JP2024020007A - Ferritic stainless steel and method for producing the same, ferritic stainless steel for vibration-damping heat treatment, and vibration-damping member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フェライト系ステンレス鋼材及びその製造方法、制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材、並びに制振部材に関する。 The present invention relates to a ferritic stainless steel material, a method for manufacturing the same, a ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment, and a vibration damping member.
自動車は、電動化に伴ってエンジンによる音及び振動が小さくなり、車室内の静粛性が向上している。その結果、これまでエンジン音に埋もれていた騒音や電動化に特有の高周波音などが搭乗者の耳に異音として捉えられ易くなっており、自動車（特に、マフラーなどの排ガス部材）に用いられる材料に対する制振性のレベルが高くなっている。また、スライドドアレールなどの部品に対しても、ドアの開閉による振動を抑制する観点から、制振性が求められている。 2. Description of the Related Art As automobiles become more electric, the noise and vibrations generated by engines are becoming smaller, and the interior of the vehicle is becoming quieter. As a result, noise that was previously buried under engine noise and high-frequency sounds unique to electrification are now more easily perceived as abnormal sounds by the ears of passengers. The vibration damping properties of the material are high. Furthermore, parts such as sliding door rails are required to have vibration damping properties in order to suppress vibrations caused by opening and closing doors.
さらに、近年、ハードディスク（以下、「ＨＤＤ」と略す）などの電子機器は、大容量化が進んだことに伴い、単位体積あたりの発熱量が増加している。特に、データセンターなどの多数のＨＤＤを密集して設置する場所では、発熱量が大きくなるため、高出力のファンを用いた冷却が行われている。しかしながら、高出力のファンは、風圧による振動によってハードディスクの共振が生じ易い。ＨＤＤなどの電子機器において、振動は誤作動や故障などの原因となるため、電子機器に用いられる部品（例えば、ケース材）に対しても高い制振性が求められている。 Furthermore, in recent years, as electronic devices such as hard disks (hereinafter abbreviated as "HDD") have become larger in capacity, the amount of heat generated per unit volume has increased. Particularly, in places such as data centers where a large number of HDDs are installed closely, the amount of heat generated is large, so high-output fans are used for cooling. However, high-output fans tend to cause hard disk resonance due to vibrations caused by wind pressure. In electronic devices such as HDDs, vibrations can cause malfunctions and failures, so parts used in electronic devices (for example, case materials) are also required to have high vibration damping properties.
制振性を有する材料としてはゴムや樹脂が代表例として挙げられるが、ゴムや樹脂は、一般的に熱伝導率が低いため、電子機器など冷却を必要とする用途には使用し難い。そのため、熱伝導率の高い制振性を有する金属材料が必要とされている。また、ゴムや樹脂は、少なくとも一部が屋外環境に曝される用途で使用される場合、強度、耐食性などの特性が十分でないことも多い。 Typical examples of materials with vibration damping properties include rubber and resin, but since rubber and resin generally have low thermal conductivity, they are difficult to use in applications that require cooling, such as electronic devices. Therefore, a metal material with high thermal conductivity and vibration damping properties is needed. Further, when rubbers and resins are used in applications where at least a portion thereof is exposed to outdoor environments, properties such as strength and corrosion resistance are often insufficient.
制振性を有する金属材料は、振動エネルギーの減衰機構から、複合型、強磁性型、転位型及び双晶型に大別される。これらは、種類ごとに長所及び短所が存在するが、高強度且つ制振性が良好な強磁性型が好ましい。強磁性型は、振動などの外力が加わった際に磁区が一方向に再配列し、除荷されると磁区はランダムに再配列される。このときの残留歪が振動エネルギーを吸収して振動を減衰させることができる。 Metal materials having vibration damping properties are broadly classified into composite type, ferromagnetic type, dislocation type, and twin type based on the vibration energy damping mechanism. Each type of these has advantages and disadvantages, but ferromagnetic types are preferred because they have high strength and good vibration damping properties. In the ferromagnetic type, the magnetic domains rearrange in one direction when an external force such as vibration is applied, and when the load is removed, the magnetic domains rearrange randomly. The residual strain at this time can absorb vibration energy and damp vibration.
強磁性型の金属材料としては、例えば、質量％で、Ｃ：０．００１～０．０３％、Ｓｉ：０．１～１．０％、Ｍｎ：０．１～２．０％、Ｎｉ：０．０１～０．６％、Ｃｒ：１０．５～２４．０％、Ｎ：０．００１～０．０３％、Ｎｂ：０～０．８％、Ｔｉ：０～０．５％、Ｃｕ：０～２．０％、Ｍｏ：０～２．５％、Ｖ：０～１．０％、Ａｌ：０～０．３％、Ｚｒ：０～０．３％、Ｃｏ：０～０．６％、ＲＥＭ（希土類元素）：０～０．１％、Ｃａ：０～０．１％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物である化学組成を有し、マトリックスがフェライト単相であり、フェライト結晶粒の平均結晶粒径が０．３～３．０ｍｍである金属組織を有し、残留磁束密度が４５ｍＴ以下であるフェライト系ステンレス鋼材が知られている（特許文献１）。 Examples of ferromagnetic metal materials include, in mass %, C: 0.001 to 0.03%, Si: 0.1 to 1.0%, Mn: 0.1 to 2.0%, Ni: 0.01-0.6%, Cr: 10.5-24.0%, N: 0.001-0.03%, Nb: 0-0.8%, Ti: 0-0.5%, Cu : 0-2.0%, Mo: 0-2.5%, V: 0-1.0%, Al: 0-0.3%, Zr: 0-0.3%, Co: 0-0. 6%, REM (rare earth element): 0 to 0.1%, Ca: 0 to 0.1%, the balance being Fe and unavoidable impurities, the matrix is a single ferrite phase, and the ferrite crystal grains A ferritic stainless steel material is known that has a metal structure with an average grain size of 0.3 to 3.0 mm and a residual magnetic flux density of 45 mT or less (Patent Document 1).
また、質量％で、Ｃ：０．００１～０．０４％、Ｓｉ：０．１～２．０％、Ｍｎ：０．１～１．０％、Ｎｉ：０．０１～０．６％、Ｃｒ：１０．５～２０．０％、Ａｌ：０．５～５．０％、Ｎ：０．００１～０．０３％、Ｎｂ：０～０．８％、Ｔｉ：０～０．５％、Ｃｕ：０～０．３％、Ｍｏ：０～０．３％、Ｖ：０～０．３％、Ｚｒ：０～０．３％、Ｃｏ：０～０．６％、ＲＥＭ（希土類元素）：０～０．１％、Ｃａ：０～０．１％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物である化学組成を有し、マトリックスがフェライト単相であり、フェライト結晶粒の平均結晶粒径が０．３～３．０ｍｍである金属組織を有し、残留磁束密度が４５ｍＴ以下であるフェライト系ステンレス鋼材も知られている（特許文献２）。 In addition, in mass%, C: 0.001 to 0.04%, Si: 0.1 to 2.0%, Mn: 0.1 to 1.0%, Ni: 0.01 to 0.6%, Cr: 10.5-20.0%, Al: 0.5-5.0%, N: 0.001-0.03%, Nb: 0-0.8%, Ti: 0-0.5% , Cu: 0-0.3%, Mo: 0-0.3%, V: 0-0.3%, Zr: 0-0.3%, Co: 0-0.6%, REM (rare earth element ): 0 to 0.1%, Ca: 0 to 0.1%, the balance is Fe and unavoidable impurities, the matrix is a single ferrite phase, and the average crystal grain size of ferrite crystal grains is 0. A ferritic stainless steel material is also known that has a metal structure of .3 to 3.0 mm and a residual magnetic flux density of 45 mT or less (Patent Document 2).
特許文献１に記載のフェライト系ステンレス鋼材は、組成が詳細に検討されていないため、Ｃｒ及びＭｏの含有量が低い場合に所望の制振性が得られ難い。
特許文献２に記載のフェライト系ステンレス鋼材は、Ａｌの含有量を高くすることにより、制振性は向上する一方で靭性が低下してしまう。また、特許文献２に記載のフェライト系ステンレス鋼材も、組成が詳細に検討されていないため、Ｃｒの含有量が低い場合には耐食性も十分とはいえない。
Since the composition of the ferritic stainless steel material described in Patent Document 1 has not been studied in detail, it is difficult to obtain desired vibration damping properties when the contents of Cr and Mo are low.
In the ferritic stainless steel material described in Patent Document 2, by increasing the Al content, the vibration damping property is improved, but the toughness is reduced. Further, since the composition of the ferritic stainless steel material described in Patent Document 2 has not been studied in detail, it cannot be said that the corrosion resistance is sufficient when the Cr content is low.
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、靭性、耐食性及び制振性に優れたフェライト系ステンレス鋼材及びその製造方法、並びに制振部材を提供することを目的とする。
また、本発明は、靭性、耐食性及び制振性に優れたフェライト系ステンレス鋼材を製造可能な制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材を提供することを目的とする。
The present invention was made in order to solve the above problems, and aims to provide a ferritic stainless steel material with excellent toughness, corrosion resistance, and vibration damping properties, a method for manufacturing the same, and a vibration damping member. do.
Another object of the present invention is to provide a ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment that can produce a ferritic stainless steel material with excellent toughness, corrosion resistance, and vibration damping properties.
