JP2944856B2 - 冷間加工性および耐孔食性に優れた析出硬化型ステンレス鋼 - Google Patents
冷間加工性および耐孔食性に優れた析出硬化型ステンレス鋼Info
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Description
食性に優れたマルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼
に関する。マルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼の
鋼線、棒鋼および鋼管は、原子力材料や海洋材料、プラ
スチック金型および高強度ボルト・ナット、シャフトと
して用いられ、特に耐孔食性を必要とする分野において
使用される。
ンレス鋼(SUS630等)をボルト、ナット等の製品に加工
する場合、通常固溶化熱処理後、冷間加工および切削加
工を施し、析出硬化熱処理にて任意の強度を得る方法が
頻繁に行われている。しかしながら固溶化熱処理後、急
冷される際にマルテンサイト組織となるため、固溶化熱
処理後の硬さが約32HRC と非常に硬くなる。そのため
冷間加工性、被削性が困難であると言われている。ただ
し組織をマルテンサイト組織としなければ、析出硬化は
生じない。
あるが、この熱処理を行った場合、硬さは約30HRC と
なり、冷間加工性を向上させるのに充分な対策ではな
い。また、本材料は耐孔食性にも優れ、海洋材料として
頻繁に使用されてきたが、近年の長寿命化、高品質化に
より従来のマルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼で
は対応できなくなってきた。
する課題は、上記の従来技術における要求に応えるよう
従来技術を改善するもので、固溶化熱処理後の硬さを
約25HRC 以下に低下し、冷間加工性および切削加工性
を向上させ、また、耐孔食性を改善する元素、例えば
Cr、Mo、Nの添加によりオーステナイト系ステンレ
ス鋼の代表鋼であるSUS304と同程度にし、あわせ
て、析出硬化熱処理後の硬さは従来鋼のSUS630
以上を有するものとすることである。
めに、本発明鋼は、析出硬化特性を失わないで高強度に
するため、Cuの添加を必要不可欠とし、耐孔食性を向
上させるためにCr、Moを添加しかつC含有量を低下
し、また固溶化状態の硬さを低下させるために固溶強化
元素であるC、Nの含有量を低下する必要がある。これ
らより、本発明鋼はC含有量をできる限り低下しCr、
Moを添加して耐孔食性を向上させる。また組織をマル
テンサイト組織になるように成分バランスを調整しなけ
ればならない。ただし後述するようにCを低下しMoを
添加するとδフェライト量が増加するため、Ni−ba
l.式にて−4以上となるようにNiにて成分調整する
必要がある。
%以下、Si:1%以下、Mn:2%以下、P:0.0
4%以下、S:0.03%以下、Ni:5.5〜8.0
%、Cr:12〜20%、Mo:0.6〜3.0%、C
u:3〜5%、Nb:0.1〜0.5%、C+N:0.
035%以下、および、Nb/C:18以上で、残部が
Feおよび不可避不純物よりなり、下記式で表されるN
i−bal.が−4以上でかつマルテンサイト組織を有
する冷間加工性および耐孔食性に優れた析出硬化型ステ
ンレス鋼である。但し、Ni-bal.=Ni+27C+23N+0.2Mn+0.3
Cu-1.2(Cr+Mo)-0.5Si-0.3Nb+10
るので硬度が低く、そのために冷間加工性と切削加工性
が良好となっている。また、Mo添加により耐孔食性が
オーステナイト系ステンレス鋼の代表鋼であるSUS3
04と同程度のレベルに向上し、かつ、析出硬化熱処理
後の硬さは従来鋼のSUS630以上を有するものとな
っている。
について以下に示す。 C:0.02%を超えると硬さが急に上昇するので、
0.02%以下とする。
り低い方がこのましいが、脱酸剤として非常に有効であ
るので、上限を1%とする。
効な元素であるが、2%を超えると機械的性質および耐
孔食性が劣化するため、上限を2%とする。
素であるが、0.03%を超えると耐孔食性が急激に劣
化するため、上限を0.03%とする。
素であるが、0.040%を超えると熱間加工性の劣
化、衝撃靱性の劣化が著しくなるため、上限を0.04
0%とした。
析出効果に必要不可欠な元素であるため、下限は5.5
%とする。逆に多すぎると残留オーステナイトが生成し
やすくなるため、Ni−bal.との関連も考慮して上
限を8%とする。
不可欠な元素であり、ステンレス鋼として要求される耐
食性を確保するには12%以上必要である。しかし20
%を超えて多量に添加するとδフェライト量が急激に増
加し、熱間加工性を劣化させるため、上限は20%まで
とする。
が、その効果は0.6%以上で現れるが、3.0%を超
えて多量に添加するとNi−bal.が小さくなり、δ
フェライトが発生しやすくなるため、0.6〜3.0%
とする。
添加が必要であり、下限を3%とする。しかし、5%を
超えて添加すると靱性、熱間加工性が劣化するため、上
限を5%とする。
るのに必要不可欠な元素であるが、0.1%未満ではそ
の効果は少なく、0.5%を超えると靱性の低下、熱間
加工性の低下を招くため、0.1〜0.5%までとす
る。
の硬度を低下させるにはできる限り低い方が好ましく、
C+Nの総和量として上限を0.035%までとする。
させるには適宜なNb/Cに設定する必要がある。Nb
/Cが18以上になると析出硬化熱処理後の硬さは40
HRC以上が得られる。Nb/Cを高くすると析出硬化
熱処理後の靱性が劣化する恐れもあるが、実施例に示す
ようにMo添加により焼戻し脆化は消失する。
