JP3188625B2 - B-containing austenitic stainless steel excellent in hot workability and method for producing the same - Google Patents

B-containing austenitic stainless steel excellent in hot workability and method for producing the same

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JP3188625B2
JP3188625B2 JP07492396A JP7492396A JP3188625B2 JP 3188625 B2 JP3188625 B2 JP 3188625B2 JP 07492396 A JP07492396 A JP 07492396A JP 7492396 A JP7492396 A JP 7492396A JP 3188625 B2 JP3188625 B2 JP 3188625B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、中性子を放射する原子
炉廃棄物の貯蔵、輸送あるいは中性子遮蔽板に用いるス
テンレス鋼材、とくに熱間加工性に優れた高B (ボロ
ン) 含有オーステナイト系ステンレス鋼材とその製造方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stainless steel material used for storing, transporting or neutron shielding plates of neutron-emitting nuclear waste, and in particular, a high B (boron) -containing austenitic stainless steel excellent in hot workability. And its manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱中性子の遮蔽性を有しかつ耐食性を有
する材料として、B (ボロン) を含有するオーステナイ
ト系ステンレス鋼が有効であり、広く使用されている。
しかし、Bを0.5 %以上含有するオーステナイト系ステ
ンレス鋼は、熱間での加工性が悪く、とくに熱間圧延工
程で2枚割れが生じやすいために、製造上大きな問題と
なっている。また、室温における引張強度や伸びが小さ
く、そのバラツキも大きいことから、製品の特性上大き
な問題となっている。
Austenitic stainless steel containing B (boron) is effective and widely used as a material having thermal neutron shielding properties and corrosion resistance.
However, austenitic stainless steel containing B in an amount of 0.5% or more is poor in hot workability, and is particularly susceptible to splitting during hot rolling. In addition, since the tensile strength and elongation at room temperature are small and the variation is large, this is a major problem in the characteristics of the product.

【0003】従来、B含有オーステナイト系ステンレス
鋼,とくにその熱間加工性を改善する技術としては、例
えば、特開昭57−45464号公報 (熱間加工性の優
れた含ボロン原子炉用オーステナイトステンレス鋼) に
は、B含有オーステナイトステンレス鋼にAlを添加する
ことで熱間加工性を改善する方法、また、特開昭55−
89459号公報 (耐食性および加工性に優れた含ボロ
ンステンレス鋼) には、B含有ステンレス鋼にVを添加
して熱間加工性を改善する方法などがそれぞれ提案され
ている。しかし、これらの合金成分の添加による熱間加
工性の改善は十分ではなく、通常の熱間圧延法ではB含
有オーステナイトステンレス鋼板を製造することは困難
であった。
Conventionally, B-containing austenitic stainless steels, in particular, as a technique for improving the hot workability thereof, are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-45464 (Austenitic stainless steel for boron-containing nuclear reactor having excellent hot workability). A method of improving the hot workability by adding Al to a B-containing austenitic stainless steel;
No. 89459 (boron-containing stainless steel excellent in corrosion resistance and workability) proposes a method of improving hot workability by adding V to B-containing stainless steel. However, the addition of these alloy components has not sufficiently improved the hot workability, and it has been difficult to produce a B-containing austenitic stainless steel sheet by a normal hot rolling method.

