JP7116648B2 - Stainless steel plate and manufacturing method thereof - Google Patents

Stainless steel plate and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP7116648B2
JP7116648B2 JP2018171442A JP2018171442A JP7116648B2 JP 7116648 B2 JP7116648 B2 JP 7116648B2 JP 2018171442 A JP2018171442 A JP 2018171442A JP 2018171442 A JP2018171442 A JP 2018171442A JP 7116648 B2 JP7116648 B2 JP 7116648B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass
less
stainless steel
hardness
steel plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018171442A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020041204A (en
Inventor
勝幸 汐月
弘泰 松林
太一朗 溝口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Stainless Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Stainless Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Stainless Steel Corp filed Critical Nippon Steel Stainless Steel Corp
Priority to JP2018171442A priority Critical patent/JP7116648B2/en
Publication of JP2020041204A publication Critical patent/JP2020041204A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7116648B2 publication Critical patent/JP7116648B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Description

本発明は、疲労特性に優れるステンレス鋼およびその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a stainless steel plate having excellent fatigue properties and a method for producing the same.

携帯電話端末やパーソナルコンピュータ等の電子機器は、高密度に実装化され、使用される部品は、軽量化、薄肉化および小型化が進行している。 2. Description of the Related Art Electronic devices such as mobile phone terminals and personal computers are mounted at high density, and the parts used are becoming lighter, thinner and smaller.

また、このような電子機器の部品に使用される金属材料では、繰り返し負荷される応力の上昇および回数の増加が著しいのが現状である。 In addition, in the metal materials used for the parts of such electronic devices, the current situation is that the increase in stress and the number of repeated loads are remarkable.

特に、電子機器におけるタクトスイッチ等の入力キースイッチとしては、薄い金属板によりメタルドームスイッチ装置が使用されており、このメタルドームスイッチ装置に適応する金属板では、操作時のクリック感と、耐久性(疲労特性)とが求められる。 In particular, metal dome switch devices made of thin metal plates are used as input key switches such as tact switches in electronic equipment. (fatigue properties) are required.

この種のスイッチ用の金属板としては、例えば特許文献1および2等のように、結晶粒径を小さくすることによって、疲労特性を向上させたステンレス鋼が知られている。 As a metal plate for this type of switch, stainless steel having improved fatigue characteristics by reducing the crystal grain size is known, for example, as disclosed in Patent Documents 1 and 2.

国際公開第2008/41638号WO2008/41638 特開2004-244725号公報JP 2004-244725 A

近年、携帯電話端末や家電製品等の電子機器の小型化がますます進んでいるため、これまで以上に材料の特性の向上、特にスイッチの長寿命化につながる材料の疲労特性の向上が要求されている。 In recent years, electronic devices such as mobile phone handsets and home appliances are becoming more and more miniaturized, so there is a greater demand than ever to improve the properties of materials, especially the fatigue properties of materials that lead to longer switch life. ing.

本発明はこのような点に鑑みなされたもので、疲労特性が良好なステンレス鋼を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a stainless steel sheet having good fatigue properties.

請求項1に記載されたステンレス鋼は、C:0.05質量%以上0.30質量%以下、Si:1.50質量%以下(無添加を含まず)、Mn:0.10質量%以上2.00質量%以下、P:0質量%以上0.06質量%以下、S:0質量%以上0.010質量%以下、Ni:5.00質量%以上7.00質量%以下、Cr:15.00質量%以上19.00質量%以下およびN:0.05質量%以上0.30質量%以下を含有するとともに、CおよびNの含有量の合計が0.20質量%以上で、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、Md30=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Moで示すMd30の値が5以上30以下で、SFE=2.2Ni+6Cu-1.1Cr-13Si-1.2Mn+32で示すSFEの値が15以上25未満で、オーステナイト相と加工誘起マルテンサイト相との複相組織を有し、鋼表面の平均硬さが550HV以上で、硬さの標準偏差が3.5HV以下であるものである。 The stainless steel sheet according to claim 1 has C: 0.05% by mass or more and 0.30% by mass or less, Si: 1.50% by mass or less (not including no additives) , Mn: 0.10% by mass. 2.00% by mass or less, P: 0% by mass or more and 0.06% by mass or less, S: 0% by mass or more and 0.010% by mass or less, Ni: 5.00% by mass or more and 7.00% by mass or less, Cr : 15.00% by mass or more and 19.00% by mass or less and N: 0.05% by mass or more and 0.30% by mass or less, and the total content of C and N is 0.20% by mass or more, The balance consists of Fe and unavoidable impurities, and the value of Md 30 represented by Md 30 =551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Mo is 5 or more and 30 Below, the SFE value indicated by SFE = 2.2Ni + 6Cu-1.1Cr-13Si-1.2Mn + 32 is 15 or more and less than 25, has a multiphase structure of an austenite phase and a deformation-induced martensite phase, and has a steel plate surface has an average hardness of 550 HV or more and a standard deviation of hardness of 3.5 HV or less.

請求項2に記載されたステンレス鋼は、請求項1記載のステンレス鋼において、Mo:0質量%以上2.00質量%以下およびCu:0質量%以上2.00質量%以下のうちの少なくとも1種を含有するものである。 The stainless steel sheet according to claim 2 is the stainless steel sheet according to claim 1, wherein Mo: 0% by mass or more and 2.00% by mass or less and Cu: 0% by mass or more and 2.00% by mass or less It contains at least one.

