JPH0119465B2 - - Google Patents

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JPH0119465B2
JPH0119465B2 JP59119550A JP11955084A JPH0119465B2 JP H0119465 B2 JPH0119465 B2 JP H0119465B2 JP 59119550 A JP59119550 A JP 59119550A JP 11955084 A JP11955084 A JP 11955084A JP H0119465 B2 JPH0119465 B2 JP H0119465B2
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JP
Japan
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less
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stainless steel
steel
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JP59119550A
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JPS60262946A (ja
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Hiroshi Ootsubo
Minoru Matsuzaki
Hiroyuki Kakiuchi
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
技術分野 二相ステンレス鋼に関して、この明細書に述べ
る技術内容は、その成分組成に工夫を加えること
によつて、熱間加工性の向上を図ることに関連し
ている。 背景技術 二相ステンレス鋼は、オーステナイト系ステン
レス鋼やフエライト系ステンレス鋼に較べて、耐
食性や耐応力腐食割れ抵抗性および溶接性に優れ
ていることから、近年、構造用材料として幅広く
用いられるようになり、最近では、CO2やH2Sを
含む環境下でのパイプライン用鋼として注目され
ている。 しかしながら二相ステンレス鋼は、フエライト
相とオーステナイト相から成つているため、熱間
加工の際に、それらの界面に割れが生じ易く、従
つて分塊圧延や熱間圧延における歩留りが極めて
悪いところに問題を残していた。 発明の目的 この発明は、上記の問題を有利に解決するもの
で、分塊圧延や熱間圧延時における割れ発生を極
力低減して歩留りの向上を可能ならしめた、熱間
加工性に優れた二相ステンレス鋼を提案すること
を目的とする。 解決手段の解明経緯 高温でフエライト相とオーステナイト相との二
相組織を呈するステンレス鋼の熱間加工性につい
ては、これまでにも数多くの研究がなされてい
て、その一般的な向上策としては、Sを低減する
こと、ならびにさらにREMを添加することなど
が有効であるといわれている。 そこで発明者らも、まず鋼中Sの低減による改
善を試み、Sを0.0015重量%(以下単に%で示
す)未満に低減した二相ステンレス鋼スラブを連
続鋳造で製造し、分塊圧延ミルでサイジング後、
熱間圧延を施したところ、熱延板の両端部には、
板幅方向に約70cmの長さをもつた割れがいたると
ころに発生した。 そこで次に、従来いわれているREMの効能を
検討すべく、Sが0.0015%未満でかつREMを
0.015%含む二相ステンレス鋼のインゴツトを造
り、上述と同様の実験に供した。その結果、熱延
板における耳割れの発生は軽微となつたが、表面
性状はREM無添加のものに比べてかえつて悪化
した。さらに、かかるREM添加鋼は、連続鋳造
法を適用することができず、インゴツト材とする
必要があることから、この発明で所期した歩留り
の向上はあまり望み得ないことも判明した。 この発明は、上記の諸問題を有利に解決して、
たとえ割れの発生し易い連続鋳造材を素材とした
場合であつても、耳割れなどの発生を極力低減し
て、歩留りの大幅な向上を実現したものであり、
