れた表面品質を有する熱間加工性に優れた非磁性鋼材を提供することを目的とする。
本発明の好ましい他の実施形態は、熱間割れ感受性が低く、かつ優れた表面品質を有する熱間加工性に優れた非磁性鋼材の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の好ましい一実施形態によれば、マンガン（Ｍｎ）：１５〜２７質量％、炭素（Ｃ）：０．１〜１．１質量％、ケイ素（Ｓｉ）：０．０５〜０．５０質量％、リン（Ｐ）：０．０３質量％以下（０％は除く）、硫黄（Ｓ）：０．０１質量％以下（０％は除く）、アルミニウム（Ａｌ）：０．０５０質量％以下（０％は除く）、クロム（Ｃｒ）：５質量％以下（０％を含む）、ホウ素（Ｂ）：０．０１質量％以下（０％を含む）、窒素（Ｎ）：０．１質量％以下（０％は除く）、残部Ｆｅ及びその他の不可避不純物からなり、下記関係式（１）で表される感受性成分指数値が３．４以下であり、
［関係式１］
−０．４５１＋３４．１３１×Ｐ＋１１１．１５２×Ａｌ−７９９．４８３×Ｂ＋０．５２６×Ｃｒ≦３．４
（上記［Ｐ］、［Ａｌ］、［Ｂ］及び［Ｃｒ］はそれぞれ該当元素の質量％を意味する。）
微細組織が面積分率で９５％以上のオーステナイトを含むことを特徴とする。
［関係式１］
−０．４５１＋３４．１３１×Ｐ＋１１１．１５２×Ａｌ−７９９．４８３×Ｂ＋０．５２６×Ｃｒ≦３．４
（上記［Ｐ］、［Ａｌ］、［Ｂ］及び［Ｃｒ］はそれぞれ該当元素の質量％を意味する。）
微細組織が面積分率で９５％以上のオーステナイトを含むことを特徴とする。
上記オーステナイトの平均結晶粒度は１０μｍ以上であればよい。
本発明の好ましい他の実施形態によれば、マンガン（Ｍｎ）：１５〜２７質量％、炭素（Ｃ）：０．１〜１．１質量％、ケイ素（Ｓｉ）：０．０５〜０．５０質量％、リン（Ｐ）：０．０３質量％以下（０％は除く）、硫黄（Ｓ）：０．０１質量％以下（０％は除く）、アルミニウム（Ａｌ）：０．０５０質量％以下（０％は除く）、クロム（Ｃｒ）：５質量％以下（０％を含む）、ホウ素（Ｂ）：０．０１質量％以下（０％を含む）、窒素（Ｎ）：０．１質量％以下（０％は除く）、残部Ｆｅ及びその他の不可避不純物からなり、、下記関係式（１）で表される感受性成分指数値が３．４以下であるスラブを用意する段階と、
［関係式１］
−０．４５１＋３４．１３１×Ｐ＋１１１．１５２×Ａｌ−７９９．４８３×Ｂ＋０．５２６×Ｃｒ≦３．４
（上記［Ｐ］、［Ａｌ］、［Ｂ］及び［Ｃｒ］はそれぞれ該当元素の質量％を意味する。）
上記スラブを１０５０〜１２５０℃の温度で再加熱するスラブ再加熱段階と、上記再加熱されたスラブを熱間圧延して熱延鋼材を得る熱間圧延段階と、熱延鋼材を冷却する冷却段階と、を含むことを特徴とする。
［関係式１］
−０．４５１＋３４．１３１×Ｐ＋１１１．１５２×Ａｌ−７９９．４８３×Ｂ＋０．５２６×Ｃｒ≦３．４
（上記［Ｐ］、［Ａｌ］、［Ｂ］及び［Ｃｒ］はそれぞれ該当元素の質量％を意味する。）
上記スラブを１０５０〜１２５０℃の温度で再加熱するスラブ再加熱段階と、上記再加熱されたスラブを熱間圧延して熱延鋼材を得る熱間圧延段階と、熱延鋼材を冷却する冷却段階と、を含むことを特徴とする。
本発明によれば、均一なオーステナイト相を有しかつ非磁性特性に優れ、低い割れ感受性を有することができ、表面品質が良好な非磁性鋼材及びその製造方法を提供することができる。
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。