請求項3に記載されたステンレス鋼は、請求項1または2記載のステンレス鋼において、表面の平均硬さおよび標準偏差は、測定荷重を50gfとし、400μm間隔で測定された硬さの値に基づいて算出されているものである。 The stainless steel sheet according to claim 3 is the stainless steel sheet according to claim 1 or 2, wherein the surface average hardness and standard deviation are hardness values measured at intervals of 400 μm under a measurement load of 50 gf. It is calculated based on

請求項4に記載されたステンレス鋼の製造方法は、C:0.05質量%以上0.30質量%以下、Si:1.50質量%以下(無添加を含まず)、Mn:0.10質量%以上2.00質量%以下、P:0質量%以上0.06質量%以下、S:0質量%以上0.010質量%以下、Ni:5.00質量%以上7.00質量%以下、Cr:15.00質量%以上19.00質量%以下およびN:0.05質量%以上0.30質量%以下を含有するとともに、CおよびNの含有量の合計が0.20質量%以上で、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、Md30=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Moで示すMd30の値が5以上30以下で、SFE=2.2Ni+6Cu-1.1Cr-13Si-1.2Mn+32で示すSFEの値が15以上25未満で、オーステナイト相と加工誘起マルテンサイト相との複相組織を有するステンレス鋼を調質圧延し、調質圧延後にテンションアニーリングし、そのテンションアニーリングでは、ステンレス鋼に3kgf/mm以上7kgf/mm以下の張力を加えた状態において、材料の温度が室温から最高到達温度480℃以上540℃以下となるまでの昇温時間が5秒以上10秒以下となるように加熱した後、直ちに冷却することで、鋼板表面の平均硬さが550HV以上で、硬さの標準偏差が3.5HV以下のステンレス鋼板を得るものである。 The method for manufacturing a stainless steel plate according to claim 4 comprises: C: 0.05% by mass or more and 0.30% by mass or less; Si: 1.50% by mass or less (not including no additives) ; 10% by mass or more and 2.00% by mass or less, P: 0% by mass or more and 0.06% by mass or less, S: 0% by mass or more and 0.010% by mass or less, Ni: 5.00% by mass or more and 7.00% by mass Below, Cr: 15.00% by mass or more and 19.00% by mass or less and N: 0.05% by mass or more and 0.30% by mass or less are contained, and the total content of C and N is 0.20% by mass In the above, the balance consists of Fe and unavoidable impurities, and the value of Md 30 represented by Md 30 =551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Mo is 5 or more and 30 or less, SFE=2.2Ni+6Cu-1.1Cr-13Si-1.2Mn+32, SFE value of 15 or more and less than 25, stainless steel having a multiphase structure of an austenite phase and a deformation-induced martensite phase The sheet is skin-pass rolled, and tension annealing is performed after the skin-pass rolling. In the tension annealing, the temperature of the material reaches the maximum from room temperature when a tension of 3 kgf/mm 2 or more and 7 kgf/mm 2 or less is applied to the stainless steel plate . After heating so that the temperature rise time is 5 seconds or more and 10 seconds or less until the temperature reaches 480 ° C. or higher and 540 ° C. or lower , by cooling immediately, the average hardness of the steel plate surface is 550 HV or higher, and the hardness standard A stainless steel plate having a deviation of 3.5HV or less is obtained .

本発明によれば、所定の化学組成の範囲において、Md30の値が5以上30以下で、SFEの値が15以上25未満で、オーステナイト相と加工誘起マルテンサイト相との複相組織を有し、表面の平均硬さが550HV以上で、硬さの標準偏差が3.5HV以下であるため、疲労特性を向上できる。 According to the present invention, in a predetermined chemical composition range, the value of Md 30 is 5 or more and 30 or less, the value of SFE is 15 or more and less than 25, and it has a dual phase structure of an austenite phase and a deformation-induced martensite phase. However, since the average hardness of the surface is 550 HV or more and the standard deviation of hardness is 3.5 HV or less, fatigue characteristics can be improved.

以下、本発明の一実施の形態の構成について詳細に説明する。 A configuration of an embodiment of the present invention will be described in detail below.

本発明に係るステンレス鋼は、C(炭素):0.05質量%以上0.30質量%以下、Si(ケイ素):1.50質量%以下、Mn(マンガン):0.10質量%以上2.00質量%以下、P(リン):0.06質量%以下、S(硫黄):0.010質量%以下、Ni(ニッケル):5.00質量%以上7.00質量%以下、Cr(クロム):15.00質量%以上19.00質量%以下およびN(窒素):0.05質量%以上0.30質量%以下を含有するとともに、CおよびNの含有量の合計が0.20質量%以上で、残部がFe(鉄)および不可避的不純物からなる。 The stainless steel according to the present invention has C (carbon): 0.05% by mass or more and 0.30% by mass or less, Si (silicon): 1.50% by mass or less, Mn (manganese): 0.10% by mass or more 2 .00% by mass or less, P (phosphorus): 0.06% by mass or less, S (sulfur): 0.010% by mass or less, Ni (nickel): 5.00% by mass or more and 7.00% by mass or less, Cr ( Chromium): 15.00% by mass or more and 19.00% by mass or less and N (nitrogen): 0.05% by mass or more and 0.30% by mass or less, and the total content of C and N is 0.20 % by mass or more, and the balance consists of Fe (iron) and unavoidable impurities.

