JP5375406B2 - Precipitation hardening stainless steel for strain generating body - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a precipitation hardening stainless steel for an elastic body which is excellent in strength, toughness and corrosion resistance, and also is excellent in elastic body performance. <P>SOLUTION: The precipitation hardening stainless steel has a composition comprising, by mass, 0.010 to 0.060% C, &le;1.0% Si, &le;1.0% Mn, &le;0.05% P, &le;0.03% S, 2.0 to 4.0% Cu, 2.5 to 5.0% Ni, 13.0 to 17.0% Cr, &le;1.0% Mo, &le;0.030% Al, &le;0.020% O and 0.010 to 0.050% N, and comprising 0.10 to 0.40% Nb, and the balance Fe with inevitable impurities, and in which C+N: 0.025 to 0.095%, Cu+Ni: &le;8.5%, and &alpha;value shown by formula; &alpha;=1320([C]+[N])+52[Ni]+14[Cu]+10[Cr]+20[Mo]+26[Mn]+20[Si] is &le;510. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、起歪体用析出硬化型ステンレス鋼に関するものである。   The present invention relates to a precipitation hardening type stainless steel for a strain generating body.

従来、圧力センサー、重量センサー、ロードセル等では、外力により歪を発生させる部材として起歪体が使用されている。起歪体の材質として一般的にニッケルクロムモリブデン鋼やステンレス鋼が知られている。腐食が比較的穏やかな環境下では、SUS410やSUS420J2等のマルテンサイト系ステンレス鋼が使用され、腐食が比較的激しい環境下では、SUS304等のオーステナイト系ステンレス鋼の冷間加工材やSUS630等の析出硬化型ステンレス鋼が使用されている。   Conventionally, in a pressure sensor, a weight sensor, a load cell, and the like, a strain generating body is used as a member that generates strain by an external force. Generally, nickel chrome molybdenum steel or stainless steel is known as a material of the strain generating body. In an environment where the corrosion is relatively mild, martensitic stainless steels such as SUS410 and SUS420J2 are used. Hardened stainless steel is used.

上記ステンレス鋼のうち、オーステナイト系ステンレス鋼の冷間加工材は、板形状等の単純形状の起歪体には適用可能である。しかし、複雑形状の起歪体については、要求される強度が得られない場合がある上に、溶接等が施されると当該溶接部で強度低下が生じる。また、溶接後に熱処理を施すことにより強度を向上させることもできない。そのため、複雑形状の起歪体、溶接を伴う起歪体については、析出硬化型ステンレス鋼であるSUS630が使用されることが多い。   Among the above stainless steels, the cold-worked material of austenitic stainless steel can be applied to a flexure body having a simple shape such as a plate shape. However, for a strained body having a complicated shape, the required strength may not be obtained, and when welding or the like is performed, the strength is reduced at the welded portion. In addition, the strength cannot be improved by performing a heat treatment after welding. Therefore, SUS630, which is a precipitation hardening stainless steel, is often used for strained bodies with complicated shapes and strained bodies with welding.

他にも、特許文献1には、圧力センサー等に適用される析出硬化型ステンレス鋼として、質量%で、C:0.005%を越え0.10%以下、Si:0.50を越えて2.0%以下、Mn:0.6%以下、S:0.005%以下、Ni:5.5〜7.5%、Cr:13.0以上15.0%未満、MoとWとをMo+0.5×Wで1.5を越えて3.0%以下、Cu:0.2〜1.0%、N:0.05%以下、Al:0.001〜0.05%、Ti:0〜0.05%、B:0.0005〜0.01%、更にNb、V、Taから選ばれる1種または2種以上を合計で0.05〜1.0%の範囲で含有し残部が実質的にFeからなり、かつ、(1)式で示されるA値が21以下、(2)式で示されるB値が21以下、(3)式で示されるC値が20以上である析出硬化型ステンレス鋼が開示されている。
A値=−20×(%C)+(%Si)−0.1×(%Mn)−1.25×(%Ni)+1.8×(%Cr)+1.4×(%Mo)+0.7×(%W)−0.5×(%Cu)+2.5×(%Nb)+1.5×(%V)+0.75×(%Ta)+1.8×(%Ti)−24×(%N)・・・(1)
B値=(%Ni)+0.7×(%Cr)+0.98×(%Mo)+0.49×(%W)+1.05×(%Mn)+0.35×(%Si)+0.48×(%Cu)+0.15×(%Nb)+0.75×(%V)+0.6×(%Ta)+0.3×(%Ti)+12.5×(%C)+10×(%N)・・・(2)
C値=(%Cr)+3.3×(%Mo)+1.65×(%W)+30×(%N)・・・(3)
In addition, in Patent Document 1, as precipitation hardening stainless steel applied to a pressure sensor or the like, by mass%, C: more than 0.005% and 0.10% or less, Si: more than 0.50 2.0% or less, Mn: 0.6% or less, S: 0.005% or less, Ni: 5.5 to 7.5%, Cr: 13.0 to less than 15.0%, Mo and W Mo + 0.5 × W exceeding 1.5% to 3.0% or less, Cu: 0.2 to 1.0%, N: 0.05% or less, Al: 0.001 to 0.05%, Ti: 0 to 0.05%, B: 0.0005 to 0.01%, further containing one or more selected from Nb, V and Ta in a total range of 0.05 to 1.0%, and the balance Is substantially Fe, and the A value represented by the formula (1) is 21 or less, the B value represented by the formula (2) is 21 or less, and the C value represented by the formula (3) is 20 Precipitation hardening stainless steel is above is disclosed.
A value = −20 × (% C) + (% Si) −0.1 × (% Mn) −1.25 × (% Ni) + 1.8 × (% Cr) + 1.4 × (% Mo) +0 0.7 × (% W) −0.5 × (% Cu) + 2.5 × (% Nb) + 1.5 × (% V) + 0.75 × (% Ta) + 1.8 × (% Ti) −24 × (% N) (1)
B value = (% Ni) + 0.7 × (% Cr) + 0.98 × (% Mo) + 0.49 × (% W) + 1.05 × (% Mn) + 0.35 × (% Si) +0.48 X (% Cu) + 0.15 x (% Nb) + 0.75 x (% V) + 0.6 x (% Ta) + 0.3 x (% Ti) + 12.5 x (% C) + 10 x (% N ) ... (2)
C value = (% Cr) + 3.3 × (% Mo) + 1.65 × (% W) + 30 × (% N) (3)

特開2005−298840号公報JP 2005-298840 A

しかしながら、従来より起歪体材料として多用されているSUS630は、以下の点で問題があった。すなわち、起歪体に用いられるステンレス鋼は、構造物としての強度、靱性に優れている必要がある。また、腐食環境下で使用されることもあることから、耐食性に優れている必要がある。   However, SUS630, which has been frequently used as a strain generating material, has had the following problems. That is, the stainless steel used for the strain generating body needs to be excellent in strength and toughness as a structure. Moreover, since it may be used in corrosive environment, it needs to be excellent in corrosion resistance.

さらに、上記に加え、起歪体性能を低下させないことが要求される。この点、従来のSUS630の成分系(17Cr−4Ni−4Cu−Nb)は、固溶化処理後に時効処理を行う熱処理後の組織中に、約10体積%程度の残留オーステナイト相を含んでいる。そのため、これを起歪体に用いた場合、センサー使用中に軟質な残留オーステナイト相が微小降伏し、ヒステリシスが増大して基準点が次第に変動し、起歪体性能が低下するといった問題があった。   Further, in addition to the above, it is required not to deteriorate the strain generating body performance. In this regard, the conventional component system of SUS630 (17Cr-4Ni-4Cu-Nb) contains about 10% by volume of residual austenite phase in the structure after heat treatment in which aging treatment is performed after solution treatment. Therefore, when this is used for a strain body, there is a problem that the soft retained austenite phase yields slightly during use of the sensor, the hysteresis increases, the reference point gradually fluctuates, and the strain body performance deteriorates. .