しかし、本発明の実施形態は当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
また、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。
なお、明細書全体においてある構成要素を「含む」とは、特に反対される記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
以下、本発明による熱間加工性に優れた非磁性鋼材について詳細に説明する。
本発明の好ましい一実施形態による熱間加工性に優れた非磁性鋼材は、マンガン（Ｍｎ）：１５〜２７質量％、炭素（Ｃ）：０．１〜１．１質量％、ケイ素（Ｓｉ）：０．０５〜０．５０質量％、リン（Ｐ）：０．０３質量％以下（０％は除く）、硫黄（Ｓ）：０．０１質量％以下（０％は除く）、アルミニウム（Ａｌ）：０．０５０質量％以下（０％は除く）、クロム（Ｃｒ）：５質量％以下（０％を含む）、ホウ素（Ｂ）：０．０１質量％以下（０％を含む）、窒素（Ｎ）：０．１質量％以下（０％は除く）、残部Ｆｅ及びその他の不可避不純物からなり、下記関係式（１）で表される感受性成分指数値が３．４以下であり、面積分率で９５％以上のオーステナイトを含む微細組織を有することを特徴とする。
［関係式１］
−０．４５１＋３４．１３１×Ｐ＋１１１．１５２×Ａｌ−７９９．４８３×Ｂ＋０．５２６×Ｃｒ≦３．４
（上記［Ｐ］、［Ａｌ］、［Ｂ］及び［Ｃｒ］はそれぞれ該当元素の質量％を意味する。）
［関係式１］
−０．４５１＋３４．１３１×Ｐ＋１１１．１５２×Ａｌ−７９９．４８３×Ｂ＋０．５２６×Ｃｒ≦３．４
（上記［Ｐ］、［Ａｌ］、［Ｂ］及び［Ｃｒ］はそれぞれ該当元素の質量％を意味する。）
まず、鋼材の成分及び成分範囲について説明する。
マンガン（Ｍｎ）：１５〜２７質量％
上記マンガンの含量は１５〜２７質量％に限定することが好ましい。
上記マンガンの含量は１５〜２７質量％に限定することが好ましい。
上記マンガンはオーステナイトを安定化させる役割を果たす元素である。
上記マンガンは極低温でのオーステナイト相を安定化させるために、１５質量％以上含まれることができる。
上記マンガンの含量が１５％未満であると、炭素含量が少ない鋼材の場合、準安定相であるイプシロン（ε）−マルテンサイトが形成され、極低温での加工誘起変態によってアルファプライム（α’）−マルテンサイトに変態しやすいため、鋼材の靱性が低くなる可能性がある。
また、鋼材の靱性を確保するために炭素の含量を増加させた鋼材の場合、炭化物析出によって鋼材の物性が急激に減少する可能性がある。
上記マンガンの含量が２７質量％を超えると、製造コストの上昇によって鋼材の経済性が減少する可能性がある。
より好ましいマンガン含量は１５〜２５質量％であり、さらに好ましいマンガン含量は１７〜２５質量％である。
炭素（Ｃ）：０．１〜１．１質量％
上記炭素の含量は０．１〜１．１質量％に限定することが好ましい。
上記炭素の含量は０．１〜１．１質量％に限定することが好ましい。
上記炭素はオーステナイトを安定化させ、鋼材の強度を増加させる元素である。
上記炭素は、冷却工程又は加工によるオーステナイト、イプシロン（ε）−マルテンサイト又はアルファプライム（α’）−マルテンサイトの変態点であるＭｓ及びＭｄを低くする役割を果たす。
上記炭素の含量が０．１質量％未満であると、オーステナイトの安定度が足りないため、極低温で安定したオーステナイトが得られず、外部応力によってイプシロン（ε）−マルテンサイト又はアルファプライム（α’）−マルテンサイトへの加工誘起変態を引き起こしやすいため、鋼材の靱性及び強度を減少させる可能性がある。
