JP3418927B2

JP3418927B2 - 耐食性と被削性が優れたフェライト系ステンレス鋼

Info

Publication number: JP3418927B2
Application number: JP33808693A
Authority: JP
Inventors: 修二中原; 猛古賀
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 2003-06-23
Anticipated expiration: 2018-06-23
Also published as: JPH07188864A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐食性と被削性が優れた
フェライト系ステンレス鋼に関する。

【０００２】

【従来の技術】人体に接触して使用される各種の装飾部
品の鋼種としては、体汗による腐食を防ぐために、従
来、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６のような耐食性に優れ
たオーステナイト系ステンレス鋼が主流になっている。
例えば、リューズ，バンド，ケースのような時計の外装
部品用の鋼種の場合、所定形状に切削加工して上記外装
部品を製造することからして高い被削性が要求されるの
で、ＳＵＳ３１６Ｆを主体とした快削オーステナイト系
ステンレス鋼が広く使用されている。

【０００３】しかしながら、上記したＳＵＳ３１６Ｆの
場合、Ｎｉ成分が１０〜１６重量％程度含有されている
ので、時計を装着しているときに、Ｎｉ成分が溶出して
肌と接触し、いわゆるＮｉアレルギー症状を引き起こす
ことがある。とくに、ヨーロッパにおいては、上記症状
が傾向的に多発している。そのため、例えばドイツ国で
は、１９９３年８月以降、装飾部品の分野で、オーステ
ナイト系ステンレス鋼の使用に対する法規制が始められ
た。

【０００４】このようなＮｉアレルギー症状に対して
は、Ｔｉ材を用いて装飾部品を製造することも行われて
いる。しかしながら、Ｔｉ材は高価であり、高級品以外
への使用は困難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、装飾部品の
材料として用いられていたオーステナイト系ステンレス
鋼の上記した問題を解決し、Ｎｉ成分の含有量が微少で
あるのでＮｉアレルギー症状を引き起こさないことは勿
論のこと、耐食性と被削性がいずれもＳＵＳ３１６Ｆと
同等であり、しかも安価であるフェライト系ステンレス
鋼の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、Ｃ：0.０３重量％以下，Ｓ
ｉ：0.１０〜2.００重量％，Ｓ：0.０１〜0.３０重量
％，Ｍｎ：0.５０重量％以下，Ｎｉ：0.６０重量％以
下，Ｃｒ：１6.０〜３0.０重量％，Ｍｏ：1.０〜4.０重
量％，Ｏ：0.０２０重量％以下，残部がＦｅから成り、
Ｍｎ／Ｓ比が２以下であり、かつ、硫化物系介在物にお
ける長さ５０μｍ以下の硫化物系介在物の個数割合が８
０％以上であることを特徴とする、耐食性と被削性が優
れたフェライト系ステンレス鋼が提供される。

【０００７】本発明のステンレス鋼は、フェライト組織
を基地とし、快削性成分であるＳをＪＩＳ規格で定める
含有量よりも大幅に増量して被削性を高めた鋼種であ
る。そして、Ｓの増量に伴って派生してくる耐食性の低
下に対しては、Ｍ／Ｓ比が２以下となるようにＭｎ量を
規制し、また、生成する硫化物系介在物のうち、長さが
５０μｍ以下の硫化物系介在物の個数割合を規制するこ
とにより、耐食性を向上させた鋼種である。

【０００８】この鋼種は、フェライト組織の基地である
ため軟質であり、ＳＵＳ３１６Ｆと同等またはそれ以上
の被削性を備えている。しかし、Ｍｎ量とＳ量との比：
Ｍ／Ｓ比が２より大きい値になっていると、被削性はＳ
ＵＳ３１６Ｆとそれほど変わらないが、耐食性は低下す
る。そのため、この鋼種においては、Ｍ／Ｓ比を２以下
とすることにより、被削性の確保と同時に、ＳＵＳ３１
６Ｆと同等の耐食性が確保される。

【０００９】また、本発明の鋼種においても、通常のス
テンレス鋼と同じように、ＭｎやＣｒとＳとの反応によ
り硫化物系介在物が生成する。その場合、本発明の鋼種
においては、断面の顕微鏡観察によって測定したときの
長さが５０μｍ以下である硫化物系介在物の個数が、硫
化物系介在物の全体個数に対して８０％以上であるよう
に制御される。

