JP4792769B2 - Ferritic stainless steel with excellent corrosion resistance and ductility and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、例えば各種ボルト類、各種センサーなどの継手類、および家電用部品類、機械用部品類、構造用部材など、優れた耐食性、延性が要求される各種部品や構造部の素材として用いられるフェライト系ステンレス鋼に関するものであり、特に直径20mm以上の丸棒や、板厚20mm以上の圧延板、フラットバー等比較的厚肉の断面を有する場合であってもオ−ステナイト系ステンレス鋼の固溶化熱処理設備を使用して高い性能を得ることのできる高耐食フェライト系ステンレス鋼に関する。 The present invention is used as a material for various parts and structural parts that require excellent corrosion resistance and ductility, for example, various bolts, joints such as various sensors, home appliance parts, machine parts, and structural members. Ferritic stainless steel, especially austenitic stainless steel even if it has a relatively thick cross section such as a round bar with a diameter of 20 mm or more, a rolled plate with a thickness of 20 mm or more, a flat bar, etc. The present invention relates to a highly corrosion-resistant ferritic stainless steel capable of obtaining high performance using a solution heat treatment equipment.

フェライト系ステンレス鋼は、SUS304に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼と比較して、一般に、応力腐食割れを起こし難く、かつNiを多量に含有しないため安価であることから、自動車部品や家電用部品などの分野で幅広く使用されている。 Compared with austenitic stainless steel represented by SUS304, ferritic stainless steel is generally less susceptible to stress corrosion cracking and is inexpensive because it does not contain a large amount of Ni. Widely used in the field.

このようなフェライト系ステンレス鋼において、耐食性の向上はCrおよびMoの増量による効果が大きい。しかし、CrやMoの増量は、耐食性を向上させる反面、鋼材を脆化させ、延性を低下させる。 In such a ferritic stainless steel, the improvement in corrosion resistance is largely due to the increased amount of Cr and Mo. However, increasing the amount of Cr and Mo improves the corrosion resistance, but makes the steel material brittle and lowers the ductility.

そのため、フェライト系ステンレス鋼で耐食性と延性の両特性が共に優れた性能を得るためには、単にCrやMoの増量だけでは不充分であり、鋼中に固溶するCおよびN量を低減することや結晶粒の微細化によって、Cr、Mo増量による延性の低下を抑制することが行われている。 Therefore, it is not enough to increase the amount of Cr and Mo in order to obtain both ferritic stainless steel with excellent corrosion resistance and ductility, and the amount of C and N dissolved in the steel is reduced. In addition, the reduction of ductility due to the increase in Cr and Mo is suppressed by making the crystal grains finer.

例えば、特許文献1においては、平均r値を規定すると共に、TiまたはNbもしくはその両方をC+Nの8倍以上添加することにより、耐食性とプレス成形性を共に高めている。これは、TiやNbがCやNと容易に結合し、鋼中に固溶するC、Nを実質的に低減する作用を利用したものである。その結果、プレス成形性が高まると同時に、溶接熱影響部の粒界耐食性を高めている。 For example, in Patent Document 1, both the corrosion resistance and press formability are improved by defining an average r value and adding Ti or Nb or both at least 8 times C + N. This utilizes the action of Ti and Nb easily combining with C and N to substantially reduce C and N dissolved in the steel. As a result, the press formability is enhanced and the intergranular corrosion resistance of the weld heat affected zone is enhanced.

また、特許文献2では、通常、連続鋳造―熱間圧延―焼鈍―冷間圧延―仕上げ焼鈍で作製されるフェライト系ステンレス鋼を、連続鋳造―熱間仕上げ圧延―焼鈍―酸洗で作製するものである。通常の工程において、冷間圧延以後の工程は、加工性と表面性状の改善において重要な役割を果たしている。その工程を省略するために、特許文献2においては、C+N+O+Sを0.0100重量%以下に制限すると共に、熱間圧延条件の規定、600℃〜1000℃の焼鈍条件の規定を行い、優れた耐食性を確保しつつ、必要な加工性を付与している。 Also, in Patent Document 2, ferritic stainless steel usually produced by continuous casting-hot rolling-annealing-cold rolling-finish annealing is produced by continuous casting-hot finishing rolling-annealing-pickling. It is. In normal processes, processes after cold rolling play an important role in improving workability and surface properties. In order to omit the process, in Patent Document 2, C + N + O + S is limited to 0.0100% by weight or less, hot rolling conditions are specified, and annealing conditions of 600 ° C. to 1000 ° C. are specified to ensure excellent corrosion resistance. However, necessary workability is imparted.

特開2002−363711号JP 2002-363711 A 特開平7−268485号JP-A-7-268485

ところで、一般的な汎用ステンレス鋼においては、SUS304に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼が最も多く用いられている。このオーステナイト系ステンレス鋼は、鋭敏化を防止するべく、通常1010〜1150℃に加熱した後に水冷を施す熱処理を行う。その熱処理に対応した熱処理炉は、一般に広く用いられていおり、生産性の高い設備や水冷時の曲がりを低減する設備等優れたものが数多く存在する。 By the way, in general general-purpose stainless steel, austenitic stainless steel represented by SUS304 is most frequently used. In order to prevent sensitization, this austenitic stainless steel is usually heated to 1010 to 1150 ° C. and then subjected to a heat treatment for water cooling. A heat treatment furnace corresponding to the heat treatment is generally widely used, and there are many excellent products such as a highly productive facility and a facility for reducing bending during water cooling.

しかしながら、SUS304の標準的な熱処理である1010℃〜1150℃水冷を、一般的なMoを含有しCr量が18%程度のフェライト系ステンレス鋼に施すと、固溶C、N量が増加するため、材料の延性に悪影響を及ぼす。具体的には、板厚が数mm以下の薄板のような薄肉の断面からなる製品においては、延性低下は小さく、1000℃を超える温度から水冷しても大きな延性低下は起きないが、直径が20mm以上の丸棒や、板厚が20mm以上の圧延板、フラットバー等の場合には、このような固溶C、Nが増加する条件で熱処理を行うと、延性が大きく低下する。 However, if water cooling of 1010 ° C to 1150 ° C, which is a standard heat treatment of SUS304, is applied to ferritic stainless steel containing about Mo and containing about 18% Cr, the amount of dissolved C and N increases. Adversely affects the ductility of the material. Specifically, in a product having a thin cross section such as a thin plate with a thickness of several millimeters or less, the ductility decrease is small, and even if it is cooled with water from a temperature exceeding 1000 ° C., the large ductility decrease does not occur. In the case of a round bar having a thickness of 20 mm or more, a rolled plate having a thickness of 20 mm or more, a flat bar, and the like, if heat treatment is performed under such conditions that solute C and N increase, the ductility is greatly reduced.