上記炭素の含量が１．１質量％を超えると、炭化物析出によって鋼材の靱性が急激に劣化する可能性があり、鋼材の強度が非常に高くなり、鋼材の加工性が減少する可能性がある。
より好ましい炭素含量は０．１〜１．０質量％であり、さらに好ましい炭素含量は０．１〜０．８質量％である。
Ｓｉ：０．０５〜０．５質量％
ＳｉはＡｌと同様に脱酸剤として必須に微量に添加される元素である。Ｓｉが過剰に添加される場合、粒界に酸化物を形成して高温延性を減少させ、クラックなどを誘発して表面品質を低下させる恐れがある。しかし、鋼中においてＳｉ添加量を減らすためには多くの費用がかかるため、その下限は０．０５％に制限することが好ましい。Ａｌと比較して酸化性が高いため、０．５％を超えて添加される場合には酸化物を形成してクラックなどを形成し、これにより、表面品質が低下するため、Ｓｉ含量は０．０５〜０．５％に制限することが好ましい。
ＳｉはＡｌと同様に脱酸剤として必須に微量に添加される元素である。Ｓｉが過剰に添加される場合、粒界に酸化物を形成して高温延性を減少させ、クラックなどを誘発して表面品質を低下させる恐れがある。しかし、鋼中においてＳｉ添加量を減らすためには多くの費用がかかるため、その下限は０．０５％に制限することが好ましい。Ａｌと比較して酸化性が高いため、０．５％を超えて添加される場合には酸化物を形成してクラックなどを形成し、これにより、表面品質が低下するため、Ｓｉ含量は０．０５〜０．５％に制限することが好ましい。
クロム（Ｃｒ）：５質量％以下（０％を含む）
クロムは適正な添加量の範囲まではオーステナイトを安定化させて低温での衝撃靭性を向上させ、オーステナイト内に固溶して鋼材の強度を増加させる役割を果たす。また、クロムは鋼材の耐食性を向上させる元素でもある。但し、クロムは炭化物元素であり、特にオーステナイト粒界に炭化物を形成して低温衝撃を減少させる元素でもある。したがって、クロムの含量は炭素及びその他の共に添加される元素との関係を考慮して決定することが好ましく、高価の元素である点を考慮して、その含量は５質量％以下に限定することが好ましい。
クロムは適正な添加量の範囲まではオーステナイトを安定化させて低温での衝撃靭性を向上させ、オーステナイト内に固溶して鋼材の強度を増加させる役割を果たす。また、クロムは鋼材の耐食性を向上させる元素でもある。但し、クロムは炭化物元素であり、特にオーステナイト粒界に炭化物を形成して低温衝撃を減少させる元素でもある。したがって、クロムの含量は炭素及びその他の共に添加される元素との関係を考慮して決定することが好ましく、高価の元素である点を考慮して、その含量は５質量％以下に限定することが好ましい。
より好ましいクロム含量は０〜４質量％であり、さらに好ましいクロム含量は０．００１〜４質量％である。
ホウ素（Ｂ）：０．０１質量％以下（０％を含む）
上記ホウ素の含量は０．０１質量％以下に限定することが好ましい。
上記ホウ素の含量は０．０１質量％以下に限定することが好ましい。
上記ホウ素はオーステナイト粒界を強化する粒界強化元素である。
上記ホウ素は少量だけ添加してもオーステナイト粒界を強化し、高温での鋼材の割れ感受性を低くすることができる。オーステナイト粒界強化効果による表面品質向上のためには０．０００５質量％以上含有することが好ましい。
上記ホウ素の含量が０．０１％を超えると、オーステナイトの粒界に粒界偏析が発生し、これにより、高温での鋼材の割れ感受性を増加させ、鋼材の表面品質が低下する可能性がある。
