JP2580300B2

JP2580300B2 - 快削二相ステンレス鋳鋼

Info

Publication number: JP2580300B2
Application number: JP63315145A
Authority: JP
Inventors: 鴻司森田; 喜八橋本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1988-12-15
Filing date: 1988-12-15
Publication date: 1997-02-12
Anticipated expiration: 2012-02-12
Also published as: JPH02163347A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は切削性に秀れ、高い腐食疲労強度を有し、特
に抄紙機のサクシヨンロールに有利に適用されるオース
テナイト・フエライト二相ステンレス鋳鋼に関する。

〔従来の技術〕

従来の快削ステンレス鋼としては、JIS SUS 303及びJ
IS SUS 303Seに代表されるＳ添加ステンレス鋼（重量％
で、C:0.15％以下、Si:1.00％以下、Mn:2.00％以下、P:
0.20％以下、S:0.15％以上、Ni:8.00〜10.00％、Cr:17.
00〜19.00％、Fe:残）及びSe添加ステンレス鋼（重量％
で、C:0.15％以下、Si:1.00％以下、Mn:2.00％以下、P:
0.20％以下、S:0.060％以下、Ni:8.00〜10.00％、Cr:1
7.00〜19.00％、Se:0.15以上、Fe:残）がある。

また、抄紙機サクシヨンロールのような抄紙白水中で
使用される腐食疲労強度の高いステンレス鋳鋼としては
本出願人が先に提案したステンレス鋳鋼があり（特公昭
56−36861号公報）、広く産業界において用いられてい
る。該鋳鋼は重量％で、C 0.1％以下、Si 1.5〜３％、M
n 2％以下、Ni 5〜11％、Cr 18〜28％、Ti 0.01〜0.5
％、及びMo 0.05〜2.0％、Cu 0.05〜2.5％のうち少なく
とも１種、残部がFeからなり、さらにＦ＝Cr（％）＋2.06Mo（％）＋2.33Si（％）＋6.1Ti（％）Ａ＝Ni（％）＋26.6C（％）＋0.53Mn（％）＋0.3Cu（％）＋18.5N（％）Ｒ＝（2/3）Ｆ−Ａとした場合、Ｒ値が 6.5≦Ｒ≦13.5 を満たすことを特徴とするステンレス鋳鋼である。

〔発明が解決しようとする課題〕

抄紙機サクシヨンロールのような酸性水溶液環境にお
いて高い腐食疲労強度を有する従来材料としては先に提
案したステンレス鋳鋼は、旧来のマルテンサイト系ステ
ンレス鋳鋼CA15,SCS1もしくはSCS3〜５あるいはオース
テナイト系ステンレス鋳鋼のSCS13〜16に代る好適なサ
クシヨンロール用材料として広く産業界で用いられてお
り、この材料で製造された抄紙機用サクシヨンロールの
腐食疲労による折損事故は皆無である。しかしながら、
この材料は切削性が良好ではなく、抄紙機サクシヨンロ
ールのように極めて多数の吸引孔をドリル加工しなけれ
ばならない物に対しては機械加工費・期間がかさむとい
う難点があつた。

一方、快削ステンレス鋼として知られている上述した
JIS SUS303もしくはSUS303Se等の材料は多量のＳもしく
はSeを含むため、切削性は良好であるが、抄紙機サクシ
ヨンロールのような酸性水溶液環境中における腐食疲労
強度は極めて低く、抄紙機サクシヨンロール用材料とし
ては適さないという問題点があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記の事情にかんがみてなされたもので、先
に提案したステンレス鋳鋼にさらに、重量％でSe:0.03
〜0.15％、Al:0.05％以下を含有させ、かつPse（％）＝
Se（％）＋2.926Al（％）として、Pse≦0.33（％）を満
たすことによつてその目的を達成するものである。

すなわち、本発明の重量％で、C:0.1％以下、Si:1.5
〜３％、Mn:2％以下、Ni:5〜11％、Cr:18〜28％、Se:0.
03〜0.15％、Al:0.05％以下、N:0.6％以下、Ti:0.01〜
0.5％及びMo:0.05〜2.5％とCu 0.05〜2.5のうちの少な
くとも１種、残部が実質的にFeからなり、さらにＦ＝Cr（％）＋2.06Mo（％）＋2.33Si（％）＋6.1Ti（％）Ａ＝Ni（％）＋26.6C（％）＋0.53Mn（％）＋0.3Cu（％）＋18.5N（％）Ｒ＝（2/3）Ｆ−Ａとした場合、Ｒ値が6.5≦Ｒ≦13.5を
満たすと共にPse（％）＝Se（％）＋2.926Al（％）とし
てPse≦0.33（％）を満たすことを特徴とするオーステ
ナイト・フェライト二相ステンレス鋳鋼である。