また、必要に応じて、Mo(モリブデン):2.00質量%以下およびCu(銅):2.00質量%以下のうちの少なくとも1種を含有する。 Moreover, at least one of Mo (molybdenum): 2.00% by mass or less and Cu (copper): 2.00% by mass or less is contained as necessary.

上記化学組成の範囲において、オーステナイト安定度指数であるMd30=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Moの式で示すMd30の値が5以上30以下である。 Within the above chemical composition range, the austenite stability index Md 30 =551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr- 18.5Mo . The value is 5 or more and 30 or less.

また、積層欠陥エネルギ生成指標であるSFE=2.2Ni+6Cu-1.1Cr-13Si-1.2Mn+32の式で示すSFEの値が15以上25未満である。 Also, the value of SFE represented by the formula SFE=2.2Ni+6Cu-1.1Cr-13Si-1.2Mn+32, which is a stacking fault energy generation index, is 15 or more and less than 25.

さらに、1230℃で2時間加熱した後のδフェライト生成指標であるδcal=-15-44.91C-0.88Mn-2.31Ni+2.20Cr-1.08Cu-28.8Nの式で示すδcalの値が1.0以下であることが好ましい。 Furthermore, the value of δcal shown by the formula δcal=−15−44.91C−0.88Mn−2.31Ni+2.20Cr−1.08Cu−28.8N, which is an indicator of δ ferrite formation after heating at 1230° C. for 2 hours. is preferably 1.0 or less.

なお、上記各式は、各元素の含有量に基づくものであり、各元素の含有量(質量%)の値が代入され、含有していない元素は0が代入される。 Each of the above formulas is based on the content of each element, and the value of the content (% by mass) of each element is substituted, and 0 is substituted for elements that are not contained.

CおよびNは、オーステナイト生成元素であり、これらの元素の含有量が少なすぎるとδフェライト相の生成量が増大し、熱間加工性が低下する。また、CおよびNは、加工誘起マルテンサイト相を固溶強化するために有用な元素である。そして、Cの含有量およびNの含有量をいずれも、0.05質量%以上にすることが、顕著な延性向上作用を安定して得るために重要である。一方、CおよびNを、0.30質量%を超えて過剰に含有させると、鋼が過度に硬質化し加工性を阻害する要因となる可能性がある。したがって、Cの含有量およびNの含有量は、いずれも0.05質量%以上0.30質量%以下とする。 C and N are austenite forming elements, and if the content of these elements is too small, the amount of δ ferrite phase formed increases and the hot workability deteriorates. Also, C and N are elements useful for solid-solution strengthening of the strain-induced martensitic phase. It is important that both the C content and the N content be 0.05% by mass or more in order to stably obtain a remarkable effect of improving ductility. On the other hand, if the C and N content exceeds 0.30% by mass, the steel may be excessively hardened, impairing workability. Therefore, the content of C and the content of N are both set to 0.05% by mass or more and 0.30% by mass or less.

また、加工誘起マルテンサイト相の生成の際、TRIP現象による十分な延性を発現させるためには、C+N(CおよびNの合計含有量)を0.20質量%以上とする必要がある。したがって、CおよびNは、上記それぞれの含有量の範囲において、C+N≧0.20質量%とする。 In addition, in order to develop sufficient ductility due to the TRIP phenomenon when forming the deformation-induced martensite phase, the content of C+N (the total content of C and N) must be 0.20% by mass or more. Therefore, C and N are defined as C+N≧0.20% by mass within the respective content ranges described above.

なお、C+Nが0.40質量%を超えると、硬質化による加工性を阻害する可能性がある。そのため、C+Nを0.40質量%以下にすることが好ましく、Cの含有量およびNの含有量をいずれも0.05質量%以上0.15質量%以下とし、C+Nを0.20質量%以上0.30質量%以下とするとより好ましい。 In addition, when C+N exceeds 0.40% by mass, there is a possibility that workability due to hardening may be hindered. Therefore, C + N is preferably 0.40% by mass or less, both the C content and the N content are 0.05% by mass or more and 0.15% by mass or less, and C + N is 0.20% by mass or more. It is more preferable to make it 0.30% by mass or less.

Siは、製鋼での脱酸に有用な元素であるとともに、固溶強化に寄与する元素である。しかし、1.50質量%を超えて添加すると、鋼が硬質化し加工性を損なう要因となる。また、Siはフェライト生成元素であるため、過剰添加は高温域でのδフェライト相の多量生成を招き、熱間加工性を阻害する。したがって、Siの含有量は、1.50質量%以下(無添加を含まず。)とする。 Si is an element useful for deoxidation in steelmaking and an element that contributes to solid solution strengthening. However, if it is added in excess of 1.50% by mass, it hardens the steel and impairs workability. In addition, since Si is a ferrite-forming element, excessive addition causes formation of a large amount of δ-ferrite phase in a high temperature range, impairing hot workability. Therefore, the content of Si is set to 1.50% by mass or less (not including no addition).

