JP5191679B2 - 耐銹性に優れたディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼 - Google Patents
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Description
本発明は、二輪車のディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼に関し、耐銹性に優れたディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼に係わるものである。
二輪車のディスクブレーキは、耐磨耗性、耐銹性、靭性等の特性が要求される。耐磨耗性は一般に硬さが高いほど大きくなる。一方、硬さが高すぎるとブレーキとパッドの間でいわゆるブレーキの鳴きが生じるため、ブレーキの硬さは、３２〜３８ＨＲＣ（ＪＩＳ Ｚ ２２４５に準拠。ロックウェル硬さＣスケール）が求められる。これらの要求特性から、二輪車ディスクブレーキ材料にはマルテンサイト系ステンレス鋼が用いられている。
従来、ＳＵＳ４２０Ｊ２（ＪＩＳ Ｇ ４３０４規定）を焼入れ焼き戻しして所望の硬さに調節し、ブレーキとしていいたが、この場合、焼入れと焼き戻しの２つの熱処理工程を要する。そこで、特許文献１において、それまでの従来鋼より広い焼入れ温度域で、安定して所望の硬さを得る鋼組成が開示された。これは、成分系を低Ｃ、Ｎ化し、かつ、それによるオーステナイト温度域の縮小、つまり、焼入れ温度域が狭くなることをオーステナイト形成元素であるＭｎ添加で補ったものである。また、特許文献２において、低Ｍｎ鋼で焼入れままで使用できるオートバイディスクブレーキ用鋼が開示されている。この鋼は、Ｍｎを低下させる代わりに、オーステナイト形成元素として同様の効果を持つ、ＮｉおよびＣｕを添加したものである。
二輪ディスクブレーキ用にマルテンサイト系ステンレス鋼が用いられている理由の１つは、優れた耐銹性を持っていることである。しかし、Ｃｒ含有量が１２％程度で、Ｍｎを大量に含有する場合、その耐銹性が十分でない場合がある。例えば、特に厳しい塩化物環境において、その耐銹性が問題となる。これは鋼中のＭｎＳが発銹起点となっていると言われているが、解明されているわけではない。
特許文献３には、Ｍｎを低減してＣｕを増加させることにより耐銹性を改善させる発明が開示されている。さらに、特許文献４には、Ｔｉを添加することにより耐銹性が改善されることが開示されている
特開昭５７−１９８２４９号公報
特開平０８−０６０３０９号公報
特開平１０−１５２７６０号公報
特開２０００−０２６９４１号公報
しかしながら、上記の特許文献１〜４に記載の発明では、耐銹性の改善は見られるものの、いまだ十分ではなく、さらに耐銹性を改善した二輪ディスクブレーキ用鋼が求められている。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を有利に解決して、耐銹性に優れたディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼を提供することを目的とするものである。
本発明の要旨は以下の通りである。
（１）質量％で、Ｃ ：０．０１％以上０．１０％以下、Ｓｉ：０．０５％以上２％以下、Ｍｎ：０．２％以上２．０％以下、Ｓ ：０．０１０％以下、Ｎ ：０．００５％以上０．０２５％以下、Ｃｒ：１０％以上１４％以下、Ｎｉ：０．０２％以上２％以下、Ａｌ：０．００１％以上０．１％以下、 Ｖ：０．５％以下、Ｃ＋Ｎ：０．０６％以上０．１％以下を満足する成分を含有し、
さらに、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉから成る元素群のうちの１種または２種以上を、その合計量で、０．０５％以上０．５％以下の範囲で含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、下記（式１）で表されるγｐが８０以上を満足することを特徴とする、耐銹性に優れたディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼。