次に、本発明オーステナイト・フェライト二相ステン
レス鋳鋼に含有される各成分に組成限定理由を説明す
る。なお、以下、％は重量％を意味する。

Ｃは強力なオーステナイト生成元素であつて、その添
加量の増加によつて強度を増すことも可能ではあるが、
耐食性の劣化や靭性の低下を招くことにもなる。また、
Ｃ量はTi量との関係において限定されるべき面も有して
おり、0.1％以下に制限される。なお、Ｃ量はTi量との
関係において、とすることが望ましい。

Siは有効な脱酸剤である。また、フエライト生成元素
であり、添加によつてフエライト量の調整及び強度の上
昇をはかることができるが、３％を越える添加は靭延性
を害する。また、１％以下のSiは一般鋼においても製鋼
過程から必然的に含有されているものであり、この程度
の添加量では鋼質の改善に対して多くを期待し得ない。
従つて1.5〜３％の範囲に制限する。

Mnは脱酸，脱硫の作用がありオーステナイト相を安定
する。また強度上昇にも有効であるが２〜３％を越える
添加は靭延性を害し耐食性に悪影響を及ぼす。従つて一
般ステンレス鋼と同様に２％以下に制限する。

Niはオーステナイト生成元素として主たるものであ
り、その添加量はCrその他のフエライト生成元素との関
連によつても限定されるが、５％未満では靭延性、耐食
性、オーステナイトの安定化の面で好ましい結果が得ら
れ難い。Ni量の増加は靭延性を増す反面組織バランスお
よび強度面から好ましくなく、また経済的に不利である
よつて５〜11％の範囲に限定した。

CrはNiと対比される主たるフエライト生成元素であ
り、その添加量はNiをはじめとするオーステナイト生成
元素との関連によつても限定されるがCr量が28％を越え
る付近において靭延性の急激な低下が起るので上限を28
％とした。また、組織バランス及びその安定性強度面か
ら下限値は18％に制限した。

Moはフエライト生成元素であり、耐食性の改善効果が
著しくまた、強度増加に対しても効果があるが、0.05％
未満では効果が少なく、また、2.5％を越える添加はσ
相の析出を促進し靭延性に対して悪影響を与えるため0.
05〜2.5％に制限する。

Cuはオーステナイト生成元素であり、耐食性及び本発
明鋼の諸特性に対しても有効な作用を与えるが、0.05％
未満では効果が少なく、また多量の添加は局部的な析出
により諸特性を害するので0.05〜2.5％に限定した。

Tiは強力な炭窒化物生成元素であるとともにフエライ
ト生成元素としても作用する。Ti添加は炭化物の固定及
び鋼中偏析の抑制、組織の微細化に対して有効であり、
他の炭化物生成元素、例えばNbの単独添加等ではなし得
ない好ましい特性を有する。0.01％未満では効果は少な
く、多量のTiの添加は鋼の清浄度の点から好ましくな
く、0.5％以下に制限される。従つてTi量を0.01〜0.5％
と限定した。

SeはＳと共に切削性を改善する元素として知られてお
り、本発明ステンレス鋳鋼の切削性に対しても有効な作
用を与えるが前記JIS SUS 303Se等に代表される程多量
のSeを添加すると本発明鋼の特徴である腐食疲労強度が
著しく低下する。また、添加量が0.03％未満であると切
削性の改善効果は低い。このため、0.03〜0.15％に限定
した。さらに、Seの腐食疲労強度に及ぼす影響はAlとの
共存によつても変化するので、この面からの制限も加え
た。

Alは強力な脱酸剤であり、Ｎとの親和力も強く結晶粒
度の改善に効果がある。また、硫化物系非金属介在物及
びセレナイドの形状分布に効果があるが多重に存在する
と非金属介在物が増加して清浄度が悪化する。特に、本
発明ステンレス鋳鋼の場合、Seによる非金属介在物が存
在するためこれとの共存によつて著しい腐食疲労強度の
低下を起す。このためAlは0.05％以下に限定する。

Ｎは、通常不純物として含有されている元素である。
本発明ステンレス鋳鋼では不純物程度の含有で充分であ
るが、Ｎが強力なオーステナイト生成元素であり延性、
靭性の向上に寄与することから積極的に添加されてもよ
い。しかしながら、0.6％を超えて含有されると鋳造欠
陥を生じ易くなるので、0.6％以下と限定した。

