JP2801832B2 - 加工性に優れたFe−Cr合金 - Google Patents

加工性に優れたFe−Cr合金

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は著しく加工性に優れたF
e−Cr合金に関する。本発明は、加工性に加え、耐酸
性に優れたFe−Cr合金に関する。本発明はまた加工
性に加え、耐酸化性に優れたFe−Cr合金に関する。
本発明はさらに加工性に加え、耐酸性、耐酸化性に優れ
たFe−Cr合金に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にFe−Cr合金は耐食性に優れた
材料として知られているが、耐食性および加工性の改善
も含めてFe−Cr合金の物性の改良が以下の例示のご
とくに各種提案されている。
【0003】特公昭63−58904号公報ではCr含
量11.0〜16.0重量%のFe−Cr合金で、特に
Ti含量を特定量とした張り出し性および二次加工性に
優れたフェライト系ステンレス鋼を提案している。
【0004】特公昭64−6264号公報ではCr含量
8.0〜35.0重量%のFe−Cr合金で、特にS
i,MnおよびNbを各々特定量含有した耐銹性に優れ
たステンレス鋼光輝焼鈍材を提案している。
【0005】特公平2−1902号公報ではCr含量が
20.0重量%を越え25重量%以下のFe−Cr合金
で、特にMo,MnおよびNbを各々特定量含有せしめ
た溶接時の耐高温割れ性および溶接部靱性に優れた耐食
性フェライトステンレス鋼を提案している。
【0006】特開昭61−186451号公報ではCr
含量が25〜50重量%のFe−Cr合金で、特にS
i,MnおよびMoを特定量含有せしめた耐サワー性に
優れた合金を提案している。
【0007】特開昭62−267450号公報でCr含
量16〜19重量%のFe−Cr系合金であって、特に
Moを特定量含有せしめた耐粒界腐食性に優れる高純度
フェライト系ステンレス鋼を提案している。
【0008】特開平1−287253号公報ではCr含
量15〜26重量%、Al含量4〜6重量%のFe−C
r−Al合金であって、希土類元素を少量特定量含有せ
しめた耐酸化性および製造性に優れたAl含有フェライ
ト系ステンレス鋼を提案している。
【0009】特開平2−232344号公報ではCr含
量25.0〜30.0重量%のFe−Cr系合金であっ
て、特にMoを特定量含有せしめた耐生物付着性および
耐海水性に優れたフェライト系ステンレス鋼を提案して
いる。
【0010】特開平3−2355号公報ではCr含量1
6.0〜25.0重量%のFe−Cr合金であって、特
にNbをCとNの合計量との比において特定量含有せし
めた冷間加工性、靱性、耐食性に優れたフェライト系ス
テンレス鋼を提案している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】これらFe−Cr合金
は、まずは耐食性を重要視するので、Crを比較的多量
に使用する。その結果、延性が低下し加工性が必ずしも
充分でなく自動車外装材、建築用外装材を始めとした成
形加工性が必要な用途に適用しようとする場合、加工時
に割れが生じたり、あるいは加工条件が厳しく非常に加
工しにくいという問題が生じており、より一層の加工性
の向上が望まれていた。
【0012】即ち、本発明の目的は加工性が改善された
Fe−Cr合金を提供することにある。本発明は、加工
性に加え、耐酸性、耐酸化性をさらに有するFe−Cr
合金を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記目的を達
成すべく鋭意研究を行った結果、意外にも従来のFe−
Cr合金に存在していたC,N,O,P,Sなどの不純
物量が極めて少いFe−Cr合金が著しく延性に於いて
優れることを見い出し本発明の完成に至った。
【0014】すなわち、本発明は、Cr含量3〜60重
量%、C,N,O,P及びSの合計量が100ppm以
下であり、残部Feおよび不可避的不純物からなること
を特徴とする加工性に優れた新規Fe−Cr合金を提供
する。
【0015】本発明は、Cr含量が5〜60重量%、
C,N,O,PおよびSの合計量が100ppm以下で
あり、Ni,CoおよびCuから選択される1種以上を
下記式(1)を満たす量含有し、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加工性および耐酸性
