JP3025406B2 - 被削性に優れたフェライト系およびマルテンサイト系ステンレス鋼 - Google Patents
被削性に優れたフェライト系およびマルテンサイト系ステンレス鋼Info
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Description
【産業上の利用分野】本発明は、構造用部材、機械部品
および電子機器材として幅広く利用されている硫黄又は
複合快削ステンレス鋼に関し、特に30mm径以下の細径の
棒鋼および線材における被削性を格段に向上させたフェ
ライト系およびマルテンサイト系ステンレス鋼に関す
る。
および電子機器材として幅広く利用されている硫黄又は
複合快削ステンレス鋼に関し、特に30mm径以下の細径の
棒鋼および線材における被削性を格段に向上させたフェ
ライト系およびマルテンサイト系ステンレス鋼に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、快削ステンレス鋼棒鋼の製品寸法
は、それが使用される機器の小型化傾向に伴い、年々細
径になりつつあり、このような細径材において被削性、
即ち、ドリル穿孔性および工具寿命などは劣化する傾向
が生じている。ところで、硫黄はステンレス鋼の快削性
を向上させるために有効な元素であり、硫黄を添加した
硫黄快削ステンレス鋼が広く製造されている。しかし、
硫黄快削ステンレス鋼において硫黄の添加量が0.35％を
超えてくると、硫黄快削ステンレス鋼の熱間加工性が徐
々に低下し、圧延時の疵発生等で歩留まりが低下し、こ
のためコストが上昇する。従って、硫黄量の増加により
被削性を向上させて上記の細径材の被削性要求に応える
ことはできなかった。
は、それが使用される機器の小型化傾向に伴い、年々細
径になりつつあり、このような細径材において被削性、
即ち、ドリル穿孔性および工具寿命などは劣化する傾向
が生じている。ところで、硫黄はステンレス鋼の快削性
を向上させるために有効な元素であり、硫黄を添加した
硫黄快削ステンレス鋼が広く製造されている。しかし、
硫黄快削ステンレス鋼において硫黄の添加量が0.35％を
超えてくると、硫黄快削ステンレス鋼の熱間加工性が徐
々に低下し、圧延時の疵発生等で歩留まりが低下し、こ
のためコストが上昇する。従って、硫黄量の増加により
被削性を向上させて上記の細径材の被削性要求に応える
ことはできなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の従来の問題を解消し、30mm径以下の細径の棒鋼および
線材における被削性を格段に向上させたフェライト系お
よびマルテンサイト系ステンレス鋼硫黄快削ステンレス
鋼を提供することである。
の従来の問題を解消し、30mm径以下の細径の棒鋼および
線材における被削性を格段に向上させたフェライト系お
よびマルテンサイト系ステンレス鋼硫黄快削ステンレス
鋼を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記のように、現在の硫
黄快削ステンレス鋼においては、硫黄を0.35wt％程度を
越えて添加して被削性の向上を図ることは困難である。
そこで、発明者らは被削性を向上させるため種々検討し
た結果、下記の知見を得た。
黄快削ステンレス鋼においては、硫黄を0.35wt％程度を
越えて添加して被削性の向上を図ることは困難である。
そこで、発明者らは被削性を向上させるため種々検討し
た結果、下記の知見を得た。
【０００５】硫化物形態について 図１は金属組織の顕微鏡写真で、溶鋼中の酸素量の差異
による鋼中の介在物である硫化物の形態の変化を示す。
これによると、溶鋼中の酸素量が低いと点状の硫化物
（以下「点状型」という。）が多く観察されるが、酸素
量が多いとこの点状の硫化物は観察されず、個々の硫化
物が大きくなって粒状の硫化物（以下「粒状型」とい
う。）となっている。
による鋼中の介在物である硫化物の形態の変化を示す。
これによると、溶鋼中の酸素量が低いと点状の硫化物
（以下「点状型」という。）が多く観察されるが、酸素
量が多いとこの点状の硫化物は観察されず、個々の硫化
物が大きくなって粒状の硫化物（以下「粒状型」とい
う。）となっている。
【０００６】ところで、鋼中の介在物において、一般に
硫化物は延展性が高く特にＭｎＳは延展されやすい。そ
のため点状の硫化物は細径線材に圧延されると、顕微鏡
レベル（×400)では観察されないほどに小さくなる。こ
