JPH0257668A - 耐再加熱特性に優れた極低温用非磁性オーステナイト系ステンレス鋼 - Google Patents
耐再加熱特性に優れた極低温用非磁性オーステナイト系ステンレス鋼Info
- Publication number
- JPH0257668A JPH0257668A JP20859988A JP20859988A JPH0257668A JP H0257668 A JPH0257668 A JP H0257668A JP 20859988 A JP20859988 A JP 20859988A JP 20859988 A JP20859988 A JP 20859988A JP H0257668 A JPH0257668 A JP H0257668A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reheating
- stainless steel
- austenitic stainless
- less
- toughness
- 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.)
- Granted
Links
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- 238000003303 reheating Methods 0.000 title claims description 29
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract 3
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 15
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 13
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 12
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 8
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 6
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000007656 fracture toughness test Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 2
- 238000003483 aging Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
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。
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、溶体化状態で使用される極低温用非磁性オー
ステナイト系ステンレス鋼に関し、詳細には溶体化処理
後に再加熱を受けても強度や靭性等が低下しない極低温
用非磁性オーステナイト系ステンレス鋼に関するもので
ある。
ステナイト系ステンレス鋼に関し、詳細には溶体化処理
後に再加熱を受けても強度や靭性等が低下しない極低温
用非磁性オーステナイト系ステンレス鋼に関するもので
ある。
［従来の技術］
溶体化熱処理は極低温用オーステナイト系ステンレス鋼
の基本的熱処理であり、Ｃｒ炭化物あるいはσ相などの
ぜい死相を固溶させることによって機械的性質殊に靭性
を高めるという重要な役割を果たしている。しかるに溶
体化熱処理を施したオーステナイト系ステンレス鋼を用
いて極低温容器等を製作する際には溶接手段等を採用す
ることになるので、その結果溶接部近傍の熱影響部の様
な再加熱を受ける箇所においては溶体化状態からの炭化
物の粒界析出が起こり、耐食性及び低温靭性が劣化する
。従って溶接等の再加熱を受けても特性殊に低温靭性や
耐食性の劣化を起こさない極低温用オーステナイト系ス
テンレス鋼が要望されている。
の基本的熱処理であり、Ｃｒ炭化物あるいはσ相などの
ぜい死相を固溶させることによって機械的性質殊に靭性
を高めるという重要な役割を果たしている。しかるに溶
体化熱処理を施したオーステナイト系ステンレス鋼を用
いて極低温容器等を製作する際には溶接手段等を採用す
ることになるので、その結果溶接部近傍の熱影響部の様
な再加熱を受ける箇所においては溶体化状態からの炭化