【００１０】この個数割合が８０％より小さい場合は、
ＳＵＳ３１６Ｆに比べて耐食性が悪くなる。また、めっ
きののり具合も悪くなり、時計の外装部品のように、め
っき処理を必要とする材料としては好ましいものでなく
なる。この硫化物系介在物の大きさや個数割合は、後述
する鋼の製造時に、インゴットの大きさや冷却速度を調
整することによって制御可能である。

【００１１】本発明のステンレス鋼において、Ｃは、原
料などから不可避的に混入してくる成分であるが、あま
り多量に含有されていると、Ｃｒとの間で炭化物を生成
して粒界腐食を引き起こすようになるので、その含有量
は0.０３重量％を上限とする。Ｓｉはフェライト化元素
であると同時に脱酸剤としても機能し、その含有量は0.
１０〜2.００重量％に設定される。含有量が0.１０重量
％より少ない場合は上記した効果が発揮されず、また2.
００重量％より多くすると鋼の靱性低下が起こりはじめ
るからである。

【００１２】Ｓは鋼の被削性を高めるための必須成分で
あり、その含有量は、0.０１〜0.３０重量％に設定され
る。この含有量が0.０１重量％よりも少ない場合は、被
削性の向上効果は充分に発揮されず、また、0.３０重量
％より多くしても被削性の向上効果は飽和に達するのみ
ならず、逆に耐食性の低下を引き起こしてしまう。Ｍｎ
は、Ｓとおなじように鋼の被削性を向上させる成分であ
る。その含有量は、鋼におけるＭ／Ｓ比を２以下にする
ことが必要であることからすると、Ｓ含有量の２倍値、
すなわち0.６０重量％までは許容できる。しかし、Ｍｎ
量が多くなるにつれて、鋼の耐食性は低下していくの
で、Ｍｎの含有量は0.５重量％を上限とする。

【００１３】Ｎｉは、Ｎｉアレルギー症状の発症を防止
する目的からすると全く含有されていないことが好まし
い。しかしながら、そのようなステンレス鋼を工業的に
調製することは非常に困難であり、不可避的にＮｉが含
まれてくる。しかし、Ｎｉの含有量が0.６０重量％以下
であれば、Ｎｉアレルギー症状は引き起こされないの
で、本発明においては、Ｎｉの含有量の上限値を0.６０
重量％に制限する。

【００１４】Ｃｒはフェライト化元素であり、同時に耐
食性の向上に寄与する成分であり、その含有量は１6.０
〜３0.０重量％に設定される。この含有量が１6.０重量
％より少ない場合は、耐食性の低下が引き起こされ、ま
た逆に３0.０重量％より多くしても含有量に見合った耐
食性の向上は得られず、原料費のコスト高を招くように
なるので、その含有量は３0.０重量％以下に制限する。

【００１５】Ｍｏは耐食性の向上に寄与する成分であ
り、その含有量は1.０〜4.０重量％に設定される。この
含有量が1.０重量％より少ない場合は上記した効果が充
分に発揮されず、また4.０重量％より多くしてもＣｒの
場合と同様に含有量に見合った耐食性の向上は得られ
ず、経済性の点から4.０重量％以下に制限する。Ｏは、
基地内における硫化物系介在物の大きさを規制する成分
であり、その含有量は0.０２０重量％以下に制限され
る。

【００１６】Ｏの含有量が0.０２０重量％より多い場合
には、生成する硫化物系介在物が傾向的に大きくなり、
長さ５０μｍ以下の硫化物系介在物の個数割合が８０％
より少なくなり、鋼の耐食性の低下が起こりはじめる。
本発明のステンレス鋼は、上記した組成を必須とする
が、更に、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｂの１種または２種以上を配合
することが好ましい。

【００１７】これらの成分は、いずれも、基地を構成す
るフェライト組織を微細化して全体の靱性を高めるとと
もに、Ｃをカーバイトの形で固定することにより、耐食
性の向上に資する。しかし、あまり多量に添加しても、
一定以上の効果は得られないため、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｂの配
合量は、それぞれ、Ｎｂ：0.０１〜0.５０重量％，Ｔ
ｉ：0.０１〜0.２０重量％，Ｂ：0.０００５〜0.００５
０重量％の範囲内に設定することが好ましい。

【００１８】本発明のステンレス鋼は次のようにして製
造することができる。すなわち、まず、例えば、溶解炉
で上記した成分組成の鋼種を溶製する。ついで、その溶
湯を鋳造して所定形状の鋼塊としたのち熱間鍛造または
熱間圧延を行い焼鈍する。この一連の過程において、鋼
塊の大きさと冷却速度を適宜に選定することにより、生
成する硫化物系系介在物の大きさが調整される。具体的
には、鋼塊の冷却速度を６℃/min以上に確保し、９００
℃以下の温度になるまで冷却することにより、長さ５０
μｍ以下の硫化物系介在物の存在割合を８０％以上にす
ることができる。