の小さな硫化物は被削性に寄与せず、そのため点状型の
硫化物を有する硫黄快削ステンレス鋼は細径線材におい
て被削性は劣る傾向にある。従って、細径線材用の硫黄
快削ステンレス鋼中の硫化物の形態は粒状型になってい
る必要がある。
硫化物は延展性が高く特にＭｎＳは延展されやすい。そ
のため点状の硫化物は細径線材に圧延されると、顕微鏡
レベル（×400)では観察されないほどに小さくなる。こ
の小さな硫化物は被削性に寄与せず、そのため点状型の
硫化物を有する硫黄快削ステンレス鋼は細径線材におい
て被削性は劣る傾向にある。従って、細径線材用の硫黄
快削ステンレス鋼中の硫化物の形態は粒状型になってい
る必要がある。
【０００７】酸化物について 鋼中の介在物である酸化物は、一般にどの酸化物におい
ても被削性を劣化させる方向にあると考えられる。ただ
しAl系酸化物よりSi系酸化物の方が硬さが低く、延展性
に富んでいるため、酸化物はできるだけSi系でなければ
ならない。すなわち、硫化物中に析出している酸化物の
総個数のうち80％以上がAlを含まない Si-Mn系酸化物で
あれば、被削性はかなり改善されることが分かった。し
かし、この場合、鋼中の酸化物量はできる限り低いもの
である必要がある。
ても被削性を劣化させる方向にあると考えられる。ただ
しAl系酸化物よりSi系酸化物の方が硬さが低く、延展性
に富んでいるため、酸化物はできるだけSi系でなければ
ならない。すなわち、硫化物中に析出している酸化物の
総個数のうち80％以上がAlを含まない Si-Mn系酸化物で
あれば、被削性はかなり改善されることが分かった。し
かし、この場合、鋼中の酸化物量はできる限り低いもの
である必要がある。
【０００８】そこで、課題を解決するための本発明の手
段は、重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：０．１０
〜１．００％、Ｍｎ：１．００〜３．００％、Ｓ：０．
１５〜０．５０％、Ｎｉ：１．０％以下、Ｃｒ：１１．
５〜２２．０％、Ｍｏ：３．０％以下、Ｃｕ：０．６％
以下、Ａｌ：０．０１％以下、Ｎ：０．１０％以下、
Ｏ：６０〜２００ｐｐｍを含有し、残部Ｆｅおよび不可
避不純物からなり、熱間加工または熱間・冷間加工後の
硫化物の形状が粒状型でありかつ硫化物中に析出してい
る酸化物の総個数のうち８０％以上がＡｌを含まないＳ
ｉ−Ｍｎ系酸化物であることを特徴とする被削性に優れ
たフェライト系およびマルテンサイト系ステンレス鋼に
ある。
段は、重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：０．１０
〜１．００％、Ｍｎ：１．００〜３．００％、Ｓ：０．
１５〜０．５０％、Ｎｉ：１．０％以下、Ｃｒ：１１．
５〜２２．０％、Ｍｏ：３．０％以下、Ｃｕ：０．６％
以下、Ａｌ：０．０１％以下、Ｎ：０．１０％以下、
Ｏ：６０〜２００ｐｐｍを含有し、残部Ｆｅおよび不可
避不純物からなり、熱間加工または熱間・冷間加工後の
硫化物の形状が粒状型でありかつ硫化物中に析出してい
る酸化物の総個数のうち８０％以上がＡｌを含まないＳ
ｉ−Ｍｎ系酸化物であることを特徴とする被削性に優れ
たフェライト系およびマルテンサイト系ステンレス鋼に
ある。
【０００９】
【作用】以下に本発明における成分の限定理由について
説明する。
説明する。
【００１０】Ｃは、素地に固溶され、硬さを上昇させる
元素である。0.15％を超えると硬さが急激に上昇し、耐
食性が劣化するため上限を0.15％とした。
元素である。0.15％を超えると硬さが急激に上昇し、耐
食性が劣化するため上限を0.15％とした。
【００１１】Ｓｉは、製鋼時の脱散剤として添加し、ま
た本発明の特徴であるAlを含まない粒状介在物を形成す
るためにも必要な元素である。Si量が0.10％未満になる
と酸化物組成はSi-Mn 系に代わって硬いCr-Si-Mn系とな
り、被削性が劣化するため下限を0.10％とした。またSi
は多すぎると靱性を低下させるので上限を1.00％とし
た。
た本発明の特徴であるAlを含まない粒状介在物を形成す
るためにも必要な元素である。Si量が0.10％未満になる
と酸化物組成はSi-Mn 系に代わって硬いCr-Si-Mn系とな
り、被削性が劣化するため下限を0.10％とした。またSi
は多すぎると靱性を低下させるので上限を1.00％とし
た。
【００１２】Ｍｎは、ＭｎＳの生成のために添加する必
