JP7270419B2 - 高温高サイクル疲労特性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法ならびに排気部品 - Google Patents
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Description
特許文献1によれば、NbとNを添加することで400℃での高温疲労強度を向上することが可能である。特許文献2によれば、NbとSiを添加することで600℃での高温疲労強度を向上させることが可能である。
C:0.002~0.300%、
Si:0.010~4.000%、
Mn:0.05~10.00%、
P:0.001~0.050%、
S:0.0001~0.0100%、
Ni:2.00~25.00%、
Cr:15.00~30.00%、
N:0.002~0.500%、
Al:0.001~1.000%、
Cu:0.01~4.00%、
Mo:0.010~3.000%、
V:0.010~1.000%、
を含有し、残部がFe及び不純物からなり、かつ
1140(C)+48(Si)+58(Mo)+711(N)≧200を満足することを特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼板。
ここで括弧内は各元素の固溶量である。
(2)さらに、質量%で
Nb:0.005~0.300%、
Ti:0.005~0.300%、
B:0.0002~0.0050%、
Ca:0.0005~0.0100%、
W:0.05~3.00%、
Zr:0.05~0.30%、
Sn:0.01~0.50%、
Co:0.03~0.30%
Mg:0.0002~0.0100%、
Sb:0.005~0.500%、
REM:0.001~0.2%、
Ga:0.0002~0.3000%、
Ta:0.001~1.000%、
Hf:0.001~1.000%、
から選択される1種または2種以上を含有することを特徴とする前記(1)に記載のオーステナイト系ステンレス鋼板。
(3)500℃における平面曲げ疲労試験の疲労限界値が200MPa以上であることを特徴とする前記(1)または(2)に記載のオーステナイト系ステンレス鋼板。
(4)前記(1)または(2)に記載のオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法であって、冷延板の焼鈍温度を1150~1250℃、保持時間を1~120sec、1150℃から500℃までの冷却速度を30℃/sec以上とすることを特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法。
(5)排気部品に使用される前記(1)~(3)のいずれか1つに記載のオーステナイト系ステンレス鋼板。
(6)前記(1)~(3)のいずれか1つに記載のオーステナイト系ステンレス鋼板から成る排気部品。
次に、成分範囲について説明する。成分含有量に関する%は、特に断りの無い限り質量%を示す。
本発明では、500℃の疲労強度向上のために、各元素の添加量を制御するだけで無く、疲労強度向上に有効な元素の固溶量を制御することが重要であることを知見した。C、Si、MoおよびNは、炭化物、窒化物、SiおよびMo化合物を形成すると固溶量が減少する。これらの化合物は形態によっては疲労破壊の起点になる場合がある。加えて、本発明では、上記固溶元素が高温での繰り返し負荷中に、動的ひずみ時効ならびに加工硬化を促進し、疲労強度向上に有効であること見出し、1140(C)+48(Si)+58(Mo)+711(N)≧200と規定する。ここで括弧内は各元素の固溶量(質量%)である。固溶Cや固溶Nは高強度化に有効であることは知られている。固溶Cや固溶Nは、高温で繰り返し負荷を与えた場合、疲労亀裂の発生を抑制するとともに、繰り返し負荷によって導入された転位周辺に、侵入型元素である固溶Cや固溶Nが集まり、時効強化を発現する。また、亀裂前方の転位に集まったCやNは加工硬化を発現することから、亀裂進展が抑制される。
次に製造方法について説明する。本発明の鋼板の製造方法は、製鋼-熱間圧延-焼鈍・酸洗、あるいは製鋼-熱間圧延-焼鈍・酸洗-冷間圧延-焼鈍・酸洗よりなる。製鋼においては、前記必須成分および必要に応じて添加される成分を含有する鋼を、電気炉溶製あるいは転炉溶製し、続いて2次精錬を行う方法が好適である。溶製した溶鋼は、公知の鋳造方法(連続鋳造など)に従って鋼スラブとする。鋼スラブは、所定の温度に加熱され、所定の板厚に連続圧延で熱間圧延される。熱間圧延後の鋼板は、一般的には熱延板焼鈍と酸洗処理が施されるが、熱延板焼鈍を省略しても構わない。
Claims (6)
- 質量%で、
C:0.002~0.300%、
Si:0.010~4.000%、
Mn:0.05~10.00%、
P:0.001~0.050%、
S:0.0001~0.0100%、
Ni:2.00~25.00%、
Cr:15.00~30.00%、
N:0.002~0.500%、
Al:0.001~1.000%、
Cu:0.01~4.00%、
Mo:0.010~3.000%、
V:0.010~1.000%、
を含有し、残部がFe及び不純物からなり、かつ
1140(C)+48(Si)+58(Mo)+711(N)≧200を満足することを特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼板。
ここで括弧内は各元素の固溶量(質量%)である。 - さらに、質量%で
Nb:0.005~0.300%、
Ti:0.005~0.300%、
B:0.0002~0.0050%、
Ca:0.0005~0.0100%、
W:0.05~3.00%、
Zr:0.05~0.30%、
Sn:0.01~0.50%、
Co:0.03~0.30%
Mg:0.0002~0.0100%、
Sb:0.005~0.500%、
REM:0.001~0.200%、
Ga:0.0002~0.3000%、
Ta:0.001~1.000%、
Hf:0.001~1.000%、
から選択される1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載のオーステナイト系ステンレス鋼板。 - 500℃における平面曲げ疲労試験の疲労限界値が200MPa以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のオーステナイト系ステンレス鋼板。
- 請求項1または2に記載のオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法であって、冷延板の焼鈍温度を1150~1250℃、保持時間を1~120sec、1150℃から500℃までの冷却速度を30℃/sec以上とすることを特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法。
- 排気部品に使用される請求項1~3のいずれか1項に記載のオーステナイト系ステンレス鋼板。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載のオーステナイト系ステンレス鋼板から成る排気部品。
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JP2019043973A JP7270419B2 (ja) | 2019-03-11 | 2019-03-11 | 高温高サイクル疲労特性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法ならびに排気部品 |
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