γｐ＝４２０［％Ｃ］＋４７０［％Ｎ］＋２３［％Ｎｉ］＋９［％Ｃｕ］
＋７［％Ｍｎ］−１１．５［％Ｃｒ］−１１．５［％Ｓｉ］−５２［％Ａｌ］−１２［％Ｍｏ］−２３[％Ｖ]−４７［％Ｎｂ］＋１８９・・・（式１）
（２）質量％で、Ｃ ：０．０１％以上０．１０％以下、Ｓｉ：０．０５％以上２％以下、Ｍｎ：０．２％以上２．０％以下、Ｓ ：０．０１０％以下、Ｎ ：０．００５％以上０．０２５％以下、Ｃｒ：１０％以上１４％以下、Ｎｉ：０．０２％以上２％以下、Ａｌ：０．００１％以上０．１％以下、Ｖ：０．５％以下、Ｃ＋Ｎ：０．０６％以上０．１％以下を満足する成分を含有し、
さらに、Ｐ ： ０．００５％以上０．０５％未満、Ｂｉ： ０．００５％以上０．０５％未満、かつ、Ｐ＋Ｂｉ： ０．０１％以上０．０５％未満を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、下記（式１）で表されるγｐが８０以上を満足することを特徴とする、耐銹性に優れたディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼。
γｐ＝４２０［％Ｃ］＋４７０［％Ｎ］＋２３［％Ｎｉ］＋９［％Ｃｕ］
＋７［％Ｍｎ］−１１．５［％Ｃｒ］−１１．５［％Ｓｉ］−５２［％Ａｌ］−１２［％Ｍｏ］−２３[％Ｖ]−４７［％Ｎｂ］＋１８９・・・（式１）
（３）さらに、質量％で、Ｃｕ：０．０１％以上２％以下を含有することを特徴とする、（１）または（２）に記載の耐銹性に優れたディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼。
（４）さらに、質量％で、
Ｔｉ：０．０１％以上０．５％以下を含有することを特徴とする、（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の耐銹性に優れたディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼。
（５）さらに、質量％で、Ｍｏ：０．０１％以上２％以下、Ｎｂ：０．０１％以上１％以下のうちの１種または２種を含有することを特徴とする、（１）乃至（４）のいずれか一項に記載の耐銹性に優れたディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼。
（１）質量％で、Ｃ ：０．０１％以上０．１０％以下、Ｓｉ：０．０５％以上２％以下、Ｍｎ：０．２％以上２．０％以下、Ｓ ：０．０１０％以下、Ｎ ：０．００５％以上０．０２５％以下、Ｃｒ：１０％以上１４％以下、Ｎｉ：０．０２％以上２％以下、Ａｌ：０．００１％以上０．１％以下、 Ｖ：０．５％以下、Ｃ＋Ｎ：０．０６％以上０．１％以下を満足する成分を含有し、
さらに、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉから成る元素群のうちの１種または２種以上を、その合計量で、０．０５％以上０．５％以下の範囲で含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、下記（式１）で表されるγｐが８０以上を満足することを特徴とする、耐銹性に優れたディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼。
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（２）質量％で、Ｃ ：０．０１％以上０．１０％以下、Ｓｉ：０．０５％以上２％以下、Ｍｎ：０．２％以上２．０％以下、Ｓ ：０．０１０％以下、Ｎ ：０．００５％以上０．０２５％以下、Ｃｒ：１０％以上１４％以下、Ｎｉ：０．０２％以上２％以下、Ａｌ：０．００１％以上０．１％以下、Ｖ：０．５％以下、Ｃ＋Ｎ：０．０６％以上０．１％以下を満足する成分を含有し、