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、本発明が解決しようとする課題は、強度、靱性、および、耐食性に優れるだけでなく、起歪体性能に優れた起歪体用析出硬化型ステンレス鋼を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the problems to be solved by the present invention are not only excellent in strength, toughness, and corrosion resistance, but also precipitation hardening for strain-generating bodies excellent in strain-generating body performance. Is to provide type stainless steel.

本発明に係る起歪体用析出硬化型ステンレス鋼は、質量%で、C:0.010〜0.060%、Si:1.0%以下、Mn:1.0%以下、P:0.05%以下、S:0.03%以下、Cu:2.0〜4.0%、Ni:2.5〜5.0%、Cr:13.0〜17.0%、Mo:1.0%以下、Al:0.030%以下、O:0.020%以下、N:0.010〜0.050%、および、Nb:0.10〜0.40%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、C+N:0.025〜0.095%、Cu+Ni:8.5%以下、以下の式で示されるα値が510以下であることを要旨とする。
α=1320([C]+[N])+52[Ni]+14[Cu]+10[Cr]+20[Mo]+26[Mn]+20[Si]
The precipitation hardening stainless steel for strain-generating bodies according to the present invention is in mass%, C: 0.010 to 0.060%, Si: 1.0% or less, Mn: 1.0% or less, P: 0.00. 05% or less, S: 0.03% or less, Cu: 2.0 to 4.0%, Ni: 2.5 to 5.0%, Cr: 13.0 to 17.0%, Mo: 1.0 %: Al: 0.030% or less, O: 0.020% or less, N: 0.010 to 0.050%, and Nb: 0.10 to 0.40%, with the balance being Fe and It consists of inevitable impurities, and is summarized as C + N: 0.025 to 0.095%, Cu + Ni: 8.5% or less, and the α value represented by the following formula is 510 or less.
α = 1320 ([C] + [N]) + 52 [Ni] +14 [Cu] +10 [Cr] +20 [Mo] +26 [Mn] +20 [Si]

ここで、上記起歪体用析出硬化型ステンレス鋼は、残留オーステナイト量が2.0体積%以下の組織を有していることが好ましい。   Here, the precipitation hardening stainless steel for strain generating body preferably has a structure in which the amount of retained austenite is 2.0% by volume or less.

また、上記起歪体用析出硬化型ステンレス鋼は、質量%で、Co:0.05〜1.0%、および、W:0.05〜1.0%から選択される1種または2種以上をさらに含有していても良い。   Moreover, the precipitation hardening type stainless steel for strain-generating bodies is one or two selected from mass%, Co: 0.05 to 1.0%, and W: 0.05 to 1.0%. The above may be further contained.

また、上記起歪体用析出硬化型ステンレス鋼は、質量%で、V:0.005〜0.20%、Ti:0.005〜0.10%、Ta:0.005〜0.10%、および、Zr:0.005〜0.10%から選択される1種または2種以上をさらに含有していても良い。   Moreover, the precipitation hardening type stainless steel for strain generating bodies is in mass%, V: 0.005 to 0.20%, Ti: 0.005 to 0.10%, Ta: 0.005 to 0.10%. And one or more selected from Zr: 0.005 to 0.10% may be further contained.

また、上記起歪体用析出硬化型ステンレス鋼は、質量%で、B:0.0005〜0.0100%、Mg:0.0005〜0.0100%、および、Ca:0.0005〜0.0100%から選択される1種または2種以上をさらに含有していても良い。   Moreover, the precipitation hardening type stainless steel for strain generating bodies is mass%, B: 0.0005 to 0.0100%, Mg: 0.0005 to 0.0100%, and Ca: 0.0005 to 0.00. You may further contain 1 type, or 2 or more types selected from 0100%.

本発明に係る起歪体用析出硬化型ステンレス鋼は、特に、C、Nの単独量および合計量、Cu、Niの単独量および合計量、Cr、Nbの単独量を特定範囲内とし、他の成分を特定量以下に規制したことにより、強度、靱性および耐食性に優れる。さらに、特定の式で規定されるα値を510以下としたことにより、固溶化熱処理時のMs点が上昇し、残留オーステナイト量を低下させることができる。そのため、起歪体として使用した際に、繰り返し応力が負荷された場合でも、微小降伏を抑制することができる。したがって、本発明に係る起歪体用析出硬化型ステンレス鋼は、強度、靱性、および、耐食性に優れるだけでなく、起歪体性能にも優れる。   Precipitation hardening type stainless steel for strain generating bodies according to the present invention includes, in particular, C and N alone and in total, Cu and Ni alone and in total, and Cr and Nb alone in a specific range. By controlling the amount of the component to a specific amount or less, the strength, toughness and corrosion resistance are excellent. Furthermore, by setting the α value defined by the specific formula to 510 or less, the Ms point during the solution heat treatment increases, and the amount of retained austenite can be reduced. For this reason, even when repeated stress is applied when used as a strain generating body, it is possible to suppress microyield. Therefore, the precipitation hardening stainless steel for strain generating bodies according to the present invention is not only excellent in strength, toughness, and corrosion resistance, but also excellent in strain generating body performance.

ここで、残留オーステナイト量が2.0体積%以下の組織を有する場合には、微小降伏を抑制しやすくなり、起歪体性能を向上させやすくなる。   Here, when the amount of retained austenite has a structure of 2.0% by volume or less, it becomes easy to suppress microyield and to improve the strain generating body performance.

また、Co、および、Wから選択される1種または2種以上をさらに特定量含有している場合には、耐食性の向上に寄与できる。また、残留オーステナイト量の増加を抑制しやすくなり、時効処理後の強度低下の抑制、起歪体性能の低下の抑制に寄与できる。   Further, when a specific amount of one or more selected from Co and W is further contained, it can contribute to improvement of corrosion resistance. Moreover, it becomes easy to suppress the increase in a retained austenite amount, and it can contribute to suppression of the strength fall after an aging treatment, and the suppression of the fall of a strain body performance.

また、V、Ti、TaおよびZrから選択される1種または2種以上をさらに特定量含有している場合には、固溶化熱処理時の結晶粒粗大化を抑制でき、靱性の向上に寄与できる。また、熱間加工性の向上、時効処理後の強度低下の抑制に寄与できる。   Further, when a specific amount of one or more selected from V, Ti, Ta and Zr is further contained, it is possible to suppress the grain coarsening during the solution heat treatment and contribute to the improvement of toughness. . Moreover, it can contribute to improvement of hot workability and suppression of strength reduction after aging treatment.

また、B、MgおよびCaから選択される1種または2種以上をさらに特定量含有している場合には、熱間加工性の向上等に寄与できる。   Moreover, when 1 type or 2 types or more selected from B, Mg, and Ca are contained further in specific amount, it can contribute to the improvement of hot workability.

以下、本発明の一実施形態に係る起歪体用析出硬化型ステンレス鋼(以下、「本ステンレス鋼」ということがある。)について詳細に説明する。本ステンレス鋼は、以下の元素を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる。また、特定の式にて規定されるα値が特定の値以下である。   Hereinafter, the precipitation hardening stainless steel for strain-generating bodies according to an embodiment of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the present stainless steel”) will be described in detail. This stainless steel contains the following elements, and the balance consists of Fe and inevitable impurities. Further, the α value defined by the specific formula is equal to or less than the specific value.