そのため、Cr量が18%程度のMoを含有するフェライト系ステンレス鋼のうち、延性低下の懸念が予想される断面が比較的厚肉の棒鋼、圧延板、フラットバー等においては、JISG4304において、800〜1050℃急冷というように1000℃以上の温度から急冷する場合も含む条件が指定されているにもかかわらず、延性に配慮し、固溶C、N量を減らすべく700℃〜900℃で熱処理を施すことが一般的である。 Therefore, among ferritic stainless steels containing Mo with a Cr content of about 18%, in steel bars, rolled plates, flat bars, etc. that have a relatively thick cross-section that are expected to suffer from ductility reduction, Despite the fact that conditions including the case of rapid cooling from 1000 ° C or higher, such as rapid cooling at 1050 ° C, are specified, heat treatment is performed at 700 ° C to 900 ° C to reduce the amount of dissolved C and N, considering ductility. Is generally applied.

また、前記特許文献に記載の技術についても、延性を改善するための熱処理については、特許文献1には明確な説明が全く記載されておらず、特許文献2にも、表に記載の数値や記載された説明文より、800℃程度の熱処理を推奨しているものであり、1000℃以上の温度での熱処理をした場合でも延性が低下せずに使用可能かどうかについては、全く検討されていない。 Also, with regard to the technique described in the above-mentioned patent document, there is no clear description in Patent Document 1 regarding the heat treatment for improving ductility, and Patent Document 2 also describes the numerical values described in the table. Based on the explanation, it is recommended that a heat treatment of about 800 ° C be used, and whether heat treatment at a temperature of 1000 ° C or higher can be used without reducing ductility has been studied at all. Absent.

従って、厚肉の材料を扱う引抜や鍛造といった加工工程において、SUS304系オーステナイト系ステンレス鋼用に用いていた既存の熱処理炉を用いることができないことが多く、価格、耐食性、耐応力腐食割れ性等の特性に優れたフェライト系ステンレス鋼の利用を阻む要因の一つとなっていた。 Therefore, the existing heat treatment furnace used for SUS304 austenitic stainless steel cannot often be used in processing processes such as drawing and forging that handle thick materials, and the price, corrosion resistance, stress corrosion cracking resistance, etc. It was one of the factors that hindered the use of ferritic stainless steel with excellent characteristics.

本発明は、前記課題を解決することを目的として成されたものであり、前記したような比較的厚肉の断面を有する棒鋼や圧延板からなるフェライト系ステンレス鋼に対してSUS304等のオ−ステナイト系ステンレス鋼と同様の1010℃〜1150℃加熱後水冷という熱処理を施しても、従来、延性低下を懸念して行われていた熱処理条件である700〜900℃の焼鈍処理をした場合と比較して、延性が低下することなくかつ耐食性を改善可能とするものである。これにより、SUS304と同じ熱処理設備が利用可能となるため、より効率的な生産が可能となり、非常に有利なフェライト系ステンレス鋼及びその製造方法を提供することができるものである。   The present invention has been made for the purpose of solving the above-mentioned problems, and it is more preferable to use SUS304 or the like for ferritic stainless steel comprising a steel bar or a rolled plate having a relatively thick cross section as described above. Compared with annealing at 700-900 ° C, which is a heat treatment condition that has been performed in the past with concern about deterioration of ductility, even if heat treatment of 1010 ° C-1150 ° C followed by water cooling is performed, similar to the stainless steel Thus, the corrosion resistance can be improved without lowering the ductility. Thereby, since the same heat treatment equipment as SUS304 can be used, more efficient production becomes possible, and a very advantageous ferritic stainless steel and a manufacturing method thereof can be provided.

前記課題を解決するために成された本発明の請求項1の発明は、質量%で、C:0.0200%以下、Si:0.70〜1.00%、Mn:0.50%以下、P:0.040%以下、S:0.025%以下、Cu:0.60%以下、Ni:0.60%以下、Cr:17.50〜20.00%、Mo:0.50〜1.30%、N:0.0200%以下、Nb:0.56%以下、O:0.0100%以下、拡散性水素:0.30ppm以下を含有し、かつ(C+N)/Nb:0.085以下(C、N、Nbはそれぞれの成分割合(質量%)を意味する)であり、残部がFe及び不可避的不純物からなる鋼であって、高温(1010〜1150℃)に加熱し、水冷する熱処理を施したことを特徴とする耐食性、延性に優れたフェライト系ステンレス鋼である。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 of the present invention is the mass%, C: 0.0200% or less, Si: 0.70 to 1.00%, Mn: 0.50% or less, P: 0.040% or less, S : 0.025% or less, Cu: 0.60% or less, Ni: 0.60% or less, Cr: 17.50 to 20.00%, Mo: 0.50 to 1.30%, N: 0.0200% or less, Nb: 0.56% or less, O: 0.0100% or less, diffusion Reactive hydrogen: 0.30ppm or less, and (C + N) / Nb : 0.085 or less (C, N, Nb means the respective component ratios (mass%)) , the balance consists of Fe and inevitable impurities It is a ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance and ductility, characterized by being heat treated at a high temperature (1010 to 1150 ° C.) and cooled with water.

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のフェライト系ステンレス鋼に対して、オ−ステナイト系ステンレス鋼に通常行われている固溶化熱処理(1010〜1150℃加熱後水冷)と同様の条件で熱処理を行うことを特徴とする製造方法である。
上記発明は、本発明者等が熱処理温度と種々の元素の添加量が変化した場合の延性への影響について詳しく調査し、以下の知見を得ることにより完成したものである。
Further, the invention according to claim 2 is a solution heat treatment (water cooling after heating at 1010 to 1150 ° C.) that is normally performed on austenitic stainless steel for the ferritic stainless steel according to claim 1. In the manufacturing method, heat treatment is performed under similar conditions.
The above-described invention has been completed by the inventors of the present invention in detail investigating the influence on ductility when the heat treatment temperature and the addition amount of various elements are changed, and obtaining the following knowledge.

(1)製鋼時には当然の如く還元精錬が行われるが、Cr量が18%程度のフェライト系ステンレス鋼における実際の操業においては、鋼中に存在しているCr酸化物は、完全には還元されないまま残存する場合が多く、結果的にCr酸化物が分散した状態となった場合、それが脆化の原因となり、延性低下の大きな要因となる。本発明者等はこのCr酸化物の残存量に及ぼすCr以外の成分の影響について詳しく調査した結果、Siが0.70〜1.00%であって、Oを0.0100%以下に制限した場合に、Cr酸化物の鋼中分散を少なく抑えることができ、延性低下を防止できることを知見した。  (1) Although reductive refining is naturally performed during steelmaking, the Cr oxide present in the steel is not completely reduced in the actual operation of ferritic stainless steel with a Cr content of about 18%. In many cases, the Cr oxide remains as it is. As a result, when the Cr oxide is dispersed, it causes embrittlement and becomes a major factor in reducing ductility. As a result of detailed investigations on the influence of components other than Cr on the residual amount of Cr oxide, the present inventors have found that when Si is 0.70 to 1.00% and O is limited to 0.0100% or less, Cr oxide It was found that the dispersion of steel in steel can be suppressed to a low level and ductility can be prevented from decreasing.