二相ステンレス鋼の組成につき、とくにAlを一
定範囲に限定した上で、Sを低減すると共に、こ
のS量に応じてCaを添加することが、所期した
目的の達成に関し、極めて有効であるとの新規知
見に立脚する。 発明の構成 すなわちこの発明は、C:0.03%以下、Si:2.0
%以下、Mn:5.0%以下、Cr:18.0〜30.0%、
Ni:1.0〜9.0%、Mo:0.5〜5.0%、Cu:3.0%以
下、N:0.05〜0.30%およびP:0.04%以下を、
0.005〜0.10%のAlと混入量を0.003%以下に抑制
したSと共に含み、かつCaを、S含有量に応じ
Ca:(1〜10)〔%S〕の範囲において含有し、
残部はFeおよび不可避不純物からなることを特
徴とする、熱間加工性に優れた二相ステンレス鋼
である。 以下この発明を具体的に説明する。 まずこの発明において、成分組成を上記の範囲
に限定した理由について述べる。 C:0.03%以下 Cは、不可避的に鋼中に含まれる元素であるが
0.03%を超えて含有されると耐食性、耐粒界腐食
性を劣化させるので、上限を0.03%に定めた。 Si:2.0%以下 Siは、脱酸剤として有用な元素であるが、含有
量が2.0%を超えるとσ相が発生して耐食性やじ
ん性が著しく劣化するので、上限を2.0%とした。 Mn:5.0%以下 Mnは、強度を高める元素として、また相比率
を調整する元素として有用であるが、含有量が5
%を超えると耐食性が劣化するので、上限は5.0
%に定めた。 Cr:18.0〜30.0% Crは、耐食性の向上ならびにオーステナイト
−フエライト2相組織の形成のためには不可欠の
元素であつて、孔食や隙間腐食に対する抵抗性を
考慮すると18.0%未満ではその効果に乏しく、一
方30.0%を超えるとσ相が析出し易くなつてじん
性が劣化する傾向にあるので、Cr含有量は18.0〜
30.0%の範囲に限定した。 Ni:1.0〜9.0% Niは、全面腐食に対する抵抗性の増加と2相
組織形成の面から不可欠な元素であるが、含有量
が1.0%未満では十分な耐食性が得られず、一方
9.0%を超えて含有されてもその改善効果は飽和
に達するだけでなく、高価でもあるので、1.0〜
9.0%の範囲に限定した。 Mo:0.5〜5.0% Moは、塩素イオンを含む腐食環境で生じる局
部腐食に対する抵抗性を向上させるのに有用な元
素であるが、含有量が0.5%に満たないとその添
加効果に乏しく、一方5.0%を超えて添加しても
改善効果の増加は極めて小さく、しかも高価な元
素でもあるので、0.5〜5.0%の範囲に限定した。 Cu:3.0%以下 Cuは、非酸化性酸に対する耐食性の改善に有
効に寄与するが、3.0%を超えて添加されると熱
間加工性を劣化させるので、上限を3.0%にした。 N:0.05〜0.30% Nは、2相組織を形成するのに重要な元素であ
るほか、耐食性の向上にも有効に寄与するが、
0.05%未満ではその添加効果に乏しく、一方0.30
%を超えると熱間加工性を著しく劣化させるの
で、含有量は0.05〜0.30%の範囲に限定した。 P:0.04%以下 Pは、不可避に混入する不純物であつて、熱間
加工性の改善に有害な元素であるが、0.04%まで
なら許容できる。 Al:0.005〜0.10% Alは、この発明鋼種の熱間加工性を劣化させ
る酸素を減少させるのに有用な元素であるが、
0.005%未満ではその添加効果に乏しく、熱間加
工性を改善して満足のいく程度に圧延時における
割れの発生を抑制するためには、0.005%以上を
含有させる必要がある。 第1図に、鋼中Al量が熱間加工性に及ぼす影
響について調べた結果を示す。実験は、C:約
0.02%、Si:1%以下、Mn:0.5%〜1%、Cr:
22.0〜28.0%、Ni:5.0〜7.0%、Mo:1.0〜4.0%、
Cu:3%以下、N:0.10〜0.20%、P:0.002〜
0.04%、S:0.0005〜0.003%、そしてCa:S比
が3〜5の組成になり、950℃でのフエライト量
が30〜60%の試料について、950℃における高温、
高速引張り試験を行ない、その断面減少率につい
て調べた。 耳割れの発生しない断面減少率の限界は70%で
あるが、Al量が0.005%に満たないとその限界断