に優れたFe−Cr合金を提供する。 0.01重量%≦Ni+Co+2Cu≦6重量% ……(1)
【0016】また、本発明は、Cr含量が3〜60重量
%、C、N、O、PおよびSの合計量が100ppm以
下であり、Si、MnおよびAlから選択される1種以
上を下記式(2)を満たす量および/またはCa、Mg
および希土類元素(REM)から選択される1種以上を
下記式(3)を満たす量含有し、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加工性および耐酸化
性に優れたFe−Cr合金を提供する。 0.1重量%≦3Al+2Si+Mn≦50重量% ……(2) 0.001重量%≦4Ca+4Mg+REM≦0.2重量% ……(3)
【0017】さらに、本発明は、Cr含量が5〜60重
量%、C,N,O,PおよびSの合計量が100ppm
以下であり、Ni,CoおよびCuから選択される1種
以上を下記式(1)を満たす量含有し、かつSi、Mn
およびAlから選択される1種以上を下記式(2)を満
たす量および/またはCa、Mgおよび希土類元素(R
EM)から選択される1種以上を下記式(3)を満たす
量含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなること
を特徴とする加工性、耐酸性および耐酸化性に優れたF
e−Cr合金を提供する。 0.01重量%≦Ni+Co+2Cu≦6重量% ……(1) 0.1重量%≦3Al+2Si+Mn≦50重量% ……(2) 0.001重量%≦4Ca+4Mg+REM≦0.2重量% ……(3)
【0018】
【作用】以下に本発明をさらに詳細に説明する。 (I)まず、加工性に優れた本発明のFe−Cr合金に
ついて説明する。図1に、Fe−18%Cr合金の冷延
焼鈍板に関して、引張試験(JIS Z−2241)に
より得られた伸びの変化および耐力(降状強度)の変化
に及ぼすC,N,O,P,Sの合計量の影響を示すが、
C,N,O,PおよびSの総量が100ppm以下の場
合延性に於いて著しく優れることが明らかである。
【0019】図1中、伸びの変化(%)、耐力(降状強
度)の変化(N/mm2)とは、各合金成分について、C+N
+O+S+P=500ppmのものとの引張特性の差を
示す。基本となる引張特性は、以下の通りである。 Fe−18Cr,C+N+O+S+P=500ppmで伸び30
%、耐力330N/mm2 Fe−30Cr,C+N+O+S+P=500ppmで伸び25
%、耐力450N/mm2
【0020】本発明のFe−Cr合金に於いては、C,
N,O,PおよびSの合計量は100ppm以下であ
る。前述したように、100ppm以下に於いて、延性
すなわち加工性に著しく優れる。一方、100ppmを
超えるにつれて延性が低下し、加工性が低下する。
【0021】更に本発明のFe−Cr合金に於いてはC
r含量は3〜60重量%、好ましくは5〜30重量%で
ある。3重量%未満では耐食性に劣り、60重量%超で
は、たとえC,N,O,P,Sを削減しても十分な加工
性が得られないからである。
【0022】つまり、C,N,O,P,Sの総量が10
0ppm以下で、Cr含量が3〜60重量%を満たすF
e−Cr合金は著しく優れた加工性を有し、耐食性にも
優れる。
【0023】また必要に応じて、Al,Mo,Nb,
B,Si,Mn,Cu,Ni,Co,Caなどのその他
の元素を添加することもできる。
【0024】本発明の加工性に優れたFe−Cr合金を
製造するには原料として、高純度電解鉄と電解Crを用
いればよい。また必要に応じて添加される元素も、その
原料として高純度の元素が用いられる。いずれの原料も
主たる不純物は酸素であり、この酸素を除去するために
10-7torrよりも高い超高真空下で溶解、鋳造する
ことにより本発明のFe−Cr合金を製造することがで
きる。
【0025】また、本発明成分系は、熱延焼鈍板や冷延
焼鈍板でも十分にその効果が得られ、さらに冷延焼鈍板
の表面仕上げは、BA,2B,2D,HL,研磨などで
も十分にその特性が生かされるのは言うまでもない。
【0026】(II)次に、加工性に加え、耐酸性に優れ
た本発明のFe−Cr合金について説明する。
【0027】図2はFe−36%Cr−3.2%Co合
金に関して、C,N,P,O及びSの合計量と腐食度と
の関係を示すグラフであり、該合計量が100ppm以
内では腐食度が極めて低いことが明らかである。
【0028】図3は、Fe−Cr−1.6%Ni−1.
