JPH0310017A - 低耐力オーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents

低耐力オーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法

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JPH0310017A
JPH0310017A JP14211289A JP14211289A JPH0310017A JP H0310017 A JPH0310017 A JP H0310017A JP 14211289 A JP14211289 A JP 14211289A JP 14211289 A JP14211289 A JP 14211289A JP H0310017 A JPH0310017 A JP H0310017A
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中澤 崇徳
Masayuki Tento
雅之 天藤
Hidetaka Kimura
英隆 木村
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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) 本発明は引張耐力の低いオーステナイト系ステンレス鋼
板の製造方法に関するものである。
(従来の技術) オーステナイト系ステンレス鋼はそのすぐれた耐食性、
加工性あるいは溶接性のため、化学プラント、建築、耐
久消費材等に広く使用される。
オーステナイト系ステンレス鋼は一般に低耐力で降伏比
が低く、かつ塑性領域が大きいためすぐれた成形性を有
する。このためオーステナイト系ステンレス鋼では製品
の寸法精度、美観あるいは耐食性の点から冷間加工が広
く用いられる。
しかしながら、板厚が大きくなるにともない変形抵抗が
増加するため、成形加工装置の能力の点から冷間加工が
困難になる。このような場合には材料温度を高めること
により変形抵抗を低下させる、いわゆる熱間加工法が適
用される。
しかし材料を高温に加熱することは、炭化物の析出等の
組織変化を引き起こすことになり、耐食性の劣化等の問
題を生じる。
なお、鋼材の変形抵抗を低下させるため、炭素あるいは
窒素量を低減した鋼種が開発されている(特公昭55−
2485号公報)。しかし引張耐力の低下幅は小さく、
十分な冷間加工性をもたらすものではない。
(発明が解決しようとする課題) このように従来鋼のオーステナイト系ステンレス鋼は、
降伏比が低いため冷間加工に適している。
しかしζ板厚が増加するに止もない変形抵抗が大きくな
り、熱間加工が必要になる。この熱間加工は炭化物の粒
界析出を引き起こし、耐粒界腐食性を低下させる等の材
質上の問題点をかかえている。
このため熱間加工後に再び溶体化熱処理を施す場合もあ
る。
さらに熱間加工では材料を加熱するため、冷間加工に比
べ加工・工程が複雑で、また設備も大規模なものとなる
。このような問題点を解決するためオーステナイト系ス
テンレス鋼の引張耐力を低下させる試みがなされている
すなわち、オーステナイト系ステンレス鋼の主要強化元
素である炭素及び窒素量を低下させること、及び結晶粒
の粗大化による耐力の低下である。
しかし現在到達している耐力レベルは約16kgf/−
であり、上記の課題を解決する上では、まだ不十分なも
のである。
本発明者らはオーステナイト系ステンレス鋼の引張耐力
を支配する因子について、系統的な調査を行い、上記の
炭素、窒素および結晶粒度の他に材料の歪が重要な役割
を果たしていることを突き止めた。そして、この歪は溶
体化熱処理後の急冷時に生じる材料内部の温度勾配によ
り発生することを明らかにした。
この冷却による歪を発生させないための冷却方法につい
て検討し、板厚の関数として与えられる臨界冷却速度以
下の冷却速度であれば、耐力の上昇が生じないことを知
見した。
(課題を解決するための手段) 本発明は以上のような知見に基づいてなされたものであ
ってその要旨とする所は、重量%でC0.020%以下
、N 0.02%以下、P 0.050%以下に制限し
、またはこれにさらにTioJ%以下、Nb0.3%以
下のいずれかあるいは双方を含有するオーステナイト系
ステンレス鋼板の溶体化熱処理後あるいは再結晶温度以
上での熱間圧延後の900℃から200℃の間の平均冷
却速度を、次式で与えられる臨界冷却速度以下とする低
耐カステンレス鋼板の製造方法にある。
臨界冷却速度(’C/ 5ee) −10/板厚(am
)以下に本発明の詳細な説明する。
(作  用) 先ず本発明の成分系において、Cは侵入型の原子のため
少量でも強度を高め、さらに高温で粒界にC「炭化物を
析出し耐粒界腐食性を損なう元素でもある。このような
観点からCjSを0.020%以下と定めたが、とくに
低耐力あるいは耐粒界腐食性が要求される場合はo、o
to%以下とすることが望ましい。
NはCと同じく侵入型の原子のため少量でも強度を高め
るため制限する必要がある元素である。
なお、NはCに比べ溶解度が大きいため、Cr窒化物に
よる耐粒界腐食性の劣化は考えなくてよい。
このような観点からNff1を0.020%以下と定め
たが、特に低耐力が要求される場合は0.010%以下
とすることが望ましい。
PはFe、Cr、Ni等に比べ原子半径が小さいため、
比較的少量でも強化作用がある元素である。またPは溶
接性および熱間加工性を著しく損なうことから制限する
必要のある元素である。したがって、Pffiを0.0
50%以下とした。
なお、本発明は以上の成分の制限以外は、常温でオース
テナイト組織を維持できる化学成分を有するステンレス
鋼であることを前提とするものである。
以上が本発明における基本成分系であるが、本発明にお
いてはさらに低耐力化及び耐粒界腐食性を高めるため、
T1あるいはNbを所定の範囲で含有せしめることが有
効である。TIはC及びNをそれぞれ炭化物及び窒化物
として固定する作用の強い元素であるため、添加するこ
とによりC及びNの固溶強化作用を低下させることがで
きる。
