JP4322692B2 - 軟質オ−ステナイト系ステンレス光輝焼鈍鋼材とその製造方法 - Google Patents
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Description
(1)本発明の軟質オ−ステナイト系ステンレス光輝焼鈍鋼材は、その目的を達成するために、質量%で、C:0.03%以下,Si:2%以下,Mn:2.43〜5%,Cr:12〜20%,Ni:5〜10%,Cu:1〜4%,N:0.03%以下,残部Feおよび不可避的不純物からなり、皮膜表面に生成したMnを含有する酸化物粒子径が0.3μm未満であることを特徴とする。
(2)このMnを含有する軟質オ−ステナイト系ステンレス光輝焼鈍鋼材は、耐食性の改善のために、Moを0.05〜2質量%を含むことができる。
(3)このMnを含有する軟質オ−ステナイト系ステンレス光輝焼鈍鋼材は、コイン又はメダルの素材として用いることを特徴とする。
(4)このMnを含有する軟質オ−ステナイト系ステンレス光輝焼鈍鋼材は、冷延鋼材を、露点−45℃以下に調整した還元性雰囲気ガス中で常温から800℃の温度範囲における滞留時間を5〜60秒とし、次いで800〜1150℃の温度範囲において露点−40℃以下に調整した還元性雰囲気ガス中での滞留時間を30〜180秒とする光輝焼鈍を行うことを特徴とする。
(5)この光輝焼鈍において、還元性雰囲気ガスの組成を、水素ガスが70%以上,残部が実質的に窒素ガスとする。
(6)この光輝焼鈍に先立ち,常温から200℃の範囲で不活性ガス雰囲気からなるシ−ル設備を1〜180秒間通過する工程を含むことを特徴とする。
(7)このシ−ル設備の雰囲気ガスは実質的に窒素ガスとする。
本発明のオ−ステナイト系ステンレス鋼は、軟質で加工硬化が小さく,高い加工率で冷間加工やプレス成形が可能で着磁性を小さくするために、Mnを積極的に含有することにより成分設計したものである。以下、本発明のMnを含有する軟質オ−ステナイト系ステンレス鋼の成分設計に関する作用効果とその限定理由を説明する。
C,Nは添加しなくてもよい。添加すればオ−ステナイト相の安定化やδフェライト相の生成抑制に有効である。これら効果を得るには、C,Nの含有量をそれぞれ0.005%以上とすることが好ましい。しかし、C,Nの含有量が過度になると、鋼が硬化し、本鋼の特徴である軟質,成形性が損なわれる。従って、C,Nの含有量は、それぞれ0.03%以下とした。好ましくは、C,Nの含有量をそれぞれ0.02%以下とする。
Siは添加しなくてもよい。添加すれば溶製時の脱酸剤として有効に作用する。これら効果を得るためには、0.1%以上添加するのが好ましい。しかし、Siの含有量が過度になると、鋼が硬化して成形性が低下する。また、鋼表面の着色の原因となる酸化粒子の構成元素となりうる。従って、Siの含有量は2%以下とした。好ましくは、1%未満である。
Mnは、オ−ステナイト系ステンレス鋼の軟質化と加工硬化の抑制に加え,オ−ステナイト相の安定化による着磁性の低減に有効な元素である。さらに、Mnは同効果が得られるNiと比較して安価でありNi量の低減に寄与する。また、溶製時の脱酸剤としても有効に作用する。本発明では、これら作用を有効に得るためにMnを2%以上添加する。他方、Mnの含有量が過度になるとS系介在物の増加をもたらし,耐食性や成形性を阻害するという問題がある。さらに、本発明の目的とする光輝焼鈍鋼材の製造が困難となる。従って、Mnの含有量は5%以下とした。好ましくは、4%未満である。
Crは、ステンレス鋼の構成元素であり、ステンレス鋼の耐食性を確保するために必須の合金元素であるため、12%以上含有させる必要がある。好ましくは、15%以上である。しかし、Crはフェライト安定化元素であるため、過度に含有させると鋼中にフェライトが残存する。また、Crは固溶強化と加工硬化を助長する元素である。従って、Crの含有量は20%以下とした。好ましくは、19%以下である。