アルミニウム（Ａｌ）：０．０５０質量％以下（０％は除く）
上記アルミニウムの含量は０．０５質量％以下（０％は除く）に限定することが好ましい。
上記アルミニウムの含量は０．０５質量％以下（０％は除く）に限定することが好ましい。
上記アルミニウムは脱酸剤として添加される。上記アルミニウムはＣやＮと反応して析出物を生成し、上記析出物によって熱間加工性が低下する可能性があるため、上記アルミニウムの含量は０．０５質量％以下（０％は除く）に限定することが好ましい。より好ましいアルミニウムの含量は０．００５〜０．０５質量％である。
Ｓ：０．０１質量％以下（０％は除く）
Ｓは介在物の制御のために０．０１％以下に制御される必要がある。Ｓの量が０．０１％を超えると、熱間脆性の問題が発生する。
Ｓは介在物の制御のために０．０１％以下に制御される必要がある。Ｓの量が０．０１％を超えると、熱間脆性の問題が発生する。
Ｐ：０．０３質量％以下（０％は除く）
Ｐは偏析が発生しやすい元素であり、鋳造時、割れの発生を助長する。これを防止するために０．０３％以下に制御されなければならない。Ｐの量が０．０３％を超えると、鋳造性が悪化する可能性があるため、その上限は０．０３％とする。
Ｐは偏析が発生しやすい元素であり、鋳造時、割れの発生を助長する。これを防止するために０．０３％以下に制御されなければならない。Ｐの量が０．０３％を超えると、鋳造性が悪化する可能性があるため、その上限は０．０３％とする。
窒素（Ｎ）：０．１質量％以下（０％は除く）
窒素は炭素と共にオーステナイトを安定化させて靭性を向上させる元素であり、炭素と同様に固溶強化又は析出物の形成によって強度を向上させるのに非常に有利な元素である。但し、０．１％を超えて添加される場合は炭窒化物の粗大化によって物性や表面品質の劣化が発生するため、上限は０．１質量％に制限することが好ましい。より好ましい窒素含量は０．００１〜０．０６質量％であり、さらに好ましい窒素含量は０．００５〜０．０３質量％である。
窒素は炭素と共にオーステナイトを安定化させて靭性を向上させる元素であり、炭素と同様に固溶強化又は析出物の形成によって強度を向上させるのに非常に有利な元素である。但し、０．１％を超えて添加される場合は炭窒化物の粗大化によって物性や表面品質の劣化が発生するため、上限は０．１質量％に制限することが好ましい。より好ましい窒素含量は０．００１〜０．０６質量％であり、さらに好ましい窒素含量は０．００５〜０．０３質量％である。
本発明の鋼材は残部鉄（Ｆｅ）及びその他の不可避不純物を含む。
通常の鉄鋼製造過程で原料又は周囲環境から意図しない不純物が不可避に混入する可能性があり、これを排除することはできない。
これらの不純物は通常の鉄鋼製造過程を行う技術者であれば誰でも分かるものであるため、本発明ではその全ての内容を特に言及しない。
本発明の好ましい一実施形態による熱間加工性に優れたオーステナイト系非磁性鋼材は下記関係式（１）で表される感受性成分指数値が３．４以下である。
［関係式１］
−０．４５１＋３４．１３１×Ｐ＋１１１．１５２×Ａｌ−７９９．４８３×Ｂ＋０．５２６×Ｃｒ≦３．４
（上記［Ｐ］、［Ａｌ］、［Ｂ］及び［Ｃｒ］はそれぞれ該当元素の質量％を意味する。）
［関係式１］
−０．４５１＋３４．１３１×Ｐ＋１１１．１５２×Ａｌ−７９９．４８３×Ｂ＋０．５２６×Ｃｒ≦３．４
（上記［Ｐ］、［Ａｌ］、［Ｂ］及び［Ｃｒ］はそれぞれ該当元素の質量％を意味する。）