本ステンレス鋼における各添加元素の種類、含有量、限定理由ならびに各式の技術的意義などは以下の通りである。なお、含有量の単位は、質量%である。   The type, content, reason for limitation, and technical significance of each formula in each stainless steel are as follows. In addition, the unit of content is mass%.

C:0.010〜0.060%
Cは、δ−フェライト量を低下させるのに有効である。また、Cは、NbおよびNと結合して炭窒化物を形成し、固溶化熱処理時の結晶粒粗大化を防止し、靱性、延性の向上に寄与する。その効果を得るため、C含有量の下限を0.010%以上とする。C含有量の下限は、好ましくは0.020%以上、より好ましくは0.030%以上である。
C: 0.010 to 0.060%
C is effective in reducing the amount of δ-ferrite. C combines with Nb and N to form a carbonitride, prevents crystal grain coarsening during solution heat treatment, and contributes to improved toughness and ductility. In order to obtain the effect, the lower limit of the C content is set to 0.010% or more. The lower limit of the C content is preferably 0.020% or more, more preferably 0.030% or more.

しかし、Cの過剰添加は、Cr系炭化物の生成により母相の固溶Crを低下させ、耐食性を低下させる傾向がある。また、Ms点を低下させて残留オーステナイト量を増加させ、時効処理後の強度の低下と起歪体性能の低下を招く。よって、C含有量の上限を0.060%以下とする。C含有量の上限は、好ましくは0.045%以下、より好ましくは0.040%以下である。   However, excessive addition of C tends to reduce the solid solution Cr of the parent phase due to the formation of Cr-based carbides and to reduce the corrosion resistance. In addition, the Ms point is decreased to increase the amount of retained austenite, which causes a decrease in strength after aging treatment and a decrease in strain generating body performance. Therefore, the upper limit of the C content is set to 0.060% or less. The upper limit of the C content is preferably 0.045% or less, more preferably 0.040% or less.

Si:1.0%以下
Siは、脱酸元素として有効である。しかしながら、その量が多くなるとδ−フェライト量を増加させ、時効処理後の強度を低下させる。また、Siの過剰添加は、Ms点を低下させて残留オーステナイト量を増加させ、時効処理後の強度低下と起歪体特性の低下を招く。よって、Si含有量の上限を1.0%以下とする。Si含有量の上限は、好ましくは0.5%以下である。
Si: 1.0% or less Si is effective as a deoxidizing element. However, when the amount increases, the amount of δ-ferrite is increased and the strength after the aging treatment is decreased. Further, excessive addition of Si lowers the Ms point and increases the amount of retained austenite, leading to a decrease in strength and aging of the strain body after aging treatment. Therefore, the upper limit of the Si content is 1.0% or less. The upper limit of the Si content is preferably 0.5% or less.

Mn:1.0%以下
Mnは、脱酸、脱硫元素として有効である。また、δ−フェライト量を低下させるのに有効である。しかしながら、Mnの過剰添加は、Ms点を低下させて残留オーステナイト量を増加させ、時効処理後の強度低下と起歪体特性の低下を招く。よって、Mn含有量の上限を1.0%以下とする。Mn含有量の上限は、好ましくは0.6%以下である。
Mn: 1.0% or less Mn is effective as a deoxidation and desulfurization element. It is also effective in reducing the amount of δ-ferrite. However, excessive addition of Mn lowers the Ms point and increases the amount of retained austenite, leading to a decrease in strength after aging treatment and a decrease in strain body characteristics. Therefore, the upper limit of the Mn content is 1.0% or less. The upper limit of the Mn content is preferably 0.6% or less.

P:0.05%以下
Pは、鋼材の不純物元素である。Pの過剰添加は、熱間加工性、靱性を低下させるため、できる限り低減することが好ましい。しかし、Pの必要以上の低減は、コストの上昇を招く。よって、P含有量の上限を0.05%以下とする。P含有量の上限は、好ましくは0.03%以下である。
P: 0.05% or less P is an impurity element of a steel material. Since excessive addition of P reduces hot workability and toughness, it is preferably reduced as much as possible. However, an excessive reduction of P causes an increase in cost. Therefore, the upper limit of the P content is 0.05% or less. The upper limit of the P content is preferably 0.03% or less.

S:0.03%以下
Sの過剰添加は、熱間加工性、靱性、耐食性を低下させるため、できる限り低減することが好ましい。しかし、Sの必要以上の低減は、コストの上昇を招く。よって、S含有量の上限を0.03%以下とする。S含有量の上限は、好ましくは0.01%以下である。
S: 0.03% or less Since excessive addition of S decreases hot workability, toughness, and corrosion resistance, it is preferably reduced as much as possible. However, reduction of S more than necessary causes an increase in cost. Therefore, the upper limit of the S content is 0.03% or less. The upper limit of the S content is preferably 0.01% or less.

Cu:2.0〜4.0%
Cuは、析出硬化成分として必須の成分であり、耐食性向上にも有効である。また、δ−フェライト量を低下させるのにも有効である。その効果を得るため、Cu含有量の下限を2.0%以上とする。Cu含有量の下限は、好ましくは2.7%以上、より好ましくは2.9%以上である。
Cu: 2.0 to 4.0%
Cu is an essential component as a precipitation hardening component, and is also effective in improving corrosion resistance. It is also effective in reducing the amount of δ-ferrite. In order to obtain the effect, the lower limit of the Cu content is set to 2.0% or more. The lower limit of the Cu content is preferably 2.7% or more, more preferably 2.9% or more.

しかし、Cuの過剰添加は、Ms点を低下させて残留オーステナイト量を増加させ、時効処理後の強度の低下と起歪体性能の低下を招く。また、熱間加工性を低下させる。よって、Cu含有量の上限を4.0%以下とする。Cu含有量の上限は、好ましくは3.5%以下、より好ましくは3.2%以下である。   However, excessive addition of Cu decreases the Ms point and increases the amount of retained austenite, leading to a decrease in strength after aging treatment and a decrease in strain-generating body performance. Moreover, hot workability is reduced. Therefore, the upper limit of the Cu content is 4.0% or less. The upper limit of the Cu content is preferably 3.5% or less, more preferably 3.2% or less.

Ni:2.5〜5.0%
Niは、δ−フェライト量を低下させるのに有効であり、耐食性向上にも有効である。その効果を得るため、Ni含有量の下限を2.5%以上とする。Ni含有量の下限は、好ましくは3.0%以上、より好ましくは3.5%以上である。
Ni: 2.5-5.0%
Ni is effective in reducing the amount of δ-ferrite and is effective in improving corrosion resistance. In order to obtain the effect, the lower limit of the Ni content is set to 2.5% or more. The lower limit of the Ni content is preferably 3.0% or more, more preferably 3.5% or more.

しかし、Niの過剰添加は、Ms点を低下させて残留オーステナイト量を増加させ、時効処理後の強度の低下と起歪体性能の低下を招く。また、熱間加工性を低下させる。よって、Ni含有量の上限を5.0%以下とする。Ni含有量の上限は、好ましくは4.0%以下、より好ましくは3.9%以下である。   However, excessive addition of Ni decreases the Ms point and increases the amount of retained austenite, leading to a decrease in strength after aging treatment and a decrease in strain-generating body performance. Moreover, hot workability is reduced. Therefore, the upper limit of the Ni content is 5.0% or less. The upper limit of the Ni content is preferably 4.0% or less, more preferably 3.9% or less.