さらに、Ｐ ： ０．００５％以上０．０５％未満、Ｂｉ： ０．００５％以上０．０５％未満、かつ、Ｐ＋Ｂｉ： ０．０１％以上０．０５％未満を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、下記（式１）で表されるγｐが８０以上を満足することを特徴とする、耐銹性に優れたディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼。
γｐ＝４２０［％Ｃ］＋４７０［％Ｎ］＋２３［％Ｎｉ］＋９［％Ｃｕ］
＋７［％Ｍｎ］−１１．５［％Ｃｒ］−１１．５［％Ｓｉ］−５２［％Ａｌ］−１２［％Ｍｏ］−２３[％Ｖ]−４７［％Ｎｂ］＋１８９・・・（式１）
（３）さらに、質量％で、Ｃｕ：０．０１％以上２％以下を含有することを特徴とする、（１）または（２）に記載の耐銹性に優れたディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼。
（４）さらに、質量％で、
Ｔｉ：０．０１％以上０．５％以下を含有することを特徴とする、（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の耐銹性に優れたディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼。
（５）さらに、質量％で、Ｍｏ：０．０１％以上２％以下、Ｎｂ：０．０１％以上１％以下のうちの１種または２種を含有することを特徴とする、（１）乃至（４）のいずれか一項に記載の耐銹性に優れたディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼。
本発明により、優れた耐銹性を持つことを特徴とするディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼を提供することができ、製造者のみならず本鋼を利用する者にとっても多大な利益を得ることができ、工業的価値は極めて高い。
本発明を実施するための最良の形態と限定条件について詳細に説明する。
発明者らは、焼入れままで使用できる二輪車ディスクブレーキ材料について、詳細な検討を行ってきた。その中で耐銹性に関する検討では、実際に二輪車に装着されて使用させる焼き入れ後の耐銹性だけでなく、焼き入れ前の耐銹性も重要視してきた。これはディスク製造時に焼き入れ前に発銹することがあったからである。ディスク製造においては、ディスク摺動面は研削されるため、焼き入れ前の発銹は問題ない場合がほとんどであるが、ディスクのデザインによっては、研削されない部分が存在する場合があり、その場合、焼き入れ前の発銹は問題となる。焼き入れ前後でのディスク材の耐銹性を比較すると、焼き入れ前のディスク材が劣位となるようである。これはディスク材で炭窒化物が多いことによると考えている。
発明者らは、塩化物環境での耐銹性を中心に検討し、焼き入れ後のみならず、焼き入れ前のディスク材の耐銹性を向上できる手段の検討を進めた結果、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉの微量添加が耐銹性を高めることを見出した。すなわち、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉの１種または２種以上を添加することにより、塩化物環境で耐銹性が向上する。この効果は、特にＣｕ、Ｔｉを含まず、Ｍｎ含有量が多い場合に顕著であるが、ＣｕやＴｉと組み合わせも有効であることも見出した。さらなる検討の後、ＰとＢｉの組み合わせでは、極微量の添加においてもこの耐銹性向上効果が発現することを確認した。
発明者らは、以上の知見を基に詳細な検討を進め、発明を完成した。
初めに各成分に関する限定条件を述べる。
Ｃは、焼入れ後所定の硬さを得るためには必須の元素であり、所定の硬度レベルになるようにＮと組み合わせて添加する。０．１０％を超えて添加すると硬度が硬すぎて、ブレーキの鳴き、靭性劣化等の不具合を生じることから、０．１０％を上限とする。また、０．０１％未満では、硬さを得るためにＮを過大に添加しなければならないことから０．０１％を下限とする。