Mnは、Niの作用を代替できる有用なオーステナイト生成元素である。また、鋼を固溶強化する有用であるとともに加工硬化に影響を与える元素である。こられの作用を活用するためには、Mnを0.10質量%以上添加する必要がある。一方、Mnを、2.00質量%を超えて添加すると、熱間加工性を阻害する要因となる。したがって、Mnの含有量は、0.10質量%以上2.00質量%以下とする。 Mn is a useful austenite-forming element that can replace the action of Ni. In addition, it is an element that is useful for solid-solution strengthening of steel and also affects work hardening. In order to utilize these actions, it is necessary to add 0.10% by mass or more of Mn. On the other hand, when Mn is added in an amount exceeding 2.00% by mass, it becomes a factor that impairs hot workability. Therefore, the content of Mn is set to 0.10% by mass or more and 2.00% by mass or less.

PおよびSは、不可避的不純物として混入するが、その含有量は低いほど好ましい。そして、加工性およびその他の材料特性や、製造性への悪影響を考慮して、Pの含有量を0.06質量%以下(無添加を含む。)とし、Sの含有量を0.010質量%以下(無添加を含む。)とする。 P and S are included as unavoidable impurities, and their content is preferably as low as possible. Considering workability, other material properties, and adverse effects on manufacturability, the content of P is set to 0.06% by mass or less (including no addition), and the content of S is set to 0.010% by mass. % or less (including no additives).

Niは、延性や靭性の向上に有効な元素である。その作用を十分に奏するには、Niを5.00質量%以上添加する必要がある。一方、Niを7.00質量%を超えて添加すると、強度特性を低下させる要因になるとともに、コストの増大により経済性も低下する。したがって、Niの含有量は、5.00質量%以上7.00質量%以下とする。 Ni is an element effective in improving ductility and toughness. In order to exhibit the action sufficiently, it is necessary to add 5.00% by mass or more of Ni. On the other hand, if Ni is added in an amount exceeding 7.00% by mass, the strength characteristics are lowered, and the economic efficiency is also lowered due to the increase in cost. Therefore, the content of Ni is set to 5.00% by mass or more and 7.00% by mass or less.

Crは、ステンレス鋼の耐食性を担保する不動態皮膜の形成に必須の元素であり、15.00質量%以上含有させることで、耐食性を十分に確保できる。一方、Crは、フェライト生成元素であるため、19.00質量%を超えて添加すると、熱延前加熱温度が(γ+δ)の2相域となり、加熱後もδフェライトの多量生成を招き、熱間加工性を損なう要因となる。したがって、Crの含有量は、15.00質量%以上19.00質量%以下とする。 Cr is an essential element for the formation of a passive film that ensures the corrosion resistance of stainless steel. On the other hand, since Cr is a ferrite-forming element, if it is added in excess of 19.00% by mass, the heating temperature before hot rolling becomes a two-phase region of (γ + δ), and even after heating, a large amount of δ ferrite is generated, causing heat It becomes a factor that impairs workability. Therefore, the Cr content is set to 15.00% by mass or more and 19.00% by mass or less.

Moは、耐食性の向上に有用な元素であるとともに、固溶強化に寄与する元素であるが、2.00質量%を超えて添加すると、熱間加工性を損なう要因となる。したがって、Moを添加する場合には、その含有量を2.00質量%以下とする。 Mo is an element useful for improving corrosion resistance and contributing to solid-solution strengthening. Therefore, when adding Mo, the content shall be 2.00 mass % or less.

Cuは、加工誘起マルテンサイト相の生成に起因して加工硬化を抑制する元素であり、Md30、SFEおよびδcalを調整する目的で添加する。一方、Cuを2.00質量%を超えて添加すると、熱間加工性の低下につながる。したがって、Cuを添加する場合には、その含有量を2.00質量%以下とする。 Cu is an element that suppresses work hardening due to the formation of a strain-induced martensite phase, and is added for the purpose of adjusting Md 30 , SFE and δcal. On the other hand, adding more than 2.00% by mass of Cu leads to deterioration of hot workability. Therefore, when adding Cu, the content is made 2.00% by mass or less.

Md30は、オーステナイト安定度指数であり、その値が大きいほどオーステナイト相から加工誘起マルテンサイト相への変態が起こりやすくなる。そして、Md30の値を5以上にすることで、加工誘起マルテンサイト相の過度の生成を防止でき、硬さのばらつきを抑制できるとともに、延性を確保して製造加工性の低下も防止できる。一方、Md30が30を超えると、曲げ加工を施した場合等における加工誘起マルテンサイト相の生成量が多くなりすぎて、硬さにばらつきが生じやすくなる可能性がある。したがって、上記ステンレス鋼では、Md30の値が5以上30以下となるように各元素の含有量を調整する。 Md30 is an austenite stability index, and the larger the value, the easier the transformation from the austenite phase to the deformation-induced martensite phase occurs. By setting the value of Md 30 to 5 or more, it is possible to prevent excessive generation of deformation-induced martensite phase, suppress variations in hardness, and secure ductility to prevent deterioration of manufacturing workability. On the other hand, if Md 30 exceeds 30, the amount of deformation-induced martensite phase generated in the case of bending work or the like is excessively increased, and there is a possibility that variations in hardness are likely to occur. Therefore, in the above stainless steel, the content of each element is adjusted so that the value of Md30 is 5 or more and 30 or less.