【0004】また、B含有オーステナイト系ステンレス
鋼板の室温における引張特性については、例えば、特開
平6−207207号公報 (延性、靱性、耐食性に優れ
た使用済み核燃料キャスク内バスケット用ボロン含有ス
テンレス鋼の製造方法) に開示されている粉末冶金によ
り製造された鋼板は、優れた室温引張特性 (高延性、高
強度) を示す。しかし、粉末冶金法は大量生産に不向き
であり、また、構造物などの大型物の製造にも不向きで
ある。
The tensile properties of a B-containing austenitic stainless steel sheet at room temperature are described, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-207207 (Production of boron-containing stainless steel for baskets in spent nuclear fuel casks excellent in ductility, toughness and corrosion resistance). The steel sheet manufactured by the powder metallurgy disclosed in (Method) exhibits excellent room-temperature tensile properties (high ductility and high strength). However, the powder metallurgy method is not suitable for mass production and is also unsuitable for manufacturing large objects such as structures.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、B含
有オーステナイト系ステンレス鋼材における熱間加工性
を向上させることにある。この発明の他の目的は、上記
熱間加工性の改善に加え、さらに室温での引張特性およ
び伸びなどの機械的性質を向上させ、かつ室温における
他の機械的性質も安定した特性を示す中性子遮蔽用鋼材
として有効なB含有オーステナイト系ステンレス鋼材と
それを製造する方法を提案することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the hot workability of a B-containing austenitic stainless steel. Another object of the present invention is to provide a neutron which, in addition to the above-described improvement in hot workability, further improves mechanical properties such as tensile properties and elongation at room temperature, and exhibits stable properties at room temperature. It is to propose a B-containing austenitic stainless steel material effective as a shielding steel material and a method for producing the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的に適う課題解
決手段として、本発明は、 (1) C:0.1 wt%以下、 Si:1.0 wt%以下、 Mn:2.0 wt%以下、 B:0.05〜5.0 wt%、 Cr:11.0〜27.0wt%、 Ni:7.0 〜12.0wt%、 およびN:0.3wt%以下を含有し、残部Feおよび不可避
的不純物からなり、かつ65μm以下の微細ボライドを
スラブ段階において、そのスラブの表面から厚み方向に
10mm深さまでの部分のB分析値と該スラブ厚み方向中
央部のB分析値との差を、造塊B分析値で割った値で示
したときに0.10以下となるように、板厚方向に均一に分
散析出させてなる熱間加工性に優れるB含有オーステナ
イト系ステンレス鋼材、 (2) C:0.1 wt%以下、 Si:1.0 wt%以下、 Mn:2.0 wt%以下、 B:0.05〜5.0 wt%、 Cr:11.0〜27.0wt%、 Ni:7.0 〜12.0wt%、 Mo:3.0 wt%以下 およびN:0.3 wt%以下を含有し、残部Feおよび不可避
的不純物からなり、かつ65μm以下の微細ボライド
、スラブ段階において、そのスラブの表面から厚み方
向に10mm深さまでの部分のB分析値と該スラブ厚み方
向中央部のB分析値との差を、造塊B分析値で割った値
で示したときに0.10以下となるように、板厚方向に均一
に分散析出させてなる熱間加工性に優れるB含有オース
テナイト系ステンレス鋼材、を提案する。
Means for Solving the Problems As means for solving the above problems, the present invention provides: (1) C: 0.1 wt% or less, Si: 1.0 wt% or less, Mn: 2.0 wt% or less, B: 0.05 -5.0 wt%, Cr: 11.0-27.0 wt%, Ni: 7.0-12.0 wt%, and N: 0.3 wt% or less, and the fine boride consisting of Fe and unavoidable impurities and having a size of 65 µm or less ,
In the slab stage, from the surface of the slab in the thickness direction
B analysis value of the part up to a depth of 10 mm and in the slab thickness direction
The difference from the B analysis value at the center is indicated by the value obtained by dividing the difference by the ingot sizing B analysis value.
B-containing austenitic stainless steel material excellent in hot workability formed by uniformly dispersing and precipitating in the sheet thickness direction so as to be 0.10 or less when subjected to heat treatment. (2) C: 0.1 wt% or less, Si: 1.0 wt% or less , Mn: 2.0 wt% or less, B: 0.05 to 5.0 wt%, Cr: 11.0 to 27.0 wt%, Ni: 7.0 to 12.0 wt%, Mo: 3.0 wt% or less, and N: 0.3 wt% or less, with the balance being the balance In the slab stage, a fine boride composed of Fe and unavoidable impurities and having a thickness of 65 μm or less
Analysis value of the part up to a depth of 10 mm in the direction and the thickness of the slab
The value obtained by dividing the difference from the B analysis value at the central part by the lumped B analysis value
The present invention proposes a B-containing austenitic stainless steel material which is excellent in hot workability and is uniformly dispersed and precipitated in the thickness direction so as to be 0.10 or less when indicated by.

【0007】また、本発明は、C:0.1 wt%以下、Si:
1.0 wt%以下、Mn:2.00wt%以下、B:0.05〜5.0 wt
%、Cr:11.0〜27.0wt%Ni:7.0 〜25.0wt%およびN:
0.3 wt%以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物か
らなる中性子遮蔽用高B含有オーステナイト系ステンレ
ス鋼の鍛造スラブを素材としてB含有オーステナイト系
ステンレス鋼材を製造する方法において、熱間圧延に先
立つインゴットの鍛造を、鍛造温度を 800〜1200℃の範
囲としかつ圧下1回当たりの圧下率を5%以上とする条
件下に行うことにより、平均粒径65μm以下の微細な
ボライドを、スラブ段階において、そのスラブの表面か
ら厚み方向に10mm深さまでの部分のB分析値と該スラ
ブ厚み方向中央部のB分析値との差を、造塊B分析値で
割った値で示したときに0.10以下となるように制御し
て、板厚方向に均一分散させることを特徴とする熱間加
工性に優れるB含有オーステナイト系ステンレス鋼材の
製造方法を提案する。
Further, the present invention provides a method for producing a semiconductor device comprising: C: 0.1 wt% or less;
1.0 wt% or less, Mn: 2.00 wt% or less, B: 0.05 to 5.0 wt
%, Cr: 11.0 to 27.0 wt% Ni: 7.0 to 25.0 wt% and N:
In a method of producing a B-containing austenitic stainless steel material using a forged slab of high B-containing austenitic stainless steel for neutron shielding, containing 0.3 wt% or less, the balance being Fe and unavoidable impurities, an ingot prior to hot rolling. In the slab stage, the forging is performed under the conditions that the forging temperature is in the range of 800 to 1200 ° C. and the rolling reduction per rolling is 5% or more, and the average grain size is 65 μm or less . The surface of the slab
B analysis value of the part from the
The difference from the B analysis value at the center in the thickness direction
Control so that it is less than 0.10 when divided
Thus, a method for producing a B-containing austenitic stainless steel material having excellent hot workability, characterized by being uniformly dispersed in the thickness direction, is proposed.