物の粒界析出が起こり、耐食性及び低温靭性が劣化する
。従って溶接等の再加熱を受けても特性殊に低温靭性や
耐食性の劣化を起こさない極低温用オーステナイト系ス
テンレス鋼が要望されている。
一方、最近超電導マグネットを収納する為の構造材料に
対する需要から、非磁性であると共に極低温環境下で高
強度及び高靭性を示すオーステナイト系ステンレス鋼へ
の期待が高まっている。しかるに例えばＮｂ、Ｓｎを超
電導体とする高磁場超電導マグネットの製作に当たって
は、Ｃｕ−５ｎマトリツクス中にＮｂ芯を埋込んだ複合
体を加工後熱処理して、マトリックス中のＳｎとＮｂを
反応させてＮｂ、Ｓｎの超電導体を形成する訳であるが
、こうした熱処理は複合体を構成材料内に組込んだ後に
行なわれることが多い。しかるにこのときの熱処理温度
は通常６５０〜７５０℃であるので、上記構造材料とし
て極低温用オーステナイト系ステンレス鋼を使用した場
合には炭化物の粒界析出が非常に発生し易く、極低温条
件下では到底使用に耐えない。そこで超電導マグネット
の構造材料としては、５ＵＳ６６０の様な時効硬化型の
耐熱ステンレス鋼やＮｉ基耐熱合金等の所謂超合金を使
用するか、あるいはＮｂやＴｉを含有する５ＵＳ３２１
や５ＵＳ３４７に、予め炭素固定の為の安定化処理を施
した後、前記熱処理に付すといった対策が採られている
。
対する需要から、非磁性であると共に極低温環境下で高
強度及び高靭性を示すオーステナイト系ステンレス鋼へ
の期待が高まっている。しかるに例えばＮｂ、Ｓｎを超
電導体とする高磁場超電導マグネットの製作に当たって
は、Ｃｕ−５ｎマトリツクス中にＮｂ芯を埋込んだ複合
体を加工後熱処理して、マトリックス中のＳｎとＮｂを
反応させてＮｂ、Ｓｎの超電導体を形成する訳であるが
、こうした熱処理は複合体を構成材料内に組込んだ後に
行なわれることが多い。しかるにこのときの熱処理温度
は通常６５０〜７５０℃であるので、上記構造材料とし
て極低温用オーステナイト系ステンレス鋼を使用した場
合には炭化物の粒界析出が非常に発生し易く、極低温条
件下では到底使用に耐えない。そこで超電導マグネット
の構造材料としては、５ＵＳ６６０の様な時効硬化型の
耐熱ステンレス鋼やＮｉ基耐熱合金等の所謂超合金を使
用するか、あるいはＮｂやＴｉを含有する５ＵＳ３２１
や５ＵＳ３４７に、予め炭素固定の為の安定化処理を施
した後、前記熱処理に付すといった対策が採られている
。
しかるに上記超合金の場合は、非常に高価な元素を含む
と共に、特殊な熱処理を必要とするので超合金の価格が
非常に高くなるという問題がある。又鋳造技術の困難さ
から製造可能なインゴットの重量が制限されるという問
題があり、さらに難削材であって加工性に欠けると共に
溶接が容易ではない等、種々の問題がある。一方５ＵＳ
３２１や５ＵＳ３４７に安定化処理を施して使用する場
合には、熱処理コストが加わるのでやはり材料が高くな
るという点が問題になると共に、加工履歴や溶接履歴の
異なる材料に常に最適の安定化処理を施すことは極めて
困難であり、熱処理によって期待する様な特性（低温靭
性等）を得ることは難しく、さらに強度が一般に低いと
いう問題がある。
と共に、特殊な熱処理を必要とするので超合金の価格が
非常に高くなるという問題がある。又鋳造技術の困難さ
から製造可能なインゴットの重量が制限されるという問
題があり、さらに難削材であって加工性に欠けると共に
溶接が容易ではない等、種々の問題がある。一方５ＵＳ
３２１や５ＵＳ３４７に安定化処理を施して使用する場
合には、熱処理コストが加わるのでやはり材料が高くな
るという点が問題になると共に、加工履歴や溶接履歴の
異なる材料に常に最適の安定化処理を施すことは極めて
困難であり、熱処理によって期待する様な特性（低温靭
性等）を得ることは難しく、さらに強度が一般に低いと
いう問題がある。
［発明が解決しようとする課題］
本発明はこうした事情に着目してなされたものであって
、高価な特殊成分の添加や事前の特別な熱処理を必要と
せず、しかも６００〜８００℃程度の再加熱があっても
極低温特性の殆んビ劣化しない即ち通常のオーステナイ
ト系ステンレス鋼と同等以上の耐力・破壊靭性値バラン
スを備えた、非磁性の極低温用オーステナイト系ステン
レス鋼を提供することを目的とするものである。
、高価な特殊成分の添加や事前の特別な熱処理を必要と
せず、しかも６００〜８００℃程度の再加熱があっても
極低温特性の殆んビ劣化しない即ち通常のオーステナイ
ト系ステンレス鋼と同等以上の耐力・破壊靭性値バラン
スを備えた、非磁性の極低温用オーステナイト系ステン