SFEは、積層欠陥エネルギ生成指標であり、その値が大きいほどオーステナイト相の加工硬化が生じにくくなる。そして、SFEが15未満の場合には、オーステナイト相の加工硬化が生じやすくなるため、延性が低下する可能性がある。一方SFEが25以上の場合には、オーステナイト相の加工硬化が生じにくくなり、オーステナイト相と加工誘起マルテンサイト相との硬度差が大きくなり、硬さにばらつきが生じやすくなる可能性がある。したがって、上記ステンレス鋼では、SFEが15以上25未満となるように各元素の含有量を調整する。 SFE is a stacking fault energy production index, and the larger the value, the less work hardening of the austenite phase occurs. If the SFE is less than 15, work hardening of the austenite phase is likely to occur, which may reduce ductility. On the other hand, when the SFE is 25 or more, work hardening of the austenite phase is difficult to occur, the difference in hardness between the austenite phase and the work-induced martensite phase becomes large, and there is a possibility that the hardness tends to vary. Therefore, in the above stainless steel, the content of each element is adjusted so that the SFE is 15 or more and less than 25.

δcalは、1230℃で2時間加熱した後のδフェライト生成指標であり、1.0を超えると、熱間圧延の際に耳割れが発生しやすくなる可能性があるとともに、最終製品における機械的特性および疲労特性にも影響する可能性がある。したがって、上記ステンレス鋼は、δcalが1.0以下となるように各元素の含有量を調整することが好ましい。 δcal is a δ ferrite formation index after heating at 1230° C. for 2 hours. Properties and fatigue properties may also be affected. Therefore, it is preferable to adjust the content of each element in the stainless steel so that δcal is 1.0 or less.

上記化学組成にて構成されたステンレス鋼は、後述の所定の製造工程(例えば、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍、仕上圧延、テンションアニーリングおよび調質圧延)を経て、そのステンレス鋼表面の平均硬さが550HV以上で、板厚が20μm以上100μmの箔状となる。 The stainless steel having the chemical composition described above undergoes predetermined manufacturing processes (for example, hot rolling, cold rolling, annealing, finish rolling, tension annealing, and temper rolling) to be described later, and the average of the stainless steel surface is It has a hardness of 550 HV or more and a foil shape with a plate thickness of 20 μm to 100 μm.

このような箔状のステンレス鋼は、オーステナイト相と加工誘起マルテンサイト相との複相組織を有する。 Such foil-shaped stainless steel has a multi-phase structure of an austenite phase and a strain-induced martensite phase.

ここで、ステンレス鋼表面における硬さにばらつきが多いほど、繰り返し負荷(曲げ等)により、硬さの違う箇所同士で作用する応力が異なり、その応力の差によって歪が集中しやすくなってしまうため、疲労特性が低下する。 Here, the greater the variation in hardness on the surface of the stainless steel, the greater the difference in the stress that acts on parts with different hardness due to repeated loads (bending, etc.), and the difference in stress makes it easier for strain to concentrate. , the fatigue properties decrease.

具体的には、測定荷重を50gfとし、測定間隔をミクロ範囲(例えば400μm間隔)として、複数箇所(例えば30箇所)の硬さを測定した際に、平均硬さを550HV以上とした上で標準偏差が3.5HVより大きく、硬さにばらつきがあると、歪集中を効果的に抑制できない可能性がある。したがって、上記ステンレス鋼では、平均硬さを550HV以上とし、その硬さの標準偏差を3.5HV以下とする。 Specifically, when the measurement load is 50 gf, the measurement interval is in the micro range (eg, 400 μm interval), and the hardness is measured at multiple locations (eg, 30 locations), the average hardness is 550 HV or more, and the standard If the deviation is larger than 3.5 HV and there is variation in hardness, there is a possibility that strain concentration cannot be effectively suppressed. Therefore, the above stainless steel should have an average hardness of 550 HV or more and a standard deviation of hardness of 3.5 HV or less.

そして、上記ステンレス鋼は、例えば携帯電話や家電製品等の電子機器に設けられているタクトスイッチ用のメタルドーム等のばね材として好適に用いられる。 The above stainless steel is suitably used as a spring material such as a metal dome for a tact switch provided in electronic devices such as mobile phones and home electric appliances.

次に上記ステンレス鋼の製造方法を説明する。 Next, a method for manufacturing the above stainless steel will be described.

まず、ステンレス鋼の原料を溶解し、その溶鋼に酸素を吹き込むことで脱炭し、次いでSiを加えて溶鋼中の酸素と反応させて、酸素濃度を低減させる脱酸作業を行う。 First, raw materials for stainless steel are melted, oxygen is blown into the molten steel for decarburization, and then Si is added to react with the oxygen in the molten steel to reduce the oxygen concentration.

また、連続鋳造によってスラブとし、そのスラブを1100~1300℃に加熱し、熱間圧延を行って熱延鋼帯とする。 Also, a slab is formed by continuous casting, the slab is heated to 1100 to 1300° C., and hot rolled to obtain a hot rolled steel strip.

熱延鋼帯に対して、冷間圧延と焼鈍を繰り返し、所定の板厚とし、仕上げ焼鈍後の調質圧延によって、オーステナイト相を加工硬化させるとともに、加工誘起マルテンサイト変態させ、硬さを550HV以上とする。 The hot-rolled steel strip is repeatedly cold-rolled and annealed to obtain a predetermined thickness, and the austenite phase is work-hardened and work-induced martensitic transformation is performed by skin-pass rolling after finish annealing, resulting in a hardness of 550 HV. That's it.