(2)熱処理温度を高めていくと、C、Nの固溶量が増加し、ある温度を境に絞り値等の延性を示す値が大きく低下するが、この境界となる温度に及ぼす成分の影響について詳しく調査した結果、拡散性水素量の影響が非常に大きいことを知見した。  (2) As the heat treatment temperature is increased, the solid solution amount of C and N increases, and the value indicating ductility such as the drawing value decreases greatly at a certain temperature. As a result of investigating the influence in detail, it was found that the influence of the amount of diffusible hydrogen is very large.

この拡散性水素は、製鋼時には当然の如く行われる精錬により、特に意図しなくても含有されることとなる。そして、熱間圧延等の加工後における断面寸法が大きくなるほど、鋼中に含有する水素は外部に排出されにくくなり、材料の厚みや幅や径が少なくとも20mm以上の場合において、SUS304と同様の熱処理(1010〜1150℃加熱後水冷)を施した場合、延性に対して明確に悪影響を及ぼす程度の量の拡散性水素が材料内部に残留することとなる。本発明者等はこの拡散性水素量の上限を厳しく管理し、一定量を超えて含有する場合には、脱水素処理により上限を厳しく規制することによって、前記境界温度が大きく上昇することを知見したものである。 This diffusible hydrogen is contained without any particular intention by refining performed naturally during steelmaking. And as the cross-sectional dimension after processing such as hot rolling becomes larger, the hydrogen contained in the steel becomes harder to be discharged to the outside, and when the thickness, width and diameter of the material is at least 20 mm or more, the same heat treatment as SUS304 When subjected to (water cooling after heating at 1010 to 1150 ° C.), an amount of diffusible hydrogen that has a detrimental effect on ductility remains inside the material. The present inventors have strictly controlled the upper limit of the amount of diffusible hydrogen, and when the content exceeds a certain amount, the inventors have found that the boundary temperature is greatly increased by strictly regulating the upper limit by dehydrogenation treatment. It is a thing.

特に従来のように700〜900℃に加熱し、空冷する熱処理を行う場合には、空冷途中に拡散性水素が放出する時間的余裕があるため、仮に拡散性水素を多く含む鋼を用いた場合であっても、熱処理後においては、自動的に水素が十分低減することになり、かつC、Nの固溶量も少なくなるため、延性低下の問題は、ほとんど問題とはならなかった。また、700〜900℃に加熱し、水冷する熱処理を行う場合でも前記と同様に固溶C+N量が少なくなり、その場合には拡散性水素を多く含んでいても延性低下への影響が小さいものとなるため、延性に及ぼす拡散性水素量の影響は全く問題視されていなかった。 Especially when heating to 700-900 ° C and performing air-cooling as in the past, there is time to release diffusible hydrogen during air-cooling, so if steel containing a large amount of diffusible hydrogen is used. However, after the heat treatment, hydrogen is automatically reduced sufficiently, and the amount of C and N solid solution is reduced, so the problem of reduced ductility is hardly a problem. Even when heat treatment is performed by heating to 700 to 900 ° C. and water cooling, the amount of solid solution C + N is reduced in the same manner as described above. Because of the small size, the effect of the amount of diffusible hydrogen on the ductility was not regarded as a problem at all.

また、材料の厚みや径が小さい場合、応力を受ける部位が周囲の部位に拘束され難いため、材料表面での変形による応力の緩和を得易いことに加え、材料内部から表面までの距離が短いため、拡散性水素が容易に大気中に放出されやすく、薄板においては、拡散性水素の存在による延性低下への影響はあまり問題となることはなかった。 In addition, when the thickness or diameter of the material is small, it is difficult to constrain the part that receives the stress to the surrounding part, so it is easy to obtain stress relaxation due to deformation on the material surface, and the distance from the inside of the material to the surface is short. Therefore, diffusible hydrogen is easily released into the atmosphere, and in the thin plate, the influence on the ductility degradation due to the presence of diffusible hydrogen has not been a significant problem.

しかし、本発明では、20mm以上の直径からなる棒鋼又は20mm以上の板厚を有し、18%Cr及びMoを含有するフェライト系ステンレス鋼を延性低下という問題を生じることなく、オ−ステナイト系ステンレス鋼と同じ固溶化熱処理設備で熱処理可能にすることを目的としているため、700〜900℃に加熱し、空冷した場合のように、熱処理によって自動的に水素が放出されることはあまり期待できず、かつ固溶C+N量も多くなってしまうため、そのままでは延性が大きく低下することになる。そこで、本発明では、熱間圧延後において、延性低下が懸念される程度に拡散性水素を含有している場合には、熱処理前かその直後に100〜300℃程度の温度に加熱して、拡散性水素を除去することにより、オ−ステナイト系ステンレス鋼と同じ熱処理を行った場合でも、大幅な延性向上を可能にしたものである。 However, in the present invention, an austenitic stainless steel without causing a problem of reducing ductility of a steel bar having a diameter of 20 mm or more or a ferritic stainless steel having a plate thickness of 20 mm or more and containing 18% Cr and Mo. Since it aims to enable heat treatment in the same solution heat treatment equipment as steel, it is unlikely that hydrogen will be released automatically by heat treatment as in the case of heating to 700 to 900 ° C and air cooling. In addition, since the amount of dissolved C + N is increased, the ductility is greatly reduced as it is. Therefore, in the present invention, after hot rolling, when diffusible hydrogen is contained to such an extent that ductility is a concern, it is heated to a temperature of about 100 to 300 ° C. before or immediately after heat treatment, By removing the diffusible hydrogen, even when the same heat treatment as that of the austenitic stainless steel is performed, the ductility can be greatly improved.

(3)前記(1)、(2)に記載の知見を考慮し、成分の最適化を図った上で、さらに鋼中に固溶するC、Nの低減を図るため、Nbを添加し、(C+N)/Nb≦0.085の条件(C、N、Nbはそれぞれの成分割合(質量%)を意味する)を満足するようにC、N、Nb量を調整した場合には、1010℃〜1150℃に加熱後水冷するという、オーステナイト系ステンレス鋼における固溶化熱処理と同じ条件で熱処理を行った場合であっても、優れた延性を付与できることが明らかとなった。 (3) In consideration of the knowledge described in (1) and (2) above, after optimizing the components, Nb is added to further reduce C and N dissolved in the steel, When the amount of C, N, and Nb is adjusted so as to satisfy the condition of (C + N) /Nb≦0.085 (C, N, and Nb mean the respective component ratios (mass%)) , 1010 ° C It was revealed that excellent ductility can be imparted even when the heat treatment is performed under the same conditions as the solution heat treatment in austenitic stainless steel, which is heated to ˜1150 ° C. and then water-cooled.