レス鋼を提供することを目的とするものである。
［課題を解決するための手段］
しかして上記目的を達成した本発明の極低温用非磁性オ
ーステナイト系ステンレス鋼は、Ｃ： ０．０５零（重
量％の意味、以下同じ）以下Ｍｎ：１〜１０％ Ｓ ｉ ： ０．５％以下 Ｐ ：０．０３％以下 Ｓ ：０．０１％以下 Ｃｒ：１３〜２０％ Ｎｉ：１０〜１５％ Ｎ ｂ ： ０．０２〜０．１０％ Ｎ二〇、１〜０．２５％ Ｍ ｏ ： １．５〜４．５％ Ｂ ： ０．００２〜０．００６％ 残部：Ｆｅ及び不可避不純物 からなる点に第１の要旨が存在し、さらに上記構成に加
えて Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｅから選択される１種以上：総和
で０．００１〜０．０１％ を含有する点に第２の要旨を有するものである。
ーステナイト系ステンレス鋼は、Ｃ： ０．０５零（重
量％の意味、以下同じ）以下Ｍｎ：１〜１０％ Ｓ ｉ ： ０．５％以下 Ｐ ：０．０３％以下 Ｓ ：０．０１％以下 Ｃｒ：１３〜２０％ Ｎｉ：１０〜１５％ Ｎ ｂ ： ０．０２〜０．１０％ Ｎ二〇、１〜０．２５％ Ｍ ｏ ： １．５〜４．５％ Ｂ ： ０．００２〜０．００６％ 残部：Ｆｅ及び不可避不純物 からなる点に第１の要旨が存在し、さらに上記構成に加
えて Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｅから選択される１種以上：総和
で０．００１〜０．０１％ を含有する点に第２の要旨を有するものである。
［作用］
本発明に係る極低温用オーステナイト系ステンレス鋼の
化学成分とその限定理由について説明する。
化学成分とその限定理由について説明する。
Ｃはオーステナイト安定化及び極低温における耐力向上
に有効な元素であるが、再加熱によって粒界炭化物を析
出し極低温下での靭性劣化の原因となるので０．０５％
以下、好ましくは０．０３％以下に抑えなければならな
い。尚再加熱による粒界炭化物の析出は再加熱温度が高
くなるほど起こり易くなる傾向にあり、再加熱温度が６
５０℃程度までであるならばＣ量を０．０５％以下に抑
えれば十分であるが、再加熱温度が７００℃程度あるい
はそれ以上になると考えられるときは、Ｃ量は０．０３
％以下に制限することが望ましい。
に有効な元素であるが、再加熱によって粒界炭化物を析
出し極低温下での靭性劣化の原因となるので０．０５％
以下、好ましくは０．０３％以下に抑えなければならな
い。尚再加熱による粒界炭化物の析出は再加熱温度が高
くなるほど起こり易くなる傾向にあり、再加熱温度が６
５０℃程度までであるならばＣ量を０．０５％以下に抑
えれば十分であるが、再加熱温度が７００℃程度あるい
はそれ以上になると考えられるときは、Ｃ量は０．０３
％以下に制限することが望ましい。
Ｍｎはオーステナイトを安定化すると共に窒素の固溶限
を増大させる効果があり、また熱間加工性を改善する効
果もあるが、必要以上に添加してもそれ以上効果は上が
らないので添加量を１〜１０％に規定した。
を増大させる効果があり、また熱間加工性を改善する効
果もあるが、必要以上に添加してもそれ以上効果は上が
らないので添加量を１〜１０％に規定した。
ＣｒはＮｉと共にオーステナイト系ステンレス鋼を形成
する上で不可欠な成分であるが、本発明の目的との関係
では再加熱時における高温粒界腐食を抑制する効果があ
り、且つ常温以下の温度域における耐錆性を高める作用
も有している。しかしながら必要以上に添加すると再加
熱時にσ相の析出を招き、靭性劣化を引き起こすので、
本発明ではＣｒ量を１３〜２０％と規定している。
する上で不可欠な成分であるが、本発明の目的との関係
では再加熱時における高温粒界腐食を抑制する効果があ
り、且つ常温以下の温度域における耐錆性を高める作用
も有している。しかしながら必要以上に添加すると再加
熱時にσ相の析出を招き、靭性劣化を引き起こすので、
本発明ではＣｒ量を１３〜２０％と規定している。
Ｎｉは極低温における延性及び靭性な向上させる効果を
有するが、必要以上に添加しても効果は上がらないので
本発明ではＮｉ量を１０〜２０％とした。又Ｎｉはオー
ステナイトを安定化させる上で不可欠な成分であり、そ
の効果はＮｉ当量として次式で表わすことができる。尚
本発明鋼においては再加熱による固溶窒素の減少は殆ど
無視できるが、固溶炭素は再加熱によって減少してしま
うので、実質的には下記（１）式の炭素の項が省略され
たＮｉ当量の式が有効となる。
有するが、必要以上に添加しても効果は上がらないので
本発明ではＮｉ量を１０〜２０％とした。又Ｎｉはオー