【００１９】

【実施例】

実施例１〜７，比較例１〜５真空溶解炉で表１で示した組成の鋼を溶製し、５０kg鋼
塊鋳型に鋳込んだのち９００℃まで除冷し、放置した。
ついで、熱間鍛造をおこない、直径２０mmの棒材を製造
したのち、温度７５０℃で３時間の焼鈍を行った。

【００２０】上記各鋼種のうち、比較例１はＳＵＳ３１
６Ｆ相当品である。

【００２１】

【表１】

【００２２】得られた鍛造品を長手方向に切断し、切断
面にバフ研磨を行ったのち顕微鏡で検鏡して生成してい
る硫化物系介在物の個数と長さを測定し、長さ５０μｍ
以下の硫化物系介在物の個数割合（％）を算出した。そ
の結果を表２に示した。また、各鍛造品につき、下記の
仕様で耐食性，被削性を判定した。耐食性(1) ：ＪＩＳ２３７１で規定する方法に準拠
し、５％塩水を９６時間噴霧し、発錆の有無を観察して
レイティングＮｏを決定。

【００２３】耐食性(2) ：キャス試験を行って、Ａ，
Ｂ，Ｃのグレードを判定。すなわち、ＮａＣｌ５％，酢
酸0.２％，ＣｕＣｌ₂0.２６ｇ／ｌから成り、温度４９
℃の腐食液に試料を１６時間浸漬して判定。Ａ，Ｂ，Ｃ
評価において、Ａ：発錆皆無Ｂ：発錆若干有り（面積率１０％未満）Ｃ：発錆有りを意味する。

【００２４】被削性：ＳＫＨ５１製のストレートシャン
クドリル（直径５mm）を使用し、潤滑油なしの条件下
で、送り0.０７mmとし、切削距離が１０００mm時に切削
不能となる切削速度(m/min) を測定し、工具寿命とし
た。その値を、ＳＵＳ３１６Ｆ（比較例１）の場合を1.
００としたときの比率として示した。

【００２５】以上の結果を一括して表２に示した。

【００２６】

【表２】

【００２７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、まず、本
発明のフェライト系ステンレス鋼は、Ｎｉ含有量が微量
であるため、Ｎｉアレルギー症状を引き起こす虞れが全
くない。そして、同時に、快削オーステナイト系ステン
レス鋼であるＳＵＳ３１６Ｆ（比較例１）と同等の耐食
性と被削性を備えている。

【００２８】これは、同じフェライト系ステンレス鋼で
ある比較例２〜５と対比すれば明らかなように、快削成
分であるＳの含有量を増量し、かつ、Ｍｎ／Ｓ比を２以
下に制御し、また長さ５０μｍ以下の硫化物系介在物の
個数割合を８０％以上にしたことがもたらす効果であ
る。本発明の鋼種は、高度の耐食性と被削性が要求され
る時計の外装部品のように人体に直接装着する装飾部品
の材料としてその工業的価値は大である。

フロントページの続き (56)参考文献特開平２−310037（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−167752（ＪＰ，Ａ) 特開平４−41651（ＪＰ，Ａ) 特開平５−339680（ＪＰ，Ａ) 特開平３−111542（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ：0.０３重量％以下，Ｓｉ：0.１０〜
2.００重量％，Ｓ：0.０１〜0.３０重量％，Ｍｎ：0.５
０重量％以下，Ｎｉ：0.６０重量％以下，Ｃｒ：１6.０
〜３0.０重量％，Ｍｏ：1.０〜4.０重量％，Ｏ：0.０２
０重量％以下，残部がＦｅから成り、Ｍｎ／Ｓ比が２以
下であり、かつ、硫化物系介在物における長さ５０μｍ
以下の硫化物系介在物の個数割合が８０％以上であるこ
とを特徴とする、耐食性と被削性が優れたフェライト系
ステンレス鋼。
【請求項２】更に、Ｎｂ：0.０１〜0.５０重量％，Ｔ
ｉ：0.０１〜0.２０重量％，Ｂ：0.０００５〜0.００５
０重量％が少なくとも１種含有されている、請求項１の
耐食性と被削性が優れたフェライト系ステンレス鋼。