JPH0387336A

JPH0387336A - 高級洋食器用非磁性オーステナイト系ステンレス鋼

Info

Publication number: JPH0387336A
Application number: JP22156589A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Nishikawa; 西川　貴文; Takayuki Ebiko; 蛯子　貴幸; Koji Takabe; 高部　剛二
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1991-04-12
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: JP2714987B2

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、高級洋食器用材として用いられる軽加工用の
非磁性オーステナイト系ステンレス鋼に関する。

〔従来技術とその問題点〕

オーステナイト系ステンレス鋼は、高強度、耐食性およ
び透磁率が低いという性質から、フェライト系ステンレ
ス鋼では満足されない用途に用いられる。この用途のう
ち電子部品テレビブラウン管の電子銃部品は、深絞りに
おいて冷間加工率８０％の加工率と透磁率μｍ、Ｏ２以
下が要求される。このためオーステナイトを安定化する
Ｎｉを１０〜１３％含有する５Ｏ３３０５でも加工によ
る加工誘起マルテンサイトにより磁性を生じ、加工のま
までは満足されない。この問題に関して、５ＵＳ３０５
をベースにしてオーステナイト安定化元素の影響につい
て、「非磁性深絞り用オーステナイト系ステンレス鋼Ｎ
ＳＳ３０５ＭＩＪ　（日新製鋼技報ＮＱ３６ｐ８６〜９
１（１９７７））の研究がある。

従来洋食器材料としては、耐食性、装飾性の面からステ
ンレス鋼が多く用いられてきた。洋食器例えばスプーン
、フォーク類の加工は、比較的単純な打抜き、曲げ、冷
延などで約５０％の冷間加工が加えられ、高級洋食器に
求められる非磁性の程度は、上記のような高級非磁性鋼
に求められる透磁率μｍ、０２以下ではなく、弱磁性あ
るいは軟磁性と呼ばれる領域に近い透磁率μｍ、０６以
下である。

しかし、Ｎｉを８．ＯＯ〜１１．００％含有する５ＵＳ
３０４でも、加工によって加工誘起マルテンサイトのた
め加工のままでは満足されず、加工後に焼鈍処理を行わ
ねばならず、それに付随してスケール除去のための酸洗
処理と表面仕上の工程が必要となる。このため高価なＮ
ｉの含有量が少なく、しかも加工による磁性の増加が小
さくて、加工後の後処理を必要としない前工程、省コス
トの高級洋食器用非磁性オーステナイト鋼が望まれる。

本発明は、焼鈍状態から５０％の冷間加工を施した際、
透磁率μが１．０２〜１．０６を満足する前工程。

省コストの高級洋食器用非磁性オーステナイト鋼を開発
することを目的とする。

〔問題解決に関する知見〕

本発明は、高級洋食器用非磁性オーステナイト系ステン
レス鋼の前工程、省コストを課題とし、課題解決に関し
鋭意研究を行った。その結果５ＵＳ３０４をベースとし
、Ｎｉ含有量を８．００〜９．００％に限定し、オース
テナイト安定化元素ＣｕおよびＭｎの含有量をそれぞれ
３．０〜４．０％および０．７０〜２．００％添加する
組成設計を行った結果、前記日新製鋼技報Ｎ１１３６（
１９７７）　ｐ　７０に開示される式Ｒ＝−２３２，９
＋１９７．２（％Ｃ）＋８．０（％Ｍｎ）＋１２．８（
％Ｎｉ）＋５．７（％Ｃｒ）＋　１５８．７（％Ｎ）＋
９．０（％Ｃｕ）で定義されるＲ値と５０％冷間加工を
加えたときの透磁率μの関係が、Ｒ値が３０未満では透
磁率が非磁性範囲μ≦１．０６より大きくなり、４０を
こえると高級非磁性鋼と同じくμ≦１．０２の範囲にな
り、Ｒ値を３０〜４０の範囲に管理することにより５０
％冷間加工しても目的とする透磁率μｍ、０２〜１．０
６が得られることを知見した。

〔発明の構成〕

本発明は、Ｃ：　０．０３〜０．０８％Ｓｉ：５１．００％Ｍｎ　：　０．７０〜２．００％Ｐ：≦０．０４０％Ｓ　：５０．０３０％Ｎｉ　：　８．００〜９．００％Ｃｒ　：　１８．０〜１９．０％Ｃｕ　：　３，０−４．０％Ｎ：５０．０６％を含有し、残部がＦｅと不可避的不純物がらなり、かつ
次式によって計算されるＲ値が３０〜４ｏのｌｉ！囲に
あるように組成を調整された５０％冷間加工後の透磁率
μが１．０２〜１．０６を示すことを特徴とする。１″
五級洋食器用非磁性オーステナイト系ステンレス鋼を提
供する。

Ｒ＝　−２３２，９＋　１９７．２（％Ｃ）＋８．０（
％Ｍｎ）＋１２．８（％Ｎｉ）＋５．７（％Ｃｒ）　＋
　１５８．７（％Ｎ）＋９．０（％Ｃｕ）次に１本発明
において鋼の組成の限定理由を述べる。