ＮはＣと同様に焼入れ後に所定の硬度を得るためには必須の元素であり、所定の硬度レベルになるようにＣと組み合わせて添加する。しかし、０．０２５％を超えて添加すると焼き入れ性の低下を招くため、０．０２５％を上限とする。また、Ｎを０．００５％未満とすることは製鋼コストの増大になるため、０．００５％を下限とする。
Ｃ＋Ｎは、焼入れ後の硬さに直接関係する量である。所定のＨＲＣ：３２〜３８を得るためには、０．０６％以上０．１％以下とする必要がある。
Ｓｉは脱酸材として有用であるため、０．０５％以上添加する。しかし、フェライト形成元素として非常に強力であり、γｐを相互調整するためには抑制する必要があり、その上限を２％とする。コスト低減のため、Ｍｎ，Ｃｕ、Ｎｉ等のオーステナイト形成元素の合計量を抑制する場合は、その上限は１％が好ましい。Ｍｎは、鋼中に不可避的に含まれる成分であるが、重要なオーステナイト形成元素である。本発明では、Ｎｉ、Ｃｕとともに高温でのオーステナイト相を確保して焼入れ性を確保するため、０．２％以上の添加を必要とする。２％を超えると、本発明をもってしても耐銹性の劣化が見られるため、２％を上限とする。
Ｃｒは、二輪ディスクブレーキ材料として必要な耐銹性を確保するための必要な基本元素であり、その含有量が１０％未満では本発明をもってしても十分な耐銹性を得ることができない。また、Ｃｒはフェライト形成元素であるため、１４％を超えて添加すると、オーステナイト相生成温度域が縮小し、焼入れ温度域でのマルテンサイト相の変態しないフェライト相が生成し、焼入れ後の硬さを満足することができなくなる。よって、Ｃｒ添加量は、１０％以上１４％以下とする。
Ｎｉは、Ｍｎと同じくオーステナイト形成元素であり、高温でオーステナイト相を確保して焼入れ性を確保するために有効な元素であり、その効果を得るためには０．０２％以上の添加が必要である。しかし、Ｎｉは高価であるため、製造コスト上はその含有量をできるだけ抑制した方が好ましく、また、２％を超えて添加すると靭性の低下を招くため、２％を上限とする。
Ａｌは、脱酸剤として非常に有用であり、その効果を得るためには０．００１％以上の添加が必要である。しかし、０．０１％を超えると耐銹性の低下が見られるため、０．０１％を上限とする。
Ｓは、鋼中に不可避的に含まれる成分であるが、本発明では０．０１％を越えて含有すると、ＣａＳが生成しやすいため、０．０１％を上限とする。また、Ｓを０．００１％未満とすることは製鋼コストの非常な増大を招くため、０．００１％を下限とすることが好ましい。
Ｖは、不可避的不純物であるが、加工性を劣化させない０．５％程度までの含有は許容される。
本発明者らは、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉを微量添加することにより耐銹性を向上させることを見出した。この理由は不明であるが、耐食性を劣化させるＭｎＳと関係があると考えられる。すなわち、おそらく、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉが、ＭｎＳの析出を抑制していると考えられる。これらの元素は単独に添加しても、または組み合わせて添加しても有効であり、１種または２種以上添加することにより耐銹性を向上させることができる。これらの元素は、その効果を発現するためには、合計で０．０５％以上の添加が好ましく、靭性を確保するために合計で０．５％以下が好ましい。
また、ＰとＢｉの両方を添加すると、相乗効果が現れ、極微量でも上記耐銹性向上効果が発現することを見出した。この機構については不明であるが、Ｐは０．００５％以上０．０５％未満、Ｂｉは０．００５％以上、０．０５％未満で、Ｐ＋Ｂｉが０．０１％以上、０．０５％未満が好適範囲である。各々０．００５％未満であると耐銹性向上効果が発現しないため好ましくなく、Ｐ＋Ｂｉが０．０５％以上であるとＰ、Ｂｉ各々単独で耐銹性向上効果を発現し、Ｐ、Ｂｉの両方を添加することによる相乗効果は小さくなる。