4%Co合金に関し、Cr含有量と腐食度との関係を
C,N,O,P及びSの合計量が100ppm以下の場
合と100ppmを超える場合につきグラフに示したも
のである。図3からC+N+O+P+Sが100ppm
以下の合金は100ppmを超える合金と比べて腐食度
が著しく低くしかもCr量が5重量%以上であるとその
傾向は顕著であることが明らかである。
【0029】図4は、Fe−38%Cr合金(但し、C
+N+O+P+S=62ppm)について、Ni+Co
+2Cuと腐食度との関係を示す図であり、Ni+Co
+2Cuの値が0.01重量%以上となると腐食度が低
下することが明らかにされている。
【0030】以下、本発明の合金組成の成分について説
明する。 Cr:5〜60重量%、好ましくは10〜40重量%で
ある。Cr含量がこの範囲であることにより上記で説明
した如く耐酸性に優れた合金が得られる。過剰のCrの
含有は加工性の低下の原因となり好ましくない。また、
耐酸性の改善に対する効果も飽和する。
【0031】C,N,O,P,S:これらの元素の合計
量は100ppm以下、好ましくは85ppm以下であ
る。前述したように、100ppm以下であることによ
り他の条件と結合して優れた耐酸性を示すと共に加工性
に於いて優れる。
【0032】Cu,Ni,Co;これらの元素はいずれ
も合金の耐酸性向上作用を有する重要かつ有用な元素で
ある。本発明合金に於いては、これらの元素から選択さ
れる1種以上が含有されており、その量は下記の式を充
足するような範囲である。
【0033】 0.01重量%≦Ni+Co+2Cu≦6重量% …(1) 好ましくは、0.05重量%≦Ni+Co+2Cu≦5.0重量%…(1a) Ni,Co,Cuの配合量が上記範囲より少いと耐食性
が劣り、多いと合金の製造性が劣る。
【0034】また、Ni,Co,Cuの各々の好ましい
含量は以下の如くであり、その理由は上記と同様であ
る。 Ni;0.05〜5.0重量% Co;0.05〜5.0重量% Cu;0.05〜2.5重量%
【0035】以上の条件を満たす、Fe−Cr合金は、
加工性に於いて優れると共に耐食性に於いて著しく優れ
た性質を示す。
【0036】本発明の加工性および耐酸性に優れたFe
−Cr合金は、原料として、超高純度電解Fe、電解C
r、電解Ni、電解Cu、電解Co、ヨウ化物法Ti、
電解還元Nb、融解塩電解Zr、還元V、電解Ta、電
解還元W、高純度フェロボロンなどを用いることにより
製造することができる。
【0037】いずれの含量も主たる不純物は酸素であ
り、この酸素を除去するために10-5torr好ましく
は10-7torrを超える超高真空下で溶解、鋳造する
ことにより本発明のFe−Cr合金を製造することがで
きる。
【0038】(III)さらに、加工性および耐酸化性に優
れた本発明のFe−Cr合金について説明する。図5は
Fe−24%Cr−0.1%REM(Y:0.05%,
La:0.03%,Ce:0.02%)合金に関して、
C,N,O,PおよびSの合計量と連続酸化試験後の異
常酸化面積との関係を示すグラフであり、C,N,O,
P,Sの合計量が100ppm以下に於いて異常酸化面
積が極めて小さいことが明らかである。
【0039】図6は、Fe−Cr−Al合金に関して、
Cr含量と酸化試験後の酸化増量との関係を示すグラフ
であり、C,N,O,PおよびSの合計量が100pp
m以下であると、Cr含量が3.0重量%以上の場合に
著しく酸化増量が少なくなることが明らかにされてい
る。
【0040】図7は、C,N,P,OおよびSの合計量
が51ppmのFe−28%Cr合金に関して、(3A
l+2Si+Mn)の値が連続酸化試験後の異常酸化面
積に及ぼす影響を示すグラフであり、上記の値が0.1
重量%以上であると異常酸化面積の値が低下することが
明らかである。
【0041】図8はC,N,O,PおよびSの合計量が
72ppmのFe−26%Cr合金に関して、(4Ca