次に、本発明の各成分範囲の限定理由について説明する。
C:0.0200%以下
Cは、添加しなくても若干量の含有が避けられない不可避元素であるが、冷間加工性、延性及び耐食性、特に溶接熱影響部の耐食性を著しく劣化させる元素であり、本発明で最重視している特性のほとんどに対し悪影響を及ぼす元素である。特にCは、鋼中に多く含有すると熱処理後に固溶する量が増加するため、拡散性水素量を低減し、かつNb添加によりC、Nの固溶量の低減を図った場合であっても、優れた延性を確保することが困難となるので、極力低減することが不可欠であり、その上限を0.0200%とした。
Next, the reasons for limiting each component range of the present invention will be described.
C: 0.0200% or less
C is an inevitable element that cannot be avoided even if it is added, but it is an element that significantly deteriorates the cold workability, ductility and corrosion resistance, especially the corrosion resistance of the weld heat affected zone. It is an element that adversely affects most of the important characteristics. In particular, when C is contained in a large amount in steel, the amount of solid solution after heat treatment increases, so even if the amount of diffusible hydrogen is reduced and the amount of solid solution of C and N is reduced by adding Nb. Since it becomes difficult to ensure excellent ductility, it is essential to reduce it as much as possible, and the upper limit was set to 0.0200%.

Si:0.70〜1.00%、
Siは、ステンレス鋼の還元精錬時に還元剤として不可欠となる元素である。Si量が少ないと還元精錬を十分に行っても鋼中に延性を阻害するCr酸化物が分散し、延性が大きく低下する。そこで、脆化原因となるCr酸化物が還元精錬後に多量に分散することを防止するために、Siを0.70%以上添加することとした。しかし、添加量を増加しすぎるとCr酸化物の分散が抑制できるが、延性が低下するので、上限を1.00%とした。
Si: 0.70 to 1.00%
Si is an element that is indispensable as a reducing agent during the refining of stainless steel. If the amount of Si is small, even if reductive refining is sufficiently performed, Cr oxides that inhibit ductility are dispersed in the steel, and the ductility is greatly reduced. Therefore, in order to prevent the Cr oxide that causes embrittlement from being dispersed in a large amount after reductive refining, 0.70% or more of Si was added. However, if the amount added is excessively increased, the dispersion of Cr oxide can be suppressed, but the ductility is lowered, so the upper limit was made 1.00%.

Mn:0.50%以下
Mnは、Sと結合してMnSとなって鋼中に存在し、被削性を改善する効果を有する元素である。しかし、多大なMnSの析出は耐食性を低下させると共に延性を損なうため、耐食性、延性の両方を重視する本発明においては、その添加量を抑制する必要があり、その上限を0.50%とした。
Mn: 0.50% or less
Mn is an element that combines with S to form MnS in steel and has an effect of improving machinability. However, a large amount of MnS precipitation lowers the corrosion resistance and impairs the ductility. Therefore, in the present invention in which both the corrosion resistance and the ductility are emphasized, it is necessary to suppress the addition amount, and the upper limit is set to 0.50%.

P:0.040%以下
Pは、製造上少量の含有が避けられない不可避元素であるが、延性を著しく劣化する元素であるとともに、溶接割れを生じやすくする元素でもある。従って、極力低減することが望ましい。しかしながら、あまりに上限値を低く設定すると製造が難しくなり、コスト上昇の原因となるため、その点を考慮して上限を0.040%とした。
P: 0.040% or less
P is an unavoidable element that is unavoidably contained in production, but is an element that significantly deteriorates ductility and also an element that easily causes weld cracking. Therefore, it is desirable to reduce as much as possible. However, if the upper limit value is set too low, manufacturing becomes difficult and causes an increase in cost. Therefore, the upper limit is set to 0.040% in consideration of this point.

S:0.025%以下
Sは、Mnと結合してMnSを形成し、被削性を改善する。しかし、多大なMnSの析出は耐食性を低下させると共に延性を損なうため、その上限を0.025%とした。
S: 0.025% or less
S combines with Mn to form MnS, improving machinability. However, excessive precipitation of MnS lowers the corrosion resistance and impairs the ductility, so the upper limit was made 0.025%.

Cu:0.60%以下
Cuは、精錬により除去が難しい元素であり、スクラップを使用して製造する場合、少量の含有が避けられない元素であるが、耐食性及び延性を向上させる元素でもある。従って、耐食性、延性の改善を図りたい場合には、必要に応じ適量添加することができる。しかしながら多量に添加してもコスト増に見合った効果が得られないため、上限を0.60%とした。
Cu: 0.60% or less
Cu is an element that is difficult to remove by refining. When manufacturing using scrap, a small amount is unavoidable, but it is also an element that improves corrosion resistance and ductility. Therefore, when it is desired to improve the corrosion resistance and ductility, an appropriate amount can be added as necessary. However, even if added in a large amount, an effect commensurate with the increase in cost cannot be obtained, so the upper limit was made 0.60%.

Ni:0.60%以下
Niは、耐食性および冷間加工性を向上させる元素であり、固溶強化にも有効である。しかし多大な添加は、経済性の面で不利であるため上限を0.60%とした。
Ni: 0.60% or less
Ni is an element that improves corrosion resistance and cold workability, and is also effective for solid solution strengthening. However, a large amount of addition is disadvantageous in terms of economy, so the upper limit was made 0.60%.

Cr:17.50〜20.00%
Crは、良好な耐食性を得るために17.50%以上添加する。しかし、添加量を増加すると耐食性は向上するが延性が低下し、拡散性水素の低減等他の延性改善対策を行っても、1010〜1150℃での熱処理後に優れた延性を確保することが難しくなるので、上限を20.00%とした。
Cr: 17.50-20.00%
Cr is added at 17.50% or more in order to obtain good corrosion resistance. However, increasing the amount of addition improves the corrosion resistance but decreases the ductility. Therefore, the upper limit was made 20.00%.

Mo:0.50〜1.30%
Moは、耐食性の向上と固溶強化による強度改善に効果的な元素であり、0.50%以上添加することが必要である。しかし、Moは高価な元素であり、多大な添加は、経済性の面で不利であると共に、延性低下の原因となるため、上限を1.30%とした。
Mo: 0.50 to 1.30%
Mo is an element effective in improving the corrosion resistance and improving the strength by strengthening the solid solution, and it is necessary to add 0.50% or more. However, Mo is an expensive element, and a large amount of addition is disadvantageous in terms of economy and causes a decrease in ductility, so the upper limit was made 1.30%.

N:0.0200%以下、
Nは、製造上不可避に含有する元素であるが、冷間加工性、延性および耐食性を大きく低下する元素である。特にその中でも溶接熱影響部の耐食性に対しては、大きな悪影響を及ぼすこととなる。従って、Cと同様に1010〜1150℃での熱処理後に優れた延性と耐食性を確保するためには、できるだけ低減する必要があり、上限を0.0200%以下とした。
N: 0.0200% or less,
N is an element that is inevitably contained in production, but is an element that greatly reduces cold workability, ductility, and corrosion resistance. In particular, the corrosion resistance of the weld heat affected zone is greatly adversely affected. Therefore, as in C, in order to ensure excellent ductility and corrosion resistance after heat treatment at 1010 to 1150 ° C., it is necessary to reduce as much as possible, and the upper limit was made 0.0200% or less.

