JPH02310339A - 強度、バネ特性及び成形性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼 - Google Patents

強度、バネ特性及び成形性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼

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JPH02310339A
JPH02310339A JP12889289A JP12889289A JPH02310339A JP H02310339 A JPH02310339 A JP H02310339A JP 12889289 A JP12889289 A JP 12889289A JP 12889289 A JP12889289 A JP 12889289A JP H02310339 A JPH02310339 A JP H02310339A
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stainless steel
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Kaoru Imazu
今津 薫
Keiichi Yoshioka
吉岡 啓一
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、強度、バネ特性及び成形性に優れたマルテン
サイト系ステンレス鋼に関するものである。
〈従来の技術〉 強度、バネ特性に優れた代表的なものに5US301や
析出効果型ステンレス鋼の17−4PHや17−7 P
Hなどがあるが、最近自動車エンジンや化学プラントの
ガスケット材として高強度、バネ性に優れたうえに、さ
らにこれらの複雑なプレス成形加工に耐える成形性の良
い材料の出現が望まれている。しかし5US301のハ
ード材や17−7PHを冷間加工後時効処理(CH処理
)したものでは伸びが低く加工性が著しく劣り、一方1
7−4PHや17−7PH(CH処理以外)では逆に強
度に劣るという問題があった。
そこで、従来、その強度、加工性を改善しようとする試
みがなされており、例えば特開昭59−222558号
公報に見られるように、オーステナイト生成元素とフェ
ライト生成元素をバランスよく調整し、さらにCuを添
加することにより時効後の強度を改善したものがあるが
、最近さらに素材に対する強度の要求が厳しくなってき
ており、強度。
加工性とも不十分である。しかもこれらの従来鋼は加工
を行うのが溶体化後時効前に限られていたため、加工メ
ーカーでは時効処理設備が必要であり、設備、製造方法
の簡素化、省略化を実現できる素材が求められていた。
〈発明が解決しようとする課題〉 これらの情勢に鑑み、本発明の目的は強度、バネ特性に
優れると共に、溶体化後又は時効後のいずれの場合でも
伸びは高く成形性にも優れたステンレス鋼を提供するも
のである。
く課題を解決するための手段〉 すなわち本発明は、重量%にて、Cr : 10〜19
%。
Ni : 5.5〜10%、Si:0.4%以下、 M
n: 2.0%以下、A7:1.10〜2.00%、T
i:0.5〜2.0%、C:0.03%以下、N:0.
04%以下を含をし、さらに必要に応じて、Nb:  
1.0%以下、 Zr: 2.5%以下。
V:1.Q%以下、 Cu: 0.7%以下、 Mo:
 3.0%以下のうち1種以上を含有し、かつCr+2
Ni+Mn+、+V+Mo:35%以下、  2 Ni
+Mn : 11%以上、Cr+Al+Mo :  1
1.10%以上を満足し、残部がFe及び不可避的不純
物からなることを特徴とする強度、バネ特性及び成形性
に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼である。
〈作 用〉 本発明者らは小型鋼塊を用いて機械的性質について検討
した結果、fiJ、 Ti、 Niの積極的複合添加に
より、従来鋼よりも優れた強度が得られ、またC、Nの
低減を行うと共に特に5illを限定することにより著
しく加工性が改善されることを見出した。
従来鋼は加工性が悪かったため溶体化処理後に成形加工
を行い、その後で時効処理を行わなくてはならなかった
が、本発明鋼では時効後の加工性にも優れるため、時効
後に加工を行うことができる。従って加工メーカーでの
時効処理工程を省略することができ、熱処理設備が不要
となり、広〈産業上の利用が可能となる。
またさらに本発明者らは、N r + Cr + M 
n r  (M o )をCr+ 2NZ−Mn+ (
Mo)≦35の式によって制限することにより残留オー
ステナイトを抑え、さらに優れたバネ特性が得られるこ
とを見出した。
またさらに、Nb、 Zr、  V、 Cu及びMoの
うち1種以上を添加することにより一層の強度及び延性
が得られることがわかった。
本発明は、これらの知見に基づき構成された析出硬化型
ステンレス鋼であって、以下にその化学成分の限定理由
について述べる。
C,NFC,Nはそれぞれ0.03重量%(以下%で示
す) 、 0.04%を超えると成形加工性が悪くなる
ので、その上限をそれぞれ0.03%、 0.04%に
限定する。
Si : Siを0.4%以下に限定することにより溶
体化処理材又は溶体化後時効処理材のいずれにおいても
加工性(伸び)が著しく改善され、かつそれらの両者の
差異がほとんどなくなる。従ってSiの上限を0.4%
に限定する。しかし、SiIはいくら低くても本願の主
旨を損なうものではないので、その下限については限定
しない。
Mn:2.0%を超えると残留オーステナイトが増加し
強度が小さくなるので、その上限を2.0%に限定する
NL Aj+ TI ’第1図、第2図に示すようにN
i。
A7. Tiはそれぞれ5.5%以上、 1.10%以
上、0.4%以上の複合添加により優れた強度が得られ
る。
そこでそれぞれの下限をN15.5%以上、A1:1.