Cr:13.0〜17.0%
Crは、耐食性を向上させる元素として必須の元素である。その効果を得るため、Cr含有量の下限を13.0%以上とする。Cr含有量の下限は、好ましくは13.5%以上、より好ましくは14.0%以上である。
Cr: 13.0 to 17.0%
Cr is an essential element as an element for improving the corrosion resistance. In order to obtain the effect, the lower limit of the Cr content is set to 13.0% or more. The lower limit of the Cr content is preferably 13.5% or more, more preferably 14.0% or more.

しかしながら、その量が多くなるとδ−フェライト量を増加させ、時効処理後の強度を低下させる。また、Crの過剰添加は、Ms点を低下させて残留オーステナイト量を増加させ、時効処理後の強度低下と起歪体特性の低下を招く。よって、Cr含有量の上限を17.0%以下とする。Cr含有量の上限は、好ましくは16.0%以下、より好ましくは14.5%以下である。   However, when the amount increases, the amount of δ-ferrite is increased and the strength after the aging treatment is decreased. Further, excessive addition of Cr lowers the Ms point and increases the amount of retained austenite, leading to a decrease in strength after aging treatment and a decrease in strain body characteristics. Therefore, the upper limit of the Cr content is 17.0% or less. The upper limit of the Cr content is preferably 16.0% or less, more preferably 14.5% or less.

Mo:1.0%以下
Moは、耐食性の向上に有効である。しかしながら、その量が多くなるとδ−フェライト量を増加させ、時効処理後の強度を低下させる。また、Moの過剰添加は、Ms点を低下させて残留オーステナイト量を増加させ、時効処理後の強度低下と起歪体特性の低下を招く。よって、Mo含有量の上限を1.0%以下とする。Mo含有量の上限は、好ましくは0.5%以下である。
Mo: 1.0% or less Mo is effective in improving corrosion resistance. However, when the amount increases, the amount of δ-ferrite is increased and the strength after the aging treatment is decreased. Further, excessive addition of Mo decreases the Ms point and increases the amount of retained austenite, leading to a decrease in strength after aging treatment and a decrease in strain body characteristics. Therefore, the upper limit of the Mo content is 1.0% or less. The upper limit of the Mo content is preferably 0.5% or less.

Al:0.030%以下
Alは、脱酸元素として有効である。しかしながら、その量が多くなるとδ−フェライト量を増加させ、時効処理後の強度を低下させる。また、粗大な窒化物が形成されやすくなり、靱性の低下を招く。よって、Al含有量の上限を0.030%以下とする。Al含有量の上限は、好ましくは0.010%以下である。
Al: 0.030% or less Al is effective as a deoxidizing element. However, when the amount increases, the amount of δ-ferrite is increased and the strength after the aging treatment is decreased. Moreover, coarse nitrides are easily formed, leading to a decrease in toughness. Therefore, the upper limit of the Al content is 0.030% or less. The upper limit of the Al content is preferably 0.010% or less.

O:0.020%以下
Oの過剰添加は、熱間加工性、靱性、耐食性を低下させるため、できる限り低減することが好ましい。しかし、Oの必要以上の低減は、コストの上昇を招く。よって、O含有量の上限を0.020%以下とする。O含有量の上限は、好ましくは0.010%以下である。
O: 0.020% or less Since excessive addition of O reduces hot workability, toughness, and corrosion resistance, it is preferably reduced as much as possible. However, reducing O more than necessary causes an increase in cost. Therefore, the upper limit of the O content is 0.020% or less. The upper limit of the O content is preferably 0.010% or less.

N:0.010〜0.050%
Nは、δ−フェライト量を低下させるのに有効である。また、Nは、NbおよびCと結合して炭窒化物を形成し、固溶化熱処理時の結晶粒粗大化を防止し、靱性、延性の向上に寄与する。その効果を得るため、N含有量の下限を0.010%以上とする。N含有量の下限は、好ましくは0.020%以上、より好ましくは0.025%以上である。
N: 0.010 to 0.050%
N is effective in reducing the amount of δ-ferrite. N combines with Nb and C to form a carbonitride, prevents crystal grain coarsening during solution heat treatment, and contributes to improvement in toughness and ductility. In order to obtain the effect, the lower limit of the N content is set to 0.010% or more. The lower limit of the N content is preferably 0.020% or more, more preferably 0.025% or more.

しかし、Nの過剰添加は、靱性を低下させる。また、Ms点を低下させて残留オーステナイト量を増加させ、時効処理後の強度の低下と起歪体性能の低下を招く。よって、N含有量の上限を0.050%以下とする。N含有量の上限は、好ましくは0.035%以下、より好ましくは0.030%以下である。   However, excessive addition of N reduces toughness. In addition, the Ms point is decreased to increase the amount of retained austenite, which causes a decrease in strength after aging treatment and a decrease in strain generating body performance. Therefore, the upper limit of N content is 0.050% or less. The upper limit of the N content is preferably 0.035% or less, more preferably 0.030% or less.

Nb:0.10〜0.40%
Nbは、CおよびNと結合して炭窒化物を形成し、固溶化熱処理時の結晶粒粗大化を防止し、靱性、延性の向上に寄与する。また、固溶C、Nを減少させるため、Ms点が上昇し、残留オーステナイト量を減少させるのに有効である。その効果を得るため、Nb含有量の下限を0.10%以上とする。Nb含有量の下限は、好ましくは0.15%以上である。
Nb: 0.10 to 0.40%
Nb combines with C and N to form carbonitrides, prevents crystal grain coarsening during solution heat treatment, and contributes to improved toughness and ductility. Further, since the solute C and N are reduced, the Ms point is increased, which is effective for reducing the amount of retained austenite. In order to obtain the effect, the lower limit of the Nb content is 0.10% or more. The lower limit of the Nb content is preferably 0.15% or more.

しかし、Nbの過剰添加は、熱間加工性を害するとともに、δ−フェライト量を増加させ、時効処理後の強度を低下させる。よって、Nb含有量の上限を0.40%以下とする。Nb含有量の上限は、好ましくは0.35%以下である。   However, excessive addition of Nb impairs hot workability, increases the amount of δ-ferrite, and decreases the strength after aging treatment. Therefore, the upper limit of the Nb content is set to 0.40% or less. The upper limit of the Nb content is preferably 0.35% or less.

C+N:0.025〜0.095%
C含有量とN含有量との合計量は、時効処理後の靱性に影響を与える。良好な靱性を得るためには、C含有量とN含有量との合計量の下限を0.025%以上とする。C含有量とN含有量との合計量の下限は、好ましくは0.045%以上、より好ましくは0.050%以上である。
C + N: 0.025 to 0.095%
The total amount of the C content and the N content affects the toughness after aging treatment. In order to obtain good toughness, the lower limit of the total amount of C content and N content is 0.025% or more. The lower limit of the total amount of C content and N content is preferably 0.045% or more, more preferably 0.050% or more.

しかし、これら元素の過剰添加は、Ms点を低下させて残留オーステナイト量を増加させ、時効処理後の強度の低下と起歪体性能の低下を招く。よって、C含有量とN含有量との合計量の上限を0.095%以下とする。C含有量とN含有量との合計量の上限は、好ましくは0.075%以下、より好ましくは0.065%以下である。   However, excessive addition of these elements decreases the Ms point and increases the amount of retained austenite, leading to a decrease in strength after aging treatment and a decrease in strain-generating body performance. Therefore, the upper limit of the total amount of C content and N content is set to 0.095% or less. The upper limit of the total amount of C content and N content is preferably 0.075% or less, more preferably 0.065% or less.