本発明者らは、上記のような問題を解決すべく鋭意研究を行った結果、フェライト系ステンレス鋼材の組成、平均結晶粒径、及び直径が０．５μｍ以上５．０μｍ未満の析出物の個数密度を制御することにより、靭性、耐食性及び制振性を向上させ得ることを見出した。また、本発明者らは、このような特徴を有するフェライト系ステンレス鋼材が、所定の組成を有する材料（制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材）を用い、所定の条件で制振熱処理を行うことで得られることも見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至ったものである。 As a result of intensive research to solve the above-mentioned problems, the present inventors found that the composition of ferritic stainless steel material, the average grain size, and the number of precipitates with a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm It has been found that toughness, corrosion resistance, and vibration damping properties can be improved by controlling the density. In addition, the present inventors have discovered that a ferritic stainless steel material having such characteristics can be obtained by performing vibration damping heat treatment under predetermined conditions using a material with a predetermined composition (ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment). I also found that I could get it. The present invention has been completed based on these findings.
すなわち、本発明は、質量基準で、Ｃ：０．１００％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：１．００％以下、Ｐ：０．１００％以下、Ｓ：０．１００％以下、Ｃｒ：２０．００～３５．００％、Ｎｉ：１．００％以下、Ｃｕ：１．００％以下、Ｍｏ：０．５０～４．００％、Ｎ：０．１００％以下、Ｔｉ：１．００％以下を含み、１．８Ｃｒ＋２．８Ｍｏ：４０．００％以上であり、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有し、
平均結晶粒径が１００～１０００μｍであり、
直径が０．５μｍ以上５．０μｍ未満の析出物の個数密度が１００個／ｍｍ2以下であるフェライト系ステンレス鋼材である。
That is, the present invention provides, on a mass basis, C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.100% or less, S: 0.100% or less, Cr: 20.00 to 35.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50 to 4.00%, N: 0.100% or less, Ti: 1. 00% or less, 1.8Cr + 2.8Mo: 40.00% or more, and the remainder is Fe and impurities,
The average crystal grain size is 100 to 1000 μm,
This is a ferritic stainless steel material in which the number density of precipitates with a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm is 100 pieces/mm 2 or less.
また、本発明は、質量基準で、Ｃ：０．１００％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：１．００％以下、Ｐ：０．１００％以下、Ｓ：０．１００％以下、Ｃｒ：２０．００～３５．００％、Ｎｉ：１．００％以下、Ｃｕ：１．００％以下、Ｍｏ：０．５０～４．００％、Ｎ：０．１００％以下、Ｔｉ：１．００％以下を含み、下記のＡ群及びＢ群から選択される１種以上を更に含み、１．８Ｃｒ＋２．８Ｍｏ：４０．００％以上であり、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有し、
平均結晶粒径が１００～１０００μｍであり、
直径が０．５μｍ以上５．０μｍ未満の析出物の個数密度が１００個／ｍｍ2以下であるフェライト系ステンレス鋼材である。
［Ａ群］Ａｌ：１．００％以下及びＮｂ：０．２０％以下から選択される１種以上
［Ｂ群］Ｚｒ：１．００％以下、Ｃｏ：１．００％以下、Ｖ：１．００％以下、Ｗ：１．００％以下、ＲＥＭ：０．１００％以下、Ｃａ：０．１００％以下、Ｓｎ：０．１００％以下及びＢ：０．０１００％以下から選択される１種以上
The present invention also provides, on a mass basis, C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.100% or less, S: 0.100% or less, Cr: 20.00 to 35.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50 to 4.00%, N: 0.100% or less, Ti: 1. 00% or less, further containing one or more selected from the following Groups A and B, and having a composition of 1.8Cr + 2.8Mo: 40.00% or more, with the remainder consisting of Fe and impurities,
The average crystal grain size is 100 to 1000 μm,
This is a ferritic stainless steel material in which the number density of precipitates with a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm is 100 pieces/mm 2 or less.
[Group A] One or more selected from Al: 1.00% or less and Nb: 0.20% or less [Group B] Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1. 00% or less, W: 1.00% or less, REM: 0.100% or less, Ca: 0.100% or less, Sn: 0.100% or less, and B: 0.0100% or less.
また、本発明は、質量基準で、Ｃ：０．１００％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：１．００％以下、Ｐ：０．１００％以下、Ｓ：０．１００％以下、Ｃｒ：２０．００～３５．００％、Ｎｉ：１．００％以下、Ｃｕ：１．００％以下、Ｍｏ：０．５０～４．００％、Ｎ：０．１００％以下、Ｔｉ：１．００％以下を含み、１．８Ｃｒ＋２．８Ｍｏ：４０．００％以上であり、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有する制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材である。 The present invention also provides, on a mass basis, C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.100% or less, S: 0.100% or less, Cr: 20.00 to 35.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50 to 4.00%, N: 0.100% or less, Ti: 1. 00% or less, 1.8Cr+2.8Mo: 40.00% or more, and the balance is Fe and impurities.
また、本発明は、質量基準で、Ｃ：０．１００％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：１．００％以下、Ｐ：０．１００％以下、Ｓ：０．１００％以下、Ｃｒ：２０．００～３５．００％、Ｎｉ：１．００％以下、Ｃｕ：１．００％以下、Ｍｏ：０．５０～４．００％、Ｎ：０．１００％以下、Ｔｉ：１．００％以下を含み、下記のＡ群及びＢ群から選択される１種以上を更に含み、１．８Ｃｒ＋２．８Ｍｏ：４０．００％以上であり、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有する制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材である。
［Ａ群］Ａｌ：１．００％以下及びＮｂ：０．２０％以下から選択される１種以上
［Ｂ群］Ｚｒ：１．００％以下、Ｃｏ：１．００％以下、Ｖ：１．００％以下、Ｗ：１．００％以下、ＲＥＭ：０．１００％以下、Ｃａ：０．１００％以下、Ｓｎ：０．１００％以下及びＢ：０．０１００％以下から選択される１種以上
The present invention also provides, on a mass basis, C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.100% or less, S: 0.100% or less, Cr: 20.00 to 35.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50 to 4.00%, N: 0.100% or less, Ti: 1. 00% or less, further contains one or more selected from the following groups A and B, and has a composition of 1.8Cr+2.8Mo:40.00% or more, with the balance consisting of Fe and impurities. Ferritic stainless steel material for heat treatment.
[Group A] One or more selected from Al: 1.00% or less and Nb: 0.20% or less [Group B] Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1. 00% or less, W: 1.00% or less, REM: 0.100% or less, Ca: 0.100% or less, Sn: 0.100% or less, and B: 0.0100% or less.
また、本発明は、前記制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材を１０００～１２００℃で熱処理した後、７００℃までの冷却速度を３０℃／分以上として冷却する、フェライト系ステンレス鋼材の製造方法である。 The present invention also provides a method for producing a ferritic stainless steel material, which comprises heat-treating the ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment at 1000 to 1200°C, and then cooling the material to 700°C at a cooling rate of 30°C/min or more. .
さらに、本発明は、前記フェライト系ステンレス鋼材を含む制振部材である。 Furthermore, the present invention is a vibration damping member including the ferritic stainless steel material.
本発明によれば、靭性、耐食性及び制振性に優れたフェライト系ステンレス鋼材及びその製造方法、並びに制振部材を提供することができる。
また、本発明によれば、靭性、耐食性及び制振性に優れたフェライト系ステンレス鋼材を製造可能な制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a ferritic stainless steel material with excellent toughness, corrosion resistance, and vibration damping properties, a method for manufacturing the same, and a vibration damping member.
Further, according to the present invention, it is possible to provide a ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment that can produce a ferritic stainless steel material with excellent toughness, corrosion resistance, and vibration damping properties.
強磁性型のフェライト系ステンレス鋼材の制振性は、磁区が移動した際の変形量（磁歪）の大きさによって決まる。Ａｌは磁歪を大きくすることができる一方で、靭性が低下する要因となる。そのため、靭性を確保するために、Ａｌを含まないか又はＡｌを低減した組成系とした。他方、磁歪を大きくするとともに耐食性を向上させるために、ＣｒをＭｏと複合添加し、それらの含有量を最適化した。
また、フェライト系ステンレス鋼材における制振性の発現には、磁区が自由に移動できることが必要であるが、フェライト系ステンレス鋼材中の歪（転位）、析出物及び結晶粒界は磁区の移動を妨げる。そのため、磁区の移動を妨げる要因となる析出物の大きさを特定し、その量（個数密度）を制御した。また、磁区の移動を妨げる結晶粒界を少なくするために、結晶粒を成長させ、その平均結晶粒径を制御した。
The vibration damping properties of ferromagnetic ferritic stainless steel materials are determined by the amount of deformation (magnetostriction) when the magnetic domains move. Although Al can increase magnetostriction, it becomes a factor that reduces toughness. Therefore, in order to ensure toughness, a composition system was adopted that did not contain Al or had a reduced amount of Al. On the other hand, in order to increase magnetostriction and improve corrosion resistance, Cr was added in combination with Mo, and their contents were optimized.
In addition, in order for ferritic stainless steel materials to exhibit vibration damping properties, it is necessary for magnetic domains to be able to move freely, but strains (dislocations), precipitates, and grain boundaries in ferritic stainless steel materials impede the movement of magnetic domains. . Therefore, the size of the precipitates that impede the movement of magnetic domains was identified, and the amount (number density) of the precipitates was controlled. In addition, in order to reduce the number of grain boundaries that hinder the movement of magnetic domains, we grew grains and controlled their average grain size.
