JP5887179B2 - 張り出し加工性に優れる2相ステンレス鋼およびその製造方法 - Google Patents
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Description
C:0.001〜0.03%、
Si:0.01〜2.0%、
Mn:0.1〜3.0%、
P:0.045%以下、
S:0.005%以下、
Cr:19.0〜25.0%、
Ni:1.0〜5.0%、
Mo:0.05〜0.5%、
Cu:0.05〜2.0%、
B:0.0001〜0.01%、
N:0.06〜0.25%
を含み、かつ
Sn:0.02〜0.3%、
Nb:0.05〜0.2%、
Ti:0.05〜0.2%のいずれか少なくとも1種を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、フェライト相の粒径が10μm以上25μm以下、かつ、オーステナイト相の粒径が6μm以上15μm以下であることを特徴とする張り出し加工性に優れる2相ステンレス鋼。
Ca:0.003%以下、
Mg:0.003%以下、
Zr:0.5%以下、
Co:0.2%以下、
REM:0.01%以下
のいずれか少なくとも1種を含有することを特徴とする上記(1)に記載の2相ステンレス鋼。
Cは、ステンレス鋼の耐食性を低下させる元素であるばかりでなく、冷間圧延に際し硬化を招いて、その後の加工等を困難にする。従って、Cは、0.03%以下、好ましくは0.02%以下とする。但し、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、下限を0.001%とした。
Siは、耐食性の向上を図る上で非常に有効な元素として知られているが、σ相の析出を促進し、脆化の原因ともなる。従って、Siは、2.0%以下、好ましくは0.5〜1.0%の範囲内とする。但し、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、下限を0.01%とした。
Mnは、溶解、精錬時に脱酸元素として作用するが、あまり多量に含有させると耐食性の劣化を招くため、Mnは、3.0%以下、好ましくは、0.5〜2.0%とする。但し、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、下限を0.1%とした。
Pは、耐食性に有害な元素であるため少ないほど良い。しかし、過度に含有量を低減するには特殊な製錬技術を要し製造コストアップにつながるため、Pは、0.045%以下に制御する必要がある。
Sは、フェライト−オーステナイトの粒界に析出して熱間加工性を劣化させ、また、耐食性にも悪影響を及ぼす元素であるので、低いほど良い。とくに、このS量が0.005%を超えるとその影響が顕著になるので、Sは、0.005%以下とする。好ましくは、0.002%以下とする。
Crは、耐食性向上に寄与するフェライト形成元素の1つであり、かつσ相構成元素でもある。Cr含有量が19.0%未満では、耐食性が不足し、一方、Cr含有量が25.0%を超えると、硬化により伸びを減少させるとともに靭性を劣化させる。従って、Crは、19.0〜25.0%、好ましくは、20.0〜22.0%とする。
Niは、オーステナイト形成元素であり、1.0%未満になると、他のフェライト形成元素やオーステナイト形成元素によってγ相比率を調整すると多量のN含有が必要となり、気泡や硬化を招く。一方、5.0%を超えると、逆に必要以上のγ相比率となるばかりでなく、大幅なコストの上昇を招く。従って、Niは、1.0〜5.0%、好ましくは1.5〜2.5%とする。
Moは、耐孔食性や耐隙間腐食性などの耐食性の向上に、また固溶強化にも寄与する元素である。このMo含有量が0.05%未満では、添加の効果がなく、一方、0.5%を超えると硬化にともなう延性の低下および靭性を劣化させ、製造コストの上昇を招く。従って、Moは、0.05〜0.5%、好ましくは、0.08〜 0.2%とする。
Cuは、耐食性の向上に寄与する元素であるが、Cu含有量が0.05%未満では、添加の効果がなく、2.0%を超えて添加すると熱間加工性を劣化が著しい。従って、Cu含有量は0.05〜2.0%、好ましくは0.05〜1.0%とする。
Bは、微量の添加で合金の粒界に存在し、熱間加工性を向上させる元素である。しかし同時に、粒界腐食などの耐食性も劣化させる元素でもある。従って、Bの含有量は、0.0001〜0.01%、好ましくは0.001〜0.005%以下とする。