10%以上、Ti:0.4%以上に限定する。しかしN
iは10%を超えると残留オーステナイトが増え軟化す
るので、その上限を10%以下にする。また逆にALT
iは両者とも2.0%を超えると伸びが低くなり成形性
が悪(なるのでその上限を2.0%以下に限定する。
Cr : 10%未満では耐食性が著しく劣るので、下
限を10%以上に限定する。しかしCrが19%を超え
ると残留オーステナイトが増え強度が低下するため、そ
の上限を19%以下に限定する。
Nb:  1.0%を超えると6フエライトが増加し、
FezNb等の金属間化合物の出現により熱間加工性が
悪くなるので、その上限を1.0%以下に限定する。
Zr:2.5%を超えると成形性が悪くなるためその上
限を2.5%以下に限定する。
V:1.Q%を超えると成形加工性が悪(なるためその
上限を1.0%以下に限定する。
Cu:0.7%を超えると熱間加工性及び時効処理材の
伸びが悪くなるのでその上限を0.7%以下に限定する
Mo:3.0%を超えると熱間加工性が悪くなるのでそ
の上限を360%以下に限定する。
さらにまた本発明鋼は、第3図に示すようにNI。
Mn量が2XNi+Mnのかたちで11%未満だと強度
が低いのでその下限を11%とする。
しかしNi、 Mnの添加量が多すぎると、残留オース
テナイトが析出しバネ疲労限が低下することを見出した
。その結果Cr+2Ni+Mn+Affi+ (Mo)
のかたちで35%以下に制限される。また、Cr、 k
l。
(Mo)量はCr+Aj+ (Mo)のかたちで11.
10%未満だと耐食性に劣るので、その下限を11.1
0%以上に限定する。
上記成分のステンレス鋼は、750−1000°Cで溶
体化を行い、さらに425〜500°Cで時効を行うこ
とにより優れた強度、バネ特性及び成形性が得られる。
成形加工は成形性の良い溶体化後または時効後に行うの
が望ましい。
〈実施例〉 以下実施例について述べる。第1表のNα1〜19に示
す成分の真空高周波溶解(50kg小型鋼塊)を用いて
、750°C以上で3.0m厚まで熱間圧延を行い、引
き続き1回法で圧延して0.3m厚の冷延板とした。7
50〜1000℃で溶体化処理を行い、さらに475’
C,4時間の時効処理を行った。なお、比較m阻24は
市販されている0、35m厚の5US301ハード材で
ある。
第2表に時効前後の機械的性質を示す、加工性は伸びに
より評価した0強度は硬度測定により、またバネ特性は
バネ限界値により評価した。
本発明鋼1〜15は溶体化処理後の加工性に優れ、また
溶体化後時効処理を施しても強度のみ増加し、伸びはほ
とんど変化せず、時効後においても伸び5%以上を示し
、加工性に優れている。
これに比べ比較例16.17.21は加工性には優れる
ものの、強度、バネ特性に劣り、バネ材として適さない
、また比較鋼18〜20.22〜24は、強度。
バネ特性には優れているが、加工性に劣る。
〈発明の効果〉 本発明により高強度でバネ特性に優れ、かつ成形性のよ
い材料を安価に提供することが可能になり、さらに加工
メーカーでは時効設備が不要なので、バネ材、ガスケッ
ト材などとして広〈産業上利用されることが可能となっ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図はNi及びTi含有量と硬度との関係を示すグラ
フ、第2図はM及びTi含有量と硬度との関係を示すグ
ラフ、第3図はCr、 AZ、 Mo、 Ni、 Mn
含有量とバネ限界等との関係を示すグラフである。 特許出願人   川崎製鉄株式会社 Ni  (重量%) AI(重量%)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%にて、 Cr:10〜19%、 Ni:5.5〜10%。 Si:0.4%以下、 Mn:2.0%以下、 N:1.10〜2.00%、 Ti:0.5〜2.0%、 C:0.03%以下、 N:0.04%以下 を含有し、かつ Cr+2Ni+Mn+Al:35%以下、 2Ni+Mn:11%以上、 Cr+Al:11.10%以上 を満足し、残部がFe及び不可避的不純物からなること
    を特徴とする強度、バネ特性及び成形性に優れたマルテ
    ンサイト系ステンレス鋼。
  2. (2)重量%にて、 Cr:10〜19%、 Ni:5.5〜10%、 Si:0.4%以下、 Mn:2.0%以下、 N:1.10〜2.00%、 Ti:0.5〜2.0%、 C:0.03%以下、 N:0.04%以下 を含有し、さらに Nb:1.0%以下、 Zr:2.5%以下、 V:1.0%以下、 Cu:0.7%以下、 Mo:3.0%以下 のうち1種以上を含有し、かつ Cr+2Ni+Mn+Al+Mo:35%以下、 2Ni+Mn:11%以上、 Cr+Al+Mo:11.10%以上 を満足し、残部がFe及び不可避的不純物からなること
    を特徴とする強度、バネ特性及び成形性に優れたマルテ
    ンサイト系ステンレス鋼。
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