Cu+Ni:8.5%以下
Cu含有量とNi含有量との合計量が過剰になると、As点(加熱時のオーステナイト変態開始温度)が低下し、時効処理後の残留オーステナイト量を増加させ、起歪体性能の低下を招く。よって、Cu含有量とNi含有量との合計量の上限を8.5%以下とする。Cu含有量とNi含有量との合計量の上限は、好ましくは7.5%以下、より好ましくは7.0%以下である。
Cu + Ni: 8.5% or less When the total amount of Cu content and Ni content becomes excessive, the As point (starting temperature of austenite transformation at the time of heating) decreases, increasing the amount of retained austenite after aging treatment, The distortion performance is reduced. Therefore, the upper limit of the total amount of Cu content and Ni content is set to 8.5% or less. The upper limit of the total amount of Cu content and Ni content is preferably 7.5% or less, and more preferably 7.0% or less.

本ステンレス鋼は、少なくとも以上の必須成分を含有している。ここで、本ステンレス鋼は、下記の式で規定されるα値が510以下である。   The stainless steel contains at least the essential components. Here, this stainless steel has an α value defined by the following formula of 510 or less.

α=1320([C]+[N])+52[Ni]+14[Cu]+10[Cr]+20[Mo]+26[Mn]+20[Si]
但し、[X]は、元素Xの質量%を表す。
α = 1320 ([C] + [N]) + 52 [Ni] +14 [Cu] +10 [Cr] +20 [Mo] +26 [Mn] +20 [Si]
However, [X] represents mass% of the element X.

固溶化熱処理時に生じる残留オーステナイトの生成傾向は、上記α値で示される。上記α値が低いほど、固溶化熱処理時のMs点は上昇し、残留オーステナイト量が低下する。本発明では、上記α値を510以下とすることで、残留オーステナイト相の微小降伏によるヒステリシスの増大を抑制し、起歪体として使用した際に、繰り返し応力が負荷された場合でも基準点が次第に変動し難くなる等、起歪体性能を向上させることができる。上記α値は、起歪体性能の向上の観点から、好ましくは、500以下、より好ましくは、490以下であると良い。   The tendency to form retained austenite generated during the solution heat treatment is indicated by the α value. The lower the α value, the higher the Ms point during the solution heat treatment and the lower the amount of retained austenite. In the present invention, by setting the α value to 510 or less, an increase in hysteresis due to the micro-yield of the retained austenite phase is suppressed, and when used as a strain generating element, the reference point gradually increases even when repeated stress is applied. The strain generating body performance can be improved, such as being less likely to fluctuate. The α value is preferably 500 or less, more preferably 490 or less, from the viewpoint of improving the strain generating body performance.

本ステンレス鋼は、その組織中の残留オーステナイト量が、2.0体積%以下であることが好ましい。残留オーステナイト相の微小降伏を抑制しやすくなり、起歪体性能を向上させやすくなる等の利点があるからである。上記残留オーステナイト量は、より好ましくは、1.0体積%以下であると良い。   This stainless steel preferably has a retained austenite content of 2.0 vol% or less in its structure. This is because there are advantages such as easy suppression of micro-yield of the retained austenite phase and easy improvement of the strain generating body performance. The amount of retained austenite is more preferably 1.0% by volume or less.

本ステンレス鋼は、上述した必須元素に加えて、必要に応じて、CoおよびWから選択される1種または2種以上の元素をさらに含有していても良い。CoおよびWの成分範囲およびその限定理由などは、次の通りである。   In addition to the essential elements described above, the present stainless steel may further contain one or more elements selected from Co and W as necessary. The component ranges of Co and W and the reasons for their limitation are as follows.

Co:0.05〜1.0%
Coは、耐食性向上に有効である。また、δ−フェライト量を低下させるのにも有効である。その効果を得るため、Co含有量の下限を0.05%以上とする。Co含有量の下限は、好ましくは0.30%以上である。
Co: 0.05-1.0%
Co is effective in improving corrosion resistance. It is also effective in reducing the amount of δ-ferrite. In order to obtain the effect, the lower limit of the Co content is set to 0.05% or more. The lower limit of the Co content is preferably 0.30% or more.

しかし、Coの過剰添加は、コストの上昇を招く上に、Ms点を低下させて残留オーステナイト量を増加させ、時効処理後の強度低下と起歪体特性の低下を招く。よって、Co含有量の上限を1.0%以下とする。Co含有量の上限は、好ましくは0.80%以下である。   However, excessive addition of Co leads to an increase in cost, and also lowers the Ms point and increases the amount of retained austenite, leading to a decrease in strength after aging treatment and a decrease in strain body characteristics. Therefore, the upper limit of the Co content is 1.0% or less. The upper limit of the Co content is preferably 0.80% or less.

W:0.05〜1.0%
Wは、耐食性向上に有効である。その効果を得るため、W含有量の下限を0.05%以上とする。W含有量の下限は、好ましくは0.30%以上である。
W: 0.05-1.0%
W is effective for improving corrosion resistance. In order to obtain the effect, the lower limit of the W content is set to 0.05% or more. The lower limit of the W content is preferably 0.30% or more.

しかし、Wの過剰添加は、コストの上昇を招く上に、Ms点を低下させて残留オーステナイト量を増加させ、時効処理後の強度低下と起歪体特性の低下を招く。よって、W含有量の上限を1.0%以下とする。W含有量の上限は、好ましくは0.80%以下である。   However, excessive addition of W causes an increase in cost, and also lowers the Ms point and increases the amount of retained austenite, leading to a decrease in strength after aging treatment and a decrease in strain-generating body characteristics. Therefore, the upper limit of the W content is 1.0% or less. The upper limit of the W content is preferably 0.80% or less.

また、本ステンレス鋼は、上述した元素に加えて、必要に応じて、V、Ti、TaおよびZrから選択される1種または2種以上の元素をさらに含有していても良い。V、Ti、TaおよびZrの成分範囲およびその限定理由などは、次の通りである。   The stainless steel may further contain one or more elements selected from V, Ti, Ta, and Zr as necessary in addition to the elements described above. The component ranges of V, Ti, Ta, and Zr and the reasons for their limitations are as follows.

V:0.005〜0.20%
Vは、Nbと同様に、C、Nと結合して炭窒化物を形成し、固溶化熱処理時の結晶粒の粗大化を防止し、靱性の向上に寄与する。その効果を得るため、V含有量の下限を0.005%以上とする。V含有量の下限は、好ましくは0.05%以上である。
V: 0.005-0.20%
V, like Nb, combines with C and N to form carbonitrides, prevents crystal grain coarsening during solution heat treatment, and contributes to improved toughness. In order to obtain the effect, the lower limit of the V content is set to 0.005% or more. The lower limit of the V content is preferably 0.05% or more.

しかし、Vの過剰添加は、熱間加工性を害するとともに、δ−フェライト量を増加させ、時効処理後の強度を低下させる。よって、V含有量の上限を0.20%以下とする。V含有量の上限は、好ましくは0.12%以下である。   However, excessive addition of V impairs hot workability, increases the amount of δ-ferrite, and decreases the strength after aging treatment. Therefore, the upper limit of V content is 0.20% or less. The upper limit of the V content is preferably 0.12% or less.

Ti:0.005〜0.10%
Tiは、C、Nと結合して炭窒化物を形成し、固溶化熱処理時の結晶粒の粗大化を防止し、靱性の向上に寄与する。その効果を得るため、Ti含有量の下限を0.005%以上とする。Ti含有量の下限は、好ましくは0.01%以上である。
Ti: 0.005-0.10%
Ti combines with C and N to form carbonitrides, prevents coarsening of crystal grains during the solution heat treatment, and contributes to improvement of toughness. In order to obtain the effect, the lower limit of the Ti content is set to 0.005% or more. The lower limit of the Ti content is preferably 0.01% or more.