+4Mg+REM)の値と繰り返し加熱試験後の酸化皮
膜剥離面積率との関係を示したもので上記値が0.00
1%以上となると酸化皮膜剥離面積率が著しく低下する
ことが明らかである。
【0042】以下、本発明の合金組成の成分および態様
について説明する。本発明の加工性および耐酸化性に優
れたFe−Cr合金については下記の三態様があり、そ
れぞれについて説明する。
【0043】(1)本発明の第1の態様 Cr:3〜60重量%好ましくは10〜40重量%含有
する。Cr含量がこの範囲であることにより、他の条件
と結合して耐酸化性に優れた合金となる。過剰のCrの
含有は加工性の低下の原因となるとともに、耐酸化性の
改善に対する効果も飽和するので好ましくない。
【0044】C,N,O,P,S:これらの元素の合計
量は100ppm以下、好ましくは85ppm以下であ
る。この条件を満たすことにより異常酸化が抑制され
る。そしてこの条件と他の条件とが結合して、優れた耐
酸化性を示す合金となると同時に延性に於いて優れ、加
工性の良好な合金となる。
【0045】Si、Mn、Al:本態様の合金はこれら
の元素の1種以上を含有し、含有量は下記式(2)、好
ましくは(2a)を満たす。 0.1重量%≦3Al+2Si+Mn≦50重量% ……(2) 好ましくは、 0.5重量%≦3Al+2Si+Mn≦25重量% ……(2a) この様な範囲であることにより、他の条件と結合して、
耐酸化性に於いて著しく優れた合金となる。これらの元
素を過剰に含有させて、3Al+2Si+Mnの値が式
(2)の範囲を越えると合金を製造するのが困難となる
のでこれらの元素の過剰の含有は避けるべきである。
【0046】各個別の元素の好ましい含有量およびその
理由を下記する。 Si:0.1〜10.0重量% 0.1重量%未満では効果があるが顕著でない。10.
0重量%を超えると製造性の低下が目立つようになる。 Mn:0.1〜5.0重量% 0.1重量%未満では効果があるが顕著でない。5重量
%を超えると製造性の低下が目立つようになる。 Al:0.1〜4.0重量% 0.1重量%未満では効果があるが顕著でない。4.0
重量%を超えると製造性の低下が目立つようになる。
【0047】以上の条件を満たすFe−Cr合金は耐酸
化性および加工性に優れるので、自動車排ガス系部材、
高温くり返し酸化環境で使用されるパイプ等に適切に用
いることができる。
【0048】(2)本発明の第2の態様 Cr含量、C,N,O,PおよびSの含量、Feの好ま
しい含量に関しては第1の態様で記載したことが本態様
に於いても適用される。第2の態様の合金に於いては、
Ca、MgおよびREMから選択される1種以上を含有
せしめる。そしてこれ等元素の含有量は下記式(3)、
好ましくは(3a)を満たす。 0.001重量%≦4Ca+4Mg+REM≦0.2重量% ……(3) 好ましくは、 0.005重量%≦4Ca+4Mg+REM≦0.15重量%……(3a)
【0049】この条件を満たすことにより、他の条件と
結合して、優れた耐酸化性および良好な加工性を有する
Fe−Cr合金が得られる。
【0050】これ等の元素は本態様の合金の表面に形成
される酸化被膜の保護性を著しく改善し、極薄材料に発
生し易い異常酸化を抑制し、酸化被膜と母材との密着性
を良好にするという機能を有する。
【0051】しかしながら、これ等の元素を過剰に含有
せしめて(4Ca+4Mg+REM)の値が0.2重量
%を超えると合金の表面欠陥を生じやすくなるので好ま
しくない。
【0052】Ca,Mg,REMの各々のより好ましい
含有量およびその理由は以下の如くである。 Ca :0.002〜0.01重量% 0.002重量%未満でも効果はあるが顕著ではない。
0.01重量%を超えると製造性の低下が目立つように
なる。 Mg :0.002〜0.01重量% 0.002重量%未満でも効果はあるが顕著ではない。