【0008】なお、本発明の上記製造方法においては、
上記B含有オーステナイト系ステンレス鋼の鍛造スラブ
として、C:0.1 wt%以下、Si:1.0 wt%以下、Mn:2.
0 wt%以下、B:0.05〜5.0 wt%、Cr:11.0〜27.0wt
%、Ni:7.0 〜25.0wt%、Mo:3.0 wt%以下およびN:
0.3 wt%以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物か
らなるB含有オーステナイト系ステンレス鋼を用いるこ
とを特徴とする。
[0008] In the above manufacturing method of the present invention,
As a forged slab of the B-containing austenitic stainless steel, C: 0.1 wt% or less, Si: 1.0 wt% or less, Mn: 2.
0 wt% or less, B: 0.05 to 5.0 wt%, Cr: 11.0 to 27.0 wt
%, Ni: 7.0 to 25.0 wt%, Mo: 3.0 wt% or less and N:
It is characterized by using a B-containing austenitic stainless steel containing 0.3 wt% or less, the balance being Fe and unavoidable impurities.

【0009】さらに、本発明の上記製造方法において
は、上記B含有オーステナイト系ステンレス鋼の鍛造ス
ラブとして、C:0.1 wt%以下、Si:1.0 wt%以下、M
n:2.0wt%以下、B:0.05〜5.0 wt%、Cr:11.0〜27.0
wt%、Ni:7.0 〜12.0wt%、Mo:3.0 wt%以下および
N:0.3 wt%以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純
物からなるB含有オーステナイト系ステンレス鋼を用い
ることを特徴とする。
Further, in the method of the present invention, as the forged slab of the B-containing austenitic stainless steel, C: 0.1 wt% or less, Si: 1.0 wt% or less, M:
n: 2.0 wt% or less, B: 0.05 to 5.0 wt%, Cr: 11.0 to 27.0
It is characterized by using a B-containing austenitic stainless steel containing wt%, Ni: 7.0 to 12.0 wt%, Mo: 3.0 wt% or less, and N: 0.3 wt% or less, with the balance being Fe and unavoidable impurities.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明は、B入りステンレス鋼の
熱間圧延に先立つインゴット鍛造工程において、1回の
圧下における圧下率を5%以上に制御とすることによ
り、平均粒径が65μm以下の大きさのボライドを少な
くとも板厚方向に均一に分散させること、とくにスラブ
の厚み方向に均一に微細分散させるのに有効な技術であ
り、このことによって、熱間加工性に優れかつ室温にお
ける機械的性質が安定したB含有オーステナイト系ステ
ンレス鋼材を製造することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention provides an ingot forging process prior to hot rolling of B-containing stainless steel, in which the rolling reduction in one rolling is controlled to 5% or more, so that the average grain size is 65 μm or less. This is an effective technique for uniformly dispersing the boron having a size of at least in the thickness direction of the plate, and particularly for uniformly and finely dispersing the slab in the thickness direction of the slab. B-containing austenitic stainless steel having stable mechanical properties can be produced.

【0011】発明者らは、Bを多量に含有するオーステ
ナイト系ステンレス鋼について、これを熱間圧延する時
にその前後端が二枚割れ (板厚中央部に割れが生じて二
枚板状となる) する原因を詳細に研究した。その結果、
この二枚割れは、鍛造スラブの中央部に存在する粗大な
Bと (Fe,Cr) との化合物であるボライドが原因であ
り、熱間圧延時にこのボライドを起点として亀裂が発生
し、二枚割れとなること1見いだした。すなわち、熱間
圧延時、マトリックスであるオーステナイト相に比べ固
いボライドの周辺に歪みが集中するが、とくにこのボラ
イドの粒径が大きいほど歪みの集中は激しく、その結
果、ボライドとマトリックスの界面の剥離あるいはボラ
イド自体の破壊が生じ、亀裂が発生するのである。
[0011] The inventors of the present invention have found that when hot rolling the austenitic stainless steel containing a large amount of B, the front and rear ends of the stainless steel crack (two cracks occur at the center of the sheet thickness). The cause was studied in detail. as a result,
This double crack is caused by coarse boron (B) which is a compound of B and (Fe, Cr) existing in the center of the forged slab. During hot rolling, a crack is generated from the boron as a starting point. I found one that would break. That is, during hot rolling, strain concentrates around the harder boron than the austenitic phase, which is the matrix, but the strain is more concentrated as the grain size of the boron increases, and as a result, the interface between the boron and the matrix separates. Alternatively, the boride itself is destroyed and cracks occur.

【0012】そして、これらの亀裂の寸法が大きい場合
や数が多い場合、つまり、粗大なボライドが存在する場
合やボライドが多量に存在する場合には、亀裂どうしが
成長し、連結して二枚割れに至ることがわかった。この
二枚割れの原因となるボライドの大きさは、1.3 %Bを
含有するステンレス鋼の場合、粒径が70μm以上のボ
ライドが亀裂の起点となっていた。したがって、熱間圧
延時の二枚割れを防止するには、熱間圧延前に適切な条
件で鍛造を施し、ボライドを微細にし、且つ少なくとも
板厚方向に均一に分散させることが有効となる。
When the size of these cracks is large or the number of them is large, that is, when coarse borides are present or when a large amount of borides are present, the cracks grow and connect to each other. It turned out to be cracked. Regarding the size of the boride that causes the double split, in the case of stainless steel containing 1.3% B, the boride having a grain size of 70 μm or more was the starting point of the crack. Therefore, in order to prevent splitting during hot rolling, it is effective to forge under appropriate conditions before hot rolling to make the boron finer and to uniformly disperse it at least in the thickness direction.