これらの成分に加えて、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｂの添加によりさらに、ディスクブレーキ用鋼としての特性を向上させることができる。
Ｃｕは、Ｍｎ、Ｎｉと同じく、オーステナイト相を確保して焼入れ性を確保するために有効な元素である。Ｃｕ添加によりＭｎを低減できるため耐銹性が向上する。また、Ｃｕはブレーキ制動発熱によるディスクの軟化を抑制することに効果的である。０．５％未満の含有量では添加効果が顕著でなく、２％を超えると靭性が劣化するため、０．５％以上２％以下の含有が好ましい。
Ｔｉは、耐銹性を向上させる元素である。Ｔｉ系硫化物を形成してＭｎＳの形成を抑制するためと推定している。その効果発現のためには、０．０１％以上の含有が好ましい。しかし、Ｔｉを過剰に添加すると、炭窒化物を形成し、Ｃ、Ｎを消費するため好ましくない。したがって、その上限は、０．５％が好ましい。
Ｍｏは、適量添加することにより焼き戻し軟化抵抗を顕著に向上させることができる。この機構はいまだ明らかではないが、Ｃｒ炭化物の析出および粗大化を抑制し、高温でも転位運動を抑制可能で焼き戻し軟化抵抗を向上させているものと考えている。しかし、０．０１％未満では添加効果が顕著でないため下限は０．０１％とするのが好ましい。一方、２％を超える添加は、靭性を劣化させるため、その上限は２％とするのが好ましい。
Ｎｂも、Ｎとともに０．０１％以上添加することにより焼き戻し軟化抵抗を顕著に向上させることができる。この機構はいまだ明らかではないが、ＮｂはＮと相関が大きく、Ｃｒ窒化物の析出および粗大化を抑制し、転位運動を抑制し焼き戻し軟化抵抗を向上させているものと考えている。しかし、ＮｂＮの形で析出しやすく、この形で析出すると、ＮｂＮには強化機能がなく、さらにＮｂＮとしてＮが消費されることに伴ってＮの固溶強化効果を減少させるため、さらには、焼き入れ性を減少させる原因となるため、１％を超える過剰の添加は避けるのが好ましい。
さらに、これら述べてきた各元素はその成分範囲の中で、９００〜１１００℃の温度範囲で安定して焼入れを行えるために、次の（式１）で表されるγｐが、８０以上を満足するよう相互に調整される必要がある。γｐが８０未満であると、焼入れしてもフェライト相が残る場合があり、所定の硬度レベルに達しない場合があるからである。
γｐ＝４２０［％Ｃ］＋４７０［％Ｎ］＋２３［％Ｎｉ］＋９［％Ｃｕ］
＋７［％Ｍｎ］−１１．５［％Ｃｒ］−１１．５［％Ｓｉ］−５２［％Ａｌ］−１２［％Ｍｏ］−４７［％Ｎｂ］＋１８９・・・（式１）
焼き入れ温度に関しては、あまり高温すぎる場合は、製造時間の増大、コストの増加を招くため、９００℃以上１１００℃以下で行うことが好ましく、その温度範囲からの焼き入れでも本発明鋼は、所定の硬さ範囲を満足する。
＋７［％Ｍｎ］−１１．５［％Ｃｒ］−１１．５［％Ｓｉ］−５２［％Ａｌ］−１２［％Ｍｏ］−４７［％Ｎｂ］＋１８９・・・（式１）
焼き入れ温度に関しては、あまり高温すぎる場合は、製造時間の増大、コストの増加を招くため、９００℃以上１１００℃以下で行うことが好ましく、その温度範囲からの焼き入れでも本発明鋼は、所定の硬さ範囲を満足する。
次に製造方法について詳細に説明する。
以上述べてきた成分と残部Ｆｅおよび不可避的不純物を含むスラブ、インゴット等の鋼片（以下、単にスラブともいう。）を溶製し、熱間圧延によって、２ｍｍ〜８ｍｍ程度の熱延板とした後、７５０℃〜９００℃の範囲で焼鈍を行って、軟化させた後、酸洗して製品とする。酸洗せずにショットブラストによる仕上げでもよい。また、酸洗せずに焼鈍ままで製品とする場合もある。
これらは、ディスク製造工程において、ディスク形状に加工された後、９００〜１１００℃に加熱されてから焼き入れられ、両面を研削されて、ブレーキディスクとなる。
以下、実施例に従って、さらに詳細に本発明を説明する。
表１に示す化学成分を有する厚み２００ｍｍの鋼片を溶製した後、熱間圧延によって、厚さ６ｍｍの熱延板を得た。さらに、８５０℃まで加熱して徐冷する軟化焼鈍を施した。