0.01重量%を超えると製造性の低下が目立つように
なる。 REM:0.005〜0.1重量% 0.005重量%未満でも効果はあるが顕著ではない。
0.1重量%を超えても効果は飽和するし、かつ、コス
トの上昇となる。
【0053】このような本発明の第2の態様の合金は、
第1の態様の合金と同様な用途に用いることができる。
【0054】(3)本発明の第3の態様 前記で詳述した本発明の第1の態様の合金の条件および
第2の態様の合金の条件のいずれをも満たす合金、すな
わち、Cr含量が3〜60重量%、C、N、O、Pおよ
びSの合計量が100ppm以下であり、かつ、Si、
MnおよびAlから選択される1種以上を前記式(2)
を満たす量含有し、しかも、Ca、Mgおよび希土類元
素(REM)から選択される1種以上を前記式(3)を
満たす量含有するFe−Cr合金も一層優れた耐酸化性
および加工性を有する合金であり、前記の用途に好まし
く用いられる。
【0055】これら3種の態様を包含する本発明のFe
−Cr合金を製造するには原料として、超高純度電解
鉄、電解クロム、ゾーンメルト法シリコン、融解塩電解
マンガン、融解塩電解アルミニウム、融解塩電解カルシ
ウム、電解還元マグネシウム、電解還元希土類金属を用
いる。いずれの原料も主たる不純物は酸素であり、この
酸素を除去するために10-5torrよりも高いの超高
真空下で溶解、鋳造することにより本発明のFe−Cr
合金を製造することができる。
【0056】(IV)最後に、加工性に加え、耐酸性およ
び耐酸化性に優れた本発明のFe−Cr合金について説
明する。本発明のこの合金は、(II)で述べた特に耐酸
性に優れた合金組成に加え、(III)で述べた特に耐酸化
性に優れた合金組成を加味したものである。したがっ
て、以下にはその態様のみを示し、詳細な説明は(III)
および(III)において説明した通りであるので省略す
る。
【0057】この発明には(III)の発明と同様に三態様
があり、C+N+O+S+P≦100ppmであり、C
r:5〜60重量%であることに加えて、変化する部分
のみを以下に各態様ごとに説明する。 (1)本発明の第1の態様 Ni,CoおよびCuから選択される1種以上を下記式
(1)を満たす量含有する。 0.01重量%≦Ni+Co+2Cu≦6重量% ……(1) 好ましくは、 0.05重量%≦Ni+Co+2Cu≦5.0重量% ……(1a) Si,MnおよびAlから選択される1種以上で下記式
(2)を満たす量含有する。 0.1重量%≦3Al+2Si+Mn≦50重量% ……(2) 好ましくは、 0.5重量%≦3Al+2Si+Mn≦25重量% ……(2a)
【0058】(2)本発明の第2の態様 Ni,CoおよびCuから選択される1種以上を下記式
(1)を満たす量含有する。 0.01重量%≦Ni+Co+2Cu≦6重量% ……(1) 好ましくは、 0.05重量%≦Ni+Co+2Cu≦5.0重量% ……(1a) Ca,Mgおよび希工類元素(REM)から選択される
1種以上を下記式(3)を満足する量含有する。 0.001重量%≦4Ca+4Mg+REM≦0.2重量% ……(3) 好ましくは、 0.005重量%≦4Ca+4Mg+REM≦0.15重量%……(3a)
【0059】(3)本発明の第3の態様 Ni,CoおよびCuから選択される1種以上を下記式
(1)を満たす量含有する。 0.01重量%≦Ni+Co+2Cu≦6重量% ……(1) 好ましくは、 0.05重量%≦Ni+Co+2Cu≦5.0重量% ……(1a) Si,MnおよびAlから選択される1種以上で下記式
(2)を満たす量含有する。 0.1重量%≦3Al+2Si+Mn≦50重量% ……(2) 好ましくは、 0.5重量%≦3Al+2Si+Mn≦25重量% ……(2a) Ca,Mgおよび希工類元素(REM)から選択される
1種以上を下記式(3)を満足する量含有する。 0.001重量%≦4Ca+4Mg+REM≦0.2重量% ……(3) 好ましくは、 0.005重量%≦4Ca+4Mg+REM≦0.15重量%……(3a)