Nb:0.56%以下(但し、(C+N)/Nbが0.085以下)
Nbは、CおよびNと親和力の強い元素であるため、添加すると炭窒化物を形成して固溶CおよびN量を低減させる効果のある元素である。そして、Nb添加による固溶C、Nの低減により、延性を高めることができる。このNb添加による効果は、添加量が少量であっても勿論得ることができるが、本発明では、前記した通りオーステナイト系ステンレス鋼と同一条件での熱処理を可能にすることを目的としているため、Nb添加による効果をある程度大きくしておく必要があり、(C+N)/Nbが0.085以下(C、N、Nbはそれぞれの成分割合(質量%)を意味する)となるように添加することとした。しかし、Nb添加量を多くしすぎると、固溶けるC、Nの低減による効果が飽和し、Nb自身の影響によって冷間加工性、熱間加工性が低下するため、上限を0.56%とした。
Nb: 0.56% or less (however, (C + N) / Nb is 0.085 or less)
Since Nb is an element having a strong affinity with C and N, when added, it forms a carbonitride to reduce the amount of dissolved C and N. And ductility can be improved by reduction of the solid solution C and N by Nb addition. The effect of this Nb addition can of course be obtained even if the addition amount is small, but the present invention aims to enable heat treatment under the same conditions as the austenitic stainless steel as described above, It is necessary to increase the effect of Nb addition to some extent, and (C + N) / Nb should be added so that 0.085 or less ( C, N, Nb means the respective component ratio (mass%)) . However, if the amount of Nb added is too large, the effect of reducing C and N dissolved in the solution is saturated, and cold workability and hot workability are lowered due to the influence of Nb itself, so the upper limit was made 0.56%.

O:0.0100%以下
本発明では、1010〜1150℃という通常に比べ高温で熱処理しても優れた延性を確保可能とするため、脱酸に必要な元素であるSiを0.70%以上添加し、還元精錬を十分に行って、延性低下の原因となるCr酸化物の生成を防止することを特徴としている。Cr酸化物の生成を防止するためには、O含有率の上限を厳しく管理する必要があり、その上限を0.0100%とした。
O: 0.0100% or less In the present invention, Si that is an element necessary for deoxidation is added in an amount of 0.70% or more in order to ensure excellent ductility even when heat-treated at a higher temperature of 1010 to 1150 ° C. than usual. It is characterized by thorough refining to prevent the formation of Cr oxides that cause ductility reduction. In order to prevent the formation of Cr oxide, it is necessary to strictly manage the upper limit of the O content, and the upper limit is set to 0.0100%.

拡散性水素:0.30ppm以下
拡散性水素は、本発明においては鋼中に固溶している水素のうち、材料を室温から400℃まで10℃/minの昇温速度で加熱した場合に放出される水素と定義し、延性を著しく害する原因となる成分である。そして、拡散性水素は、製鋼時に精錬を行うことによって、意図しなくても鋼中に含有されることになる。また、圧延前の加熱にCOGガスを燃料とする加熱炉を用いる場合には、ステンレス鋼中の水素濃度は、他の燃料を使用する場合と比較して高くなり、延性低下の原因となるため、注意が必要である。また、圧延後温度が高い状態の材料を、材料に散水や送風することで冷却し、積載、運搬しやすくする場合、圧延後の冷却速度が速いため、拡散性水素が放出され難くなり、延性低下の原因となるため、注意が必要である。
Diffusible hydrogen: 0.30 ppm or less Diffusible hydrogen is released when the material is heated from room temperature to 400 ° C at a heating rate of 10 ° C / min. It is a component that causes significant damage to ductility. And diffusible hydrogen will be contained in steel even if it does not intend by refining at the time of steelmaking. In addition, when using a heating furnace that uses COG gas as fuel for heating before rolling, the hydrogen concentration in stainless steel is higher than when other fuels are used, which causes a reduction in ductility. ,Caution must be taken. In addition, when a material with a high temperature after rolling is cooled by sprinkling or blowing air to the material to make it easy to load and transport, the cooling rate after rolling is fast, so that diffusible hydrogen is difficult to be released, and ductility Care must be taken because it causes a drop.

さらに、本発明では、通常では必要な延性が確保できないため実施されていない1010〜1150℃での熱処理を可能にすることを目的としているため、それを達成するためには、拡散性水素を0.30ppm以下に制限することが不可欠となる。なお、拡散性水素量は、最終的に0.30ppm以下となっていれば優れた延性を得ることができるため、もし、圧延終了後において拡散性水素濃度が0.30ppm以上であった場合には、1010℃〜1150℃の熱処理前又はその直後に、100〜300℃にて被処理物の大きさに応じ適した時間加熱保持することにより、拡散性水素濃度を0.30ppm以下に低減しておくことが必要である。これにより、1010〜1150℃という高温加熱及び急冷する熱処理を行った場合でも、優れた延性を確保することが可能になる。 Furthermore, the present invention aims to enable heat treatment at 1010 to 1150 ° C., which is not performed because the required ductility cannot be ensured normally, and in order to achieve this, diffusible hydrogen is set to 0.30. It is essential to limit it to below ppm. In addition, since the diffusible hydrogen amount can obtain excellent ductility if it is finally 0.30 ppm or less, if the diffusible hydrogen concentration is 0.30 ppm or more after the end of rolling, Before or immediately after heat treatment at 1010 ° C to 1150 ° C, the diffusible hydrogen concentration should be reduced to 0.30 ppm or less by heating and holding at 100 to 300 ° C for a time suitable for the size of the workpiece. is required. Thereby, even when a high temperature heating of 1010 to 1150 ° C. and a heat treatment for rapid cooling are performed, it is possible to ensure excellent ductility.

次に、成分以外の条件の限定理由について説明する。
熱処理条件を1010℃〜1150℃としたのは、何度も強調して説明しているように、本発明が、SUS304等のオ−ステナイト系ステンレス鋼で使用する熱処理設備にて条件を変更することなく処理可能とすることを目的としており、前記条件は、その一般的な条件を示したにすぎないものである。具体的には、上記温度まで加熱し、所定の温度に到達した後、その温度で60秒以上温度を保持した後、水冷するという条件で熱処理することにより、炭窒化物の固溶が進み、通常の700〜900℃で熱処理した場合と比較して、優れた耐食性を確保することができるものである。
Next, the reasons for limiting the conditions other than the components will be described.
The reason why the heat treatment conditions are set to 1010 ° C. to 1150 ° C. is that the present invention changes the conditions in the heat treatment equipment used in the austenitic stainless steel such as SUS304, as has been emphasized many times. The above-mentioned conditions merely show the general conditions. Specifically, after heating to the above temperature, reaching a predetermined temperature, holding the temperature for 60 seconds or more at that temperature, by heat treatment under the condition of water cooling, the solid solution of carbonitride proceeds, Compared with the case where it heat-processes at normal 700-900 degreeC, the outstanding corrosion resistance can be ensured.