ステナイトを安定化させる上で不可欠な成分であり、そ
の効果はＮｉ当量として次式で表わすことができる。尚
本発明鋼においては再加熱による固溶窒素の減少は殆ど
無視できるが、固溶炭素は再加熱によって減少してしま
うので、実質的には下記（１）式の炭素の項が省略され
たＮｉ当量の式が有効となる。
Ｎｉ当量＝Ｎ ｉ ＋０．５ Ｍｎ＋３０Ｃ＋３ＯＮ−
（１）一方冷間における切削や曲げ等の加工によってα
°相を発生させると強磁性体への変化が見られるので超
電導マグネットの構造材等として使用する場合にはα°
相を生じない様な安定オーステナイトを得る為の条件が
必要となり、該条件としてＮｉ当量が下記（２）式を満
足する様に成分組成を調整することが望まれる。
（１）一方冷間における切削や曲げ等の加工によってα
°相を発生させると強磁性体への変化が見られるので超
電導マグネットの構造材等として使用する場合にはα°
相を生じない様な安定オーステナイトを得る為の条件が
必要となり、該条件としてＮｉ当量が下記（２）式を満
足する様に成分組成を調整することが望まれる。
Ｎｉ当量≧１８＋１Ｃｒ−ｔａｌ ・−（２）Ｎｂは
再加熱時に炭素をＮｂＣの微細析出物として固定し、ま
たＣｒをＮｂＣｒＮの微細析出物として固定する効果が
あり、この結果、粒界脆化の原因となっているＣｒ２５
Ｃａの粒界析出を抑制することができる。しかしながら
過剰に添加すると、析出物の大きさが粗大となり靭性は
却って劣化する。上記理由からＮｂ量は０．０２〜０．
１％とする必要がある。尚本発明におけるＮｂ量限定の
理由は、５ＵＳ３４７のようにＮｂ／Ｃを１０以上とし
て炭素を完全固定するというのではなく、微細に且つ均
一にＮｂＣとＮｂＣｒＮを析出させることによって、Ｃ
ｒとＮｂを固定しＣｒ、、Ｃ，の粒界析出量を抑えると
共に、多少のＣｒ２３Ｃａが存在していても（Ｎｂ／Ｃ
が１０以下でも）これをＮｂＣやＮｂＣｒＮの微細析出
がカバーし、機械的特性の低下を招くことがないという
知見に基づいている。
再加熱時に炭素をＮｂＣの微細析出物として固定し、ま
たＣｒをＮｂＣｒＮの微細析出物として固定する効果が
あり、この結果、粒界脆化の原因となっているＣｒ２５
Ｃａの粒界析出を抑制することができる。しかしながら
過剰に添加すると、析出物の大きさが粗大となり靭性は
却って劣化する。上記理由からＮｂ量は０．０２〜０．
１％とする必要がある。尚本発明におけるＮｂ量限定の
理由は、５ＵＳ３４７のようにＮｂ／Ｃを１０以上とし
て炭素を完全固定するというのではなく、微細に且つ均
一にＮｂＣとＮｂＣｒＮを析出させることによって、Ｃ
ｒとＮｂを固定しＣｒ、、Ｃ，の粒界析出量を抑えると
共に、多少のＣｒ２３Ｃａが存在していても（Ｎｂ／Ｃ
が１０以下でも）これをＮｂＣやＮｂＣｒＮの微細析出
がカバーし、機械的特性の低下を招くことがないという
知見に基づいている。
Ｎはオーステナイトを安定化させて、極低温における耐
力を著しく向上させる効果があるので本発明においては
高強度を確保する上で重要な成分である。又再加熱時に
は炭素が粒界に拡散してＣｒ、、Ｃ，を析出し易いが、
窒素は炭素と同じ侵入型元素であるので炭素と競合して
その拡散を抑制し、Ｃｒ、、Ｃ，の析出を防止する効果
がある。
力を著しく向上させる効果があるので本発明においては
高強度を確保する上で重要な成分である。又再加熱時に
は炭素が粒界に拡散してＣｒ、、Ｃ，を析出し易いが、
窒素は炭素と同じ侵入型元素であるので炭素と競合して
その拡散を抑制し、Ｃｒ、、Ｃ，の析出を防止する効果
がある。
しかしながら固溶限からいって０．２５％以上の添加は
困難であるのでＮ量は０．１〜０．２５％とした。
困難であるのでＮ量は０．１〜０．２５％とした。
Ｍｏは再加熱時の粒界への不純物の拡散を抑制して粒界
脆化を抑える効果があるが、過剰に添加すると逆にＭｏ
化合物が析出して粒界脆化をひきおこすのでその添加量
を１．５〜４．５％と規定した。尚Ｍｏ添加による粒界
脆化抑制効果は再加熱温度が高くなるほど大きくなる傾
向にあり、再加熱温度が７００℃程度あるいはそれ以上
であればＭＯ添加量は１．５％以上で十分であるが、再
加熱温度が６５０℃程度までの場合にはＭＯ添加量を２
．５％以上に増加させることが望ましい。一方ＭＯ化合
物の析出は再加熱温度が高くなるほど起こり易くなるの
で再加熱温度が７００℃程度あるいはそれ以上になれば
ＭＯ添加量を２．５％以下にとどめておくことが望まし
く、他方再加熱温度が６５０℃程度までの場合であって
も４．５％以下にはとどめる必要がある。
脆化を抑える効果があるが、過剰に添加すると逆にＭｏ