Niは、オ−ステナイト安定化元素として、室温においてオ−ステナイト組織を得るために必須の合金元素である。さらに、加工硬化の抑制にも有効に作用する。本発明では、これら作用を得るためにNiを5%以上添加する。しかし、Niは高価な元素であり,過度に含有すると合金コストの著しい上昇を招く。従って、Niの含有量は10%以下とした。好ましくは9%未満である。
Cuは、MnやNiと同様のオ−ステナイト安定化元素であり、加工硬化の抑制にも有効に作用する。本発明では、これら作用を得るためにCuを1%以上添加する。しかし、Cuは過度に含有すると製鋼時のCu汚染や熱間脆性,Cu析出に伴う表面の着色問題を誘発する恐れがある。従って、Cuの含有量は4%以下とした。好ましくは3%以下である。
Moは添加すれば、耐食性を一層高める作用を有する。これら作用を得るためにはMoを0.05%以上添加することが好ましい。しかし、Moは過度に含有するとδフェライトの生成による磁性の発現や固溶強化による強度上昇を招く。従って、Moの含有量は2%以下とした。
本発明のオ−ステナイト系ステンレス鋼は、(A)項で述べたMnを積極的に含有する化学組成を有し,光輝焼鈍仕様において着色を生じず,光沢に優れた表面を得るために、皮膜表面の酸化物粒子径を規定したものである。以下、酸化皮膜の限定理由を説明する。
前記(A)項に記載の化学組成を有するオ−ステナイト系ステンレス鋼において、鋼材表面の酸化物粒子径を前記(B)項の記載とするためには、冷延鋼材を仕上げる光輝焼鈍の条件を以下のように制御するのが好ましい。
Claims (8)
- 質量%で、C:0.03%以下,Si:2%以下,Mn:2.43〜5%,Cr:12〜20%,Ni:5〜10%,Cu:1〜4%,N:0.03%以下,残部Feおよび不可避的不純物からなり、皮膜表面に生成したMnを含有する酸化物粒子径が0.3μm未満であることを特徴とする軟質オ−ステナイト系ステンレス光輝焼鈍鋼材。
- Feの一部に代えて、質量%で、Moを0.05〜2%を含むことを特徴とする請求項1に記載の軟質オ−ステナイト系ステンレス光輝焼鈍鋼材。
- コイン又はメダルの素材として用いることを特徴とする請求項1又は2に記載の軟質オ−ステナイト系ステンレス光輝焼鈍鋼材。
- 質量%で、C:0.03%以下,Si:2%以下,Mn:2.43〜5%,Cr:12〜20%,Ni:5〜10%,Cu:1〜4%,N:0.03%以下,残部Feおよび不可避的不純物からなるステンレス冷延鋼材を、露点−45℃以下に調整した還元性雰囲気ガス中で常温から800℃の温度範囲における滞留時間を5〜60秒とし、次いで800〜1150℃の温度範囲において露点−40℃以下に調整した還元性雰囲気ガス中での滞留時間を30〜180秒とする光輝焼鈍を行うことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の軟質オ−ステナイト系ステンレス光輝焼鈍鋼材の製造方法。
- 前記ステンレス冷延鋼材は、Feの一部に代えて、質量%で、Moを0.05〜2%を含むことを特徴とする請求項4に記載の軟質オ−ステナイト系ステンレス光輝焼鈍鋼材の製造方法。
- 光輝焼鈍において還元性雰囲気ガスの組成を、水素ガスが70%以上,残部が実質的に窒素ガスからなることを特徴とする請求項4又は5に記載の軟質オ−ステナイト系ステンレス光輝焼鈍鋼材の製造方法。
- 光輝焼鈍に先立ち,常温から200℃の範囲で不活性ガスを鋼材表面に吹き付けるシ−ル設備を1〜180秒間通過する工程を含むことを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の軟質オ−ステナイト系ステンレス光輝焼鈍鋼材の製造方法。
- シ−ル設備の不活性ガスが実質的に窒素ガスであることを特徴とする請求項4から7のいずれかに記載の軟質オ−ステナイト系ステンレス光輝焼鈍鋼材の製造方法。
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