しかし、Tiの過剰添加は、熱間加工性を害するとともに、δ−フェライト量を増加させ、時効処理後の強度を低下させる。よって、Ti含有量の上限を0.10%以下とする。Ti含有量の上限は、好ましくは0.05%以下である。   However, excessive addition of Ti impairs hot workability, increases the amount of δ-ferrite, and decreases the strength after aging treatment. Therefore, the upper limit of the Ti content is set to 0.10% or less. The upper limit of the Ti content is preferably 0.05% or less.

Ta:0.005〜0.10%
Taは、C、Nと結合して炭窒化物を形成し、固溶化熱処理時の結晶粒の粗大化を防止し、靱性の向上に寄与する。その効果を得るため、Ta含有量の下限を0.005%以上とする。Ta含有量の下限は、好ましくは0.05%以上である。
Ta: 0.005 to 0.10%
Ta combines with C and N to form carbonitrides, prevents coarsening of crystal grains during solution heat treatment, and contributes to improved toughness. In order to obtain the effect, the lower limit of the Ta content is set to 0.005% or more. The lower limit of the Ta content is preferably 0.05% or more.

しかし、Taの過剰添加は、熱間加工性を害するとともに、δ−フェライト量を増加させ、時効処理後の強度を低下させる。よって、Ta含有量の上限を0.10%以下とする。   However, excessive addition of Ta impairs hot workability, increases the amount of δ-ferrite, and decreases the strength after aging treatment. Therefore, the upper limit of the Ta content is set to 0.10% or less.

Zr:0.005〜0.10%
Zrは、C、Nと結合して炭窒化物を形成し、固溶化熱処理時の結晶粒の粗大化を防止し、靱性の向上に寄与する。その効果を得るため、Zr含有量の下限を0.005%以上とする。Zr含有量の下限は、好ましくは0.05%以上である。
Zr: 0.005 to 0.10%
Zr combines with C and N to form carbonitrides, prevents coarsening of crystal grains during solution heat treatment, and contributes to improvement of toughness. In order to obtain the effect, the lower limit of the Zr content is set to 0.005% or more. The lower limit of the Zr content is preferably 0.05% or more.

しかし、Zrの過剰添加は、熱間加工性を害するとともに、δ−フェライト量を増加させ、時効処理後の強度を低下させる。よって、Zr含有量の上限を0.10%以下とする。   However, excessive addition of Zr impairs hot workability, increases the amount of δ-ferrite, and decreases the strength after aging treatment. Therefore, the upper limit of the Zr content is 0.10% or less.

また、本ステンレス鋼は、上述した元素に加えて、必要に応じて、B、MgおよびCaから選択される1種または2種以上の元素をさらに含有していても良い。B、MgおよびCaの成分範囲およびその限定理由などは、次の通りである。   In addition to the elements described above, the present stainless steel may further contain one or more elements selected from B, Mg, and Ca as necessary. The component ranges of B, Mg and Ca and the reasons for their limitation are as follows.

B:0.0005〜0.0100%
Bは、熱間加工性の向上に有効である。その効果を得るため、B含有量の下限を0.0005%以上とする。B含有量の下限は、好ましくは0.0008%以上である。
B: 0.0005 to 0.0100%
B is effective for improving hot workability. In order to obtain the effect, the lower limit of the B content is set to 0.0005% or more. The lower limit of the B content is preferably 0.0008% or more.

しかし、Bの過剰添加は、清浄度を低下させ、逆に熱間加工性を害する。よって、B含有量の上限を0.0100%以下とする。B含有量の上限は、好ましくは0.0030%以下である。   However, excessive addition of B lowers the cleanliness and adversely affects hot workability. Therefore, the upper limit of the B content is set to 0.0100% or less. The upper limit of the B content is preferably 0.0030% or less.

Mg:0.0005〜0.0100%
Mgは、熱間加工性の向上に有効である。その効果を得るため、Mg含有量の下限を0.0005%以上とする。Mg含有量の下限は、好ましくは0.0008%以上である。
Mg: 0.0005 to 0.0100%
Mg is effective in improving hot workability. In order to obtain the effect, the lower limit of the Mg content is set to 0.0005% or more. The lower limit of the Mg content is preferably 0.0008% or more.

しかし、Mgの過剰添加は、清浄度を低下させ、逆に熱間加工性を害する。よって、Mg含有量の上限を0.0100%以下とする。Mg含有量の上限は、好ましくは0.0030%以下である。   However, excessive addition of Mg reduces cleanliness and conversely affects hot workability. Therefore, the upper limit of the Mg content is 0.0100% or less. The upper limit of the Mg content is preferably 0.0030% or less.

Ca:0.0005〜0.0100%
Caは、熱間加工性の向上に有効である。その効果を得るため、Ca含有量の下限を0.0005%以上とする。Ca含有量の下限は、好ましくは0.0010%以上である。
Ca: 0.0005 to 0.0100%
Ca is effective in improving hot workability. In order to obtain the effect, the lower limit of the Ca content is set to 0.0005% or more. The lower limit of the Ca content is preferably 0.0010% or more.

しかし、Caの過剰添加は、清浄度を低下させ、逆に熱間加工性を害する。よって、Ca含有量の上限を0.0100%以下とする。Ca含有量の上限は、好ましくは0.0080%以下である。   However, excessive addition of Ca reduces cleanliness and conversely affects hot workability. Therefore, the upper limit of the Ca content is 0.0100% or less. The upper limit of the Ca content is preferably 0.0080% or less.

上述した本ステンレス鋼は、具体的には、圧力センサー、重量センサー、燃焼圧センサー用ダイアフラム、ロードセル等の起歪体として好適に用いることができる。   Specifically, the stainless steel described above can be suitably used as a strain generating body such as a pressure sensor, a weight sensor, a combustion pressure sensor diaphragm, and a load cell.

次に、本ステンレス鋼の製造方法の一例について説明する。上記した本ステンレス鋼を得るには、例えば、以下のようにすれば良い。   Next, an example of the manufacturing method of this stainless steel is demonstrated. In order to obtain the above-described stainless steel, for example, the following may be performed.

例えば、真空誘導炉などの溶解炉にて、上述した化学成分の鋼塊を溶製し、これを熱間鍛造、熱間圧延等の熱間加工を施して所望形状の鋼材とする。次いで、得られた鋼材について固溶化熱処理、時効処理を行えば、本ステンレス鋼を得ることができる。   For example, in a melting furnace such as a vacuum induction furnace, a steel ingot having the above-described chemical composition is melted and subjected to hot working such as hot forging and hot rolling to obtain a steel material having a desired shape. Next, if the obtained steel material is subjected to solution heat treatment and aging treatment, this stainless steel can be obtained.

上記固溶化熱処理としては、鋼の組成に応じた最適な温度に加熱した後、一定時間その温度に保持し、空冷する方法などを例示することができる。   Examples of the solution heat treatment include a method of heating to an optimal temperature corresponding to the composition of steel, holding the temperature for a certain time, and air cooling.

上記固溶化熱処理時の熱処理温度の下限は、好ましくは950℃以上、より好ましくは1020℃以上であると良い。一方、上記固溶化熱処理時の熱処理温度の上限は、好ましくは1080℃以下、より好ましくは1050℃以下であると良い。   The lower limit of the heat treatment temperature during the solution heat treatment is preferably 950 ° C. or higher, more preferably 1020 ° C. or higher. On the other hand, the upper limit of the heat treatment temperature during the solution heat treatment is preferably 1080 ° C. or lower, more preferably 1050 ° C. or lower.

固溶化熱処理時の熱処理温度が上記範囲内にあれば、良好な冷間加工性、耐食性、時効処理後の強度が得られるからである。   This is because if the heat treatment temperature during the solution heat treatment is within the above range, good cold workability, corrosion resistance, and strength after aging treatment can be obtained.