化合物が析出して粒界脆化をひきおこすのでその添加量
を１．５〜４．５％と規定した。尚Ｍｏ添加による粒界
脆化抑制効果は再加熱温度が高くなるほど大きくなる傾
向にあり、再加熱温度が７００℃程度あるいはそれ以上
であればＭＯ添加量は１．５％以上で十分であるが、再
加熱温度が６５０℃程度までの場合にはＭＯ添加量を２
．５％以上に増加させることが望ましい。一方ＭＯ化合
物の析出は再加熱温度が高くなるほど起こり易くなるの
で再加熱温度が７００℃程度あるいはそれ以上になれば
ＭＯ添加量を２．５％以下にとどめておくことが望まし
く、他方再加熱温度が６５０℃程度までの場合であって
も４．５％以下にはとどめる必要がある。
Ｂは粒界に優先的に偏析し易い元素であり、溶体化状態
においてはＢの偏析によって極低温靭性が劣化するが、
長時間の再加熱に対しては炭化物の粒界への析出を防止
する効果を発揮する。上記効果を得るには０．００２％
以上の添加が必要であるが、過剰の添加は溶体化状態に
おける極低温靭性の低下という悪影響が大きくなると共
に熱間加工性も劣化するのでｏ、ｏｏａ％以下に制限す
る必要がある。
においてはＢの偏析によって極低温靭性が劣化するが、
長時間の再加熱に対しては炭化物の粒界への析出を防止
する効果を発揮する。上記効果を得るには０．００２％
以上の添加が必要であるが、過剰の添加は溶体化状態に
おける極低温靭性の低下という悪影響が大きくなると共
に熱間加工性も劣化するのでｏ、ｏｏａ％以下に制限す
る必要がある。
Ｓｔは製鋼時の脱酸成分として必要であるが、再加熱時
には靭性劣化を促進させる成分となるので添加量は必要
最小限にとどめる必要がある。こうした理由からＳｉ量
は０．５％以下に抑えなければならない、ＰはＳｔと同
じく再加熱時の靭性劣化を促進するので少なければ少な
い方がよい成分であり、本発明では０．０３％以下に制
限することとした。
には靭性劣化を促進させる成分となるので添加量は必要
最小限にとどめる必要がある。こうした理由からＳｉ量
は０．５％以下に抑えなければならない、ＰはＳｔと同
じく再加熱時の靭性劣化を促進するので少なければ少な
い方がよい成分であり、本発明では０．０３％以下に制
限することとした。
Ｓは硫化物を形成して極低温靭性を低下させると共に再
加熱時の靭性劣化を促進させる成分であり、且つ熱間加
工性も劣化させるので含有量をできるだけ制限すること
が望ましく、こうした理由からＳ量は０．０１％以下に
抑えなければならない。
加熱時の靭性劣化を促進させる成分であり、且つ熱間加
工性も劣化させるので含有量をできるだけ制限すること
が望ましく、こうした理由からＳ量は０．０１％以下に
抑えなければならない。
以上の成分組成に加えて、必要によりＣａ。
Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｅのうちから選択される一種以上の元素
を総和で０．００１％以上添加すると、靭性を一層改善
することができる。即ちこれらの元素は脱酸作用及び脱
硫作用を有し製鋼時に介在物を除去する効果があるので
、清浄化の結果として靭性を改善する。添加量が０．０
０１％未満では効果がないが、過剰に添加すると熱間加
工性を劣化させるので総量で０．０１％以下にとどめて
おく必要がある。
を総和で０．００１％以上添加すると、靭性を一層改善
することができる。即ちこれらの元素は脱酸作用及び脱
硫作用を有し製鋼時に介在物を除去する効果があるので
、清浄化の結果として靭性を改善する。添加量が０．０
０１％未満では効果がないが、過剰に添加すると熱間加
工性を劣化させるので総量で０．０１％以下にとどめて
おく必要がある。
［実施例］
実施例１
第１表に示す成分組成の鋼を、熱間圧延によって厚さ２
８ｍｍの鋼板に加工した後、１０５０〜１１００℃で溶
体化処理を施した。次いで７００℃で７５時間再加熱処
理した後、−２６９℃の温度下で引張試験及び破壊靭性
試験を実施して特性を評価したところ第２表に示す結果
が得られた。
８ｍｍの鋼板に加工した後、１０５０〜１１００℃で溶
体化処理を施した。次いで７００℃で７５時間再加熱処
理した後、−２６９℃の温度下で引張試験及び破壊靭性
試験を実施して特性を評価したところ第２表に示す結果
が得られた。
又破壊靭性試験片の破面についてその形態を走査型電子
顕微鏡で観察した結果及び透磁率測定結果を第２表に併
せて示した。
顕微鏡で観察した結果及び透磁率測定結果を第２表に併
せて示した。
宰Ｉ Ｃａ：０．００８％含有
第 １
表
σＯ
Ｃａ
ｏ、ｏｏａ％含有
第
表
第１．２表に示した様に、実施例＠Ａ−Ｆは再加熱後も