【0060】なお、この発明合金の製法等については上
記と全く同様であるので、詳細な説明は省略する。
【0061】
【実施例】以下、実施例を以って本発明をより具体的に
説明する。
【0062】(実施例1)…発明合金1〜13、比較合
金1〜12に対応…請求項1に対応表1に示す化学組成
を有する合金を10kg真空溶解炉で溶製鋳造し、熱間
圧延により板厚4mmの熱延板とし、再結晶を目的とし
た熱延板焼鈍を施し、脱スケール後冷間圧延により板厚
0.7mm冷延板とし、最終的に再結晶焼鈍し、冷延焼
鈍板とした。
【0063】このようにして、得られた冷延焼鈍板を用
いて、JIS Z−2241に準拠した引張試験により
伸びの値と、50%冷間圧延後、C方向に180°密着
曲げ試験を行った時の割れの状態を表2に示す。
【0064】なお伸びは、L方向、X方向、C方向の平
均伸び(ElL +ElC +2×El X )/4を表2に記
載した。又、加工曲げ性は以下の如くに評価した。 ○………割れなし △………微小割れ ×………割れ大
【0065】また、全ての実施例で得られた供試材につ
き、伸びの変化および耐力(降状強度)の変化を調べ
た。伸びの変化(%)、耐力(降状強度)の変化(N/mm
2)とは、各合金成分について、C+N+O+S+P=5
00ppmのものとの引張特性の差を示す。基本となる
引張特性は、以下の通りである。 Fe−18Cr,C+N+O+S+P=500ppmで伸び30
%、耐力330N/mm2 Fe−30Cr,C+N+O+S+P=500ppmで伸び25
%、耐力450N/mm2
【0066】従来不純物として良く知られていたC,
N,O,P,Sを合計で100ppm以下とすることに
より、Cr量の大小によらず50%冷間圧延後のC方向
密着曲げ試験でも割れが生じず、優れた加工性を有して
いることがわかる。一方、上記量が100ppmを超え
200ppm以下の場合には、定Cr合金微小割れが生
じ(比較合金1、2、3、4)さらに、200ppmを
超える場合や、高Crで100ppmを超えると大きな
割れが生じ(比較合金5、6、7、8、9)、加工性が
低下することがわかる。
【0067】一方、同一Cr量で比較するとC,N,
O,P及びSの合計量を100ppm以下とすることに
より、伸びが著しく向上することがわかる。
【0068】表1の合金板と同様に作製したFe−11
重量%Cr−0.003%Si−0.005%Mn−
0.007%Alの組成でC,N,O,P,Sの合計量
を種々に変化させた合金板にエメリー#600番研磨仕
上を施し、50℃で5%NaClを用いた塩水噴霧試験
(24hr)後の発銹の程度を表2に示す(評点 A:
全く発銹なし、 B:若干発銹、 C:発銹小、 D:
発銹大)。
【0069】C,N,O,P及びSの合計量を100p
pm以下とすることにより著しく耐銹性が改善され、全
く発銹が生じないことがわかる。
【0070】(実施例2)…発明合金14〜20、比較
合金13、14に対応…請求項2に対応 表1に示す成分範囲の供試材を100kg高周波誘導加
熱超高真空溶製炉にて作製した。これらの供試材を鍛
造、切削、熱間圧延を行った後、焼鈍、冷間圧延を行っ
て1.0mm厚の鋼板を製造した。
【0071】しかるのち、これらの材料から1mmt ×
50mm×50mmの試験片を作製し、 5%HCl中、40℃、24時間浸漬試験 40%H2 SO4 、50℃、24時間浸漬試験 を行い、腐食度(g/m2・hr)を測定した。その結果を表
2にまとめて示す。表2の結果から、本発明の成分範囲
では比較例の成分範囲の材料に比べて酸浸漬試験での腐
食が大巾に抑制されることが明らかである。また、C,
N,O,PおよびSの合計が100ppm以下の材料に
ついては、Co+Ni+2Cuが0.01%以上でその
効果が顕著である。
【0072】これらの結果から、Fe−Cr系(5≦C