これらの鋼板から、耐銹性評価試験片、焼き入れ性評価試験片を採取し、残りは９５０℃〜１０００℃で１０分間保持後、水冷する焼入れ処理を行った。
耐銹性評価試験は、試験片両面を＃２４０研磨し、２４０時間の塩水噴霧試験（Ｓａｌｔ Ｓｐｒａｙ Ｔｅｓｔ：ＳＳＴともいう。）（ＪＩＳ Ｚ ２３７１準拠）を行い、発銹程度を調査した。発銹しないものを合格、発銹したものを不合格とした。
焼き入れ性評価試験は、８５０℃〜１１００℃の温度に１０分間保持した後に、水冷した焼入れ材を、ＪＩＳ Ｚ ２２４５に準拠した、ロックウェル硬さ試験（ＨＲＣ）で行った。ＨＲＣで３２から３８が合格である。
焼き入れ処理した鋼板から、各種試験片を採取し、評価試験を行った。焼き戻し軟化特性に関しては、５００℃から６５０℃で１時間の焼き戻しを行った後、焼入れ材の硬さ試験と同様にロックウェル試験で評価した。焼き戻し後の硬さがＨＲＣ３０を下回わらない温度を耐熱温度と規定した。耐熱温度５００℃以上が合格である。また、耐銹性試験は、焼き入れ前の材料と同様に試験片両面を＃２４０研磨し、２４０時間の塩水噴霧試験（ＪＩＳ Ｚ ２３７１準拠）を行い、発銹程度を調査した。発銹しないものを合格、発銹したものを不合格とした。
表２に評価結果を示す。Ａ鋼からＪ鋼は、請求項１に関わる本発明鋼であり、焼き入れ前後の耐銹性は合格であり、焼き入れ硬度および耐熱温度も合格であり、非常に優れた性質を示している。
Ｋ鋼からＴ鋼は、請求項２に関わる本発明鋼であり、Ｃｕ添加が特徴である。これらの鋼も焼き入れ前後の耐銹性は合格であり、焼き入れ硬度および耐熱温度も合格であり、非常に優れた性質を示している。
Ｕ鋼からＺ鋼、ＡＡ鋼からＡＤ鋼は、請求項３に関わる本発明鋼であり、Ｔｉ添加が特徴である。これらの鋼も焼き入れ前後の耐銹性は合格であり、焼き入れ硬度および耐熱温度も合格であり、非常に優れた性質を示している。
ＡＥ鋼からＡＮ鋼は、請求項４に関わる本発明鋼である、Ｍｏ、Ｎｂ添加が特徴である。これらの鋼も焼き入れ前後の耐銹性は合格である。また、焼き入れ硬度も合格である。さらには、Ｍｏ、Ｎｂ添加により耐熱温度が無添加の鋼に対して上昇しており、非常に優れた性質を示している。
これら本発明鋼に対し、比較鋼である、ＡＯ鋼は、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉの合計量が０．０５％未満であるため、耐銹性が劣っている。ＡＰ鋼、ＡＱ鋼は、それぞれＣｕ、Ｔｉ添加であるため、焼き入れ後の耐銹性は合格であるが、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉの合計量が０．０５％未満であるため、焼き入れ前の耐銹性が劣っている。ＡＲ鋼は、γｐが８０以下であるため、焼き入れ後の硬度が合格基準に達せず好ましくない。ＡＳ鋼は、Ｃ＋Ｎが多いために焼き入れ後の硬度が合格基準より硬くなり過ぎたため好ましくない。ＡＴ鋼は、Ｃ＋Ｎが少ないため、焼き入れ後の硬度が合格基準に達せず好ましくない。ＡＵ鋼は、Ｃｒが少ないため、本発明をもってしても耐銹性が劣っている。ＡＶ鋼は、Ｃｒが多いために、γｐが８０以下となり焼き入れ後の硬度が合格基準に達しなかったため好ましくない。
ＡＷ鋼は、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉの合計量が０．５％超であるため、靭性劣化を引き起こし好ましくない。ＡＸ鋼は、Ｍｎが多いため、靭性劣化を引き起こし好ましくない。
以上から、本発明鋼は、焼き入れ硬度、耐熱性を満足しつつ、非常に耐銹性に優れていることが明らかである。
表３に示す化学成分を有する厚み２００ｍｍの鋼片を溶製した。ＰおよびＢiを極微量含む成分系である。Ａｓ、Ｓｂは無添加である。その後、実施例１と同様の方法で各種評価試験片を作製した。また、実施例１と同様の方法で、耐銹性試験、焼き入れ性試験、焼き戻し軟化試験を行った。評価結果を表４に示す。