【0013】そこで、発明者らは、Bを含有するオース
テナイト系ステンレス鋼の室温引張強度について種々の
試験研究を行った。その結果、鋼材中に粗大な (300 μ
m)ボライドが存在すると、室温引張強度が低下する。
しかし、熱間圧延前に適切な条件の鍛造を施すと、室温
引張強度が低下せず、かつ強度レベルのバラツキも小さ
くなることを見いだした。つまり、Bを含有するオース
テナイト系ステンレス鋼の室温での引張による破断は、
ボライド自体またはボライドとマトリックスの界面を起
点として発生しており、とくに、粗大なボライドの周辺
には容易に歪みが集中し、内部亀裂が発生しやすく、そ
のために引張伸びが小さくなり、加工硬化段階の早期に
破断するのである。
Therefore, the inventors conducted various tests and studies on the room temperature tensile strength of the B-containing austenitic stainless steel. As a result, coarse (300 μm)
m) The presence of boride reduces the room temperature tensile strength.
However, it has been found that when forging is performed under appropriate conditions before hot rolling, the room-temperature tensile strength does not decrease and the variation in the strength level also decreases. In other words, the fracture at room temperature of the austenitic stainless steel containing B caused by
Occurrence originates from the boride itself or the interface between the boride and the matrix.Especially, strain is easily concentrated around the coarse boride, and internal cracks are likely to occur. It breaks prematurely.

【0014】ところが、高B含有オーステナイト系ステ
ンレス鋼であっても、この鋼を熱間圧延に先立って適切
な条件で鍛造加工を施すと、前記ボライドが微細にな
り、ひいてはボライドへの歪みの集中が解消され、その
結果、引張伸びが大きくなって引張強度が高くなると同
時に引張強度のバラツキも小さくなることがわかった。
すなわち、このような処理を行うと、機械的性質の安定
したB含有オーステナイト系ステンレス鋼材を製造する
ことができるようになるのである。
However, even for high-B content austenitic stainless steel, if this steel is subjected to forging under appropriate conditions prior to hot rolling, the boron becomes finer, and consequently the concentration of strain on the boron. As a result, it was found that the tensile elongation was increased and the tensile strength was increased, and at the same time the variation in the tensile strength was reduced.
That is, by performing such a treatment, a B-containing austenitic stainless steel material having stable mechanical properties can be manufactured.

【0015】以上説明したように、室温における機械的
性質を安定させるには、熱間圧延前に適切な条件で鍛造
を施し、ボライドを微細化することが有効と言える。そ
こで、発明者らはまた、上述した作用効果が期待できる
インゴット鍛造の条件について研究した。すなわち、種
々の鍛造条件で製造したB含有オーステナイト系ステン
レス鋼について、その組織および熱間加工性、室温引張
強度を調査したのである。その結果、鍛造温度が800 〜
1200℃で、1回の圧下における圧下率を5%以上に制御
した場合には、鍛造スラブの中央部のボライドが十分に
均一に微細分散し、良好な熱間加工性が得られ、上記二
枚割れを防止できることがわかった。しかも、最終製品
の室温での引張強度も向上しかつバラツキが少なくな
り、室温の機械的性質が安定することもわかった。
As described above, in order to stabilize the mechanical properties at room temperature, it can be said that forging is performed under appropriate conditions before hot rolling to make the boron finer. Then, the inventors also studied conditions for ingot forging in which the above-described effects can be expected. That is, the structure, hot workability, and room temperature tensile strength of a B-containing austenitic stainless steel manufactured under various forging conditions were investigated. As a result, the forging temperature becomes 800-
When the rolling reduction in one rolling at 1200 ° C. is controlled to 5% or more, the boron at the center of the forged slab is finely and uniformly dispersed, and good hot workability is obtained. It was found that splitting could be prevented. In addition, it was also found that the tensile strength of the final product at room temperature was improved and the dispersion was reduced, and that the mechanical properties at room temperature were stabilized.

【0016】次に、本発明において用いる素材成分の限
定理由について説明する。 C:0.1 wt%以下 Cは、ステンレス鋼中でCr炭化物を形成し、耐食性およ
び耐酸化性に寄与するCrを減少させてしまう。従って、
0.1 wt%以下にすることが実際的である。
Next, the reasons for limiting the material components used in the present invention will be described. C: 0.1 wt% or less C forms Cr carbide in stainless steel and reduces Cr contributing to corrosion resistance and oxidation resistance. Therefore,
It is practical to make it 0.1 wt% or less.