また、一般にフェライト系ステンレス鋼においては、結晶粒が粗大になると、優れた延性が得られなくなることが知られている。しかしながら、本発明で提案しているように、拡散性水素を低減し、他の成分も最適化を図った鋼では、粒度番号が1〜2程度の粗粒であっても、優れた延性を確保できる。但し、粒度が粗粒になると、塑性変形時に肌荒れが生じることがあるので、その点を考慮すると、熱処理後の結晶粒度番号を4以上とすることが望ましい。なお、結晶粒度番号を4以上の微細状態とするためには、熱処理前の材料に、十分な歪を導入し、熱処理中に再結晶が起きるようにすれば良い。具体的には、熱間圧延時に、再結晶していない十分な量の歪が残存した状態となるように圧延条件を設定してもよいし、冷間引抜等の冷間加工によって歪を付与してもよい。これにより、熱処理後における結晶粒度番号を4番以上とすることができる。 Further, it is generally known that in ferritic stainless steel, excellent ductility cannot be obtained when crystal grains become coarse. However, as proposed in the present invention, the steel with reduced diffusible hydrogen and other components optimized also has excellent ductility even with coarse grains with a grain size number of about 1-2. It can be secured. However, when the grain size becomes coarse, rough skin may occur at the time of plastic deformation. In consideration of this point, it is desirable that the crystal grain size number after the heat treatment is 4 or more. In order to make the crystal grain size number 4 or more fine, sufficient strain should be introduced into the material before the heat treatment so that recrystallization occurs during the heat treatment. Specifically, rolling conditions may be set so that a sufficient amount of unrecrystallized strain remains during hot rolling, or strain is applied by cold working such as cold drawing. May be. Thereby, the crystal grain size number after heat processing can be made into 4 or more.

以上説明したように、1010〜1150℃という高温で熱処理した場合でも優れた延性が確保されるよう成分の最適化(C、N量の低減とNbの添加、拡散性水素の低減)を図っているので、高温で熱処理しても優れた延性を確保することができる。 As explained above, optimization of components (reduction of C and N content and addition of Nb, reduction of diffusible hydrogen) is ensured so that excellent ductility is ensured even when heat treatment is performed at a high temperature of 1010 to 1150 ° C. Therefore, excellent ductility can be ensured even when heat-treated at a high temperature.

次に本発明鋼の特徴を比較例、従来例と比較して実施例により説明する。表1は、実施例として使用した供試鋼の化学成分を示すものである。なお、拡散性水素量は、熱処理前後で差異が生じるが、表1に示した拡散性水素量は、後述の表2に記載の条件による熱処理を行った後、引張試験等の評価用試験片作製を行う際に、同時に分析用試験片を準備して、測定した結果である。   Next, the characteristics of the steel of the present invention will be described by examples in comparison with comparative examples and conventional examples. Table 1 shows the chemical composition of the test steel used as an example. The amount of diffusible hydrogen varies before and after the heat treatment, but the amount of diffusible hydrogen shown in Table 1 is a test piece for evaluation such as a tensile test after heat treatment under the conditions described in Table 2 described later. It is the result of preparing and measuring a test piece for analysis at the same time when making.

Figure 0004792769
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表1に示した供試材のうち、A〜K鋼は、本発明で指定した成分の条件を満足する鋼であり、L〜S鋼は、一部の成分が、発明の範囲外となっている鋼である。   Among the test materials shown in Table 1, A to K steels are steels that satisfy the conditions of the components specified in the present invention, and some components of L to S steels are out of the scope of the invention. Steel.

表1に示した供試材は、電気炉にて溶解し、AODにて精錬後、圧延してφ24の丸棒を製造することにより準備した。なお、圧延後の材料冷却は、強制空冷である。この準備をする際、一部の供試材については、圧延の最終パスの条件を調整して未再結晶の歪の影響が残存した状態となるようにし、粒度が微細になるよう配慮した。逆に他の一部の供試材については、最終熱処理の前に1150℃で加熱保持して結晶粒が意図的に粗大になるような処理を行った。これは粒度の変化による延性への影響を正確に把握するためである。この丸棒について、表2に示すように熱処理を行った後、延性と耐食性について後述の評価を行った。なお、表2に示す各供試材のうち、熱処理時の冷却条件が水冷のものについては、冷却途中に拡散性水素が放出される時間的余裕がないため、表2に示す熱処理前に200℃に2時間加熱する水素放出処理を行った。但し、一部の試験片については、拡散性水素の存在の影響を明確に把握するために、意図的に水素放出処理を行わずに、表2の熱処理を行い、後述の評価を行った。また、熱処理時の冷却条件が空冷のものについては、冷却時に水素が放出される時間的余裕があるため、前記した水素放出処理は行わずに実験を行った。 The specimens shown in Table 1 were prepared by melting in an electric furnace, refining with AOD, and rolling to produce a φ24 round bar. The material cooling after rolling is forced air cooling. In making this preparation, some of the specimens were adjusted so that the influence of unrecrystallized strain remained by adjusting the conditions of the final pass of rolling, so that the grain size became fine. Conversely, some of the other test materials were heated and held at 1150 ° C. before final heat treatment so that the crystal grains were intentionally coarsened. This is for accurately grasping the influence on the ductility due to the change in the particle size. About this round bar, after heat-processing as shown in Table 2, the below-mentioned evaluation was performed about ductility and corrosion resistance. In addition, among the test materials shown in Table 2, when the cooling conditions during the heat treatment are water-cooled, there is no time allowance for releasing diffusible hydrogen during the cooling, so 200 A hydrogen release treatment was performed by heating to ° C. for 2 hours. However, for some of the test pieces, in order to clearly grasp the influence of the presence of diffusible hydrogen, the heat treatment shown in Table 2 was performed without intentionally performing the hydrogen releasing treatment, and the evaluation described later was performed. In addition, when the cooling conditions during the heat treatment were air-cooled, the experiment was performed without performing the above-described hydrogen releasing treatment because there is a time allowance for releasing hydrogen during cooling.

次に評価方法について説明する。
既に説明したように、優れた延性が確保できるかどうかは、還元精錬が十分に行われ、Cr酸化物の生成を防止することができたか否かが大きな問題となる。そこで、Cr酸化物の生成の有無を確認するために、圧延後の丸棒を適当な長さに切断して、走査型電子顕微鏡で観察し、必要に応じ成分分析を行うことによって鋼中にCr酸化物が存在していないかを調査した。
Next, the evaluation method will be described.
As already explained, whether or not excellent ductility can be ensured is a big problem whether or not reductive refining is sufficiently performed and formation of Cr oxides can be prevented. Therefore, in order to confirm the presence or absence of Cr oxide formation, the round bar after rolling was cut to an appropriate length, observed with a scanning electron microscope, and component analysis was performed as necessary in the steel. It was investigated whether Cr oxide was present.

また、耐食性については、5%NaCl水溶液(35℃)を用いて96時間の塩水噴霧試験(JISC0023に準拠)を行い、試験直後の錆び発生の面積率が1.5%以下のものを◎、1.5%超〜2%以下のものを○、2%を超えるものを×として評価した。   For corrosion resistance, a 96-hour salt spray test (based on JISC0023) using a 5% NaCl aqueous solution (35 ° C) was conducted. Those exceeding 2% or less were evaluated as ○, and those exceeding 2% were evaluated as ×.