ＢＡ鋼からＢＬ鋼は、本発明鋼であり、焼き入れ前後の耐銹性は合格であり、焼き入れ硬度および耐熱温度も合格であり、非常に優れた性質を示している。これに対し、比較鋼であるＢＭ鋼はＰおよびＢｉ添加量が少なすぎるため、耐銹性向上効果が発現せず、耐銹性が劣っている結果となっている。
以上から、本発明鋼は、焼き入れ硬度、耐熱性を満足しつつ、非常に耐銹性に優れていることが明らかである。
Claims (5)
- 質量％で、
Ｃ ：０．０１％以上０．１０％以下、
Ｓｉ：０．０５％以上２％以下、
Ｍｎ：０．２％以上２．０％以下、
Ｓ ：０．０１０％以下、
Ｎ ：０．００５％以上０．０２５％以下、
Ｃｒ：１０％以上１４％以下、
Ｎｉ：０．０２％以上２％以下、
Ａｌ：０．００１％以上０．１％以下、
Ｖ：０．５％以下、
Ｃ＋Ｎ：０．０６％以上０．１％以下を満足する成分を含有し、
さらに、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉから成る元素群のうちの１種または２種以上を、その合計量で、０．０５％以上０．５％以下の範囲で含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、下記（式１）で表されるγｐが８０以上を満足することを特徴とする、耐銹性に優れたディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼。
γｐ＝４２０［％Ｃ］＋４７０［％Ｎ］＋２３［％Ｎｉ］＋９［％Ｃｕ］
＋７［％Ｍｎ］−１１．５［％Ｃｒ］−１１．５［％Ｓｉ］−５２［％Ａｌ］−１２［％Ｍｏ］−２３[％Ｖ]−４７［％Ｎｂ］＋１８９・・・（式１） - 質量％で、
Ｃ ：０．０１％以上０．１０％以下、
Ｓｉ：０．０５％以上２％以下、
Ｍｎ：０．２％以上２．０％以下、
Ｓ ：０．０１０％以下、
Ｎ ：０．００５％以上０．０２５％以下、
Ｃｒ：１０％以上１４％以下、
Ｎｉ：０．０２％以上２％以下、
Ａｌ：０．００１％以上０．１％以下、
Ｖ：０．５％以下、
Ｃ＋Ｎ：０．０６％以上０．１％以下を満足する成分を含有し、
さらに、
Ｐ ： ０．００５％以上０．０５％未満、
Ｂｉ： ０．００５％以上０．０５％未満、かつ、
Ｐ＋Ｂｉ： ０．０１％以上０．０５％未満を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、下記（式１）で表されるγｐが８０以上を満足することを特徴とする、耐銹性に優れたディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼。
γｐ＝４２０［％Ｃ］＋４７０［％Ｎ］＋２３［％Ｎｉ］＋９［％Ｃｕ］
＋７［％Ｍｎ］−１１．５［％Ｃｒ］−１１．５［％Ｓｉ］−５２［％Ａｌ］−１２［％Ｍｏ］−２３[％Ｖ]−４７［％Ｎｂ］＋１８９・・・（式１） - さらに、質量％で、
Ｃｕ：０．０１％以上２％以下を含有することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の耐銹性に優れたディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼。 - さらに、質量％で、
Ｔｉ：０．０１％以上０．５％以下を含有することを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の耐銹性に優れたディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼。 - さらに、質量％で、
Ｍｏ：０．０１％以上２％以下、
Ｎｂ：０．０１％以上１％以下のうちの１種または２種を含有することを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の耐銹性に優れたディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼。
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