の組織を推定する上で有効となる指標である。この計算
値が負の値になるとδフェライト相が生成する。
イト量との関係を示す図である。このNi−bal.は
著名なシェフラーが提唱したニッケルバランスを基本と
し、本発明では実測値から多重解析にて求めたものであ
り、またシェフラーの式にはCuとNbの項がないの
で、これらの項をNi−bal.に加えた。
造によりその量は減少する。Ni−bal.が−4未満
になると、これら処理を行っても全く減少しなくなる。
すなわち、図2にみるとおり、Ni−bal.と熱間鍛
造後のδフェライト量との関係をみると、熱間鍛造によ
りδフェライト量は減少し、Ni−bal.が−4以上
となればδフェライト量は1%以下となり、良好な熱間
および冷間加工性が得られることが判る。
性の劣化および冷間加工時の割れの起点になるので、N
i−bal.を−4以上とする。
04に関する16例の、Feおよび不可避不純物を除く
化学成分、Ni−bal.並びに凝固後の組織を表1に
示し、固溶化熱処理後の硬さ、穿孔性、並びにR50変形
抵抗値を表2に示し、さらに、480℃析出硬化熱処理
後の硬さ、耐孔食性並びに靱性について表3に示す。
以上である本発明の鋼において、凝固後の組織はα’す
なわち主としてマルテンサイト組織でδフェライトは1
%未満混在するのみである。これに対し、Ni−ba
l.が−4以下である比較鋼は
ーステナイト組織が混在する。
表2に見るとおり固溶化熱処理後の硬さは比較鋼や従来
鋼に比し低く25HRC以下である。従って、切削加工
性を示す穿孔性ならびにR50変形抵抗値は比較鋼、従来
鋼およびSUS304に比し本発明鋼は優れている。
0℃析出硬化熱処理後の硬さにおいて従来鋼のSUS6
30と同程度に高く、また、耐孔食性もオーステナイト
ステンレス鋼のSUS304に劣ることなく、480℃
析出硬化熱処理後の硬さおよび耐孔食性は比較鋼および
従来鋼に比し本発明鋼は優れている。
サイト析出硬化型ステンレス鋼は高強度、高靱性である
にも拘わらず、冷間加工性および切削加工性がよく、耐
孔食性もマルテンサイト析出硬化型ステンレス鋼である
にも拘わらずオーステナイト系ステンレス鋼と同等のレ
ベルとなっている。
量との関係を示す図である。
イト量との関係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 重量%で、C:0.02%以下、Si:
1%以下、Mn:2%以下、P:0.04%以下、S:
0.03%以下、Ni:5.5〜8.0%、Cr:12
〜20%、Mo:0.6〜3.0%、Cu:3〜5%、
Nb:0.1〜0.5%、C+N:0.035%以下お
よびNb/C:18以上で、残部がFeおよび不可避不
純物よりなり、下記式で表されるNi−bal.が−4
以上でかつマルテンサイト組織を有することを特徴とす
る冷間加工性および耐孔食性に優れた析出硬化型ステン
レス鋼。但し、Ni-bal.=Ni+27C+23N+0.2Mn+0.3Cu-1.2(C
r+Mo)-0.5Si-0.3Nb+10
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16845593A JP2944856B2 (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 冷間加工性および耐孔食性に優れた析出硬化型ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16845593A JP2944856B2 (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 冷間加工性および耐孔食性に優れた析出硬化型ステンレス鋼 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06346198A JPH06346198A (ja) | 1994-12-20 |
JP2944856B2 true JP2944856B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=15868435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16845593A Expired - Lifetime JP2944856B2 (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 冷間加工性および耐孔食性に優れた析出硬化型ステンレス鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2944856B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5109222B2 (ja) * | 2003-08-19 | 2012-12-26 | Jfeスチール株式会社 | 耐食性に優れた油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
KR100598610B1 (ko) * | 2004-10-23 | 2006-07-07 | 강진규 | 초고내식 쾌삭 스테인리스강 연마평재 제조방법 |
-
1993
- 1993-06-14 JP JP16845593A patent/JP2944856B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06346198A (ja) | 1994-12-20 |
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