【0017】Si:1.0 wt%以下 Siは、脱酸元素であり、精錬上必要な元素である。ま
た、ステンレス鋼の耐食性,耐酸化性を向上させる元素
であるが、1.0 wt%を超えると熱間加工性を悪くする。
従って、好ましい添加範囲は0.10〜1.0 wt%である。
Si: 1.0 wt% or less Si is a deoxidizing element and is necessary for refining. In addition, it is an element that improves the corrosion resistance and oxidation resistance of stainless steel. However, if it exceeds 1.0 wt%, hot workability deteriorates.
Therefore, a preferable addition range is 0.10 to 1.0 wt%.

【0018】Mn:2.0 wt%以下 Mnは、Siと同様に脱酸元素として有効であり、ある程度
の添加が必要である。また、Niの代替として利用される
元素であるが、多量に添加すると中性子遮蔽用材料とし
ては誘導放射能の残留を多くするので、2.0wt %を上限
とした。好ましくは0.10〜2.0 wt%である。
Mn: 2.0 wt% or less Mn is effective as a deoxidizing element like Si, and needs to be added to some extent. Although it is an element used as a substitute for Ni, the addition of a large amount increases the residual induced radioactivity as a neutron shielding material. Therefore, the upper limit is 2.0 wt%. Preferably it is 0.10-2.0 wt%.

【0019】B:0.05〜5.0 wt% Bは、中性子吸収能を確保するために本発明においては
必要不可欠な元素である。この中性子吸収能を発現させ
るためには、少なくとも0.05wt%の添加を必要とする。
しかし、Bを5.0 wt%以上添加すると、材料強度の上
昇、加工性の劣化など実用上多くの問題が発生するた
め、5.0 wt%を上限とする。より好ましくは加工性の面
から0.1 〜5.0 wt%が望まれる。さらに好ましくは 0.3
〜5.0 wt%である。
B: 0.05 to 5.0 wt% B is an essential element in the present invention in order to secure neutron absorption ability. In order to exhibit this neutron absorption ability, it is necessary to add at least 0.05 wt%.
However, if B is added in an amount of 5.0 wt% or more, many practical problems such as an increase in material strength and deterioration in workability occur. Therefore, the upper limit is 5.0 wt%. More preferably, 0.1 to 5.0 wt% is desired from the viewpoint of workability. More preferably 0.3
~ 5.0 wt%.

【0020】N:0.3 wt%以下 Nは、ステンレス鋼の強度、耐食性を向上させる元素で
あるが、0.3 wt%を超えて添加した場合には強度上昇に
よる加工性劣化が問題となる。従って、0.3 wt%以下と
限定する。
N: 0.3 wt% or less N is an element that improves the strength and corrosion resistance of stainless steel. However, if added in excess of 0.3 wt%, workability degradation due to an increase in strength poses a problem. Therefore, it is limited to 0.3 wt% or less.

【0021】Cr:11.0〜27.0wt% Crは、ステンレス鋼における基本成分であり、耐食性を
向上させる。顕著な耐食性の向上を期待するには少なく
とも11wt%を超えるCr量が必要であり、Cr量が高いほど
耐食性に優れる。しかしながら、Crを27wt%を超えて添
加した場合、材料の脆化が著しく実用上好ましくない。
従って、Crの範囲を11.0〜27.0wt%と限定した。より好
ましくは、優れた耐食性を示す16wt%以上、脆化を生じ
ない25wt%以下にすることが望ましい。
Cr: 11.0 to 27.0 wt% Cr is a basic component in stainless steel and improves corrosion resistance. In order to expect a remarkable improvement in corrosion resistance, a Cr content exceeding at least 11 wt% is necessary, and the higher the Cr content, the better the corrosion resistance. However, when Cr is added in an amount exceeding 27 wt%, the material becomes extremely brittle, which is not preferable for practical use.
Therefore, the range of Cr is limited to 11.0 to 27.0 wt%. More preferably, it is desirably 16 wt% or more that exhibits excellent corrosion resistance and 25 wt% or less that does not cause embrittlement.

【0022】Ni:7.0 〜25.0wt% Niは、Crと共にステンレス鋼の基本成分であり、オース
テナイト相を安定にするために必須の元素である。B添
加ステンレス鋼においては、Niがボライド中にほとんど
固溶せずほとんど消費されないため、7wt%の添加で十
分オーステナイトを安定化可能である。しかし、25wt%
を超えて添加した場合、極めてコストが高くなるため上
限を25wt%とした。より好ましくはオーステナイトが安
定となる7.0 〜12.0wt%が望ましい。
Ni: 7.0 to 25.0 wt% Ni is a basic component of stainless steel together with Cr, and is an essential element for stabilizing the austenite phase. In B-added stainless steel, Ni hardly dissolves in the boron and is hardly consumed, so that the addition of 7 wt% can sufficiently stabilize austenite. But 25wt%
If the addition exceeds the limit, the cost becomes extremely high, so the upper limit is set to 25 wt%. More preferably, the content is 7.0 to 12.0 wt% at which austenite becomes stable.