また、同時にCr炭化物の析出も抑制されるため耐粒界
腐食性も改筈できる。しかし、0.3%を超えて添加す
ると熱間加工性を損なうため、含有量を0.3%以下と
した。NbもTlと同様の役割を果たす元素であるが、
0.3%を超えて添加すると熱間加工性を損なうため、
含有量を0.3%以下とした。
次に、上記のような化学成分の鋼を製造する過程におい
て、最終製品の溶体化熱処理を行う必要があるが、JI
S−G−4304,4305等により溶体化保持温度か
ら急冷することが要求されている。これは冷却中にCr
炭化物が粒界に析出し、耐粒界腐食性の低下を防止する
ための規定である。一方、材料を急冷することにより材
料内部に温度差を生じるため、いわゆる熱応力が発生す
る。
この熱応力が耐力を超える場合には材料に塑性歪が残留
し、いわゆる加工硬化が生じ、結果として材料の耐力が
上昇することになる。そこで本発明者らは次のような実
験を行った。
先ず0.015%C−0,032%P−11%Ni−1
8%Cr−0,018%N鋼の板厚・110ll1の鋼
板について、耐力におよぼす冷却速度の影響を調査した
。冷却速度としては900℃から200℃の間の平均値
をとり、耐力との関係を第1図に示した。
通常行われている急冷処理である水冷処理は略100℃
/seeであるが、この条件では約21kgf/−の耐
力を示す。冷却速度が遅(なるにともない、耐力は低下
し約1℃/seeの条件で耐力は10kgf/a+Jと
なり飽和する。この飽和した耐力を飽和低耐力と呼ぶこ
とにする。
冷却にともなう歪は材料内部の温度差によるものである
ため、鋼板の厚みにより変化する。このため板厚の影響
を調査した。
供試材は先の実験と同一のもので、板厚をIIQLlか
ら100鰭まで変化させ、冷却速度と耐力の関係を求め
た。その結果を、飽和低耐力・lOkgf/−を達成す
るための冷却速度(臨界冷却速度とする。)と板厚の関
係として第2図に示した。
図から明らかなように、板厚の増加とともに臨界冷却速
度は小さくなり、板厚100mmでは約0.1’C/s
ee以下にする必要がある。なお、この実験結果から臨
界冷却速度(CCR)は板厚(1)との間に次式の関係
があることが判明した。
CCR(’C/5ee)−10/ t  (龍)(■)
なお、他の成分系についても同様の調査を行い、飽和低
耐力を達成するための冷却速度が式(1)で表されるこ
とを確認した。したがって、飽和低耐力を達成するため
には、最終の溶体化熱処理後の冷却速度を上記の式(1
)で表される臨界冷却速度・CCR以下にする必要があ
る。
なお、熱間圧延で再結晶温度以上で圧延が終了する場合
は、圧延後の冷却速度を式(1)の臨界冷却速度以下に
することにより、低耐力を達成できることはその原理か
ら当然のことである。
以上の如き成分組成を有する本発明鋼は、各種電気炉等
による製鋼を行った後、通常の造塊あるいは連続鋳造に
より鋼塊あるいは鋼片とし、ついで圧延あるいは鍛造に
より各種形状の鋼材とし、所定の溶体化熱処理あるいは
熱間圧延後所定の冷却条件を施して使用に供されるもの
である。
(実 施 例) 第1表に本発明鋼と比較鋼の化学成分を示す。
第2表は第1表の鋼材について実施した熱間圧延後の冷
却速度あるいは溶体化処理後の冷却速度を示したもので
ある。
第3表は第2表の鋼についての室温での引張耐力及び粒
界腐食試験結果を示したものである。
この特性調査結果から明らかなように、本発明鋼は比較
鋼に比べ耐力が低く、また冷却速度が遅いにもかかわら
ず耐粒界腐食性がすぐれたものである。
9.1 10.4 11.2 表 粒界腐食発生せず 粒界腐食発生せず 粒界腐食発生せず (発明の効果) 以上述べた如く本発明鋼は、耐粒界腐食性を備えた低耐
力材料となっており、容易に冷間加工が行える材料とし
て工業的に極めて有効なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は室温の引張耐力に及ぼす冷却速度の影響を示す
図表、第2図は臨界冷却速度と板厚の関係を示す図表で
ある。 11.2 9.8 10.6 粒界腐食発生せず 粒界腐食発生せず 粒界腐食発生せず

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、重量%でC0.020%以下、N0.02%以下、
    P0.050%以下に制限したオーステナイト系ステン
    レス鋼板の溶体化熱処理後、もしくは再結晶温度以上で
    熱間圧延を終了した後の900℃から200℃の間の平
    均冷却速度を、次式に示す臨界冷却速度以下とすること
    を特徴とする低耐力オーステナイト系ステンレス鋼板の
    製造方法。 臨界冷却速度(℃/sec)=10/板厚(mm)2、
    重量%でTi0.3%以下、Nb0.3%以下のいずれ
    かあるいは双方を含有する請求項1記載の低耐力オース
    テナイト系ステンレス鋼板の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100340499B1 (ko) * 1997-09-24 2002-11-16 주식회사 포스코 티타늄첨가오스테나이트계스테인레스열연강판의열처리방법
US8713913B2 (en) 2009-10-16 2014-05-06 Daimler Ag Method for operating a particle filter

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JPS5177523A (ja) * 1974-12-27 1976-07-05 Kawasaki Steel Co Oosutenaitokeisutenresukonetsuenkotaino seizohoho
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JPS62267419A (ja) * 1986-05-13 1987-11-20 Kawasaki Steel Corp オ−ステナイト系ステンレス厚鋼板の製造方法

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