フェライト系ステンレス鋼材中の歪（転位）、析出物及び結晶粒界を低減するためには熱処理が必要であるが、溶製時に析出した析出物（特に、Ｎｂの炭窒化物）は、熱処理によって消失し難い。そこで、析出物を少なくするために、Ｎｂを含まないか又はＮｂを低減した組成系とした。
また、フェライト系ステンレス鋼材中のＣ及びＮの固溶量が多いと、Ｃｒと結合してＣｒ炭化物及びＣｒ窒化物が析出する。これらの析出物は周囲のＣｒを奪って耐食性を低下させる鋭敏化を招くだけでなく、特にＣｒ炭化物は粒界に優先的に析出するため靭性が著しく低下する原因となる。そこで、Ｃ及びＮの固溶量を低減し、鋭敏化及び靭性低下を抑制するために、Ｔｉを添加してＣ及びＮを析出物として固定化した。Ｔｉの炭窒化物（析出物）は、７００℃以上１０００℃未満で析出し、１０００℃以上で固溶するため、制振熱処理を１０００～１２００℃で行いＴｉの炭窒化物を固溶させた後、７００℃までの冷却速度を早めることで析出物を微細にした。
Heat treatment is necessary to reduce strain (dislocations), precipitates, and grain boundaries in ferritic stainless steel materials, but precipitates (especially Nb carbonitrides) that precipitate during melting can be removed by heat treatment. Hard to disappear. Therefore, in order to reduce the amount of precipitates, a composition system containing no Nb or with a reduced Nb content was adopted.
Furthermore, when the amount of solid solution of C and N in the ferritic stainless steel material is large, they combine with Cr to precipitate Cr carbide and Cr nitride. These precipitates not only cause sensitization that takes away Cr from the surrounding area and reduce corrosion resistance, but also cause a significant decrease in toughness because Cr carbides in particular precipitate preferentially at grain boundaries. Therefore, in order to reduce the amount of solid solution of C and N and suppress sensitization and decrease in toughness, Ti was added to fix C and N as precipitates. Ti carbonitrides (precipitates) precipitate at temperatures above 700°C and below 1000°C and dissolve into solid solution at temperatures above 1000°C, so damping heat treatment was performed at 1000 to 1200°C to dissolve Ti carbonitrides into solid solution. Thereafter, the precipitates were made fine by increasing the cooling rate to 700°C.
上記の観点に基づいて完成された本発明の実施形態について、以下で具体的に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施形態に対し変更、改良などが適宜加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
なお、本明細書において成分に関する「％」表示は、特に断らない限り「質量％」を意味する。
Embodiments of the present invention completed based on the above viewpoints will be specifically described below. The present invention is not limited to the following embodiments, and modifications and improvements may be made to the following embodiments as appropriate based on the common knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It should be understood that such materials also fall within the scope of the present invention.
In this specification, the expression "%" regarding components means "mass %" unless otherwise specified.
（１）フェライト系ステンレス鋼材
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、Ｃ：０．１００％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：１．００％以下、Ｐ：０．１００％以下、Ｓ：０．１００％以下、Ｃｒ：２０．００～３５．００％、Ｎｉ：１．００％以下、Ｃｕ：１．００％以下、Ｍｏ：０．５０～４．００％、Ｎ：０．１００％以下、Ｔｉ：１．００％以下を含み、１．８Ｃｒ＋２．８Ｍｏ：４０．００％以上であり、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有する。
(1) Ferritic stainless steel material The ferritic stainless steel material according to the embodiment of the present invention has C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.100%. Below, S: 0.100% or less, Cr: 20.00 to 35.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50 to 4.00%, N: 0.100% or less, Ti: 1.00% or less, 1.8Cr+2.8Mo: 40.00% or more, and the remainder is Fe and impurities.
ここで、本明細書において「ステンレス鋼材」とは、ステンレス鋼から形成された材料のことを意味し、その材形は特に限定されない。材形の例としては、板状（帯状を含む）、棒状、管状などが挙げられる。また、断面形状がＴ形、Ｉ形などの各種形鋼であってもよい。
また、本明細書において「フェライト系」とは、常温で金属組織が主にフェライト相であるものを意味する。したがって、「フェライト系」にはフェライト相以外の相（例えば、オーステナイト相やマルテンサイト相など）が僅かに含まれるものも包含される。
また、本明細書において「不純物」とは、フェライト系ステンレス鋼材を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップなどの原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。例えば、不純物には、不可避的不純物も含まれる。不純物としては、例えばＯが挙げられる。
さらに、各元素の含有量に関して、「ｘｘ％以下」を含むとは、ｘｘ％以下であるが、０％超（特に、不純物レベル超）の量を含むことを意味する。
Here, in this specification, "stainless steel material" means a material formed from stainless steel, and the shape of the material is not particularly limited. Examples of the material shape include plate shape (including band shape), rod shape, and tube shape. Further, various types of steel sections having a T-shape or I-shape in cross-section may be used.
Moreover, in this specification, "ferritic type" means that the metal structure is mainly a ferrite phase at room temperature. Therefore, "ferritic" includes those containing a small amount of phase other than ferrite phase (for example, austenite phase, martensite phase, etc.).
Furthermore, in this specification, "impurities" refer to components that are mixed into raw materials such as ores and scraps and various factors in the manufacturing process when ferritic stainless steel materials are manufactured industrially, and which have an adverse effect on the present invention. It means that it is permissible within the range that does not give. For example, impurities include unavoidable impurities. Examples of impurities include O.
Furthermore, regarding the content of each element, "containing xx% or less" means containing an amount of not more than xx% but more than 0% (particularly more than the impurity level).
また、本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、下記のＡ群及びＢ群から選択される１種以上を更に含むことができる。
［Ａ群］Ａｌ：１．００％以下及びＮｂ：０．２０％以下から選択される１種以上
［Ｂ群］Ｚｒ：１．００％以下、Ｃｏ：１．００％以下、Ｖ：１．００％以下、Ｗ：１．００％以下、ＲＥＭ：０．１００％以下、Ｃａ：０．１００％以下、Ｓｎ：０．１００％以下及びＢ：０．０１００％以下から選択される１種以上
以下、各成分について詳細に説明する。
Further, the ferritic stainless steel material according to the embodiment of the present invention can further include one or more selected from Group A and Group B below.
[Group A] One or more selected from Al: 1.00% or less and Nb: 0.20% or less [Group B] Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1. 00% or less, W: 1.00% or less, REM: 0.100% or less, Ca: 0.100% or less, Sn: 0.100% or less, and B: 0.0100% or less. Each component will be explained in detail below.
（Ｃ：０．１００％以下）
Ｃは、フェライト系ステンレス鋼材の耐粒界腐食性（鋭敏化抑制作用）や加工性などの特性に影響を与える元素である。Ｃの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び耐粒界腐食性が低下してしまう。そのため、Ｃの含有量の上限値は、０．１００％、好ましくは０．０８０％、より好ましくは０．０５０％である。一方、Ｃの含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｃの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Ｃの含有量の下限値は、好ましくは０．００１％、より好ましくは０．００２％である。
(C: 0.100% or less)
C is an element that affects characteristics such as intergranular corrosion resistance (sensitization suppression effect) and workability of ferritic stainless steel materials. If the content of C is too large, the workability and intergranular corrosion resistance of the ferritic stainless steel material will decrease. Therefore, the upper limit of the C content is 0.100%, preferably 0.080%, and more preferably 0.050%. On the other hand, the lower limit of the C content is not particularly limited, but reducing the C content leads to an increase in scouring cost. Therefore, the lower limit of the C content is preferably 0.001%, more preferably 0.002%.
（Ｓｉ：１．００％以下）
Ｓｉは、フェライト系ステンレス鋼材の耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。Ｓｉの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び靭性が低下する。そのため、Ｓｉの含有量の上限値は、１．００％、好ましくは０．９０％、より好ましくは０．８０％である。一方、Ｓｉの含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｓｉによる効果を確保する観点から、好ましくは０．０１％、より好ましくは０．０３％、更に好ましくは０．０５％である。
(Si: 1.00% or less)
Si is an effective element for improving the oxidation resistance of ferritic stainless steel materials. If the Si content is too high, the workability and toughness of the ferritic stainless steel material will decrease. Therefore, the upper limit of the Si content is 1.00%, preferably 0.90%, and more preferably 0.80%. On the other hand, the lower limit of the Si content is not particularly limited, but from the viewpoint of ensuring the effect of Si, it is preferably 0.01%, more preferably 0.03%, and still more preferably 0.05%.
（Ｍｎ：１．００％以下）
Ｍｎは、脱酸元素として有用な元素である。Ｍｎの含有量が多すぎると、腐食起点となるＭｎＳを生成し易くなるとともに、フェライト相を不安定化させる。そのため、Ｍｎの含有量の上限値は、１．００％、好ましくは０．９０％、より好ましくは０．８０％である。一方、Ｍｎの含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｍｎによる効果を確保する観点から、好ましくは０．０１％、より好ましくは０．０３％、更に好ましくは０．０５％である。
(Mn: 1.00% or less)
Mn is an element useful as a deoxidizing element. If the Mn content is too high, MnS, which becomes a corrosion starting point, is likely to be generated and the ferrite phase is destabilized. Therefore, the upper limit of the Mn content is 1.00%, preferably 0.90%, and more preferably 0.80%. On the other hand, the lower limit of the Mn content is not particularly limited, but from the viewpoint of ensuring the effect of Mn, it is preferably 0.01%, more preferably 0.03%, and still more preferably 0.05%.
（Ｐ：０．１００％以下）
Ｐは、フェライト系ステンレス鋼材の溶接性や加工性などの特性に影響を与える元素である。Ｐの含有量が多すぎると、上記の特性が低下する恐れがある。そのため、Ｐの含有量の上限値は、０．１００％、好ましくは０．０８０％、より好ましくは０．０５０％である。一方、Ｐの含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｐの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Ｐの含有量の下限値は、好ましくは０．０１０％、より好ましくは０．０１２％である。
(P: 0.100% or less)
P is an element that affects properties such as weldability and workability of ferritic stainless steel materials. If the content of P is too large, the above characteristics may deteriorate. Therefore, the upper limit of the P content is 0.100%, preferably 0.080%, and more preferably 0.050%. On the other hand, the lower limit of the P content is not particularly limited, but reducing the P content leads to an increase in scouring cost. Therefore, the lower limit of the P content is preferably 0.010%, more preferably 0.012%.