【0023】Mo:3.0 wt%以下 Moは、Crに比較して約3倍の耐食性改善効果を示し、耐
食性の向上にはきわめて有効な元素である。好ましい耐
孔食性向上の効果を得るには0.5 wt%以上の添加が望ま
しい。しかしながら、3.0 wt%を超えて添加した場合に
は、コストが高くなるうえ脆化が著しくなり実用上好ま
しくない。従って、添加範囲を3.0 wt%以下と限定し
た。好ましい範囲は0.5 〜3.0 wt%、より好ましくは
1.0〜3.0 wt%である。
Mo: 3.0 wt% or less Mo exhibits about three times the effect of improving corrosion resistance as compared with Cr, and is an extremely effective element for improving corrosion resistance. In order to obtain a preferable effect of improving pitting corrosion resistance, addition of 0.5 wt% or more is desirable. However, if it is added in excess of 3.0 wt%, the cost increases and the embrittlement becomes significant, which is not preferable in practical use. Therefore, the addition range was limited to 3.0 wt% or less. The preferred range is 0.5-3.0 wt%, more preferably
1.0 to 3.0 wt%.

【0024】次に、本発明にかかる製造条件について説
明する。本発明は、上述したように、まず熱間圧延に先
立ちインゴット鍛造を行うが、この鍛造は、1回の圧下
における圧下率 (鍛造比) を大きくすればするほどボラ
イドが微細化し、またその分散が均一化し、熱間加工性
に優れるB入りステンレス鋼を得るのに有効である。た
だし、圧下率を50%よりも大きくした場合、鍛造機へ
の負荷が大きくなる。一方、この圧下率が5%以下の場
合、ボライドの微細化,均一分散化が十分ではなく、熱
間加工性向上の効果が見られなくなる。従って、本発明
においてこの鍛造は、1回の圧下における圧下率は5%
以上とする。好ましくは5〜50%,より好ましくは5〜
30%、さらに好ましくは10〜30%である。本発明におい
て、Bを微細化するには、5%以上で圧下することが必
要となるが、一方ではスラブの形状を整える目的のため
に、5%以下の圧下率で形状を整えてもよい。
Next, the manufacturing conditions according to the present invention will be described. As described above, the present invention first performs ingot forging prior to hot rolling. In this forging, as the rolling reduction (forging ratio) in one rolling is increased, the finer the boron is, Is effective in obtaining a B-containing stainless steel excellent in hot workability. However, when the rolling reduction is greater than 50%, the load on the forging machine increases. On the other hand, when the rolling reduction is 5% or less, the fineness and uniform dispersion of the boron are not sufficient, and the effect of improving the hot workability cannot be obtained. Therefore, in the present invention, this forging has a reduction rate of 5% in one reduction.
Above. Preferably 5% to 50%, more preferably 5%
It is 30%, more preferably 10 to 30%. In the present invention, it is necessary to reduce B by 5% or more in order to refine B, but on the other hand, the shape may be adjusted at a reduction ratio of 5% or less for the purpose of adjusting the shape of the slab. .

【0025】次に、上記鍛造の温度は 800〜1200℃の範
囲内とする。この理由は、B入りステンレス鋼の鍛造に
おいて、割れのないスラブを得るには、鍛造温度は少な
くとも800 ℃以上とすることが必要であり、この温度よ
りも鍛造温度が低い場合、割れが発生し健全なスラブが
得られない上、強度が強くなるため鍛造機への負荷が大
きくなり実用上問題となるからである。一方、この鍛造
温度を1200℃よりも高くすると、ボライドが部分溶融し
インゴットが破壊する。従って、鍛造温度は 800〜1200
℃と限定した。好ましくは 950〜1180℃とする。
Next, the forging temperature is set in the range of 800 to 1200 ° C. The reason for this is that in the forging of B-containing stainless steel, in order to obtain a crack-free slab, the forging temperature must be at least 800 ° C., and if the forging temperature is lower than this temperature, cracking will occur. This is because a sound slab cannot be obtained and the strength is increased, so that the load on the forging machine is increased, which is a practical problem. On the other hand, if the forging temperature is higher than 1200 ° C., the boron partially melts and the ingot is broken. Therefore, the forging temperature is 800-1200
° C. Preferably it is 950 to 1180 ° C.

【0026】本発明において、制御すべきボライドの大
きさ、即ち粒径は、65μm以下の範囲とする。ボライ
ドの大きさを鍛造条件を変えて制御すると、粒径は微細
になると同時に、スラブの厚み方向に均一に分散し、そ
の程度はスラブ表面から厚み方向に10mm深さまで部分
のB分析値とスラブの厚み方向中央部のB分析値の
を、造塊のB分析値で割った値で示すと0.10以下であ
る。
In the present invention, the size of the boride to be controlled is large.
The size, that is, the particle size is in the range of 65 μm or less. Borai
If the size of the alloy is controlled by changing the forging conditions,
At the same time, it is evenly dispersed in the thickness direction of the slab,
The extent of the part from the slab surface to the depth of 10 mm in the thickness direction
Of the B analysis value of the slab and the B analysis value at the center in the thickness direction of the slabdifference
Divided by the B analysis value of the ingot is 0.10 or less.
You.