要がある。その為には、1.0 ％以上必要であるが3.00％
を超えると熱間加工性を低下させるので上限を3.00％と
した。
要がある。その為には、1.0 ％以上必要であるが3.00％
を超えると熱間加工性を低下させるので上限を3.00％と
した。
【００１３】Ｓは、切削性向上元素として極めて有効で
あり、含有量が多いほど切削性は向上する。被削性向上
のためには0.15％含有させる必要があるが、0.50％以上
添加すると熱間加工性が急激に劣化するため、上限を0.
50％とした。
あり、含有量が多いほど切削性は向上する。被削性向上
のためには0.15％含有させる必要があるが、0.50％以上
添加すると熱間加工性が急激に劣化するため、上限を0.
50％とした。
【００１４】Ｎｉは、焼なまし硬さを上昇させるため、
少ないほうがよいが、1 ％までは許容できるので、上限
を1.0 ％とした。
少ないほうがよいが、1 ％までは許容できるので、上限
を1.0 ％とした。
【００１５】Ｃｒは、フェライト系およびマルテンサイ
ト系ステンレス鋼として必要な耐食性および耐酸化性を
確保する上で必要な元素である。このために必要な含有
量の範囲は11.5〜22.0％である。
ト系ステンレス鋼として必要な耐食性および耐酸化性を
確保する上で必要な元素である。このために必要な含有
量の範囲は11.5〜22.0％である。
【００１６】Ｍｏは、耐食性を高める元素であり、必要
な場合に添加するが 3％を超えて添加しても効果が飽和
するため上限を3.0 ％とした。
な場合に添加するが 3％を超えて添加しても効果が飽和
するため上限を3.0 ％とした。
【００１７】Ｃｕは、熱間加工性を劣化させるため出来
る限り０に近い方がよいが、不可避の不純物として0.6
％まで許容できる。よって上限を0.6 ％とした。
る限り０に近い方がよいが、不可避の不純物として0.6
％まで許容できる。よって上限を0.6 ％とした。
【００１８】Ａｌは、凝固後の硫化物の形状を粒状型と
しかつ硫化物中に析出している酸化物の総個数のうち80
％以上がAlを含まないSi-Mn 系とするためには、Alの含
有量を低く抑えて0.01％以下にしなければならない。従
って、Alの上限を0.01％以下とする。
しかつ硫化物中に析出している酸化物の総個数のうち80
％以上がAlを含まないSi-Mn 系とするためには、Alの含
有量を低く抑えて0.01％以下にしなければならない。従
って、Alの上限を0.01％以下とする。
【００１９】Ｎは、焼なまし硬さを上昇させるため、少
ないほうがよいが不可避の不純物として0.10％まで許容
できる。よって上限を0.10％とした。
ないほうがよいが不可避の不純物として0.10％まで許容
できる。よって上限を0.10％とした。
【００２０】Ｏは、硫化物形態を制御するのに必要不可
欠な元素である。60ppm 未満では点状の硫化物が生成す
るため下限を60ppm とした。また200ppmを超えると酸化
物量が非常に多くなり、被削性および熱間加工性を低下
させるため、上限を200ppmとした。
欠な元素である。60ppm 未満では点状の硫化物が生成す
るため下限を60ppm とした。また200ppmを超えると酸化
物量が非常に多くなり、被削性および熱間加工性を低下
させるため、上限を200ppmとした。
【００２１】
【実施例】以下の実施例について説明する。成分組成が
表１に示す化学成分と残部Feからなる本願発明鋼と比較
鋼についてのSi-Mn 系含有率、酸素量、硫化物形態、被
削性の指標であるドリル穿孔性及び工具寿命、並びに、
熱間加工性について表２に示す。
表１に示す化学成分と残部Feからなる本願発明鋼と比較
鋼についてのSi-Mn 系含有率、酸素量、硫化物形態、被
削性の指標であるドリル穿孔性及び工具寿命、並びに、
熱間加工性について表２に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１の成分組成において、Ｐ、Ni、Al、Ｎ
は不純物量を示す。MoはNo.3、No.6、No.12 、No.14 以
外は不純物量を示す。
は不純物量を示す。MoはNo.3、No.6、No.12 、No.14 以
外は不純物量を示す。
【００２４】表２から判るように、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７
の本発明鋼は、Ａｌを含まないＳｉ−Ｍｎ系酸化物の含
有率が８０％以上と高く、かつ酸素量も６５ｐｐｍ以上