ＣＴＣは鋼材の硬度を上げるので、加工性の而では低Ｃ
の方が望ましいが、強力なオーステナイト生成元素であ
り、その低減はオーステナイト相の安定性を低下し鋼中
のδフェライトと加工誘起マルテンサイトの生成をうな
がす。本発明では、特に高い加工性を要求される用途で
はないので、Ｃの含有量を工業的に安易に製造可能な０
．０３〜０．０８％の範囲とした。

Ｓｉ　：　Ｓｉは、強力な脱酸剤であり、加工性に有害
な酸素を除去するのに有効であるが、オーステナイト相
の安定性に関しては、含有量が多過ぎると、δフェライ
トが生成しやすくなり、マイナス面に働く。また、熱間
加工性も損なうなどの弊害が多いため、５１．００％と
した。

Ｍｎ　：　Ｍｎは、オーステナイト相を安定にする元素
であり、計を含有することにより高価なＮｉの含有値を
下げることができるほか、鋼材の加工性向上にも寄与す
る。また、　Ｃｕ含有鋼では、熱間加工時の延性低下を
おぎなってやることができるが、−方、ステンレス鋼に
とって、もつとも重要な耐食性、耐酸化性をそこない、
含有量が多くなると加工硬化性が大きくなるなどの欠点
も生じるので、０６７０〜２．００％の範囲で含有させ
ることとした。

Ｐ：Ｐは、鋼材に対して有害であり、　５０．０４０％
の値とした。

Ｓ：ＳもＰと同様有害な元素であるが、通常硫化物とし
て固定されているので、５０．０３０％の含有を許容し
た。

Ｎｉ　：　Ｎｉは、オーステナイト相の安定性を向上さ
せ、非磁性を保つオーステナイト系ステンレス鋼の基本
的な元素である。また、Ｎｉは圧造性に有効な元素であ
るが、資源的、経済的な理由、及び他の成分とのバラン
スから、８．００〜９．００％の範囲とした。

Ｃｒ　：　Ｃ’ｒは、ステンレス鋼の耐食性を保障する
基本的な元素であり、耐食性、耐錆性の面から１７％以
上の含有が必要である。しかし、フェライト生成元素で
あるため、多量に含有されるとオーステナイト相の安定
性を悪くし、δフェライトの発生をうながして非磁性を
低下させるなどの点から、その含有量には限界があり、
本発明では１８．０〜１９．０％の範囲とした。

Ｃｕ　：　Ｎｉと同様にオーステナイト相を安定にし加
工誘起マルテンサイトの発生を抑制するのに役立つが、
同時に誘起されるマルテンサイトの強度を高め、加工硬
化特性を強化する。また、多量に含有すると鋼材の熱間
加工性を低下させるので、その面からも含有量に限界が
あり、３．０〜４．０％の範囲に限定する。

Ｎ：Ｎは、強力なオーステナイト生成元素であり、加工
誘起マルテンサイトの生成を抑制するので非磁性の面で
有効な元素である。ただし、あまり含有量が多くなると
変形抵抗が高くなり加工性の面から問題となるので、２
０．０６％に設定した。

なお、組成範囲は以上のように設定したが、本発明では
、各成分元素がオーステナイト相の安定性に与える影響
と、加工によって発生する磁性の関係を把握し、製品に
加工後の透磁率を非磁性の範囲に管理するために前記の
Ｒ値を用いた。目標とする透磁率の範囲がμｍ、０２〜
１．０６であるため。

Ｒ値は、それに対応するＲ＝３０〜４０の範囲とした９
〔発明の具体的開示〕次に本発明を具体的に説明する。

オーステナイト系ステンレス鋼の磁性を左右する要因に
は、（１）Ｉ中のδフエライト量、及び（２）加工誘起
マルテンサイト量の２つがある。

（１）の鋼中のδフエライト量は、鋼の組成と製造条件
により変化し、一般にオーステナイト相が安定な組成は
ど析出しにくいことがわかっている。

δフェライトは、母材のオーステナイト相が常磁性体（
非磁性体）であるのに対し、強磁性体であるため、鋼中
のδフエライト存在量が多くなると非磁性の性質が失わ
れる。

（２）の加工誘起マルテンサイト量は、鋼材の組成と加
工量により変化する量である。通常、δフェライトが存
在せず、焼鈍された状態にあるオーステナイト系ステン
レス鋼は非磁性であるが、加工により磁性を誘起する。

これは、オーステナイト系ステンレス鋼が、状態図的に
準安定状態であり、加工によって常磁性（非磁性）のオ
ーステナイト相から強磁性の加工誘起マルテンサイト相
に変態するために生しる。そして、加工量が大きくなる
ほど、加工誘起マルテンサイト量を増大し磁性が強くな
る。