【0027】[0027]

【実施例】SUS 304 (オーステナイト系ステンレス鋼)
およびSUS 316 (1〜3.0 wt%Mo含有オーステナイト系ス
テンレス鋼) をベースとして、これにそれぞれBを0.5
wt%,1.0 wt%,3.0 wt%,5.0 wt%を表1に示すよう
に添加してオーステナイト系ステンレス鋼を溶製した。
この溶製鋼の6t インゴットを2500t プレスを用いて表
1に示す鍛造条件の下で鍛造して鍛造スラブを得た。こ
の鍛造スラブを1150℃に加熱して熱間圧延を施し、得ら
れた熱延板を酸洗,焼鈍してから、ボライド粒径,熱間
圧延性,強度について調査した。その結果を表1にあわ
せて示す。
[Example] SUS 304 (Austenitic stainless steel)
And SUS 316 (austenitic stainless steel containing 1 to 3.0 wt% Mo) as a base,
Austenitic stainless steel was melted by adding wt%, 1.0 wt%, 3.0 wt%, and 5.0 wt% as shown in Table 1.
A 6-ton ingot of this molten steel was forged under a forging condition shown in Table 1 using a 2500-ton press to obtain a forged slab. The forged slab was heated to 1150 ° C and subjected to hot rolling. The obtained hot-rolled sheet was pickled and annealed, and then examined for a grain size of a boride, hot rollability and strength. The results are shown in Table 1.