r≦60)合金で、C,N,O,P,Sを含有量を合計
で100ppm以下とし、かつCa,Ni,Coの1種
又は2種以上を0.01重量%≦Co+Ni+2Cu≦
6重量%の範囲で含むことで耐酸性にすぐれる合金が得
られることが明らかである。
【0073】(実施例3−1)…発明合金21〜33、
比較合金15〜18に対応…請求項3に対応 表1に示す成分の供試材を100kg高周波誘導加熱超
高真空溶製炉にて作製した。これらの供試材を鍛造、切
削、熱間圧延を行った後、焼鈍冷間圧延をくり返して5
0μm 厚、幅200mmの箔帯を製造した。
【0074】しかるのち、これらの材料から作製した箔
帯試験片(50μmt ×50mm×50mm)について
下記する方法で連続酸化試験およびくり返し加熱試験を
行った。その結果を表2に示した。
【0075】(1)連続酸化試験 大気中、1150℃に試験片を300時間晒した後、異
常酸化面積を測定した。評価は以下の如く行った。 ◎ 異常酸化面積 ゼロ ○ 異常酸化面積 5%以内 △ 異常酸化面積 5〜20% × 異常酸化面積 20〜40% ×× 異常酸化面積 40%以上
【0076】(2)くり返し加熱試験 大気中で、試験片につき1150℃×30分加熱→30
分放冷をくり返し50回行った後、試験片の酸化皮膜の
剥離面積を測定した。評価は以下の如く行った。 ◎ 異常酸化面積 ゼロ ○ 異常酸化面積 10%以内 △ 異常酸化面積 10〜30% × 異常酸化面積 30〜50% ×× 異常酸化面積 50%以上
【0077】本発明の成分範囲では比較例の成分範囲と
くらべて異常酸化の発生が抑えられ、健全で密着性のす
ぐれた酸化皮膜に覆われていた。これに対し、比較合金
での酸化皮膜は密着性がわるく異常酸化の形態を示し
た。また、C,N,O,PおよびSの合計が100pp
m以下の材料については3Al+2Si+Mnが0.1
%以上でその効果が顕著であった。これらの結果から、
Fe−Cr系(3≦Cr≦60)合金で、S,P,O,
N,Cを合計で100ppm以下とし、かつ、Si、A
l、Mnの内の1種あるいは2種以上を0.1重量%≦
3Al+2Si+Mn≦50重量%の範囲で添加するこ
とにより耐酸化性にすぐれるFe−Cr合金が得られる
ことが明らかである。
【0078】また、上記成分にさらにCa,Mg,RE
Mを1種以上0.001重量%≦4Ca+4Mg+RE
M≦0.2重量%なる範囲で添加することでさらに耐酸
化性にすぐれるFe−Cr合金が得られることが明らか
である。
【0079】(実施例3−2)…発明合金34〜41、
比較合金19、20に対応…請求項3に対応 表1に示す成分範囲の供試材を100kg高周波誘導加
熱超真空溶製炉を用いて作製し、これらの供試材を鍛
造、切削、熱間圧延を行った後、焼鈍、冷間圧延をくり
返して50μmの板厚、幅200μmの箔帯を製造し
た。
【0080】これらの材料から作製した箔帯試験片(5
0μmt ×50mm×50mm)について温度を110
0℃とする以外は実施例3−1と同様に連続酸化試験お
よびくり返し加熱試験を行った。その結果を表2にまと
めて示す。各試験の評価は下記の如くである。
【0081】 (1)連続酸化試験 ○ 異常酸化面積 5%以内 △ 異常酸化面積 5〜20% × 異常酸化面積 20%以上 (2)くり返し加熱試験 ○ 異常酸化面積 10%以内 △ 異常酸化面積 10〜30% × 異常酸化面積 30%以上
【0082】本発明合金の成分範囲では、比較合金の成
分範囲の材料にくらべて、異常酸化が発生せず、健全で
密着性の良い酸化皮膜に覆われていた。これに対し、比
較合金の酸化皮膜は密着性がわるく、異常酸化の形態を
示した。
【0083】これらの結果から、Fe−Cr系(3≦C
r≦60)合金で、S、P、O、N、Cを合計で100
ppm以下とし、さらにCa、Mg、REMを1種ある
いは複合で0.001≦4Ca+4Mg+REM≦0.