以上の２つの要因は、ともに鋼中のオーステナイト相の
安定性に大きく依存しており５鋼の組成を制御すること
により、オーステナイト相の安定性を増すことで鋼の非
磁性を強めることができる。

一般に、鋼中のオーステナイト相を安定にするには、Ｎ
ｉ含有量を多くするのが有効な手段であるが、Ｎｉは高
価な材料であり、本発明が対象とする軽加工時のオース
テナイト系ステンレス鋼に多量に使用するのは省資源、
省コストの面から適切ではない。そのため、Ｎｉと同じ
くオーステナイト相を安定化させる働きのあるＣｕ、　
Ｍｎの添加量を増すことにより、非磁性をひきだすよう
組成設計を行った。

さらに、各成分元素がオーステナイト相の安定性に与え
る影響と、加工によって発生する磁性の関係を把握し、
製品に加工後の透磁率を、非磁性の範囲に管理するため
、Ｒ値を用いた。このＲ値とは、前述の日新製鋼技報Ｎ
Ｑ３６（１９７７）　ｐ　’９０の（２）式によって定
義されるものであり、加工による磁性の増加に対する成
分元素の抑制効果を重回帰分析より求めた結果得られた
ものである。具体的には、ある組成の鋼に冷間加工を行
なった時に透磁率が１．０２を示すときの冷間加工率（
％）を示している。

この数値が高いものほどオーステナイト相が安定であり
、非磁性が強いことを意味する。本発明では、このＲ値
の上限と下限を設定して本発明鋼が必要とする非磁性の
透磁率μを１．０２〜１．０６の範囲におさまるように
組成を管理する方法を採用した。

第１図は、各オーステナイト系ステンレス鋼のＲ値とそ
れらの各試料に５０％の冷間加工を加えたときの透磁率
（μ）との関係を整理したものである。

Ｒ値が、３０未満では、透磁率が非磁性の範囲μ≦１．
０６より大きくなり、４０をこえると、高級非磁性鋼と
同じμ≦１．０２の範囲になっている。これにより、Ｒ
値を、３０〜４０の範囲に管理することにより、目的と
する非磁性と加工度を得た。

〔実施例〕

表１に、本発明鋼と、比較鋼として５ＵＳ３０４にＣｕ
を添加して冷間加工性の向上を図った鋼種であるＳＵＳ
ＸＭ７（ＪＩＳ４．−は捧としてＧ４３０３、線材とし
てＧ４３０８、線としてＧ４３１５等に規定されている
もの）と５ＵＳ３０４および５ＵＳ３０５の化学組成と
Ｒ値及び５０％冷間加工後の透磁率μ値を示す。比較鋼
の５ＵＳ３０４は通常の構造材、５ＵＳ３０５はＮｉ含
有量が高くオーステナイト相が安定で高級非磁性材とし
て用いられる。本発明鋼は５０％冷間加工後の透磁率μ
が１．０２〜１．０６を満足することが分かる。

第２図は、本発明鋼と比較鋼の冷間圧延率（％）透磁率
（μ）の関係を示す。本発明鋼は、目標どおり、冷間圧
延率５０％において透磁率μが１．０６以下であり、　
５ＵＳ３０４に比較して磁化されにくく、５ＵＳ３０５
のような高Ｎｉ１ｉｌよりは若干おどる磁化特性を有し
ている。

〔発明の効果〕

本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼において、鋼
材に要求される加工度と非磁性の関係を予測して組成を
管理するという方法をとっており、これまでになかった
ものである。また、本発明鋼を使用することにより、高
級洋食器などの軽加工用途の製品の加工において、前工
程、省資源、省コストをはかることができ、工業的に大
変有益である。

【図面の簡単な説明】

第工図は各種オーステナイト系ステンレス鋼のＲ値と５
０％の冷間加工を加えた場合の透磁率（μ）との関係を
示す図。第２図は本発明鋼と比較鋼（ＳＵＳ３０４．５ＵＳ３０
５）の冷間圧延時の冷間圧延率（％）と透磁率（μ）と
の関係を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】Ｃ：０．０３〜０．０８％Ｓｉ：≦１．００％Ｍｎ：０．７０〜２．００％Ｐ：≦０．０４０％Ｓ：≦０．０３０％Ｎｉ：８．００〜９．００％Ｃｒ：１８．０〜１９．０％Ｃｕ：３．０〜４．０％Ｎ：≦０．０６％を含有し、残部がＦｅと不可避的不純物からなり、かつ
次式によって計算されるＲの値が３０〜４０の範囲にあ
るように調整された組成を有する、５０％冷間加工後の
透磁率μが１．０２〜１．０６を示すことを特徴とする
高級洋食器用非磁性オーステナイト系ステンレス鋼。Ｒ＝−２３２．９＋１９７．２（％Ｃ）＋８．０（％Ｍ
ｎ）＋１２．８（％Ｎｉ）＋５．７（％Ｃｒ）＋１５８
．７（％Ｎ）＋９．０（％Ｃｕ）