（Ｓ：０．１００％以下）
Ｓは、腐食起点となるＭｎＳを生成し、フェライト系ステンレス鋼材の靭性などの特性に影響を与える元素である。Ｓの含有量が多すぎると、上記の特性が低下する恐れがある。そのため、Ｓの含有量の上限値は、０．１００％、好ましくは０．０８０％、より好ましくは０．０５０％である。一方、Ｓの含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｓの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Ｓの含有量の下限値は、好ましくは０．０００１％、より好ましくは０．０００５％である。
(S: 0.100% or less)
S is an element that generates MnS, which becomes a starting point for corrosion, and affects properties such as toughness of ferritic stainless steel materials. If the content of S is too large, the above characteristics may deteriorate. Therefore, the upper limit of the S content is 0.100%, preferably 0.080%, and more preferably 0.050%. On the other hand, the lower limit of the S content is not particularly limited, but reducing the S content leads to an increase in scouring cost. Therefore, the lower limit of the S content is preferably 0.0001%, more preferably 0.0005%.
（Ｃｒ：２０．００～３５．００％）
Ｃｒは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性及び制振性（磁歪の増大）を向上させるのに有効な元素である。Ｃｒの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の靭性が低下するとともに、製造コストの上昇につながる。そのため、Ｃｒの含有量の上限値は、３５．００％、好ましくは３４．５０％、より好ましくは３４．００％である。一方、Ｃｒの含有量が少なすぎると、上記の効果が十分に得られない。そのため、Ｃｒの含有量の下限値は、２０．００％、好ましくは２０．５０％、より好ましくは２１．００％である。
(Cr: 20.00-35.00%)
Cr is an effective element for improving the corrosion resistance and vibration damping properties (increase in magnetostriction) of ferritic stainless steel materials. If the Cr content is too high, the toughness of the ferritic stainless steel material will decrease and the manufacturing cost will increase. Therefore, the upper limit of the Cr content is 35.00%, preferably 34.50%, and more preferably 34.00%. On the other hand, if the Cr content is too low, the above effects cannot be sufficiently obtained. Therefore, the lower limit of the Cr content is 20.00%, preferably 20.50%, and more preferably 21.00%.
（Ｎｉ：１．００％以下）
Ｎｉは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性及び靭性を向上させるのに有効な元素である。Ｎｉの含有量が多すぎると、フェライト相が不安定化するとともに、製造コストも上昇する。そのため、Ｎｉの含有量の上限値は、１．００％、好ましくは０．８０％、より好ましくは０．６０％である。一方、Ｎｉの含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｎｉによる効果を確保する観点から、好ましくは０．０１％、より好ましくは０．０３％である。
(Ni: 1.00% or less)
Ni is an effective element for improving the corrosion resistance and toughness of ferritic stainless steel materials. If the Ni content is too high, the ferrite phase becomes unstable and the manufacturing cost increases. Therefore, the upper limit of the Ni content is 1.00%, preferably 0.80%, and more preferably 0.60%. On the other hand, the lower limit of the Ni content is not particularly limited, but from the viewpoint of ensuring the effect of Ni, it is preferably 0.01%, more preferably 0.03%.
（Ｃｕ：１．００％以下）
Ｃｕは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性を向上させるのに有効な元素である。Ｃｕの含有量が多すぎると、フェライト相が不安定化するとともに、製造コストも上昇する。そのため、Ｃｕの含有量の上限値は、１．００％、好ましくは０．７０％、より好ましくは０．３０％である。一方、Ｃｕの含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｃｕによる効果を確保する観点から、好ましくは０．００１％、より好ましくは０．０１％である。
(Cu: 1.00% or less)
Cu is an effective element for improving the corrosion resistance of ferritic stainless steel materials. If the Cu content is too high, the ferrite phase becomes unstable and the manufacturing cost increases. Therefore, the upper limit of the Cu content is 1.00%, preferably 0.70%, and more preferably 0.30%. On the other hand, the lower limit of the Cu content is not particularly limited, but from the viewpoint of ensuring the effect of Cu, it is preferably 0.001%, more preferably 0.01%.
（Ｍｏ：０．５０～４．００％）
Ｍｏは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性及び制振性（磁歪の増大）を向上させるのに有効な元素である。Ｍｏの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性が低下するとともに、製造コストが上昇する。そのため、Ｍｏの含有量の上限値は、４．００％、好ましくは３．８０％、より好ましくは３．６０％である。一方、Ｍｏの含有量が少なすぎると、上記の効果が十分に得られない。そのため、Ｍｏの含有量の下限値は、０．５０％、好ましくは０．６０％、より好ましくは０．８０％である。
(Mo: 0.50-4.00%)
Mo is an effective element for improving the corrosion resistance and vibration damping properties (increase in magnetostriction) of ferritic stainless steel materials. If the content of Mo is too high, the workability of the ferritic stainless steel material will decrease and the manufacturing cost will increase. Therefore, the upper limit of the Mo content is 4.00%, preferably 3.80%, and more preferably 3.60%. On the other hand, if the content of Mo is too small, the above effects cannot be sufficiently obtained. Therefore, the lower limit of the Mo content is 0.50%, preferably 0.60%, and more preferably 0.80%.
（Ｎ：０．１００％以下）
Ｎは、フェライト系ステンレス鋼材の耐粒界腐食性（鋭敏化抑制作用）や加工性などの特性に影響を与える元素である。Ｎの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び耐粒界腐食性が低下してしまう。そのため、Ｎの含有量の上限値は、０．１００％、好ましくは０．０８０％、より好ましくは０．０５０％である。一方、Ｎの含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｎの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Ｎの含有量の下限値は、好ましくは０．００１％、より好ましくは０．００３％、更に好ましくは０．００５％である。
(N: 0.100% or less)
N is an element that affects characteristics such as intergranular corrosion resistance (sensitization suppressing effect) and workability of ferritic stainless steel materials. If the N content is too high, the workability and intergranular corrosion resistance of the ferritic stainless steel material will decrease. Therefore, the upper limit of the N content is 0.100%, preferably 0.080%, and more preferably 0.050%. On the other hand, the lower limit of the N content is not particularly limited, but reducing the N content leads to an increase in scouring cost. Therefore, the lower limit of the N content is preferably 0.001%, more preferably 0.003%, and even more preferably 0.005%.
（Ｔｉ：１．００％以下）
Ｔｉは、フェライト系ステンレス鋼材の耐粒界腐食性（鋭敏化抑制作用）などの特性に影響を与える元素である。Ｔｉの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び表面品質が低下する。そのため、Ｔｉの含有量の上限値は、１．００％、好ましくは０．８０％、より好ましくは０．５０％である。一方、Ｔｉの含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｔｉによる効果を確保する観点から、好ましくは０．０１％、より好ましくは０．０３％、更に好ましくは０．０５％である。
(Ti: 1.00% or less)
Ti is an element that affects characteristics such as intergranular corrosion resistance (sensitization suppressing effect) of ferritic stainless steel materials. If the Ti content is too high, the workability and surface quality of the ferritic stainless steel material will deteriorate. Therefore, the upper limit of the Ti content is 1.00%, preferably 0.80%, and more preferably 0.50%. On the other hand, the lower limit of the Ti content is not particularly limited, but from the viewpoint of ensuring the effect of Ti, it is preferably 0.01%, more preferably 0.03%, and still more preferably 0.05%.
（１．８Ｃｒ＋２．８Ｍｏ：４０．００％以上）
Ｃｒ及びＭｏは、上記したようにフェライト系ステンレス鋼材の耐食性及び制振性（磁歪の増大）を向上させるのに有効な元素である。これらの効果を有効に得るためには、ＣｒとＭｏのバランスが肝要であり、１．８Ｃｒ＋２．８Ｍｏを４０．００％以上、好ましくは４０．５０％以上、より好ましくは４１．００％以上に制御する。一方、１．８Ｃｒ＋２．８Ｍｏの上限値は、特に限定されないが、好ましくは７４．００％、より好ましくは７３．００％、更に好ましくは７２．００％である。
(1.8Cr+2.8Mo: 40.00% or more)
As described above, Cr and Mo are effective elements for improving the corrosion resistance and vibration damping properties (increase in magnetostriction) of ferritic stainless steel materials. In order to effectively obtain these effects, the balance between Cr and Mo is essential, and 1.8Cr+2.8Mo should be at least 40.00%, preferably at least 40.50%, more preferably at least 41.00%. Control. On the other hand, the upper limit of 1.8Cr+2.8Mo is not particularly limited, but is preferably 74.00%, more preferably 73.00%, and still more preferably 72.00%.
（Ａｌ：１．００％以下）
Ａｌは、フェライト系ステンレス鋼材の制振性（磁歪の増大）を向上させるのに有効な元素である。ただし、Ａｌの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の靭性が低下する。そのため、Ａｌの含有量の上限値は、１．００％、好ましくは０．５０％、より好ましくは０．３０％、更に好ましくは０．１０％である。一方、Ａｌの含有量の下限値は、特に限定されないが、Ａｌによる効果を確保する観点から、好ましくは０．００１％、より好ましくは０．００５％、更に好ましくは０．０１％である。
(Al: 1.00% or less)
Al is an element effective in improving the damping properties (increase in magnetostriction) of ferritic stainless steel materials. However, if the Al content is too high, the toughness of the ferritic stainless steel material will decrease. Therefore, the upper limit of the Al content is 1.00%, preferably 0.50%, more preferably 0.30%, and still more preferably 0.10%. On the other hand, the lower limit of the Al content is not particularly limited, but from the viewpoint of ensuring the effect of Al, it is preferably 0.001%, more preferably 0.005%, and still more preferably 0.01%.