また、上記時効処理としては、鋼の組成に応じた最適な温度に加熱した後、一定時間その温度に保持し、空冷する方法などを例示することができる。   Moreover, as said aging treatment, after heating to the optimal temperature according to the composition of steel, the method of hold | maintaining at the temperature for a fixed time and air-cooling etc. can be illustrated.

上記時効処理時の熱処理温度の下限は、好ましくは460℃以上、より好ましくは470℃以上であると良い。一方、上記時効処理時の熱処理温度の上限は、好ましくは590℃以下、より好ましくは570℃以下であると良い。   The lower limit of the heat treatment temperature during the aging treatment is preferably 460 ° C. or higher, more preferably 470 ° C. or higher. On the other hand, the upper limit of the heat treatment temperature during the aging treatment is preferably 590 ° C. or lower, more preferably 570 ° C. or lower.

時効処理時の熱処理温度が上記範囲内にあれば、残留オーステナイトの生成量が少なく、高い強度と良好な起歪体性能が得られるからである。   This is because if the heat treatment temperature during the aging treatment is within the above range, the amount of retained austenite produced is small, and high strength and good strain-generating body performance can be obtained.

以下、本発明を実施例を用いてより具体的に説明する。
真空誘導炉にて表1および表2に示す各種化学成分の鋼塊150kgを溶製し、これを熱間鍛造した後、熱間圧延を施し、直径18mmの線材コイルを製造した。そして、この線材コイルを、1040℃±20℃の温度範囲で1時間保持した後、空冷する固溶化熱処理を行った。その後、480℃で4時間保持した後、空冷する時効処理(H900処理)、または、550℃で4時間保持した後、空冷する時効処理(H1025処理)を行った。そして、以下に示す試験を実施した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
150 kg of steel ingots having various chemical components shown in Tables 1 and 2 were melted in a vacuum induction furnace and hot forged, and then hot rolled to produce a wire coil having a diameter of 18 mm. And after holding this wire coil in the temperature range of 1040 degreeC +/- 20 degreeC for 1 hour, the solution heat treatment which air-cools was performed. Then, after holding at 480 ° C. for 4 hours, an aging treatment (H900 treatment) for air cooling or an aging treatment (H1025 treatment) for air cooling after holding at 550 ° C. for 4 hours was performed. And the test shown below was implemented.

(残留オーステナイト量の測定)
上記時効処理後の素材より試験片を採取し、X線回折法により残留オーステナイト量を測定した。
(Measurement of residual austenite)
A test piece was collected from the material after the aging treatment, and the amount of retained austenite was measured by an X-ray diffraction method.

(引張試験)
上記時効処理後の素材よりJIS4号引張試験片を採取し、これを用いて0.2%耐力、破断伸びを測定した。
(Tensile test)
A JIS No. 4 tensile test piece was collected from the material after the aging treatment, and 0.2% proof stress and elongation at break were measured using this specimen.

(衝撃試験)
上記時効処理後の素材よりJIS3号2mmUノッチ衝撃試験片を採取し、シャルピー衝撃値を測定した。
(Impact test)
A JIS No. 2 mm U notch impact test piece was collected from the material after the aging treatment, and the Charpy impact value was measured.

(耐食性試験)
上記時効処理後の素材より試験片を採取し、JISZ2371に準拠し、35℃、5%NaCl溶液にて96時間までの塩水噴霧試験を行い、錆の発生の有無を確認した。錆の無かった場合を「○」、錆が発生した場合を「×」とした。
(Corrosion resistance test)
A test piece was collected from the material after the aging treatment, and subjected to a salt spray test for up to 96 hours at 35 ° C. in a 5% NaCl solution in accordance with JISZ2371, to confirm whether or not rust was generated. The case where there was no rust was indicated as “◯”, and the case where rust was generated was indicated as “X”.

(起歪体特性)
上記時効処理後の素材より、平行部の径が5.0mm、長さ15mmの棒状の引張試験片を採取し、これに歪ゲージを貼り付け、10回繰返し荷重を負荷した後、ヒステリシス(弾性域で繰返し応力を負荷したときの初期位置からのずれ)の増加量を調査した。その結果を、一般的なSUS630(市販材料成分)である比較例1と比較した。比較例1と比較してヒステリシスが10分の1以下であった場合を「○」、比較例1よりもヒステリシスが大きかった場合を「×」と評価した。
(Distortion characteristics)
Than material after the aging treatment, 5.0 mm is the diameter of the parallel portion was taken a rod-shaped tensile test pieces of length 15 mm, this paste strain gauge, after loaded with 10 three times repeated load hysteresis ( The increase in deviation from the initial position when cyclic stress was applied in the elastic region was investigated. The result was compared with the comparative example 1 which is general SUS630 (commercially available material component). The case where the hysteresis was 1/10 or less as compared with Comparative Example 1 was evaluated as “◯”, and the case where the hysteresis was larger than Comparative Example 1 was evaluated as “X”.

表1、2に作製した実施例および比較例に係る起歪体用ステンレス鋼の化学成分を、表3、4に各試験結果を示す。   Tables 1 and 2 show chemical components of the strain-generating stainless steels according to Examples and Comparative Examples, and Tables 3 and 4 show test results.

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表3、4の結果を相対評価すると、次のことが分かる。   When the results in Tables 3 and 4 are evaluated relative to each other, the following can be understood.

すなわち、比較例1は、一般的なSUS630である。そのため、α値が510を上回っており、固溶化処理、時効処理を行った後の組織中に10体積%以上の残留オーステナイト相を含んでいる。そのため、残留オーステナイト相の微小降伏によるヒステリシス増大により基準点が次第に変動し、起歪体性能が低下しやすいと言える。   That is, the comparative example 1 is general SUS630. Therefore, the α value exceeds 510, and the structure after the solution treatment and the aging treatment contains 10% by volume or more of retained austenite phase. Therefore, it can be said that the reference point gradually fluctuates due to an increase in hysteresis due to the micro-yield of the retained austenite phase, and the strain generating body performance is likely to deteriorate.

比較例2〜4は、C+Nが本願で規定される量を下回っている。また、比較例5は、C+Nが本願で規定される量を上回っている。そのため、比較例2〜5は、破断伸び、衝撃値が低く、靱性に劣る。   In Comparative Examples 2 to 4, C + N is less than the amount specified in the present application. In Comparative Example 5, C + N exceeds the amount specified in the present application. Therefore, Comparative Examples 2 to 5 have low elongation at break and impact value and are inferior in toughness.

比較例6は、Cu+Niが本願で規定される量を上回っており、α値も510を越えている。そのため、固溶化処理、時効処理を行った後の組織中に10体積%以上の残留オーステナイト相を含んでおり、残留オーステナイト相の微小降伏によるヒステリシス増大により基準点が次第に変動しやすく、起歪体性能に劣る。   In Comparative Example 6, Cu + Ni exceeds the amount specified in the present application, and the α value exceeds 510. Therefore, 10% by volume or more of retained austenite phase is included in the structure after solution treatment and aging treatment, and the reference point is likely to change gradually due to an increase in hysteresis due to micro-yield of the retained austenite phase. Inferior performance.

比較例7は、Crが本願で規定される量を上回っている。そのため、時効処理後の強度低下や起歪体特性の低下が見られる。   In Comparative Example 7, Cr exceeds the amount specified in the present application. Therefore, a decrease in strength after aging treatment and a decrease in strain body characteristics are observed.

比較例8は、Crが本願で規定される量を下回っている。そのため、耐食性に劣る。   In Comparative Example 8, Cr is less than the amount specified in the present application. Therefore, it is inferior to corrosion resistance.