また、調質圧延後には、テンションアニーリング(TA)によって、残留応力除去および形状矯正を行う。 After temper rolling, tension annealing (TA) is performed to remove residual stress and correct the shape.

テンションアニーリングは、ステンレス鋼に3kgf/mm以上7kgf/mm以下の張力を加えた状態において、材料温度が室温から最高到達温度480℃以上540℃以下となるまでの昇温時間が5秒以上10秒以下となるように加熱し、その後直ちに冷却する。 Tension annealing is performed by applying a tension of 3 kgf/mm 2 or more and 7 kgf/mm 2 or less to the stainless steel, and the temperature rise time from room temperature to the maximum temperature of 480 ° C or more and 540 ° C or less is 5 seconds or more. Heat for 10 seconds or less, then immediately cool.

次に、上記第1の実施の形態の作用および効果を説明する。 Next, the operation and effects of the first embodiment will be described.

上記ステンレス鋼によれば、所定の化学組成の範囲において、Md30の値が5以上30以下で、SFEの値が15以上25未満となるように成分調整するとともに、表面の平均硬さが550HV以上で、硬さの標準偏差が3.5HV以下であるため、例えば従来鋼であるSUS301と平均結晶粒径が同程度であっても、歪集中を生じにくくでき、疲労特性を向上できる。 According to the above stainless steel, the composition is adjusted so that the value of Md 30 is 5 or more and 30 or less and the value of SFE is 15 or more and less than 25 in a predetermined chemical composition range, and the average hardness of the surface is 550 HV. As described above, since the standard deviation of hardness is 3.5 HV or less, for example, even if the average crystal grain size is about the same as that of conventional steel SUS301, strain concentration is less likely to occur, and fatigue characteristics can be improved.

また、調質圧延後に所定条件でテンションアニーリングすることで、残留応力を適切に除去でき硬さのばらつきを抑えることができるため、疲労特性を向上できる。 In addition, by performing tension annealing under predetermined conditions after skin pass rolling, residual stress can be appropriately removed and variations in hardness can be suppressed, so fatigue characteristics can be improved.

以下、本実施例および比較例について説明する。 Examples and comparative examples will be described below.

表1に示す化学組成のステンレス鋼を電気炉で溶解し、鋳造、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍および調質圧延を行って、板厚40μmのステンレス鋼箔を製造した。 A stainless steel having a chemical composition shown in Table 1 was melted in an electric furnace, and subjected to casting, hot rolling, cold rolling, annealing and temper rolling to produce a stainless steel foil having a thickness of 40 μm.

Figure 0007116648000001
Figure 0007116648000001

また、表2に示す条件でテンションアニーリングを行い、硬さ、引張強さおよび伸びを測定するとともに、疲労試験を行なった。 Further, tension annealing was performed under the conditions shown in Table 2, hardness, tensile strength and elongation were measured, and a fatigue test was performed.

表1における鋼No.1については、複数の条件でテンションアニーリングを行い、表2ではそれぞれ試験No.1a,1bとしており、鋼No.2ないし6についても同様である。 Steel No. in Table 1. For Test No. 1, tension annealing was performed under a plurality of conditions. 1a and 1b, and steel No. The same is true for 2 to 6.

なお、硬さは、測定荷重を50gfとし、測定間隔を400μmとして、1つのステンレス鋼につき30箇所測定した。 The hardness was measured at 30 points per stainless steel with a measurement load of 50 gf and a measurement interval of 400 μm.

また、強度(引張強さ)は、疲労特性を比較するために本実施例および比較例のいずれも同等とした。 In addition, the strength (tensile strength) was set to be the same in both the present example and the comparative example in order to compare the fatigue characteristics.

疲労試験は、JIS P 8115に準じ、通称MIT試験と呼ばれる曲げ疲労試験を行なった。具体的には、上記各ステンレス鋼から長さ110mm、幅15mmの試験片を切り出し、東洋精機製作所製の耐折疲労試験機を用いて、試験荷重を1kgとし、折り曲げ角度を135°とし、折り曲げ半径を2.0mmとし、折り曲げ速度を175回/分として、曲げ疲労試験を行なった。 As a fatigue test, a bending fatigue test commonly called MIT test was performed according to JIS P 8115. Specifically, a test piece with a length of 110 mm and a width of 15 mm is cut out from each of the above stainless steels, and a folding endurance fatigue tester manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. is used to set the test load to 1 kg and the bending angle to 135°. A bending fatigue test was performed with a radius of 2.0 mm and a bending speed of 175 times/min.

この曲げ疲労試験では、耐久回数が12000回以上のものを疲労特性が良好であると評価した。 In this bending fatigue test, those with endurance times of 12,000 or more were evaluated as having good fatigue characteristics.

Figure 0007116648000002
Figure 0007116648000002

表2に示すように、所定の化学組成の範囲において、平均硬さが550HV以上で、標準偏差が3.5HV以下である本実施例は、いずれも、曲げ疲労試験の耐久回数が12000回以上であり、疲労特性が良好であった。 As shown in Table 2, in the predetermined chemical composition range, all of the examples having an average hardness of 550 HV or more and a standard deviation of 3.5 HV or less have a durability of 12000 times in the bending fatigue test. As described above, the fatigue property was good.

硬さの標準偏差が3.5HVを超える比較例のいずれも、曲げ疲労試験の耐久回数が12000回未満であった。 All of the comparative examples in which the standard deviation of hardness exceeded 3.5 HV had less than 12,000 endurance times in the bending fatigue test.