上記関係式（１）で表される感受性成分指数値が３．４を超える場合はクラック（Ｃｒａｃｋ）の発生及び伝播が容易になり、製品の表面欠陥を深化させる恐れがある。
本発明の好ましい一実施形態による熱間加工性に優れたオーステナイト系非磁性鋼材は面積分率で９５％以上のオーステナイトを含む。
常磁性体として透磁率が低く、フェライトに比べて非磁性特性に優れたオーステナイトは非磁性特性を確保するための必須の微細組織である。
上記オーステナイトの面積分率が９５％未満であると、非磁性特性の確保が困難になる可能性がある。
上記オーステナイトの平均結晶粒度は１０μｍ以上であればよい。
本発明の製造工程で実現可能なオーステナイトの結晶粒度は１０μｍ以上であり、結晶粒度が大きく増加すると、鋼材の強度が低くなる可能性があるため、より好ましいオーステナイトの結晶粒度は６０μｍ以下である。
本発明の好ましい一実施形態による熱間加工性に優れた非磁性鋼材は析出物及びイプシロン（ε）−マルテンサイトのうち１種又は２種を面積分率で５％以下含むことができる。
析出物及びイプシロン（ε）−マルテンサイトのうち１種又は２種を面積分率で５％を超えて含む場合には鋼材の靭性及び延性が減少する可能性がある。
以下、本発明による熱間加工性に優れた非磁性鋼材の製造方法について説明する。
本発明の好ましい他の実施形態による熱間加工性に優れた非磁性鋼材の製造方法は、マンガン（Ｍｎ）：１５〜２７質量％、炭素（Ｃ）：０．１〜１．１質量％、ケイ素（Ｓｉ）：０．０５〜０．５０質量％、リン（Ｐ）：０．０３質量％以下（０％は除く）、硫黄（Ｓ）：０．０１質量％以下（０％は除く）、アルミニウム（Ａｌ）：０．０５０質量％以下（０％は除く）、クロム（Ｃｒ）：５質量％以下（０％を含む）、ホウ素（Ｂ）：０．０１質量％以下（０％を含む）、窒素（Ｎ）：０．１質量％以下（０％は除く）、残部Ｆｅ及びその他の不可避不純物からなり、、下記関係式（１）で表される感受性成分指数値が３．４以下であるスラブを用意する段階と、
［関係式１］
−０．４５１＋３４．１３１×Ｐ＋１１１．１５２×Ａｌ−７９９．４８３×Ｂ＋０．５２６×Ｃｒ≦３．４
（上記［Ｐ］、［Ａｌ］、［Ｂ］及び［Ｃｒ］はそれぞれ該当元素の質量％を意味する。）
上記スラブを１０５０〜１２５０℃の温度で再加熱するスラブ再加熱段階と、上記再加熱されたスラブを熱間圧延して熱延鋼材を得る熱間圧延段階と、熱延鋼材を冷却する冷却段階と、を含む。
［関係式１］
−０．４５１＋３４．１３１×Ｐ＋１１１．１５２×Ａｌ−７９９．４８３×Ｂ＋０．５２６×Ｃｒ≦３．４
（上記［Ｐ］、［Ａｌ］、［Ｂ］及び［Ｃｒ］はそれぞれ該当元素の質量％を意味する。）
上記スラブを１０５０〜１２５０℃の温度で再加熱するスラブ再加熱段階と、上記再加熱されたスラブを熱間圧延して熱延鋼材を得る熱間圧延段階と、熱延鋼材を冷却する冷却段階と、を含む。
スラブ再加熱段階
熱間圧延のためにスラブを加熱炉で１０５０〜１２５０℃の温度で再加熱する工程が必要である。
熱間圧延のためにスラブを加熱炉で１０５０〜１２５０℃の温度で再加熱する工程が必要である。
この際、再加熱温度が１０５０℃未満と低すぎる場合には圧延中に荷重が大きくかかるという問題があり、合金成分も十分に固溶しない。これに対し、再加熱温度が高すぎる場合には結晶粒が過剰に成長し、強度が低くなるという問題があり、鋼材の固相線温度を超えて再加熱されることにより、鋼材の熱間圧延性を低下させる恐れがあるため、再加熱温度の上限は１２５０℃に制限することが好ましい。
熱間圧延段階
上記再加熱されたスラブを熱間圧延して熱延鋼材を得る。