（Ｎｂ：０．２０％以下）
Ｎｂは、フェライト系ステンレス鋼材の耐粒界腐食性（鋭敏化抑制作用）などの特性に影響を与える元素である。ただし、Ｎｂの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材中の析出物が増加し、制振性が低下してしまう。そのため、Ｎｂの含有量の上限値は、０．２０％、好ましくは０．１５％、より好ましくは０．１０％である。一方、Ｎｂの含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｎｂによる効果を確保する観点から、好ましくは０．００１％、より好ましくは０．００５％、更に好ましくは０．０１％である。
(Nb: 0.20% or less)
Nb is an element that affects characteristics such as intergranular corrosion resistance (sensitization suppressing effect) of ferritic stainless steel materials. However, if the Nb content is too high, the amount of precipitates in the ferritic stainless steel material increases, resulting in a decrease in vibration damping properties. Therefore, the upper limit of the Nb content is 0.20%, preferably 0.15%, and more preferably 0.10%. On the other hand, the lower limit of the Nb content is not particularly limited, but from the viewpoint of ensuring the effect of Nb, it is preferably 0.001%, more preferably 0.005%, and still more preferably 0.01%.
（Ｚｒ：１．００％以下、Ｃｏ：１．００％以下、Ｖ：１．００％以下、Ｗ：１．００％以下）
Ｚｒ、Ｃｏ、Ｖ及びＷは、フェライト系ステンレス鋼材の耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。Ｚｒ、Ｃｏ、Ｖ及びＷの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び靭性が低下するとともに、製造コストの上昇につながる。そのため、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｖ及びＷの含有量の上限値はいずれも、１．００％、好ましくは０．８０％、より好ましくは０．６０％である。一方、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｖ及びＷの含有量の下限値はいずれも、特に限定されないが、好ましくは０．００１％、より好ましくは０．０１％である。
(Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1.00% or less, W: 1.00% or less)
Zr, Co, V, and W are elements effective in improving the oxidation resistance of ferritic stainless steel materials. If the content of Zr, Co, V, and W is too large, the workability and toughness of the ferritic stainless steel material will decrease, and the manufacturing cost will increase. Therefore, the upper limits of the contents of Zr, Co, V, and W are all 1.00%, preferably 0.80%, and more preferably 0.60%. On the other hand, the lower limits of the contents of Zr, Co, V, and W are not particularly limited, but are preferably 0.001%, more preferably 0.01%.
（ＲＥＭ：０．１００％以下、Ｃａ：０．１００％以下）
ＲＥＭ（希土類元素）及びＣａは、フェライト系ステンレス鋼材の耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。ＲＥＭ及びＣａの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の製造コストの上昇につながる。そのため、ＲＥＭ及びＣａの含有量の上限値はいずれも、０．１００％、好ましくは０．０８０％、より好ましくは０．０５０％である。一方、ＲＥＭ及びＣａの含有量の下限値はいずれも、特に限定されないが、好ましくは０．０００１％、より好ましくは０．００３％である。
なお、ＲＥＭは、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）の２元素と、ランタン（Ｌａ）からルテチウム（Ｌｕ）までの１５元素（ランタノイド）の総称を指す。これらは単独で用いてもよいし、混合物として用いてもよい。
(REM: 0.100% or less, Ca: 0.100% or less)
REM (rare earth element) and Ca are elements effective in improving the oxidation resistance of ferritic stainless steel materials. If the contents of REM and Ca are too high, it will lead to an increase in the manufacturing cost of the ferritic stainless steel material. Therefore, the upper limits of the contents of REM and Ca are both 0.100%, preferably 0.080%, and more preferably 0.050%. On the other hand, the lower limits of the REM and Ca contents are not particularly limited, but are preferably 0.0001%, more preferably 0.003%.
Note that REM is a general term for two elements, scandium (Sc) and yttrium (Y), and 15 elements (lanthanoids) from lanthanum (La) to lutetium (Lu). These may be used alone or as a mixture.
（Ｓｎ：０．１００％以下）
Ｓｎは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性を向上させるのに有効な元素である。Ｓｎの含有量が多すぎると、Ｓｎが偏析し、製造性が低下する。そのため、Ｓｎの含有量の上限値は、０．１００％、好ましくは０．０８０％、より好ましくは０．０５０％である。一方、Ｓｎの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは０．００１％、より好ましくは０．００５％である。
(Sn: 0.100% or less)
Sn is an element effective in improving the corrosion resistance of ferritic stainless steel materials. If the content of Sn is too high, Sn will segregate and the productivity will decrease. Therefore, the upper limit of the Sn content is 0.100%, preferably 0.080%, and more preferably 0.050%. On the other hand, the lower limit of the Sn content is not particularly limited, but is preferably 0.001%, more preferably 0.005%.
（Ｂ：０．０１００％以下）
Ｂは、フェライト系ステンレス鋼材の二次加工性を向上させるのに有効な元素である。Ｂの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の疲労強度が低下する。そのため、Ｂの含有量の上限値は、０．０１００％、好ましくは０．００８０％、より好ましくは０．００５０％である。一方、Ｂの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは０．０００１％、より好ましくは０．０００５％である。
(B: 0.0100% or less)
B is an element effective in improving the secondary workability of ferritic stainless steel materials. If the content of B is too large, the fatigue strength of the ferritic stainless steel material will decrease. Therefore, the upper limit of the content of B is 0.0100%, preferably 0.0080%, and more preferably 0.0050%. On the other hand, the lower limit of the B content is not particularly limited, but is preferably 0.0001%, more preferably 0.0005%.
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、平均結晶粒径が１００～１０００μｍである。平均結晶粒径を１００μｍ以上に制御することにより、制振性の発現に有効な磁区の移動を妨げる結晶粒界が少なくなるため、制振性を向上させることができる。この効果を安定して得る観点から、平均結晶粒径は、好ましくは１２０μｍ以上、より好ましくは１５０μｍ以上、更に好ましくは１８０μｍ以上、特に好ましくは２００μｍ以上である。また、平均結晶粒径を１０００μｍ以下に制御することにより、結晶粒の極端な粗大化によって靭性が低下することを安定して抑制することができる。この効果を安定して得る観点から、平均結晶粒径は、好ましくは８００μｍ以下、より好ましくは６００μｍ以下、更に好ましくは５００μｍ以下である。
ここで、本明細書において平均結晶粒径とは、後述する光学顕微鏡を用いて測定されるものを意味する。
The ferritic stainless steel material according to the embodiment of the present invention has an average grain size of 100 to 1000 μm. By controlling the average crystal grain size to 100 μm or more, the number of grain boundaries that impede the movement of magnetic domains, which are effective for exhibiting vibration damping properties, is reduced, so that vibration damping properties can be improved. From the viewpoint of stably obtaining this effect, the average crystal grain size is preferably 120 μm or more, more preferably 150 μm or more, still more preferably 180 μm or more, and particularly preferably 200 μm or more. Furthermore, by controlling the average crystal grain size to 1000 μm or less, it is possible to stably suppress a decrease in toughness due to extreme coarsening of crystal grains. From the viewpoint of stably obtaining this effect, the average crystal grain size is preferably 800 μm or less, more preferably 600 μm or less, and still more preferably 500 μm or less.
Here, in this specification, the average crystal grain size means that measured using an optical microscope described below.
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、直径が０．５μｍ以上５．０μｍ未満の析出物の個数密度が１００個／ｍｍ2以下である。直径が０．５μｍ以上５．０μｍ未満の析出物は磁区の移動を妨げるため、この析出物の個数密度を１００個／ｍｍ2以下に制御することにより、制振性を向上させることができる。この効果を安定して得る観点から、この析出物の個数密度は、好ましくは９５個／ｍｍ2以下、より好ましくは９０個／ｍｍ2以下、更に好ましくは８５個／ｍｍ2以下である。なお、この析出物は、制振性の観点から少ないほどよいため、その下限値は特に限定されないが、一般的に１０個／ｍｍ2である。
ここで、本明細書において析出物の直径及び個数密度とは、後述するＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて測定されるものを意味する。また、析出物の直径は、（長辺の長さ×短辺の長さ）1/2によって算出される値とする。
In the ferritic stainless steel material according to the embodiment of the present invention, the number density of precipitates having a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm is 100 pieces/mm 2 or less. Since precipitates with a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm hinder the movement of magnetic domains, damping properties can be improved by controlling the number density of these precipitates to 100 pieces/mm 2 or less. From the viewpoint of stably obtaining this effect, the number density of the precipitates is preferably 95 pieces/mm 2 or less, more preferably 90 pieces/mm 2 or less, and even more preferably 85 pieces/mm 2 or less. Note that the lower limit of the number of precipitates is generally 10 pieces/mm 2 although the lower limit is not particularly limited, since the smaller the number of the precipitates, the better from the viewpoint of damping properties.
Here, in this specification, the diameter and number density of precipitates mean those measured using a SEM (scanning electron microscope), which will be described later. In addition, the diameter of the precipitate is a value calculated by (length of long side x length of short side) 1/2 .
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、０℃のシャルピー衝撃試験の吸収エネルギー（以下、「シャルピー衝撃値」という）が、好ましくは２０Ｊ／ｃｍ2以上、より好ましくは２５Ｊ／ｃｍ2以上、更に好ましくは３０Ｊ／ｃｍ2以上である。このような範囲のシャルピー衝撃値とすることにより、所望の靭性を確保することができる。
なお、シャルピー衝撃値の上限値は、特に限定されないが、一般的に３００Ｊ／ｃｍ2、好ましくは２５０Ｊ／ｃｍ2である。
ここで、本明細書においてシャルピー衝撃値とは、後述する方法によって測定されるものを意味する。
The ferritic stainless steel material according to the embodiment of the present invention has an absorbed energy in a Charpy impact test at 0°C (hereinafter referred to as "Charpy impact value") of preferably 20 J/cm 2 or more, more preferably 25 J/cm 2 or more. , more preferably 30 J/cm 2 or more. By setting the Charpy impact value within such a range, desired toughness can be ensured.