と高い。これに対し、比較鋼は、Ｓｉを０．０５％含有
の低Ｓｉ鋼であるＮｏ．８及びＡｌを０．０１％以上含
有のＮｏ．９〜Ｎｏ．１１及びＮｏ．１３〜Ｎｏ．１５
においては、Ａｌを含まないＳｉ−Ｍｎ系酸化物の含有
率が８０％未満と低く、かつ酸素量も６０ｐｐｍ未満と
低く、Ｎｏ．８は粒状型の硫化物であるが他は点状型の
硫化物が発生している。この結果、硫化物含有量は耐食
性の観点から適宜変化させられるが、同一レベルの硫黄
含有量のもので比較すると、ドリル穿孔性及び工具寿命
で示される被削性試験結果において、本発明鋼は比較鋼
よりも被削性が大きく改善されていることが判る。ま
た、比較鋼のＮｏ．１５は硫黄含有量が０．５６％と本
発明の規定値より高いものであるが、この場合熱間加工
性が劣っていることが判る。
の本発明鋼は、Ａｌを含まないＳｉ−Ｍｎ系酸化物の含
有率が８０％以上と高く、かつ酸素量も６５ｐｐｍ以上
と高い。これに対し、比較鋼は、Ｓｉを０．０５％含有
の低Ｓｉ鋼であるＮｏ．８及びＡｌを０．０１％以上含
有のＮｏ．９〜Ｎｏ．１１及びＮｏ．１３〜Ｎｏ．１５
においては、Ａｌを含まないＳｉ−Ｍｎ系酸化物の含有
率が８０％未満と低く、かつ酸素量も６０ｐｐｍ未満と
低く、Ｎｏ．８は粒状型の硫化物であるが他は点状型の
硫化物が発生している。この結果、硫化物含有量は耐食
性の観点から適宜変化させられるが、同一レベルの硫黄
含有量のもので比較すると、ドリル穿孔性及び工具寿命
で示される被削性試験結果において、本発明鋼は比較鋼
よりも被削性が大きく改善されていることが判る。ま
た、比較鋼のＮｏ．１５は硫黄含有量が０．５６％と本
発明の規定値より高いものであるが、この場合熱間加工
性が劣っていることが判る。
【００２５】
【表２】
【００２６】上記の実施例における工具寿命試験及びド
リル穿孔性試験は表３及び表４に示す各条件により実施
した。
リル穿孔性試験は表３及び表４に示す各条件により実施
した。
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のフェライ
ト系およびマルテンサイト系ステンレス鋼は、熱間加工
または熱間・冷間加工後の硫化物の形状が粒状型であ
り、かつ硫化物中に析出している酸化物の総個数のうち
80％以上がAlを含まないSi-Mn 系酸化物であるので、30
mm径以下の細径の棒鋼および線材における被削性が従来
の快削フェライト系およびマルテンサイト系ステンレス
鋼に比して格段に優れている。
ト系およびマルテンサイト系ステンレス鋼は、熱間加工
または熱間・冷間加工後の硫化物の形状が粒状型であ
り、かつ硫化物中に析出している酸化物の総個数のうち
80％以上がAlを含まないSi-Mn 系酸化物であるので、30
mm径以下の細径の棒鋼および線材における被削性が従来
の快削フェライト系およびマルテンサイト系ステンレス
鋼に比して格段に優れている。
【図１】金属組織の顕微鏡写真で、溶鋼中の酸素量の差
異による鋼中の介在物である硫化物の形態の変化を示
す。
異による鋼中の介在物である硫化物の形態の変化を示
す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神吉 保宗 兵庫県姫路市飾磨区中島字一文字3007番 地 山陽特殊製鋼株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−104617（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−168848（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/58
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：
０．１０〜１．００％、Ｍｎ：１．００〜３．００％、
Ｓ：０．１５〜０．５０％、Ｎｉ：１．０％以下、Ｃ
ｒ：１１．５〜２２．０％、Ｍｏ：３．０％以下、Ｃ
ｕ：０．６％以下、Ａｌ：０．０１％以下、Ｎ：０．１
０％以下、Ｏ：６０〜２００ｐｐｍを含有し、残部Ｆｅ
および不可避不純物からなり、熱間加工または熱間・冷
間加工後の硫化物の形状が粒状型でありかつ硫化物中に
析出している酸化物の総個数のうち８０％以上がＡｌを
含まないＳｉ−Ｍｎ系酸化物であることを特徴とする被
削性に優れたフェライト系およびマルテンサイト系ステ
ンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6073943A JP3025406B2 (ja) | 1994-03-19 | 1994-03-19 | 被削性に優れたフェライト系およびマルテンサイト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6073943A JP3025406B2 (ja) | 1994-03-19 | 1994-03-19 | 被削性に優れたフェライト系およびマルテンサイト系ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08193249A JPH08193249A (ja) | 1996-07-30 |
| JP3025406B2 true JP3025406B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=13532703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6073943A Expired - Lifetime JP3025406B2 (ja) | 1994-03-19 | 1994-03-19 | 被削性に優れたフェライト系およびマルテンサイト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3025406B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6793746B2 (en) | 1999-07-26 | 2004-09-21 | Daido Steel Co., Ltd. | Stainless steel parts with suppressed release of sulfide gas and method of producing |
| DE10143390B4 (de) * | 2001-09-04 | 2014-12-24 | Stahlwerk Ergste Westig Gmbh | Kaltverformbarer korrosionsbeständiger Chromstahl |
| CN102286706B (zh) * | 2011-08-04 | 2012-10-31 | 上海电力修造总厂有限公司 | 一种防咬合磨损的马氏体不锈钢 |
| CN107058906B (zh) * | 2017-02-21 | 2018-11-16 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 不锈钢、圆珠笔头用不锈钢线材及其制备方法 |
| CN111989418B (zh) * | 2018-06-13 | 2022-02-22 | 日铁不锈钢株式会社 | 马氏体系s易切削不锈钢 |
| CN112795848B (zh) * | 2021-03-22 | 2021-06-25 | 北京科技大学 | 一种易切削耐腐蚀钢及其制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54116317A (en) * | 1978-03-03 | 1979-09-10 | Daido Steel Co Ltd | Heat resistant steel with good cutting property |
| JPH01168848A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-07-04 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 自動車部品用広域快削鋼 |
| JPH02104617A (ja) * | 1988-10-12 | 1990-04-17 | Nippon Steel Corp | 切屑処理性に優れたｓ系快削ステンレス鋼線材の製造法 |
-
1994
- 1994-03-19 JP JP6073943A patent/JP3025406B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08193249A (ja) | 1996-07-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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