上記再加熱されたスラブを熱間圧延して熱延鋼材を得る。
熱間圧延段階は粗圧延工程及び仕上げ圧延工程を含む。
この際、熱間仕上げ圧延温度は８００〜１０５０℃に限定することが好ましい。熱間仕上げ圧延温度が８００℃未満の場合には圧延荷重が大きくかかり、１０５０℃を超える場合には結晶粒が粗大に成長し、目標とする強度が得られないため、その上限は１０５０℃に限定することが好ましい。
冷却段階
熱間圧延段階で得られた熱延鋼材を冷却する。
熱間圧延段階で得られた熱延鋼材を冷却する。
熱間仕上げ圧延後、熱延鋼材の冷却は粒界炭化物の形成を抑制するのに十分な冷却速度で行われることが好ましい。冷却速度が１０℃／ｓ未満の場合は炭化物の形成を避けるのに十分でなく、冷却中に粒界に炭化物が析出し、鋼材の早期破断による延性の減少及びこれによる耐摩耗性の劣化が問題になるため、冷却速度は速いほどよく、加速冷却の範囲内であれば上記冷却速度の上限は特に制限する必要がない。但し、通常の加速冷却時には冷却速度が１００℃／ｓを超えるのが困難である点を考慮して、その上限は１００℃／ｓに限定することが好ましい。
熱延鋼材の冷却時、冷却停止温度は６００℃以下に限定することが好ましい。高速で冷却しても、高温で冷却が停止する場合には炭化物が生成及び成長する可能性もある。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。但し、下記の実施例は本発明を例示して具体化するためのものに過ぎず、本発明の権利範囲を制限するものではない。本発明の権利範囲は、特許請求の範囲に記載された事項と、ここから合理的に類推される事項によって決定される。
下記表１の成分系を満たすスラブを１２００℃の温度で再加熱した後、表１の熱間仕上げ圧延条件で熱間圧延し、厚さ１２ｍｍの熱延鋼材を製造した後、２０℃／ｓの冷却速度で３００℃の温度まで冷却した。
上記のように製造された熱延鋼板（鋼材）の結晶粒度、降伏強度、引張強度、延伸率、及び割れ感受性を測定し、その結果を下記表１に示した。
上記割れ感受性は鋼材の熱間加工性が確認できる要素であり、ここでは図２のように、鋼材の側面エッジ、先端部エッジ及び上面の表面品質を測定した。感受性の程度は図１の基準に従ってそれぞれの測定部位を点数化し、このように点数化した３箇所の点数を乗じた値を、下記表２に感受性で示した。下記表２において感受性が３以下の場合は良好な表面品質を有する。
一方、下記表２には、−０．４５１＋３４．１３１×Ｐ＋１１１．１５２×Ａｌ−７９９．４８３×Ｂ＋０．５２６×Ｃｒで表示される感受性成分指数値を示した。
また、下記表２の感受性値と−０．４５１＋３４．１３１×Ｐ＋１１１．１５２×Ａｌ−７９９．４８３×Ｂ＋０．５２６×Ｃｒで表示される感受性成分指数値との関係を図３に示した。
上記表１及び表２に示すように、実施例１から８は本発明の感受性３以下と良好な表面品質を有する。
比較例１はＰの含量が高く、成分指数が３．４３と比較的高い割れ感受性を有する。
比較例２の場合にはＢが添加されたが、Ａｌ含量が高いため、成分指数が減少し、これにより、割れ感受性も減少したが、本発明の範囲から外れることが分かる。
比較例３はＡｌ含量が本発明の範囲を外れるものであり、成分指数が５．６２で、割れ感受性が８．００であることが分かる。
比較例４から５はＰとＡｌの添加によって成分指数が高くなり、割れ感受性も高くなることが分かる。
一方、図３に示すように、−０．４５１＋３４．１３１×Ｐ＋１１１．１５２×Ａｌ−７９９．４８３×Ｂ＋０．５２６×Ｃｒで表示される感受性成分指数値が３．４以下の場合は感受性が３以下と良好な表面品質を有することが分かる。