The upper limit of the Charpy impact value is not particularly limited, but is generally 300 J/cm 2 , preferably 250 J/cm 2 .
Here, in this specification, the Charpy impact value means what is measured by the method described below.
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、損失係数ηが、好ましくは８．０×１０-4以上、より好ましくは８．１×１０-4以上、更に好ましくは８．２×１０-4以上である。このような範囲の損失係数ηとすることにより、所望の制振性を確保することができる。
なお、損失係数ηの上限値は、特に限定されないが、一般的に４．０×１０-3、好ましくは３．０×１０-3である。
ここで、本明細書において損失係数ηとは、後述する「中央加振法」によって測定されるものを意味する。
The ferritic stainless steel material according to the embodiment of the present invention has a loss coefficient η of preferably 8.0×10 −4 or more, more preferably 8.1×10 −4 or more, and even more preferably 8.2×10 − 4 or more. By setting the loss coefficient η within such a range, desired vibration damping properties can be ensured.
Note that the upper limit value of the loss coefficient η is not particularly limited, but is generally 4.0×10 −3 , preferably 3.0×10 −3 .
Here, in this specification, the loss coefficient η means what is measured by the "central vibration method" described later.
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、孔食電位が、好ましくは４００ｍＶ ｖｓ． ＳＳＥ以上、より好ましくは４５０ｍＶ ｖｓ． ＳＳＥ以上、更に好ましくは５００ｍＶ ｖｓ． ＳＳＥ以上である。このような範囲の孔食電位とすることにより、所望の耐食性を確保することができる。
なお、孔食電位は大きいほど耐食性が良好であるといえるため、その上限値は特に限定されない。
ここで、本明細書において孔食電位とは、後述する方法によって測定されるものを意味する。
The ferritic stainless steel material according to the embodiment of the present invention preferably has a pitting potential of 400 mV vs. SSE or higher, more preferably 450mV vs. SSE or higher, more preferably 500mV vs. SSE or higher. By setting the pitting potential in such a range, desired corrosion resistance can be ensured.
In addition, since it can be said that the higher the pitting corrosion potential is, the better the corrosion resistance is, the upper limit thereof is not particularly limited.
Here, in this specification, pitting corrosion potential means what is measured by the method described below.
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材の厚さは、特に限定されないが、好ましくは３．０ｍｍ以下、より好ましくは２．８ｍｍ以下、更に好ましくは２．５ｍｍ以下である。また、このフェライト系ステンレス鋼材の厚さは、好ましくは０．２ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上である。 The thickness of the ferritic stainless steel material according to the embodiment of the present invention is not particularly limited, but is preferably 3.0 mm or less, more preferably 2.8 mm or less, and still more preferably 2.5 mm or less. Further, the thickness of this ferritic stainless steel material is preferably 0.2 mm or more, more preferably 0.3 mm or more.
（２）制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材
本発明の実施形態に係る制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材は、制振熱処理が行われる前の材料である。この制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材は、上記のフェライト系ステンレス鋼材と同じ組成を有する。
(2) Ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment The ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment according to the embodiment of the present invention is a material before vibration damping heat treatment is performed. This ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment has the same composition as the above-mentioned ferritic stainless steel material.
したがって、本発明の実施形態に係る制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材は、Ｃ：０．１００％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：１．００％以下、Ｐ：０．１００％以下、Ｓ：０．１００％以下、Ｃｒ：２０．００～３５．００％、Ｎｉ：１．００％以下、Ｃｕ：１．００％以下、Ｍｏ：０．５０～４．００％、Ｎ：０．１００％以下、Ｔｉ：１．００％以下を含み、１．８Ｃｒ＋２．８Ｍｏ：４０．００％以上であり、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有する。 Therefore, the ferritic stainless steel material for damping heat treatment according to the embodiment of the present invention has C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, and P: 0.100% or less. , S: 0.100% or less, Cr: 20.00 to 35.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50 to 4.00%, N: 0 .100% or less, Ti: 1.00% or less, 1.8Cr+2.8Mo: 40.00% or more, and the remainder is Fe and impurities.
また、本発明の実施形態に係る制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材は、Ｃ：０．１００％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：１．００％以下、Ｐ：０．１００％以下、Ｓ：０．１００％以下、Ｃｒ：２０．００～３５．００％、Ｎｉ：１．００％以下、Ｃｕ：１．００％以下、Ｍｏ：０．５０～４．００％、Ｎ：０．１００％以下、Ｔｉ：１．００％以下を含み、下記のＡ群及びＢ群から選択される１種以上を更に含み、１．８Ｃｒ＋２．８Ｍｏ：４０．００％以上であり、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有する。
［Ａ群］Ａｌ：１．００％以下及びＮｂ：０．２０％以下から選択される１種以上
［Ｂ群］Ｚｒ：１．００％以下、Ｃｏ：１．００％以下、Ｖ：１．００％以下、Ｗ：１．００％以下、ＲＥＭ：０．１００％以下、Ｃａ：０．１００％以下、Ｓｎ：０．１００％以下及びＢ：０．０１００％以下から選択される１種以上
なお、各成分の詳細については、上記した通りであるため、その説明を省略する。
Further, the ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment according to the embodiment of the present invention has C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.100% or less. , S: 0.100% or less, Cr: 20.00 to 35.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50 to 4.00%, N: 0 .100% or less, Ti: 1.00% or less, further containing one or more selected from the following groups A and B, 1.8Cr + 2.8Mo: 40.00% or more, and the balance is Fe. and has a composition consisting of impurities.
[Group A] One or more selected from Al: 1.00% or less and Nb: 0.20% or less [Group B] Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1. 00% or less, W: 1.00% or less, REM: 0.100% or less, Ca: 0.100% or less, Sn: 0.100% or less, and B: 0.0100% or less. In addition, since the details of each component are as described above, the explanation thereof will be omitted.
本発明の実施形態に係る制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材は、熱延材又は冷延材のいずれであってもよく、常法によって製造することができる。具体的には、まず、上記の組成を有するステンレス鋼を溶製して鍛造又は鋳造した後、熱間圧延を行うことによって熱延材を得ることができる。また、冷延材は、熱延材に対して焼鈍、酸洗、冷間圧延を順次行うことによって得ることができる。冷延材は、必要に応じて、焼鈍及び酸洗を順次行ってもよい。なお、各工程における条件については、ステンレス鋼の組成などに応じて適宜調整すればよく、特に限定されない。 The ferritic stainless steel material for damping heat treatment according to the embodiment of the present invention may be either a hot-rolled material or a cold-rolled material, and can be manufactured by a conventional method. Specifically, a hot rolled material can be obtained by first melting stainless steel having the above composition, forging or casting, and then hot rolling. Moreover, a cold-rolled material can be obtained by sequentially performing annealing, pickling, and cold rolling on a hot-rolled material. The cold-rolled material may be annealed and pickled sequentially, if necessary. Note that the conditions in each step may be adjusted as appropriate depending on the composition of the stainless steel, etc., and are not particularly limited.
本発明の実施形態に係る制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材は、所定の部材への加工が行われていてもよいし、板状又はコイル状のままであってもよい。加工方法としては、金型を用いた各種プレス加工、曲げ加工、溶接加工などが挙げられる。 The ferritic stainless steel material for damping heat treatment according to the embodiment of the present invention may be processed into a predetermined member, or may remain in the form of a plate or coil. Examples of processing methods include various press working using a mold, bending, welding, and the like.
（３）フェライト系ステンレス鋼材の製造方法
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材の製造方法は、上記の特徴を有するフェライト系ステンレス鋼材を製造可能な方法であれば特に限定されない。例えば、本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材の製造方法は、上記の制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材に制振熱処理することを含む。制振熱処理は、制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材を１０００～１２００℃で熱処理した後、７００℃までの冷却速度を３０℃／分以上として冷却することにより行われる。
制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材を１０００～１２００℃で熱処理することにより、平均結晶粒径が１００～１０００μｍとなるように結晶粒を成長させることができる。ここで、熱処理の雰囲気は、大気雰囲気であっても非酸化性雰囲気などであってもよい。なお、熱処理時間は、特に限定されないが、好ましくは１０～１２０分である。
(3) Method for manufacturing ferritic stainless steel materials The method for manufacturing ferritic stainless steel materials according to the embodiments of the present invention is not particularly limited as long as it is a method that can manufacture ferritic stainless steel materials having the above characteristics. For example, the method for manufacturing a ferritic stainless steel material according to an embodiment of the present invention includes subjecting the ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment to vibration damping heat treatment. The vibration damping heat treatment is performed by heat treating the ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment at 1000 to 1200°C, and then cooling the material to 700°C at a cooling rate of 30°C/min or more.
By heat-treating the ferritic stainless steel material for damping heat treatment at 1000 to 1200°C, crystal grains can be grown to have an average crystal grain size of 100 to 1000 μm. Here, the atmosphere for the heat treatment may be an air atmosphere or a non-oxidizing atmosphere. Note that the heat treatment time is not particularly limited, but is preferably 10 to 120 minutes.