また、本実施例である試験No.1a~6aと同一の組成のステンレス鋼を用い、異なる条件でテンションアニーリングを行なって、硬さの標準偏差が3.5HVを超える比較例である試験No.1b~6bのいずれも、曲げ疲労試験の耐久回数が12000回未満であった。 In addition, test No. of this example. Using a stainless steel having the same composition as 1a to 6a, tension annealing was performed under different conditions, and Test No., which is a comparative example, had a hardness standard deviation exceeding 3.5 HV . All of 1b to 6b had a durability of less than 12,000 times in the bending fatigue test.

Claims (4)

C:0.05質量%以上0.30質量%以下、Si:1.50質量%以下(無添加を含まず)、Mn:0.10質量%以上2.00質量%以下、P:0質量%以上0.06質量%以下、S:0質量%以上0.010質量%以下、Ni:5.00質量%以上7.00質量%以下、Cr:15.00質量%以上19.00質量%以下およびN:0.05質量%以上0.30質量%以下を含有するとともに、CおよびNの含有量の合計が0.20質量%以上で、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
Md30=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Moで示すMd30の値が5以上30以下で、
SFE=2.2Ni+6Cu-1.1Cr-13Si-1.2Mn+32で示すSFEの値が15以上25未満で、
オーステナイト相と加工誘起マルテンサイト相との複相組織を有し、
表面の平均硬さが550HV以上で、硬さの標準偏差が3.5HV以下である
ことを特徴とするステンレス鋼
C: 0.05% by mass or more and 0.30% by mass or less Si: 1.50% by mass or less (not including no additives) Mn: 0.10% by mass or more and 2.00% by mass or less P: 0% by mass % or more and 0.06 mass % or less, S: 0 mass % or more and 0.010 mass % or less, Ni: 5.00 mass % or more and 7.00 mass % or less, Cr: 15.00 mass % or more and 19.00 mass % and N: 0.05% by mass or more and 0.30% by mass or less, the total content of C and N is 0.20% by mass or more, and the balance consists of Fe and unavoidable impurities,
Md 30 =551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Mo with a value of Md 30 of 5 or more and 30 or less,
SFE = 2.2Ni + 6Cu - 1.1Cr - 13Si - 1.2Mn + 32 with an SFE value of 15 or more and less than 25,
Having a dual-phase structure of an austenite phase and a strain-induced martensite phase,
A stainless steel sheet having an average hardness of 550 HV or more and a standard deviation of hardness of 3.5 HV or less on the surface of the steel sheet .
Mo:0質量%以上2.00質量%以下およびCu:0質量%以上2.00質量%以下のうちの少なくとも1種を含有する
ことを特徴とする請求項1記載のステンレス鋼
The stainless steel plate according to claim 1, containing at least one of Mo: 0 mass% to 2.00 mass% and Cu: 0 mass% to 2.00 mass%.
表面の平均硬さおよび標準偏差は、測定荷重を50gfとし、400μm間隔で測定された硬さの値に基づいて算出されている
ことを特徴とする請求項1または2記載のステンレス鋼
3. The stainless steel plate according to claim 1, wherein the surface average hardness and standard deviation are calculated based on hardness values measured at intervals of 400 μm under a measurement load of 50 gf.
C:0.05質量%以上0.30質量%以下、Si:1.50質量%以下(無添加を含まず)、Mn:0.10質量%以上2.00質量%以下、P:0質量%以上0.06質量%以下、S:0質量%以上0.010質量%以下、Ni:5.00質量%以上7.00質量%以下、Cr:15.00質量%以上19.00質量%以下およびN:0.05質量%以上0.30質量%以下を含有するとともに、CおよびNの含有量の合計が0.20質量%以上で、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
Md30=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Moで示すMd30の値が5以上30以下で、
SFE=2.2Ni+6Cu-1.1Cr-13Si-1.2Mn+32で示すSFEの値が15以上25未満で、
オーステナイト相と加工誘起マルテンサイト相との複相組織を有するステンレス鋼を調質圧延し、
調質圧延後にテンションアニーリングし、
そのテンションアニーリングでは、ステンレス鋼に3kgf/mm以上7kgf/mm以下の張力を加えた状態において、材料の温度が室温から最高到達温度480℃以上540℃以下となるまでの昇温時間が5秒以上10秒以下となるように加熱した後、直ちに冷却することで、鋼板表面の平均硬さが550HV以上で、硬さの標準偏差が3.5HV以下のステンレス鋼板を得る
ことを特徴とするステンレス鋼の製造方法。
C: 0.05% by mass or more and 0.30% by mass or less Si: 1.50% by mass or less (not including no additives) Mn: 0.10% by mass or more and 2.00% by mass or less P: 0% by mass % or more and 0.06 mass % or less, S: 0 mass % or more and 0.010 mass % or less, Ni: 5.00 mass % or more and 7.00 mass % or less, Cr: 15.00 mass % or more and 19.00 mass % and N: 0.05% by mass or more and 0.30% by mass or less, the total content of C and N is 0.20% by mass or more, and the balance consists of Fe and unavoidable impurities,
Md 30 =551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Mo with a value of Md 30 of 5 or more and 30 or less,
SFE = 2.2Ni + 6Cu - 1.1Cr - 13Si - 1.2Mn + 32 with an SFE value of 15 or more and less than 25,
Pass-rolling a stainless steel sheet having a multi-phase structure of an austenite phase and a strain-induced martensite phase,
Tension annealing is performed after temper rolling,
In the tension annealing, in a state in which a tension of 3 kgf/mm 2 or more and 7 kgf/mm 2 or less is applied to the stainless steel plate , the temperature of the material rises from room temperature to the maximum temperature of 480° C. or more and 540° C. or less. A stainless steel plate having an average hardness of 550 HV or more and a standard deviation of hardness of 3.5 HV or less is obtained by immediately cooling after heating for 5 seconds or more and 10 seconds or less.
A method for manufacturing a stainless steel plate , characterized by:
JP2018171442A 2018-09-13 2018-09-13 Stainless steel plate and manufacturing method thereof Active JP7116648B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018171442A JP7116648B2 (en) 2018-09-13 2018-09-13 Stainless steel plate and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018171442A JP7116648B2 (en) 2018-09-13 2018-09-13 Stainless steel plate and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020041204A JP2020041204A (en) 2020-03-19
JP7116648B2 true JP7116648B2 (en) 2022-08-10