以上、実施例を参照して説明したが、当該技術分野の技術者であれば本発明の基本的思想の範囲内で本発明を多様に修正及び変形することが可能であり、また、本発明の権利範囲は特許請求の範囲に基づいて解釈されるべきである。
Claims (8)
- マンガン（Ｍｎ）：１５〜２７質量％、炭素（Ｃ）：０．１〜１．１質量％、ケイ素（Ｓｉ）：０．０５〜０．５０質量％、リン（Ｐ）：０．０３質量％以下（０％は除く）、硫黄（Ｓ）：０．０１質量％以下（０％は除く）、アルミニウム（Ａｌ）：０．０５０質量％以下（０％は除く）、クロム（Ｃｒ）：５質量％以下（０％を含む）、ホウ素（Ｂ）：０．０１質量％以下（０％を含む）、窒素（Ｎ）：０．１質量％以下（０％は除く）、残部Ｆｅ及びその他の不可避不純物からなり、、下記関係式（１）で表される感受性成分指数値が３．４以下であり、
［関係式１］
−０．４５１＋３４．１３１×Ｐ＋１１１．１５２×Ａｌ−７９９．４８３×Ｂ＋０．５２６×Ｃｒ≦３．４
（前記［Ｐ］、［Ａｌ］、［Ｂ］及び［Ｃｒ］はそれぞれ該当元素の質量％を意味する。）
微細組織が面積分率で９５％以上のオーステナイトを含むことを特徴とする熱間加工性に優れた非磁性鋼材。 - 前記オーステナイトの平均結晶粒度は１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の熱間加工性に優れた非磁性鋼材。
- マンガン（Ｍｎ）：１５〜２７質量％、炭素（Ｃ）：０．１〜１．１質量％、ケイ素（Ｓｉ）：０．０５〜０．５０質量％、リン（Ｐ）：０．０３質量％以下（０％は除く）、硫黄（Ｓ）：０．０１質量％以下（０％は除く）、アルミニウム（Ａｌ）：０．０５０質量％以下（０％は除く）、クロム（Ｃｒ）：５質量％以下（０％を含む）、ホウ素（Ｂ）：０．０１質量％以下（０％を含む）、窒素（Ｎ）：０．１質量％以下（０％は除く）、残部Ｆｅ及びその他の不可避不純物からなり、下記関係式（１）で表される感受性成分指数値が３．４以下であるスラブを用意する段階と、
［関係式１］
−０．４５１＋３４．１３１×Ｐ＋１１１．１５２×Ａｌ−７９９．４８３×Ｂ＋０．５２６×Ｃｒ≦３．４
（前記［Ｐ］、［Ａｌ］、［Ｂ］及び［Ｃｒ］はそれぞれ該当元素の質量％を意味する。）
前記スラブを１０５０〜１２５０℃の温度で再加熱するスラブ再加熱段階と、
前記再加熱されたスラブを熱間圧延して熱延鋼材を得る熱間圧延段階と、
熱延鋼材を冷却する冷却段階と、
を含むことを特徴とする熱間加工性に優れた非磁性鋼材の製造方法。 - 前記熱間圧延段階において熱間圧延時の熱間仕上げ圧延温度が８００〜１０５０℃であることを特徴とする請求項３に記載の熱間加工性に優れた非磁性鋼材の製造方法。
- 前記冷却段階において冷却時の冷却速度は１０〜１００℃／ｓであることを特徴とする請求項３に記載の熱間加工性に優れた非磁性鋼材の製造方法。
- 前記冷却段階において冷却時の冷却停止温度は６００℃以下であることを特徴とする請求項３に記載の熱間加工性に優れた非磁性鋼材の製造方法。
- 前記鋼材は面積分率で９５％以上のオーステナイトを含む微細組織を有することを特徴とする請求項３に記載の熱間加工性に優れた非磁性鋼材の製造方法。
- 前記オーステナイトの平均結晶粒度は１０μｍ以上であることを特徴とする請求項７に記載の熱間加工性に優れた非磁性鋼材の製造方法。
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