また、１０００～１２００℃の熱処理温度から７００℃までの温度域は、Ｔｉ及びＮｂの炭窒化物が析出する温度域であるため、この温度域の冷却速度を３０℃／分以上、好ましくは３５℃／分以上、より好ましくは４０℃／分以上とすることにより、Ｔｉ及びＮｂの炭窒化物の析出を効果的に抑制することができる。その結果、直径が０．５μｍ以上５．０μｍ未満の析出物の個数密度が１００個／ｍｍ2以下に制御される。なお、この温度域の冷却速度の上限は、特に限定されないが、一般的に３００℃／分以下、好ましくは２５０℃／分以下、より好ましくは２００℃／分以下である。 In addition, since the temperature range from the heat treatment temperature of 1000 to 1200°C to 700°C is the temperature range in which carbonitrides of Ti and Nb precipitate, the cooling rate in this temperature range is set to 30°C/min or more, preferably 35°C/min. C/min or more, more preferably 40° C./min or more, precipitation of Ti and Nb carbonitrides can be effectively suppressed. As a result, the number density of precipitates having a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm is controlled to 100 pieces/mm 2 or less. The upper limit of the cooling rate in this temperature range is not particularly limited, but is generally 300°C/min or less, preferably 250°C/min or less, and more preferably 200°C/min or less.
（４）制振部材
本発明の実施形態に係る制振部材は、上記のフェライト系ステンレス鋼材を含む。上記のフェライト系ステンレス鋼材は、靭性、耐食性及び制振性に優れているため、この制振部材も靭性、耐食性及び制振性に優れている。
制振部材の例としては、特に限定されないが、排気管やマフラーなどの排気系部材、スライドドアレール、電池ケースなどの自動車部品、ハードディスクカバーなどの電子部品、音響部品などが挙げられる。
(4) Vibration damping member The vibration damping member according to the embodiment of the present invention includes the above-mentioned ferritic stainless steel material. Since the above-mentioned ferritic stainless steel material has excellent toughness, corrosion resistance, and vibration damping properties, this vibration damping member also has excellent toughness, corrosion resistance, and vibration damping properties.
Examples of vibration damping members include, but are not limited to, exhaust system members such as exhaust pipes and mufflers, automobile parts such as sliding door rails and battery cases, electronic parts such as hard disk covers, and acoustic parts.
以下に、実施例を挙げて本発明の内容を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be explained in detail below with reference to examples, but the present invention is not to be construed as being limited to these examples.
（実施例１～８及び比較例１～７）
以下の手順に従ってフェライト系ステンレス鋼板を作製した。
表１に示す組成を有するステンレス鋼を溶製し、熱間圧延して厚さ４．０ｍｍの熱延板を得た後、熱延板を１０５０℃で焼鈍して酸洗することによって熱延焼鈍板を得た。次に、熱延焼鈍板を冷間圧延して厚さ１．０ｍｍの冷延板を得た。次に、冷延板から幅方向１００ｍｍ×圧延方向３００ｍｍの試験片を切削によって切り出した後、ＳｉＣ研磨紙（＃４００）を用い、研磨目が圧延方向に平行となるように表面の研磨を行った。
(Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 7)
A ferritic stainless steel plate was produced according to the following procedure.
Stainless steel having the composition shown in Table 1 is melted and hot-rolled to obtain a hot-rolled plate with a thickness of 4.0 mm, and then the hot-rolled plate is annealed at 1050°C and pickled. An annealed plate was obtained. Next, the hot rolled annealed plate was cold rolled to obtain a cold rolled plate having a thickness of 1.0 mm. Next, a test piece measuring 100 mm in the width direction x 300 mm in the rolling direction was cut out from the cold-rolled plate, and the surface was polished using SiC abrasive paper (#400) so that the polished lines were parallel to the rolling direction. Ta.
上記の試験片を電気炉に入れ、表２に示す温度で６０分間、熱処理を行った後、熱処理温度から７００℃までを表２に示す速度で冷却した。なお、試験片の冷却速度は、電気炉内に導入する冷却ガス（アルゴンガス）の流量を調整することによって制御した。 The above test pieces were placed in an electric furnace and heat treated at the temperature shown in Table 2 for 60 minutes, and then cooled from the heat treatment temperature to 700°C at the rate shown in Table 2. Note that the cooling rate of the test piece was controlled by adjusting the flow rate of cooling gas (argon gas) introduced into the electric furnace.
上記の熱処理（制振熱処理）が行われた試験片に対して以下の評価を行った。 The test pieces subjected to the above heat treatment (damping heat treatment) were evaluated as follows.
（平均結晶粒径）
上記の試験片から１０ｍｍ×１０ｍｍの測定用試験片を切削によって切り出した（ただし、板幅方向の端部から２０ｍｍ以上離れた位置とした）後、圧延方向に平行な厚み方向断面が観察面となるように樹脂埋めを施した。次に、樹脂埋めを行った測定用試験片を湿式研磨によって鏡面処理した後、フッ硝酸でエッチングして現出させた金属組織を光学顕微鏡で観察した。光学顕微鏡による観察は、ＪＩＳ Ｇ０５５１：２０１３に準じ、光学顕微鏡画像上の任意の位置に直線を引き、直線と結晶粒界との交点の数を計測し、平均切片長さを結晶粒径とした。結晶粒径の測定は、複数の視野で２０本以上の直線を引いて計測することにより行い、それらの平均値を平均結晶粒径とした。
(Average grain size)
After cutting a 10 mm x 10 mm measurement test piece from the above test piece (at least 20 mm away from the edge in the width direction), the cross section in the thickness direction parallel to the rolling direction was the observation surface. I filled it with resin to make it look like this. Next, the resin-filled measurement test piece was wet-polished to a mirror finish, and then etched with fluoronitric acid to reveal the metallographic structure, which was observed using an optical microscope. Observation with an optical microscope was conducted in accordance with JIS G0551:2013, by drawing a straight line at an arbitrary position on the optical microscope image, measuring the number of intersections between the straight line and the grain boundary, and taking the average intercept length as the grain size. . The crystal grain size was measured by drawing 20 or more straight lines in multiple fields of view, and the average value thereof was taken as the average crystal grain size.
（直径が０．５μｍ以上５．０μｍ未満の析出物の個数密度）
上記の試験片から１０ｍｍ×１０ｍｍの測定用試験片を切削によって切り出した（ただし、板幅方向の端部から２０ｍｍ以上離れた位置とした）後、圧延面が観察面となるように樹脂埋めを施した。次に、樹脂埋めを行った測定用試験片を湿式研磨によって鏡面処理した。鏡面処理した表面について、ＦＥ－ＳＥＭ（株式会社日立ハイテク製ＳＵ５０００）を用い、自動分析機能によって析出物を検出し（０．４７μｍ以上の析出物を検出可）、ＥＤＸ点分析によって析出物の組成を同定した。この分析では、測定面積を５ｍｍ2（２．０ｍｍ×２．５ｍｍ）、観察倍率を２００倍（１視野範囲０．４８ｍｍ×０．６４ｍｍを５％ラップさせつつ１８視野測定した）、ＥＤＸ分析ビーム径を０．０５μｍとした。そして、直径が０．５μｍ以上５．０μｍ未満であり且つＥＤＸ点分析においてＮｂ又はＴｉが１％以上である析出物の個数を求めた。析出物の直径は、（長辺の長さ×短辺の長さ）1/2によって算出した。次に、析出物の個数を観察面積で除することにより、析出物の個数密度を算出した。
(Number density of precipitates with a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm)
After cutting out a 10 mm x 10 mm measurement test piece from the above test piece (at least 20 mm away from the edge in the width direction), it was filled with resin so that the rolled surface became the observation surface. provided. Next, the resin-filled measurement test piece was wet-polished to a mirror finish. Using FE-SEM (SU5000 manufactured by Hitachi High-Tech Corporation) on the mirror-treated surface, precipitates were detected using the automatic analysis function (precipitates larger than 0.47 μm can be detected), and the composition of the precipitates was determined by EDX point analysis. was identified. In this analysis, the measurement area was 5 mm 2 (2.0 mm x 2.5 mm), the observation magnification was 200 times (18 fields of view were measured with 5% wrapping of one field of view range of 0.48 mm x 0.64 mm), and the EDX analysis beam The diameter was set to 0.05 μm. Then, the number of precipitates having a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm and containing 1% or more of Nb or Ti in EDX point analysis was determined. The diameter of the precipitate was calculated by (long side length x short side length) 1/2 . Next, the number density of precipitates was calculated by dividing the number of precipitates by the observation area.
（靭性：シャルピー衝撃値）
上記の試験片から幅１０ｍｍ×長さ５５ｍｍの測定用試験片を長手方向が圧延方向と垂直となるよう採取し、長手方向の中心部にＶノッチ（ノッチ角度４５°、ノッチ深さ２ｍｍ、ノッチ底半径０．２５ｍｍ）を切削によって施した。この測定用試験片を用いてＪＩＳ Ｚ２２４２：２０１８に準じ、試験温度０℃にてシャルピー衝撃試験を行った。
(Toughness: Charpy impact value)
A measurement test piece of 10 mm width x 55 mm length was taken from the above test piece so that the longitudinal direction was perpendicular to the rolling direction, and a V notch (notch angle 45°, notch depth 2 mm, notch A bottom radius of 0.25 mm) was applied by cutting. Using this measurement test piece, a Charpy impact test was conducted at a test temperature of 0° C. according to JIS Z2242:2018.