個々の成分組成に関する限定は前記のとおりである
が、単に個々の成分組成を限定するのみでは本発明鋳鋼
の特性を発揮することはできず、これらの成分を組み合
せた場合において、Ｆ＝Cr（％）＋2.06Mo（％）＋2.33Si（％）＋6.1
（％）Ａ＝Ni（％）＋26.6C（％）＋0.53Mn（％）＋0.3Cu（％）＋18.5N（％）Ｒ＝（2/3）Ｆ−ＡとしてＲ値が、 6.5≦Ｒ≦13.5を満たすと共に、Pse（％）＝Se（％）＋
2.926Al（％）として、Pse≦0.33（％）を満たすことに
より、高い腐食疲労強度等の本発明鋳鋼の特性を発揮さ
せることができ、特に、Pse≦0.33（％）を満たすこと
により、前記特性を害しない清浄度を維持することがで
きる。

〔実施例〕

第１表に本発明ステンレス鋳鋼の実施例の化学成分を
比較ステンレス鋳鋼と共に示す。比較ステンレス鋳鋼４
は先に特公昭56−36861号公報で提案したステンレス鋳
鋼であり、比較ステンレス鋳鋼2,3及び本発明ステンレ
ス鋳鋼1,1′はこれにSe及びAlが添加されたものであ
る。また、比較ステンレス鋳鋼３はJIS SUS 303Seに限
定されるSe量と同等のSeを含有するものであり、比較ス
テンレス鋳鋼２及び本発明ステンレス鋳鋼1,1′のSe量
はJIS SUS 303Seに規定されるSe量以下である。

第１図は本発明ステンレス鋳鋼及び比較ステンレス鋳
鋼の応力繰返し数Ｎ＝10⁸回における腐食疲労強度を比
較したものである。第１図における縦軸は比較ステンレ
ス鋳鋼４の腐食疲労強度を1.0とした時の強度比（以
下、腐食疲労強度比という）で示している。

ここで腐食疲労強度比＝各ステンレス鋳鋼のＮ＝10⁸
における腐食疲労強度／比較ステンレス鋳鋼４のＮ＝10
⁸における腐食疲労強度である。

なお、ここでいう腐食疲労強度は、腐食環境として抄
紙白水を模擬した硫酸アルミニウムカリウム＋食塩＋硫
酸を用いて調整されたpH3.5,Cl^-300ppm,液温40℃の人工
白水中での疲労強度である。

第２図はこの腐食疲労強度比と本発明の制約条件の１
つであるPse（％）＝Se（％）＋2.926Al（％）量との関
係を示したものである。第２図から、Pse（％）が0.33
％を越えると腐食疲労強度比が0.9を下まわることが分
る。

第３図は本発明ステンレス鋳鋼1,1′と比較ステンレ
ス鋳鋼４の機械加工性を比較したものである。なお、機
械加工性は両鋼を3.8φのドリルで同一条件で同一切削
長を孔明けした時のドリル摩耗量で評価しており、比較
ステンレス鋳鋼４を孔明けした時のドリルの摩耗量を1.
0とした時の摩耗比で示している。第３図から、本発明
ステンレス鋳鋼の機械加工性が極めて秀れていることが
分る。

〔発明の効果〕

本発明ステンレス鋳鋼は前記の通り、抄紙白水のよう
な酸性水溶液環境において先に特公昭56〜36861号公報
で提案したステンレス鋳鋼と同等の腐食疲労高度を有す
るばかりでなく、機械加工性において格段に秀れてお
り、抄紙機サクシヨンロールのような高い腐食疲労強度
が要求され、かつ、機械加工々数の極めて多いものに用
いて好適な材料であり、その経済的効果が高く、産業界
への寄与度大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ステンレス鋳鋼及び比較ステンレス鋳鋼
の応力繰返し数Ｎ＝10⁸回における腐食疲労強度を比較
した図表、第２図は腐食疲労強度比とPse（％）値の関
係を示す図表、第３図は本発明ステンレス鋳鋼と比較ス
テンレス鋳鋼の機械加工性を比較した図表である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、C:0.1％以下、Si:1.5〜３％、M
n:2％以下、Ni:5〜11％、Cr:18〜28％、Se:0.03〜0.15
％、Al:0.05％以下、N:0.6％以下、Ti:0.01〜0.5％及び
Mo:0.05〜2.5％とCu:0.05〜2.5％のうちの少なくとも１
種、残部が実質的にFeからり、さらにＦ＝Cr（％）＋2.06Mo（％）＋2.33Si（％）＋6.1Ti（％）Ａ＝Ni（％）＋26.6C（％）＋0.53Mn（％）＋0.3Cu（％）＋18.5N（％）Ｒ＝（2/3）Ｆ−Ａとした場合、Ｒ値が 6.5≦Ｒ≦13.5 を満たすと共に Pse（％）＝Se（％）＋2.926Al（％）として Pse≦0.33（％）を満たすことを特徴とするオーステナイト・フェライト
二相ステンレス鋳鋼。