一２６９℃における耐力が１１００ＭＰａ以上、破壊靭
性値が１５０ＭＰａ５以上と高い値を示すことが確認さ
れた。また破面の透磁率も良好で加工後にも安定して非
磁性を示すことが認められた。
一２６９℃における耐力が１１００ＭＰａ以上、破壊靭
性値が１５０ＭＰａ５以上と高い値を示すことが確認さ
れた。また破面の透磁率も良好で加工後にも安定して非
磁性を示すことが認められた。
これに対し比較例鋼Ｇは、Ｍｏ、Ｂの含まれない例であ
り引張特性は良好であるが破壊靭性値は１５０ＭＰａ５
以下で粒界破壊を示した。比較例鋼Ｈは５ＵＳ３０４に
近い鋼であり、比較例鋼Ｉは５ＵＳ３１６Ｌに近い鋼で
あるが、耐力が低く且つ破壊靭性値も低い値を示した。
り引張特性は良好であるが破壊靭性値は１５０ＭＰａ５
以下で粒界破壊を示した。比較例鋼Ｈは５ＵＳ３０４に
近い鋼であり、比較例鋼Ｉは５ＵＳ３１６Ｌに近い鋼で
あるが、耐力が低く且つ破壊靭性値も低い値を示した。
比較例鋼Ｊは５ＵＳ３４７に相当する鋼で耐力は低いが
、Ｎｂ添加効果が発揮されて部分的に粒内破面を示して
おり、破壊靭性値も比較例ｆｉＨ，Ｉに比べると高い値
を示している。しかしながらＭｏ、Ｂを含まず、Ｃ，Ｎ
ｂが過剰である等、成分組成が適正でないので実施例に
比べると耐力及び破壊靭性値が劣っており、しかも安定
した非磁性状態を示していない。
、Ｎｂ添加効果が発揮されて部分的に粒内破面を示して
おり、破壊靭性値も比較例ｆｉＨ，Ｉに比べると高い値
を示している。しかしながらＭｏ、Ｂを含まず、Ｃ，Ｎ
ｂが過剰である等、成分組成が適正でないので実施例に
比べると耐力及び破壊靭性値が劣っており、しかも安定
した非磁性状態を示していない。
実施例２
第３表に示す成分組成の鋼を、実施例１と同様に処理し
て諸特性を測定したところ第４表に示す結果が得られた
。尚溶体化処理は１１００℃で１時間とし、再加熱処理
は６５０℃で７５時間実施した。
て諸特性を測定したところ第４表に示す結果が得られた
。尚溶体化処理は１１００℃で１時間とし、再加熱処理
は６５０℃で７５時間実施した。
第 ３ 表
σＯ
Ｃａ ： ０．００８％含有
第
表
富２
Ｃａ ： ０．００８％含有
裏３
環体化処理のまま
第３．４表に示す様に、実施例鋼に〜Ｐは再加熱後も一
２６９℃における耐力が１１００ＭＰａ以上、破壊靭性
値が２００ＭＰａＪ″″ＦｉＶ以上と高い値を示した。
２６９℃における耐力が１１００ＭＰａ以上、破壊靭性
値が２００ＭＰａＪ″″ＦｉＶ以上と高い値を示した。
６５０℃で再加熱した鋼は溶体化だけの鋼（試料に参３
）よりも高い破壊靭性値を示した。
）よりも高い破壊靭性値を示した。
［発明の効果］
本発明は以上の様に構成されており、溶体化処理後に再
加熱されることがあっても極低温環境において優れた延
性及び破壊靭性を示すオーステナイト系ステンレス鋼を
得ることができた。しかも高価な成分の添加や再加熱前
に特別な熱処理を施す必要がないので目的とするステン
レス鋼を経済的に得ることができる。かくしてＮｂ３Ｓ
ｎ等の超電導体生成熱処理にも耐える極低温用非磁性オ
ーステナイト系ステンレス鋼を経済的に提供することが
できた。
加熱されることがあっても極低温環境において優れた延
性及び破壊靭性を示すオーステナイト系ステンレス鋼を
得ることができた。しかも高価な成分の添加や再加熱前
に特別な熱処理を施す必要がないので目的とするステン
レス鋼を経済的に得ることができる。かくしてＮｂ３Ｓ
ｎ等の超電導体生成熱処理にも耐える極低温用非磁性オ
ーステナイト系ステンレス鋼を経済的に提供することが
できた。
Claims (2)
- （１）Ｃ：０．０５％（重量％の意味、以下同じ）以下 Ｍｎ：１〜１０％ Ｓｉ：０．５％以下 Ｐ：０．０３％以下 Ｓ：０．０１％以下 Ｃｒ：１３〜２０％ Ｎｉ：１０〜１５％ Ｎｂ：０．０２〜０．１０％ Ｎ：０．１〜 ０．２５％ Ｍｏ：１．５〜４．５％ Ｂ：０．００２〜０．００６％ 残部：Ｆｅ及び不可避不純物 からなることを特徴とする耐再加熱特性に優れた極低温
用非磁性オーステナイト系ステンレス鋼。 - （２）Ｃ：０．０５％ Ｍｎ：１〜１０％ Ｓｉ：０．５％以下 Ｐ：０．０３％以下 Ｓ：０．０１％以下 Ｃｒ：１３〜２０％ Ｎｉ：１０〜１５％ Ｎｂ：０．０２〜０．１０％ Ｎ：０．１〜０．２５％ Ｍｏ：１．５〜４．５％ Ｂ：０．００２〜０．００６％ Ｃａ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｃｅから選択される１ 種以上：総和で０．００１〜０．０１％ 残部：Ｆｅ及び不可避不純物 からなることを特徴とする耐再加熱特性に優れた極低温