比較例9は、Cが本願で規定される量を上回っており、α値も高い。そのため、Cr炭化物を生じやすく、その結果、母相の固溶Cr量を低下させるので耐食性に劣る。   In Comparative Example 9, C exceeds the amount specified in the present application, and the α value is also high. Therefore, it is easy to produce Cr carbide, and as a result, the amount of solid solution Cr in the parent phase is reduced, so that the corrosion resistance is poor.

比較例10は、Nが本願で規定される量を上回っており、α値も高い。そのため、破断伸び、衝撃値が低くなり、靱性に劣る。また、Ms点の低下により残留オーステナイト相が増加しやすく、時効処理後の強度低下、起歪体特性の低下が見られる。   In Comparative Example 10, N exceeds the amount specified in the present application, and the α value is also high. Therefore, the elongation at break and impact value are low, and the toughness is poor. In addition, the retained austenite phase is likely to increase due to the decrease in the Ms point, and a decrease in strength after aging treatment and a decrease in strain-generating body properties are observed.

比較例11は、Niが本願で規定される量を上回っており、α値も高い。そのため、Ms点の低下により残留オーステナイト相が著しく増加しやすく、時効処理後の強度低下、起歪体特性の低下が見られる。   In Comparative Example 11, Ni exceeds the amount specified in the present application, and the α value is also high. For this reason, the retained austenite phase is remarkably increased due to the decrease in the Ms point, and a decrease in strength after aging treatment and a decrease in characteristics of the strain body are observed.

比較例12は、Niが本願で規定される量を下回っている。そのため、時効処理後の強度低下、起歪体特性の低下が見られる。   In Comparative Example 12, Ni is below the amount specified in the present application. For this reason, a decrease in strength after aging treatment and a decrease in characteristics of the strain-generating body are observed.

比較例13は、Cuが本願で規定される量を上回っており、α値も高い。そのため、熱間加工時に割れが生じ、熱間加工性に劣る。   In Comparative Example 13, Cu exceeds the amount specified in the present application, and the α value is also high. Therefore, a crack arises at the time of hot processing, and it is inferior to hot workability.

比較例14は、Cuが本願で規定される量を下回っている。そのため、析出硬化が不十分となり、強度に劣る。また、起歪体特性も低い。   In Comparative Example 14, Cu is less than the amount specified in the present application. Therefore, precipitation hardening is insufficient and the strength is poor. Moreover, the strain generating body characteristic is also low.

比較例15は、SUS420J2である。SUS420J2は、発錆が生じ、耐食性が低かった。   Comparative Example 15 is SUS420J2. SUS420J2 was rusted and had low corrosion resistance.

このように、本願に規定される条件を満たしていない、比較例1〜15は、何れも、強度、靱性、耐食性、起歪体性能のうち、少なくとも1つ以上が劣っていることが分かる。   As described above, it can be seen that Comparative Examples 1 to 15 that do not satisfy the conditions specified in the present application are inferior in at least one of strength, toughness, corrosion resistance, and strain generating body performance.

これらに対し、本願に規定される条件を満足する、実施例1〜25は、強度、靱性、耐食性、起歪体性能のいずれにも優れていることが分かる。そのため、これを起歪体に適用すれば、基準点の変動が少ないセンサー等を得ることが可能となる。とりわけ、残留オーステナイト量が2.0体積%以下であれば、微小降伏を抑制しやすくなり、起歪体性能を向上させやすくなるので、信頼性に優れたセンサー等を提供することができる。   On the other hand, it turns out that Examples 1-25 which satisfy the conditions prescribed | regulated to this application are excellent in all of intensity | strength, toughness, corrosion resistance, and strain body performance. Therefore, if this is applied to a strain generating body, it becomes possible to obtain a sensor or the like with little fluctuation of the reference point. In particular, if the amount of retained austenite is 2.0% by volume or less, it becomes easy to suppress microyield and easily improve the strain generating body performance, so that a sensor having excellent reliability can be provided.

以上、本発明に係る起歪体用析出硬化型ステンレス鋼について説明したが、本発明は、上記実施形態、実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。   As mentioned above, although the precipitation hardening type stainless steel for strain generating bodies concerning this invention was demonstrated, this invention is not limited to the said embodiment and Example at all, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is various. Can be modified.

Claims (5)

質量%で、
C :0.010〜0.060%、
Si:1.0%以下、
Mn:1.0%以下、
P :0.05%以下、
S :0.03%以下、
Cu:2.0〜4.0%、
Ni:2.5〜5.0%、
Cr:13.0〜17.0%、
Mo:1.0%以下、
Al:0.030%以下、
O :0.020%以下、
N :0.010〜0.050%、および、
Nb:0.10〜0.40%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
C+N:0.025〜0.095%、
Cu+Ni:8.5%以下、
以下の式で示されるα値が510以下であることを特徴とする起歪体用析出硬化型ステンレス鋼。
α=1320([C]+[N])+52[Ni]+14[Cu]+10[Cr]+20[Mo]+26[Mn]+20[Si]
% By mass
C: 0.010 to 0.060%,
Si: 1.0% or less,
Mn: 1.0% or less,
P: 0.05% or less,
S: 0.03% or less,
Cu: 2.0 to 4.0%,
Ni: 2.5-5.0%,
Cr: 13.0 to 17.0%,
Mo: 1.0% or less,
Al: 0.030% or less,
O: 0.020% or less,
N: 0.010-0.050% and
Nb: 0.10 to 0.40% is contained, the balance consists of Fe and inevitable impurities,
C + N: 0.025 to 0.095%,
Cu + Ni: 8.5% or less,
A precipitation hardening stainless steel for a strain generating body, wherein the α value represented by the following formula is 510 or less.
α = 1320 ([C] + [N]) + 52 [Ni] +14 [Cu] +10 [Cr] +20 [Mo] +26 [Mn] +20 [Si]
残留オーステナイト量が2.0体積%以下の組織を有することを特徴とする起歪体用析出硬化型ステンレス鋼。   A precipitation hardening type stainless steel for strain generating bodies, characterized in that the amount of retained austenite is 2.0 volume% or less. 質量%で、
Co:0.05〜1.0%、および、
W :0.05〜1.0%
から選択される1種または2種以上をさらに含有することを特徴とする請求項1または2に記載の起歪体用析出硬化型ステンレス鋼。
% By mass
Co: 0.05-1.0% and
W: 0.05-1.0%
The precipitation hardening stainless steel for strain generating bodies according to claim 1 or 2, further comprising one or more selected from the group consisting of:
質量%で、
V :0.005〜0.20%、
Ti:0.005〜0.10%、
Ta:0.005〜0.10%、および、
Zr:0.005〜0.10%、
から選択される1種または2種以上をさらに含有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の起歪体用析出硬化型ステンレス鋼。
% By mass
V: 0.005 to 0.20%,
Ti: 0.005 to 0.10%,
Ta: 0.005 to 0.10%, and
Zr: 0.005 to 0.10%,
The precipitation hardening stainless steel for strain-generating bodies according to any one of claims 1 to 3, further comprising one or more selected from the group consisting of:
質量%で、
B :0.0005〜0.0100%、
Mg:0.0005〜0.0100%、および、
Ca:0.0005〜0.0100%、
から選択される1種または2種以上をさらに含有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の起歪体用析出硬化型ステンレス鋼。
% By mass
B: 0.0005 to 0.0100%,
Mg: 0.0005 to 0.0100%, and
Ca: 0.0005 to 0.0100%,
The precipitation hardening type stainless steel for strain generating bodies according to any one of claims 1 to 4, further comprising one or more selected from the group consisting of:
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