【0028】表1に示すとおり、比較例として挙げたも
ののうち、鋳造温度が本発明の条件を外れて低いか高い
もの (No.1, 2)は、いずれも鍛造が不調であり、また、
鍛造時の圧下率が小さいもの (No.3, 4)は、ボライドの
粒径が大きくなり、熱間圧延時に二枚割れが発生すると
同時に引張強度が小さかった。また、圧下率が比較的大
きいもの (No.14)は、鍛造負荷が大きく、設備上のリス
クが高く、微ワレも発生したが、グラインダーで研削後
は、熱間圧延をすることができた。本発明のうち(No.6
〜13) では、いずれも熱間圧延時の二枚割れはなく、し
かも室温での引張強度の高くかつバラツキの少ない製品
が得られた。
As shown in Table 1, among the comparative examples, those having low or high casting temperatures out of the conditions of the present invention (Nos. 1 and 2) showed poor forging,
In the cases where the rolling reduction during forging was small (Nos. 3 and 4), the grain size of the boride was large, and double cracks occurred during hot rolling and the tensile strength was low. In addition, the one with a relatively large rolling reduction (No. 14) had a large forging load, had a high equipment risk, and caused slight cracking.However, it was possible to perform hot rolling after grinding with a grinder . Of the present invention (No. 6
In each of (13) to (13), a product having no split at the time of hot rolling and having high tensile strength at room temperature and little variation was obtained.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
B含有ステンレス鋼に見られる熱間圧延時の二枚割れが
なく、かつ室温での引張強度も高くかつバラツキの少な
い安定した機械的性質を有するB含有オーステナイト系
ステンレス鋼を製造することができる。
As described above, according to the present invention, there is provided a stable machine which is free from splitting during hot rolling and has a high tensile strength at room temperature and a small variation, which are observed in high B content stainless steel. B-containing austenitic stainless steel having characteristic properties can be produced.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 及川 誠 神奈川県川崎市川崎区小島町4番2号 日本冶金工業株式会社 研究開発本部 技術研究所内 (56)参考文献 特開 平7−188744(JP,A) 特開 平5−320750(JP,A) 特開 平5−263133(JP,A) 特開 平2−170947(JP,A) 特開 昭63−286555(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 38/00 - 38/06 B21J 5/00 C21D 8/00 - 8/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Makoto Oikawa 4-2 Kojimacho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Nippon Yakin Kogyo Co., Ltd. Research and Development Headquarters Technical Research Institute (56) References JP-A-7-188744 (JP) JP-A-5-320750 (JP, A) JP-A-5-263133 (JP, A) JP-A-2-170947 (JP, A) JP-A-63-286555 (JP, A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C22C 38/00-38/06 B21J 5/00 C21D 8/00-8/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 C:0.1 wt%以下、 Si:1.0 wt%以下、 Mn:2.0 wt%以下、 B:0.05〜5.0 wt%、 Cr:11.0〜27.0wt%、 Ni:7.0 〜12.0wt%、 およびN:0.3wt%以下を含有し、残部Feおよび不可避
的不純物からなり、かつ65μm以下の微細ボライド
、スラブ段階において、そのスラブの表面から厚み方
向に10mm深さまでの部分のB分析値と該スラブ厚み方
向中央部のB分析値との差を、造塊B分析値で割った値
で示したときに0.10以下となるように、板厚方向に均一
に分散析出させてなる熱間加工性に優れるB含有オース
テナイト系ステンレス鋼材。
C: 0.1 wt% or less, Si: 1.0 wt% or less, Mn: 2.0 wt% or less, B: 0.05 to 5.0 wt%, Cr: 11.0 to 27.0 wt%, Ni: 7.0 to 12.0 wt%, And N: a fine boride containing not more than 0.3 wt%, the balance being Fe and unavoidable impurities and having a size of not more than 65 μm in the slab stage from the surface of the slab to the thickness direction.
Analysis value of the part up to a depth of 10 mm in the direction and the thickness of the slab
The value obtained by dividing the difference from the B analysis value at the central part by the lumped B analysis value
A B-containing austenitic stainless steel material excellent in hot workability formed by uniformly dispersing and precipitating in the thickness direction so as to be 0.10 or less when indicated by .
【請求項2】 C:0.1 wt%以下、 Si:1.0 wt%以下、 Mn:2.0 wt%以下、 B:0.05〜5.0 wt%、 Cr:11.0〜27.0wt%、 Ni:7.0 〜12.0wt%、 Mo:3.0 wt%以下 およびN:0.3 wt%以下を含有し、残部Feおよび不可避
的不純物からなり、かつ65μm以下の微細ボライドを
スラブ段階において、そのスラブの表面から厚み方向に
10mm深さまでの部分のB分析値と該スラブ厚み方向中
央部のB分析値との差を、造塊B分析値で割った値で示
したときに0.10以下となるように、板厚方向に均一に分
散析出させてなる熱間加工性に優れるB含有オーステナ
イト系ステンレス鋼材。
2. C: 0.1 wt% or less, Si: 1.0 wt% or less, Mn: 2.0 wt% or less, B: 0.05 to 5.0 wt%, Cr: 11.0 to 27.0 wt%, Ni: 7.0 to 12.0 wt%, Mo: 3.0% by weight or less and N: 0.3% by weight or less, the balance consisting of Fe and unavoidable impurities ,
In the slab stage, from the surface of the slab in the thickness direction
B analysis value of the part up to a depth of 10 mm and in the slab thickness direction
The difference from the B analysis value at the center is indicated by the value obtained by dividing the difference by the ingot sizing B analysis value.
A B-containing austenitic stainless steel material which is excellent in hot workability and is uniformly dispersed and precipitated in the plate thickness direction so as to be 0.10 or less when subjected to heat treatment.
【請求項3】 鍛造スラブを素材としてB含有オーステ
ナイト系ステンレス鋼材を製造する方法において、熱間
圧延に先立つインゴットの鍛造を、鍛造温度を 800〜12
00℃の範囲内としかつ圧下1回当たりの圧下率を5〜3
%以上とする条件下で行うことにより、65μm 以下
の微細なボライドを、スラブ段階において、そのスラブ
の表面から厚み方向に10mm深さまでの部分のB分析値
と該スラブ厚み方向中央部のB分析値との差を、造塊B
分析値で割った値で示したときに0.10以下となるように
制御して、板厚方向に均一分散させることを特徴とする
熱間加工性に優れるB含有オーステナイト系ステンレス
鋼材の製造方法。
3. A method for producing a B-containing austenitic stainless steel material using a forged slab as a material, wherein forging of an ingot prior to hot rolling is performed at a forging temperature of 800-12.
Within the range of 00 ° C., and the rolling reduction per rolling is 5 to 3
By performing the process under the condition of 0 % or more, fine borides of 65 μm or less can be formed in the slab stage.
B analysis value of the part from the surface to the depth of 10 mm in the thickness direction
And the difference between the B analysis value at the center of the slab thickness direction
So that when divided by the analysis value, it is less than 0.10
A method for producing a B-containing austenitic stainless steel material having excellent hot workability, characterized by controlling and uniformly dispersing in the thickness direction.
【請求項4】 請求項3に記載の鍛造スラブが、C:0.
1wt%以下、Si:1.0wt%以下、Mn:2.0 wt%以下、B:
0.05〜5.0 wt%、Cr:11.0〜27.0wt%Ni:7.0〜25.0wt
%およびN:0.3wt%以下を含有し、残部Feおよび不可
避的不純物からなるB含有オーステナイト系ステンレス
鋼であることを特徴とする熱間加工性に優れるB含有オ
ーステナイト系ステンレス鋼材の製造方法。
4. The forged slab according to claim 3, wherein C: 0.
1 wt% or less, Si: 1.0 wt% or less, Mn: 2.0 wt% or less, B:
0.05 to 5.0 wt%, Cr: 11.0 to 27.0 wt% Ni: 7.0 to 25.0 wt%
% And N: 0.3% by weight or less, and a B-containing austenitic stainless steel material excellent in hot workability, characterized in that it is a B-containing austenitic stainless steel containing the balance of Fe and unavoidable impurities.
【請求項5】 請求項3に記載の鍛造スラブが、C:0.
1 wt%以下、Si:1.0 wt%以下、Mn:2.0 wt%以下、
B:0.05〜5.0 wt%、Cr:11.0〜27.0wt%、Ni:7.0 〜
25.0wt%、Mo:3.0 wt%以下およびN:0.3 wt%以下を
含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなるB含有オ
ーステナイト系ステンレス鋼であることを特徴とする熱
間加工性に優れるB含有オーステナイト系ステンレス鋼
材の製造方法。
5. The forged slab according to claim 3, wherein C: 0.
1 wt% or less, Si: 1.0 wt% or less, Mn: 2.0 wt% or less,
B: 0.05 to 5.0 wt%, Cr: 11.0 to 27.0 wt%, Ni: 7.0 to
B-containing austenitic stainless steel containing 25.0 wt%, Mo: 3.0 wt% or less and N: 0.3 wt% or less, with the balance being Fe and unavoidable impurities, characterized by excellent hot workability. Manufacturing method of austenitic stainless steel.
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