延性については、平行部径φ8のJIS14A号試験片を作製し、引張試験により得られた伸びと絞りにより評価した。なお、引張試験片は、クーラントにより材料を冷却しながら機械加工により作製した。これにより試験片は平行部径φ8mmであるが、減径加工による拡散性水素の放出の影響を抑制している。そして加工後の拡散性水素の放出による影響がないよう、加工後7日以内に引張試験を行った。   For ductility, JIS14A test pieces having a parallel part diameter of φ8 were prepared and evaluated by elongation and drawing obtained by a tensile test. In addition, the tensile test piece was produced by machining while cooling the material with a coolant. Thereby, although the test piece has a parallel part diameter of φ8 mm, the influence of the release of diffusible hydrogen due to the diameter reduction processing is suppressed. A tensile test was conducted within 7 days after processing so as not to be affected by the release of diffusible hydrogen after processing.

試験結果から優れた延性が確保されていると判断するためには、従来のように、700〜900℃にて熱処理した場合に得られる伸び、絞りと同等かそれ以上であることが必要であり、具体的には、伸び率で30%以上、絞り率で70%以上であることが要求される。また、引張試験終了後、試験片のチャック部を切断、研摩して光学顕微鏡により結晶粒度番号を測定した。結果を表2に示す。 In order to judge that excellent ductility is ensured from the test results, it is necessary to be equal to or higher than the elongation and drawing obtained when heat-treated at 700 to 900 ° C as before. Specifically, it is required that the elongation is 30% or more and the drawing ratio is 70% or more. After the tensile test, the chuck part of the test piece was cut and polished, and the crystal grain size number was measured with an optical microscope. The results are shown in Table 2.

Figure 0004792769
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本実施例では、前記したように一部の供試材の準備の際には、圧延後に歪の影響が残存するように最終圧延パスの条件を調整しているので、それらの供試材については、結晶粒度番号は全て5番以上となっていた。一方、意図的に結晶粒が粗大となるよう処理をしたものは、粒度が1〜2となり、他の供試材に比較して明確に粗大となっていた。しかし、粒度が微細であるか粗大であるかに関係なく、本発明の条件を満足しない実施例については、優れた特性を得られないことが判明した。以下、その点について説明する。   In this example, as described above, when preparing some of the test materials, the conditions of the final rolling pass are adjusted so that the influence of strain remains after rolling. All had a grain size number of 5 or more. On the other hand, what was processed so that a crystal grain became coarse intentionally became a particle size 1-2, and was clearly coarse compared with other test materials. However, it has been found that excellent characteristics cannot be obtained for Examples that do not satisfy the conditions of the present invention regardless of whether the particle size is fine or coarse. This will be described below.

表2に示した比較例のうち、試験No.27〜32は、本発明と同様に1010℃に加熱し水冷する熱処理を行った実施例であるが、一部の成分が本発明の範囲外となっている比較例である。このうち、No.27は、あらかじめ脱水素処理を行うことなく、1010℃加熱、水冷の熱処理を行ったため、拡散性水素量が0.91ppmと多く、その結果絞りが大きく低下したものであり、試験No.28〜30は、Nb含有率に比較してC、Nの合計含有率が高く、Nb添加による固溶C、N量の低減が不十分となったため、No.27と同様に延性が低下したものであり、試験No.31、32は、Si含有率が低く、還元精錬が不十分となったため、Cr系酸化物の生成を抑制することができず、延性が低下したものである。試験No.32の引張試験後の試験片の引張方向断面において、試験片破面からおよそ5mm離れた部位のCr酸化物の様子を図1に示す。図中左右が引張の方向であり、Cr酸化物が破砕し、そのワレが母相に伝播している様子が判る。 Of the comparative examples shown in Table 2, Test Nos. 27 to 32 are examples in which heat treatment was performed by heating to 1010 ° C. and water cooling as in the present invention, but some components were outside the scope of the present invention. This is a comparative example. Of these, No.27 was subjected to heat treatment at 1010 ° C and water cooling without dehydrogenation in advance, so the amount of diffusible hydrogen was as high as 0.91 ppm, and as a result, the aperture was greatly reduced. Nos. 28 to 30 have a high total content of C and N compared to the Nb content, and the amount of solid solution C and N due to the addition of Nb is insufficiently reduced. Test Nos. 31 and 32 are those in which the Si content was low and reduction refining was insufficient, so that the formation of Cr-based oxides could not be suppressed and the ductility was reduced. . FIG. 1 shows the state of Cr oxide at a site approximately 5 mm away from the fracture surface of the specimen in the tensile direction cross section of the specimen after the tensile test of Test No.32. The left and right sides in the figure are the direction of tension, and it can be seen that the Cr oxide is crushed and the crack propagates to the parent phase.

また、試験No.25、26は、試験No.27と同様に脱水素処理を行わずに評価した比較例であるが、No.27と比較してさらに熱処理温度を高くした場合の影響を調べたものである。この結果より、熱処理温度が1100℃、1150℃と高くした場合には、C、Nの固溶量が増加するため、耐食性は改善されるが、絞りが熱処理温度1100℃では35%、1150℃ではわずか3%となり、熱処理温度の上昇とともに大きく低下していくことがわかる。   Test Nos. 25 and 26 are comparative examples evaluated without performing dehydrogenation treatment as in test No. 27, but the effect of further increasing the heat treatment temperature compared to No. 27 was investigated. It is a thing. From these results, when the heat treatment temperature is increased to 1100 ° C and 1150 ° C, the amount of solid solution of C and N increases, so the corrosion resistance is improved, but the drawing is 35% at the heat treatment temperature of 1100 ° C, 1150 ° C. It is only 3%, and it can be seen that it decreases greatly as the heat treatment temperature increases.

さらに、試験No.33〜35は、成分については本発明の条件を満足しているが、熱処理条件が本発明の条件の範囲外である比較例である。このうち、試験No.33、35は、熱処理温度が低いため、C、Nの固溶が不十分となり、本発明に比べ耐食性が低下したものであり、試験No.34は、冷却条件を水冷ではなく空冷としたため、冷却途中に一旦固溶したCr炭化物が再度析出し、耐食性が低下したものである。なお、熱処理後の冷却条件を空冷としたNo.34、35は、熱処理前においては、拡散性水素量が0.55ppm(No.34、35とも同じ供試材を使用)と多く含有していたが、熱処理前に脱水素処理を行っていないにもかかわらず、熱処理後においては、表2に示す通り十分に低い値に低下していた。これは、空冷であるため、冷却途中の100〜300℃の温度域(拡散性水素が放出されやすい温度域)を通過する際に水素が放出されたためと判断することができる。そのため、延性については優れた特性を得ることができるが、耐食性については、本発明に比べ劣るとともに、この場合にはオ−ステナイト系ステンレス鋼に用いている熱処理設備がそのまま使用できないという欠点を有している。   Further, Test Nos. 33 to 35 are comparative examples in which the components satisfy the conditions of the present invention but the heat treatment conditions are outside the range of the conditions of the present invention. Among them, Test Nos. 33 and 35 are low in heat treatment temperature, so that C and N are not sufficiently dissolved, and the corrosion resistance is lower than that of the present invention. Test No. 34 is water cooling. However, since it was air-cooled, Cr carbide once dissolved during the cooling was precipitated again, and the corrosion resistance was lowered. In addition, No. 34 and 35, which were air-cooled after the heat treatment, contained a large amount of diffusible hydrogen of 0.55 ppm (the same test material was used for both No. 34 and 35) before the heat treatment. However, after the heat treatment, it was lowered to a sufficiently low value as shown in Table 2 even though the dehydrogenation treatment was not performed before the heat treatment. Since this is air cooling, it can be determined that hydrogen was released when passing through a temperature range of 100 to 300 ° C. during the cooling (a temperature range where diffusible hydrogen is likely to be released). Therefore, excellent properties can be obtained with respect to ductility, but the corrosion resistance is inferior to that of the present invention, and in this case, the heat treatment equipment used for austenitic stainless steel cannot be used as it is. is doing.