用非磁性オーステナイト系ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20859988A JPH0765143B2 (ja) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | 耐再加熱特性に優れた極低温用非磁性オーステナイト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20859988A JPH0765143B2 (ja) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | 耐再加熱特性に優れた極低温用非磁性オーステナイト系ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0257668A true JPH0257668A (ja) | 1990-02-27 |
| JPH0765143B2 JPH0765143B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=16558874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20859988A Expired - Lifetime JPH0765143B2 (ja) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | 耐再加熱特性に優れた極低温用非磁性オーステナイト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0765143B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0812927A2 (de) * | 1996-06-14 | 1997-12-17 | BÖHLER Edelstahl GmbH | Amagnetische, korrosionsbeständige Legierung für geschweisste Bauteile und daraus gefertigte Bauteile zum Einsatz bei kryogener Temperatur |
| JP2007270357A (ja) * | 2007-07-13 | 2007-10-18 | Jfe Steel Kk | Ｓｕｓ３０１のバネ用オーステナイト系ステンレス鋼 |
| WO2008007572A1 (fr) | 2006-07-13 | 2008-01-17 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | PLAQUE EN ACIER INOXYDABLE EN AUSTÉNITE ROULÉE AYANT UNE ÉPAISSEUR SUPÉRIEURE OU ÉGALE À 100 mm ET PROCÉDÉ DE PRODUCTION DE CELLE-CI |
| EP4279628A1 (en) * | 2022-05-10 | 2023-11-22 | Daido Steel Co., Ltd. | Non-magnetic austenitic stainless steel material and production method therefor |
| WO2024009897A1 (ja) * | 2022-07-04 | 2024-01-11 | 日鉄ステンレス株式会社 | タンク用熱間圧延鋼材及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-08-22 JP JP20859988A patent/JPH0765143B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0812927A2 (de) * | 1996-06-14 | 1997-12-17 | BÖHLER Edelstahl GmbH | Amagnetische, korrosionsbeständige Legierung für geschweisste Bauteile und daraus gefertigte Bauteile zum Einsatz bei kryogener Temperatur |