2とすることにより、耐酸化性に優れる合金が得られる
ことが明らかである。
【0084】(実施例4)…発明合金42〜44、比較
合金21に対応…請求項4に対応表1に示す成分の供試
材を100kg高周波誘導加熱超真空溶製炉を用いて作
製し、これらの供試材を鍛造、切削、熱間圧延を行った
後、焼鈍、冷間圧延をくり返して50μmの板厚、幅2
00μmの箔帯を製造した。得られた試材に対して、上
記の実施例で行ったと同様の、5%HCl,40℃腐
食度、40%H2 SO4 ,50℃腐食度、連続酸化
試験、くり返し加熱試験を行い、同じように評価し、
その結果を表2に示す。本発明の範囲に入っているもの
は優れた特性を示すのが明白に示されている。
【0085】
【表1】
【0086】
【表2】
【0087】
【表3】
【0088】
【表4】
【0089】
【表5】
【0090】
【表6】
【0091】
【表7】
【0092】
【表8】
【0093】
【表9】
【0094】
【表10】
【0095】
【表11】
【0096】
【発明の効果】基本的に加工性に優れたFe−Cr合金
が提供され、これに耐酸性および/または耐酸化性に優
れた合金が提供される。これにより、広い分野に亘りF
e−Cr合金が利用される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 C,N,P,O,Sの合計量と引張特性の関
係を示すグラフである。
【図2】 C,N,P,O,Sの合計量と腐食度の関係
を示すグラフである。
【図3】 Cr量と腐食度の関係を示すグラフである。
【図4】 Ni+Co+2Cuと腐食度の関係を示すグ
ラフである。
【図5】 C,N,P,O,Sの合計量と異常酸化面積
の関係を示すグラフである。
【図6】 Cr含量と酸化増量の関係を示すグラフであ
る。
【図7】 3Al+2Si+Mnの値(重量%)と異常
酸化面積の関係を示すグラフである。
【図8】 4Ca+4Mg+REMの値(重量%)と酸
化被膜剥離面積率との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C22C 38/18 C22C 38/18 38/52 38/52 (72)発明者 矢 沢 好 弘 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 加 藤 康 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 吉 岡 啓 一 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 大和田 哲 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社技術研究本部内 (56)参考文献 特開 昭62−287046(JP,A) 特開 昭62−287047(JP,A) 特開 昭62−198137(JP,A) 特開 昭57−134542(JP,A) 特開 平3−53025(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C22C 38/00 - 38/60 C22C 27/06 C22C 30/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Cr含量3〜60重量%、C,N,O,P
    およびSの合計量が100ppm以下であり、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加工性
    に優れたFe−Cr合金。
  2. 【請求項2】Cr含量が5〜60重量%、C,N,O,
    PおよびSの合計量が100ppm以下であり、Ni,
    CoおよびCuから選択される1種以上を下記式(1)
    を満たす量含有し、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加工性および耐酸性に優れたFe
    −Cr合金。 0.01重量%≦Ni+Co+2Cu≦6重量% ……(1)
  3. 【請求項3】Cr含量が3〜60重量%、C、N、O、
    PおよびSの合計量が100ppm以下であり、Si、
    MnおよびAlから選択される1種以上を下記式(2)
    を満たす量および/またはCa、Mgおよび希土類元素
    (REM)から選択される1種以上を下記式(3)を満
    たす量含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる
    ことを特徴とする加工性および耐酸化性に優れたFe−
    Cr合金。 0.1重量%≦3Al+2Si+Mn≦50重量% ……(2) 0.001重量%≦4Ca+4Mg+REM≦0.2重量% ……(3)
  4. 【請求項4】Cr含量が5〜60重量%、C,N,O,
    PおよびSの合計量が100ppm以下であり、Ni,
    CoおよびCuから選択される1種以上を下記式(1)
    を満たす量含有し、かつSi、MnおよびAlから選択
    される1種以上を下記式(2)を満たす量および/また
    はCa、Mgおよび希土類元素(REM)から選択され
    る1種以上を下記式(3)を満たす量含有し、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加工
    性、耐酸性および耐酸化性に優れたFe−Cr合金。 0.01重量%≦Ni+Co+2Cu≦6重量% ……(1) 0.1重量%≦3Al+2Si+Mn≦50重量% ……(2) 0.001重量%≦4Ca+4Mg+REM≦0.2重量% ……(3)
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