Family

ID=69797632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018171442A Active JP7116648B2 (en) 2018-09-13 2018-09-13 Stainless steel plate and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7116648B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021230244A1 (en) * 2020-05-13 2021-11-18
KR20230066058A (en) * 2020-10-13 2023-05-12 닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼 가부시키가이샤 Austenitic stainless steel foil
CN114717485B (en) * 2022-03-08 2023-01-24 四川大学 Nano precipitation strengthening ultrahigh-strength high-alloy steel and preparation method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008013305A1 (en) 2006-07-28 2008-01-31 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Stainless steel sheet for parts and process for manufacturing the same
JP2017122244A (en) 2016-01-04 2017-07-13 新日鐵住金株式会社 Metastable austenitic stainless steel and manufacturing method therefor
CN107083519A (en) 2017-02-22 2017-08-22 广东鑫发精密金属科技有限公司 A kind of stainless-steel cold-rolling precision spring steel band and preparation method thereof
JP2018003099A (en) 2016-07-01 2018-01-11 日新製鋼株式会社 Stainless steel sheet and manufacturing method therefor

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0995756A (en) * 1995-10-03 1997-04-08 Nkk Corp Quasi-stable austenitic stainless steel thin sheet for id brade substrate

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008013305A1 (en) 2006-07-28 2008-01-31 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Stainless steel sheet for parts and process for manufacturing the same
JP2017122244A (en) 2016-01-04 2017-07-13 新日鐵住金株式会社 Metastable austenitic stainless steel and manufacturing method therefor
JP2018003099A (en) 2016-07-01 2018-01-11 日新製鋼株式会社 Stainless steel sheet and manufacturing method therefor
CN107083519A (en) 2017-02-22 2017-08-22 广东鑫发精密金属科技有限公司 A kind of stainless-steel cold-rolling precision spring steel band and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020041204A (en) 2020-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7116648B2 (en) Stainless steel plate and manufacturing method thereof
JP6738671B2 (en) Stainless steel plate
US20010017173A1 (en) High-strength, high-toughness martensitic stainless steel sheet, method of inhibiting cold-rolled steel sheet edge cracking, and method of producing the steel sheet
CN113015817A (en) Nonmagnetic austenitic stainless steel and method for producing same
JP2009221553A (en) Stainless steel for low nickel springs excellent in settling resistance and bendability
CN114787406B (en) Austenitic stainless steel, method for producing same, and leaf spring
CN102725432A (en) Highly corrosion-resistant hot-rolled ferrite stainless steel sheet having excellent toughness
JP5720347B2 (en) Cold rolled stainless steel sheet excellent in high temperature sag resistance and method for producing the same
JP7150990B2 (en) Austenitic stainless steel strip or austenitic stainless steel sheet and method for producing the same
JP6815766B2 (en) Stainless steel
KR20120036296A (en) Precipitation hardening metastable austenitic stainless steel wire excellent in fatigue resistance and method for producing the same
CN104726789A (en) Low-nickel containing stainless steels
JP4327030B2 (en) Low Ni austenitic stainless steel with excellent overhanging and rust resistance
JP2010189719A (en) Age-hardening type stainless steel sheet for spring
JP7116647B2 (en) austenitic stainless steel foil
JP4331731B2 (en) Austenitic stainless steel and springs made of that steel
KR100622887B1 (en) Metastable stainless steel strip having excellent fatigue property
JP6111109B2 (en) Low Ni austenitic stainless steel sheet with excellent age hardening characteristics and method for producing the same
KR101746404B1 (en) Lean duplex stainless steel with improved corrosion resistance and formability and method of manufacturing the same
KR20180018908A (en) Duplex stainless steel having low content of ni and method of manufacturing the same
JP2022155180A (en) Austenitic stainless steel and method for producing the same
JP7031428B2 (en) Steel for soaking and quenching, soaking and quenching parts and their manufacturing methods
KR20150073383A (en) Duplex stainless steel and manufacturing method using the same
WO2012160594A1 (en) Austenitic stainless steel for spring, and stainless processing material for spring
JP7462439B2 (en) Austenitic stainless steel and calculation method for upper limit of N

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20200127

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210512

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220413

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220427

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220607

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220706

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220729

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7116648

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150