| EP0812927A3 (de) * | 1996-06-14 | 1998-03-25 | BÖHLER Edelstahl GmbH | Amagnetische, korrosionsbeständige Legierung für geschweisste Bauteile und daraus gefertigte Bauteile zum Einsatz bei kryogener Temperatur |
| WO2008007572A1 (fr) | 2006-07-13 | 2008-01-17 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | PLAQUE EN ACIER INOXYDABLE EN AUSTÉNITE ROULÉE AYANT UNE ÉPAISSEUR SUPÉRIEURE OU ÉGALE À 100 mm ET PROCÉDÉ DE PRODUCTION DE CELLE-CI |
| JP2007270357A (ja) * | 2007-07-13 | 2007-10-18 | Jfe Steel Kk | Ｓｕｓ３０１のバネ用オーステナイト系ステンレス鋼 |
| EP4279628A1 (en) * | 2022-05-10 | 2023-11-22 | Daido Steel Co., Ltd. | Non-magnetic austenitic stainless steel material and production method therefor |
| WO2024009897A1 (ja) * | 2022-07-04 | 2024-01-11 | 日鉄ステンレス株式会社 | タンク用熱間圧延鋼材及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0765143B2 (ja) | 1995-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5729827B2 (ja) | 高耐力非磁性鋼 | |
| Fritz | Heat treating of austenitic and duplex stainless steels | |
| JPH0257668A (ja) | 耐再加熱特性に優れた極低温用非磁性オーステナイト系ステンレス鋼 | |
| JP3169977B2 (ja) | ▲高▼強度非磁性ステンレス鋼 | |
| JPS6145697B2 (ja) | ||
| JP2007262582A (ja) | 超伝導磁石構成部材 | |
| JP3296509B2 (ja) | 強靱高炭素セメンタイト系合金鋳鉄 | |
| JP3182995B2 (ja) | 耐応力腐食割れ性および機械的性質の優れた高Ｍｎ非磁性鋼 | |
| JP7475181B2 (ja) | フェライト系ステンレス鋼 | |
| KR102277730B1 (ko) | 열간가공성 및 인장 특성이 우수한 보론 함유 스테인리스강 및 그 제조 방법 | |
| JPH0215148A (ja) | 耐食性に優れた高Ｍｎ非磁性鋼 | |
| JPH0579727B2 (ja) | ||
| JPH07107187B2 (ja) | 応力腐食割れ感受性の小さい高Ｍｎ非磁性鋼 | |
| JPH06212358A (ja) | 非磁性ｐｃ鋼線およびその製造方法 | |
| JP2001040456A (ja) | 冷鍛性、耐摩耗性に優れた電磁材料 | |
| KR100215727B1 (ko) | 시그마상 형성이 억제된 고내식성 듀플렉스 스테인리스강 | |
| JP2015004125A (ja) | 析出硬化型Ｆｅ−Ｎｉ合金 | |
| JP3676477B2 (ja) | 複合磁性部材およびその製造方法 | |
| JPS62136557A (ja) | 耐銹性を有する高強度非磁性鋼 | |
| JP3864600B2 (ja) | 極低温用高Ｍｎ非磁性鋼板の製造方法 | |
| JPH02205631A (ja) | Ｎｂ↓３Ｓｎ生成熱処理後の極低温特性に優れた高Ｍｎ非磁性鋼の製造方法 | |
| JPH0629459B2 (ja) | Ｎｂ▲下３▼Ｓｎ生成熱処理後の極低温特性に優れたオ−ステナイト系ステンレス鋼の製造方法 | |
| JP2955438B2 (ja) | 超電導材コンジット用ステンレス鋼 | |
| JPH07109549A (ja) | 耐海水用オーステナイト系ステンレス鋼 | |
| JPS6369949A (ja) | 熱間加工性を改善した比磁性オ−ステナイト系ステンレス鋼 |