Nは、Cと同様にオーステナイト形成元素であり、そのためN含有量は、他のフェライト形成元素との兼ね合いのもとでの組成から定める必要がある。またこのNは、耐孔食性を向上させる効果もあり、Nの含有量は少なくとも、0.06%は必要である。しかし、0.25%を超えると熱間加工性を悪化させるため、0.06〜0.25%、好ましくは0.08〜0.18%とする。
Nb、Tiはともにフェライト相における安定化元素であり、耐局部腐食性の向上に有効な元素である。しかし、0.05%以下の添加では効果はなく、一方0.2%超えると多量の析出物が析出するため靭性の劣化により、熱間加工性を劣化させるほか、製造コストの面で不利となる。従って、NbとTiの添加量は、いずれも0.05〜0.2%、好ましくは0.08〜015%とする。
Snはフェライト相における固溶強化元素であり、微量の添加によりフェライト相を硬化させ、オーステナイト相との強度差を減少させることに有効な元素である。この効果を得るためには0.02%の含有が必要である。一方、オーステナイト相の熱間加工性を著しく低下させる元素でもあり、0.3%を超えて含有すると製造性が著しく低下する。好ましくは、0.05〜0.15%である。
Caは脱硫、脱酸のために若干含有されることがある。但し、0.003%超の含有によって熱間加工割れが生じやすくなり、また耐食性が低下するため、これを上限とした。安定して効果を得るためには、0.0005%以上が望ましい。Mgは、脱酸だけでなく、凝固組織を微細化する効果を持つ。これらの効果を安定して発揮するためには、0.0005%以上の含有が望ましい。また、0.003%超の含有は製鋼工程でのコスト増加をもたらすため、これを上限とした。
Zrは、耐食性を向上させる上で、必要に応じて0.5%以下含有させることができる。安定した効果が得られるには、Zrを0.05%以上含有させることが好ましい。
Coは、二次加工性と靭性を向上させる上で、必要に応じて0.2%以下含有させることができる。安定した効果が得られるには、Coを0.02%以上含有させることが好ましい。
REMは、脱酸効果等を有するので精練上有用な元素であり、必要に応じて0.01%以下含有させることができる。安定した効果が得られるには、REMを0.001%以上含有させることが好ましい。
とした。
Claims (6)
- 質量%で、
C:0.001〜0.03%、
Si:0.01〜2.0%、
Mn:0.1〜3.0%、
P:0.045%以下、
S:0.005%以下、
Cr:19.0〜25.0%、
Ni:1.0〜5.0%、
Mo:0.05〜0.5%、
Cu:0.05〜2.0%、
B:0.0001〜0.01%、
N:0.06〜0.25%
を含み、かつ
Sn:0.02〜0.3%、
Nb:0.05〜0.2%、
Ti:0.05〜0.2%
のいずれか少なくとも1種を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、フェライト相の粒径が10μm以上25μm以下、かつ、オーステナイト相の粒径が6μm以上15μm以下であることを特徴とする張り出し加工性に優れる2相ステンレス鋼。 - 質量%で、
Ca:0.003%以下、
Mg:0.003%以下、
Zr:0.5%以下、
Co:0.2%以下、
REM:0.01%以下
のいずれか少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1に記載の2相ステンレス鋼。 - JIS−Z2201の機械試験で、破断伸びが33%以上であることを特徴とする張り出し加工性に優れることを特徴とする請求項1または2に記載の2相ステンレス鋼。
- φ100mmの液圧バルジ試験において、破断限界成形高さが35mm以上である請求項1乃至3のいずれかに記載の張り出し加工性に優れる2相ステンレス鋼。
- 請求項1または2に記載の成分組成からなる2相ステンレス鋼板の冷間圧延の工程において、冷間圧延を実施する際の板温度が100〜200℃の範囲内、総冷間圧延率が80%未満であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の張り出し加工性に優れる2相ステンレス鋼の製造方法。
- 請求項1または2に記載の成分組成からなるスラブに熱間圧延を行ない、得られた熱延板を焼鈍し、その後、請求項5に記載の冷間圧延を行い、さらに冷延板焼鈍を行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の張り出し加工性に優れた2相ステンレス鋼の製造方法。
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