それに対し、試験No.1〜24の試験片については、前記した本発明の条件を満足する成分の鋼となっており、Cr酸化物が生成しないようSi量を最適化し、C、Nの固溶量が増加して延性が低下しないようC、N量に応じた量のNbを添加するとともに、拡散性水素量を必要に応じて脱水素処理を施す等の方法によって十分に低減しているので、オ−ステナイト系ステンレス鋼と同様の熱処理を行った場合であっても優れた延性を確保できた。また、従来の18%Crステンレス鋼に施す熱処理に比べ高温で熱処理するため、C、Nがより十分に固溶されるため、耐食性については、従来鋼に比べ改善することができた。なお、本発明は、前記した通り、Cr及びMoの増量により耐食性の改善を図った鋼であるが、本発明によりさらに耐食性を改善できるため、Niを多量に含有しない鋼としては、最高レベルの耐食性を安価な鋼で達成することができる。   On the other hand, the test pieces of Test Nos. 1 to 24 are steels of the components that satisfy the above-described conditions of the present invention, and the Si amount is optimized so that Cr oxides are not formed, and the solids of C and N C and N are added in an amount corresponding to the amount of C and N, and the amount of diffusible hydrogen is sufficiently reduced by methods such as dehydrogenation treatment as necessary so that the amount of solution does not increase and ductility does not decrease. Therefore, excellent ductility could be ensured even when heat treatment similar to that of austenitic stainless steel was performed. In addition, since heat treatment is performed at a higher temperature than conventional 18% Cr stainless steel, C and N are more fully dissolved, so the corrosion resistance can be improved compared to the conventional steel. As described above, the present invention is a steel whose corrosion resistance is improved by increasing the amount of Cr and Mo. However, since the corrosion resistance can be further improved by the present invention, the steel that does not contain a large amount of Ni has the highest level. Corrosion resistance can be achieved with inexpensive steel.

以上説明したように、本発明によって、Mo含有18%Cr系ステンレス鋼を精錬にて溶製し、その熱間加工での形状が厚肉であっても、延性を劣化させることなく、オ−ステナイト系ステンレス鋼と同じ熱処理設備を用いて固溶化熱処理することにより製造が可能となるので、より効率的な生産が可能になるとともに、従来のMo含有18%Cr系ステンレス鋼に比べ耐食性を大きく改善することができる。従って、高価なNiを使用することなく耐食性、延性の優れたステンレス鋼の提供が可能となり、関連する産業に与える効果は非常に大きいものである。   As described above, according to the present invention, even if Mo-containing 18% Cr stainless steel is melted by refining and the hot-worked shape is thick, the ductility is not deteriorated. Since it can be manufactured by solution heat treatment using the same heat treatment equipment as the stainless steel, it is possible to produce more efficiently and has higher corrosion resistance than the conventional Mo-containing 18% Cr stainless steel. Can be improved. Accordingly, it is possible to provide stainless steel having excellent corrosion resistance and ductility without using expensive Ni, and the effect on related industries is very large.

還元精錬が不十分であった引張試験片のCr酸化物の様子を示す図。The figure which shows the mode of Cr oxide of the tensile test piece in which reductive refining was inadequate.

Claims (2)

質量%で、C:0.0200%以下、Si:0.70〜1.00%、Mn:0.50%以下、P:0.040%以下、S:0.025%以下、Cu:0.60%以下、Ni:0.60%以下、Cr:17.50〜20.00%、Mo:0.50〜1.30%、N:0.0200%以下、Nb:0.56%以下、O:0.0100%以下、拡散性水素:0.30ppm以下を含有し、かつ(C+N)/Nb:0.085以下(C、N、Nbはそれぞれの成分割合(質量%)を意味する)であり、残部がFe及び不可避的不純物からなる鋼であって、高温(1010〜1150℃)に加熱し、水冷する熱処理を施したことを特徴とする耐食性、延性に優れたフェライト系ステンレス鋼。 In mass%, C: 0.0200% or less, Si: 0.70 to 1.00%, Mn: 0.50% or less, P: 0.040% or less, S: 0.025% or less, Cu: 0.60% or less, Ni: 0.60% or less, Cr: 17.50 ~ 20.00%, Mo: 0.50 ~ 1.30%, N: 0.0200% or less, Nb: 0.56% or less, O: 0.0100% or less, Diffusible hydrogen: 0.30ppm or less, and (C + N) / Nb: 0.085 or less ( C, N, and Nb are component ratios (% by mass)) , and the balance is steel composed of Fe and inevitable impurities. Heat treatment is performed at a high temperature (1010 to 1150 ° C) and water-cooled. Ferritic stainless steel with excellent corrosion resistance and ductility characterized by being applied . 質量%で、C:0.0200%以下、Si:0.70〜1.00%、Mn:0.50%以下、P:0.040%以下、S:0.025%以下、Cu:0.60%以下、Ni:0.60%以下、Cr:17.50〜20.00%、Mo:0.50〜1.30%、N:0.0200%以下、Nb:0.56%以下、O:0.0100%以下、拡散性水素:0.30ppm以下を含有し、かつ(C+N)/Nb:0.085以下(C、N、Nbはそれぞれの成分割合(質量%)を意味する)であり、残部がFe及び不可避な不純物からなる鋼を、熱処理工程において1010〜1150℃に加熱し、水冷することを特徴とする耐食性、延性に優れたフェライト系ステンレス鋼の製造方法。 In mass%, C: 0.0200% or less, Si: 0.70 to 1.00%, Mn: 0.50% or less, P: 0.040% or less, S: 0.025% or less, Cu: 0.60% or less, Ni: 0.60% or less, Cr: 17.50 ~ 20.00%, Mo: 0.50 ~ 1.30%, N: 0.0200% or less, Nb: 0.56% or less, O: 0.0100% or less, Diffusible hydrogen: 0.30ppm or less, and (C + N) / Nb: 0.085 or less ( C, N, and Nb are component ratios (mass%) of each component) , and the remaining steel is composed of Fe and inevitable impurities, and is heated to 1010 to 1150 ° C. in the heat treatment step and water-cooled. To produce ferritic stainless steel with excellent corrosion resistance and ductility.
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