面率を下まわつている。 とはいえAl量が0.10%を超えると、アルミナク
ラスターによる表面欠陥が増大するので、Al含
有量は0.005〜0.10%の範囲に限定した。 S:0.003%以下 Sは、鋼中に不可避に混入する不純物であつ
て、とりわけこの発明に係る鋼種の熱間加工性に
とつては有害な元素であり、その含有量が0.003
%を超えると、後述するCaを添加しても硫化物
の量が増大してCaの添加による効果が減殺され
るだけでなく、溶接性も悪化するので、S含有量
は0.003%以下の範囲に抑制することとした。 Ca:(1〜10)〔%S〕 Caは、強力な硫化物形成元素であり、硫化物
を形成することによつて固溶Sを低減させ、熱間
加工性の改善に有効に寄与する。しかしながら、
ただ単に添加したとしても、添加量の固溶Sの固
定に必要とする量に満たない場にはその添加効果
に乏しく、一方固溶S量に較べて添加量が多すぎ
ると溶接性が悪化する。従つてCaは、S量との
兼合いで適切量を添加することが肝要なわけであ
る。 第2図に、C:0.02%、Si:0.4%、Mn:1.5
%、Cr:22%、Ni:5.5%、Mo:3%、N:0.15
%、P≦0.04%、Al≧0.005%そしてS≦0.003%
を基本成分とする鋼に、Caを種種の範囲で添加
した場の熱間加工性について調べた結果を、
Ca/S比と高温高速引張り試験における断面減
少率との関係で示す。 同図より明らかなように、Ca/Sが1に満た
ないと断面減少率が70%を下まわるのでCa/S
の下限は1に定めた。一方Ca/Sが10を超える
と、Ca添加効果が飽和に達するだけでなく、酸
化物や硫化物による表面欠陥が発生するおそれが
大きく、またCaの添加量が多くなると上述した
ように溶接性も阻害されるので、Ca/Sの上限
は10に定めた。 実施例 表1に示した成分組成になる各種溶鋼(供試材
No.1〜13)を連続鋳造法によつて、200mm厚のス
ラブとしたのち、130mmまで分塊圧延し、ついで
再加熱してから4mmまで熱間圧延を施した。 得られた熱延板における耳割れの発生状況につ
いて調べた結果を、表1に併記する。なお幅方向
における耳割れの長さが10mm未満の場合には、実
害は小さく、合格品として許容できるものであ
る。
【表】 Al含有量がこの発明の適正範囲を下回る供試
材No.1および3、またCa量が適正量に満たない
同No.2および6、さらにN量およびS量が上限を
超えて含まれる同No.4および5ではいずれも、20
mm以上の耳割れが発生した。 これに対しこの発明の適正範囲を満足する実施
例(供試材No.7〜13)はいずれも、耳割れの発生
程度は極めて小さく、最大のものでも高々5mmに
すぎなかつた。 発明の効果 かくしてこの発明によれば、オーステナイト−
フエライト二相ステンレス鋼において従来懸念さ
れた熱間加工における割れの発生を大幅に低減す
ることができ、従つて歩留りの向上も併せて実現
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、鋼中Alが熱間加工性に及ぼす影響
をAl量と断面減少率との関係で示したグラフ、
第2図は、同じくCa/Sと断面減少率との関係
を示したグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 C:0.03重量%以下、 Si:2.0重量%以下、 Mn:5.0重量%以下、 Cr:18.0〜30.0重量%、 Ni:1.0〜9.0重量%、 Mo:0.5〜5.0重量%、 Cu:3.0重量%以下、 N:0.05〜0.30重量%および P:0.04重量%以下 を、 0.005〜0.10重量%のAlと混入量を0.003重量%
    以下に抑制したSと共に含み、かつCaを、S含
    有量に応じ、 Ca:(1〜10)〔%S〕 の範囲において含有し、残部はFeおよび不可避
    不純物からなることを特徴とする、熱間加工性に
    優れた二相ステンレス鋼。
JP11955084A 1984-06-11 1984-06-11 熱間加工性に優れた二相ステンレス鋼 Granted JPS60262946A (ja)

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