（耐食性：孔食電位）
上記の試験片から２０ｍｍ×１５ｍｍの測定用試験片を切削によって切り出した。次に、この測定用試験片の一端に導線をスポット溶接して接続し、試験面１０ｍｍ×１０ｍｍ以外の部分をシリコン樹脂によって被覆した。これを３０℃の３．５質量％ＮａＣｌ水溶液中で孔食電位（１００μＡ／ｃｍ2を超える最も貴な電位）を測定した。なお、参照電極には飽和ＫＣｌを内部溶液とするＡｇ／ＡｇＣｌを用い、電位の掃引速度は２０ｍＶ／分とした。また、孔食電位が１０００ｍＶ ｖｓ． ＳＳＥに到達した場合は試験を終了した。その理由は、これ以上の貴な電位では水の電気分解反応（Ｏ2発生）の影響が大きくなり、正確な腐食反応が捕らえられないとともに、既に十分な耐食性を有していると判断できるためである。
(Corrosion resistance: pitting potential)
A measurement test piece of 20 mm x 15 mm was cut out from the above test piece. Next, a conducting wire was spot welded to one end of this measurement test piece, and the portion other than the test surface of 10 mm x 10 mm was covered with silicone resin. The pitting potential (the most noble potential exceeding 100 μA/cm 2 ) of this was measured in a 3.5% by mass NaCl aqueous solution at 30°C. Note that Ag/AgCl with saturated KCl as an internal solution was used as the reference electrode, and the potential sweep rate was 20 mV/min. Also, the pitting potential is 1000mV vs. The test was terminated if SSE was reached. The reason for this is that at higher potentials, the effect of water electrolysis reaction (O 2 generation) becomes greater, making it impossible to detect accurate corrosion reactions, and it can be judged that the material already has sufficient corrosion resistance. It is.
（制振性：損失係数）
上記の試験片から幅方向１０ｍｍ×圧延方向２５０ｍｍの測定用試験片を切削によって切り出した。この測定用試験片を用い、ＪＩＳ Ｋ７３９１：２００８に規定される「中央加振法」に準じて損失係数ηを測定した。具体的には、中央部を固定した試験片をインピーダンスヘッドにより加振し、出力される力信号及び加速度振動から機械インピーダンスを導出した。そして、機械インピーダンスのピークとなる反共振周波数及びピークから振幅が３ｄＢ下がる周波数に基づいて損失係数ηを導出した。
(Vibration damping property: loss coefficient)
A test piece for measurement measuring 10 mm in the width direction x 250 mm in the rolling direction was cut out from the above test piece. Using this measurement test piece, the loss coefficient η was measured according to the "central vibration method" specified in JIS K7391:2008. Specifically, a test piece with its central portion fixed was vibrated by an impedance head, and mechanical impedance was derived from the output force signal and acceleration vibration. Then, the loss coefficient η was derived based on the antiresonance frequency at which the mechanical impedance peaks and the frequency at which the amplitude decreases by 3 dB from the peak.
上記の各評価結果を表３に示す。 Table 3 shows the above evaluation results.
表３に示されるように、実施例１～８は、組成、平均結晶粒径、及び直径が０．５μｍ以上５．０μｍ未満の析出物の個数密度が所定の範囲を満たしているため、靭性、耐食性及び制振性の全てが良好であった。
これに対して比較例１は、平均結晶粒径が小さく、直径が０．５μｍ以上５．０μｍ未満の析出物の個数密度が高いため、制振性が十分でなかった。
比較例２及び３は、直径が０．５μｍ以上５．０μｍ未満の析出物の個数密度が高いため、靭性及び制振性が十分でなかった。
比較例４は、Ｎｂの含有量が多く、直径が０．５μｍ以上５．０μｍ未満の析出物の個数密度が高いため、靭性及び制振性が十分でなかった。
比較例５は、Ｃｒ及びＭｏの含有量が少なく、Ｃｒ及びＭｏのバランスが適切でない（１．８Ｃｒ＋２．８Ｍｏが低すぎる）とともに、Ａｌの含有量が多いため、靭性及び耐食性が十分でなかった。
比較例６は、Ｃｒの含有量が少なく、Ｃｒ及びＭｏのバランスが適切でない（１．８Ｃｒ＋２．８Ｍｏが低すぎる）ため、耐食性及び制振性が十分でなかった。
比較例７は、Ｍｎの含有量が多いとともに、Ｍｏの含有量が少なく、Ｃｒ及びＭｏのバランスが適切でない（１．８Ｃｒ＋２．８Ｍｏが低すぎる）ため、耐食性及び制振性が十分でなかった。
As shown in Table 3, in Examples 1 to 8, the composition, average grain size, and number density of precipitates with a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm satisfy the predetermined ranges, so the toughness , corrosion resistance and vibration damping properties were all good.
On the other hand, in Comparative Example 1, the average crystal grain size was small and the number density of precipitates having a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm was high, so the damping property was not sufficient.
In Comparative Examples 2 and 3, the number density of precipitates having a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm was high, so the toughness and vibration damping properties were insufficient.
Comparative Example 4 had a high content of Nb and a high number density of precipitates with a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm, so the toughness and vibration damping properties were insufficient.
In Comparative Example 5, the content of Cr and Mo was low, the balance of Cr and Mo was not appropriate (1.8Cr+2.8Mo was too low), and the content of Al was high, so the toughness and corrosion resistance were insufficient. .
In Comparative Example 6, the Cr content was low and the balance between Cr and Mo was not appropriate (1.8Cr+2.8Mo was too low), so the corrosion resistance and vibration damping properties were insufficient.
In Comparative Example 7, the content of Mn was high, the content of Mo was low, and the balance of Cr and Mo was not appropriate (1.8Cr+2.8Mo was too low), so the corrosion resistance and vibration damping properties were not sufficient. .
以上の結果からわかるように、本発明によれば、靭性、耐食性及び制振性に優れたフェライト系ステンレス鋼材及びその製造方法、並びに制振部材を提供することができる。また、本発明によれば、靭性、耐食性及び制振性に優れたフェライト系ステンレス鋼材を製造可能な制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材を提供することができる。 As can be seen from the above results, according to the present invention, it is possible to provide a ferritic stainless steel material with excellent toughness, corrosion resistance, and vibration damping properties, a method for manufacturing the same, and a vibration damping member. Further, according to the present invention, it is possible to provide a ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment that can produce a ferritic stainless steel material with excellent toughness, corrosion resistance, and vibration damping properties.
Claims (12)
平均結晶粒径が１００～１０００μｍであり、
直径が０．５μｍ以上５．０μｍ未満の析出物の個数密度が１００個／ｍｍ2以下であるフェライト系ステンレス鋼材。 Based on mass, C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.100% or less, S: 0.100% or less, Cr: 20.00~ 35.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50 to 4.00%, N: 0.100% or less, Ti: 1.00% or less, 1.8Cr+2.8Mo: 40.00% or more, with the remainder consisting of Fe and impurities,
The average crystal grain size is 100 to 1000 μm,
A ferritic stainless steel material in which the number density of precipitates with a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm is 100 pieces/mm 2 or less.
平均結晶粒径が１００～１０００μｍであり、
直径が０．５μｍ以上５．０μｍ未満の析出物の個数密度が１００個／ｍｍ2以下であるフェライト系ステンレス鋼材。
［Ａ群］Ａｌ：１．００％以下及びＮｂ：０．２０％以下から選択される１種以上
［Ｂ群］Ｚｒ：１．００％以下、Ｃｏ：１．００％以下、Ｖ：１．００％以下、Ｗ：１．００％以下、ＲＥＭ：０．１００％以下、Ｃａ：０．１００％以下、Ｓｎ：０．１００％以下及びＢ：０．０１００％以下から選択される１種以上 Based on mass, C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.100% or less, S: 0.100% or less, Cr: 20.00~ 35.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50 to 4.00%, N: 0.100% or less, Ti: 1.00% or less, It further contains one or more selected from the following Groups A and B, and has a composition of 1.8Cr + 2.8Mo: 40.00% or more, with the balance consisting of Fe and impurities,
The average crystal grain size is 100 to 1000 μm,
A ferritic stainless steel material in which the number density of precipitates with a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm is 100 pieces/mm 2 or less.
[Group A] One or more selected from Al: 1.00% or less and Nb: 0.20% or less [Group B] Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1. 00% or less, W: 1.00% or less, REM: 0.100% or less, Ca: 0.100% or less, Sn: 0.100% or less, and B: 0.0100% or less.
（ａ）０℃のシャルピー衝撃値が２０Ｊ／ｃｍ2以上である
（ｂ）損失係数ηが８．０×１０-4以上である
（ｃ）孔食電位が４００ｍＶ ｖｓ． ＳＳＥ以上である
の１つ以上を満たす、請求項１～４のいずれか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼材。 The following (a) to (c):
(a) Charpy impact value at 0°C is 20 J/cm 2 or more (b) Loss coefficient η is 8.0 × 10 -4 or more (c) Pitting potential is 400 mV vs. The ferritic stainless steel material according to any one of claims 1 to 4, which satisfies one or more of the following: SSE or higher.
［Ａ群］Ａｌ：１．００％以下及びＮｂ：０．２０％以下から選択される１種以上
［Ｂ群］Ｚｒ：１．００％以下、Ｃｏ：１．００％以下、Ｖ：１．００％以下、Ｗ：１．００％以下、ＲＥＭ：０．１００％以下、Ｃａ：０．１００％以下、Ｓｎ：０．１００％以下及びＢ：０．０１００％以下から選択される１種以上 Based on mass, C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.100% or less, S: 0.100% or less, Cr: 20.00~ 35.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50 to 4.00%, N: 0.100% or less, Ti: 1.00% or less, A ferritic stainless steel material for damping heat treatment that further contains one or more selected from the following Groups A and B, and has a composition of 1.8Cr + 2.8Mo: 40.00% or more, with the balance consisting of Fe and impurities. .
[Group A] One or more selected from Al: 1.00% or less and Nb: 0.20% or less [Group B] Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1. 00% or less, W: 1.00% or less, REM: 0.100% or less, Ca: 0.100% or less, Sn: 0.100% or less, and B: 0.0100% or less.
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