JPH04182081A - 耐摩耗部材の製造方法 - Google Patents

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） この発明は、耐摩耗部材の製造方法、詳しくは、オース
テナイト・フェライト系２相ステンレス鋼と炭素鋼また
は低合金鋼との２相ステンレスクラツド鋼からなる耐摩
耗部材の製造方法に関する。

（従来の技術） 従来の耐摩耗鋼材においては、例えば高炭素鋼あるいは
焼入れ焼もどし処理を行った高硬度鋼等にみられるよう
に、化学成分を調整し、さらに熱処理を施して得られる
マルテンサイト等の組織によってその耐摩耗性を確保し
ている。

この場合、耐摩耗性の指標となる硬さと加工性（延性）
は相反する性能として現れるため、耐摩耗性を向上させ
れば加工性が低下するという問題があり、例えば鋼板に
おいては、成形加工して種々の部材とすることは極めて
困難であった。また、硬度を高めるために鋼材の炭素当
量を大きくするので剖れ感受性が高く、溶接、ガス切断
等において割れが発生しやすいという難点もある。

（発明が解決しようとする課Ｂ） この発明は、従来の耐摩耗鋼板等に見られる高硬度化に
よる加工性の低下や、溶接、ガス切断時における割れの
発生という問題を解決し、成形加工時には良好な加工性
を有し、成形後は高硬度を有する耐摩耗部材の製造方法
を徒供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、上記の目的を達成するため検討を重ねた結
果、炭素鋼または低合金鋼を母材とし、オーステナイト
・フェライト系２相ステンレス鋼を合せ材とするクラツ
ド鋼を用い、熱処理により２相ステンレス鋼に析出する
σ相を利用することにより、耐摩耗性を有する種々の部
材を製造できることを確認した。

本発明の要旨は［オーステナイト・フェライト系２相ス
テンレス鋼を合せ材、炭素鋼または低合金鋼を母材とし
て組み合わせた素材に対して、上記合せ材の固溶化処理
に相当する処理を施して得られる２相ステンレスクラツ
ド鋼を、７００℃未満の温度で成形加工した後、７００
〜９５０℃に加熱することを特徴とする耐摩耗部材の製
造方法ｊにある。

本発明方法において合せ材として用いる２相ステンレス
鋼としては、例えば、第１表に示す範囲の化学成分を有
する鋼を用いればよい、同表に挙げた成分の他に■、Ｎ
ｂ５Ｔｉ、Ｃａ、Ａ１等を含有してもよいし、また、不
純物として含有される程度のＰ、Ｓを含んでいてもよい
、このような組成の鯛を通常の方法により溶製する。

本発明方法でいう「部材」とは、前記の２相ステンレス
クラツド鋼（素材ＩＩ）に加熱処理を施した板、その他
の鋼材の他に、鉱石や砕石の製造、運搬ラインで使用す
るシュータ−、コンクリートミキサー車の混練用容器、
ショベルカーのバケントなど、耐摩耗性を必要とする種
々の部材を意味する。

「成形加工」とは、前記の素材鋼を用いて上記のような
部材もしくはその部材の構成要素を作製することをいう
、この成形加工は素材鋼を製造した工場で行ってもよい
し、素材鋼のまま使用先（ユーザー）へ出荷し、ユーザ
ーで行ってもよい。

以下に、本発明方法を図に基づいて説明する。

第１図は本発明方法により砕石製造ラインで使用するシ
ュータ−を製造する場合の工程図である。

（８１図は母材１と合せ材２とを前記の所定温度で加熱
、圧延して得られた２相ステンレスクラツド鋼板３の断
面図である。この鋼板３をら）図に示すように適当な寸
法に切断し、次いで（Ｃ１図に示すようにプレス等で合
せ材２を内側にしてＵ字型に成形する。この成形体を（
ｄ）図に示すように溶接により所定の長さに接合し、（
ｅ、）図に示すように熱処理炉５で７００〜９５０℃に
加熱する。あるいは、（ｅ２）図に示すようにバーナー
６を用いて合せ材２の表面が７００〜９５０℃になるよ
うに加熱する。最後に放冷または強制冷却する。　（ｅ
、）図または（ｅ２）図に示した加熱処理を行う代わり
に、成形加工（（Ｃ）図）と溶接接合（（ロ）図）の間
で加熱処理を施してもよい。

（作用） 本発明方法において、素材鋼として２相ステンレスクラ
ツド鋼を用いるのは、耐摩耗性を発揮する２相ステンレ
ス調が従来の耐摩耗鋼と同様に衝撃特性に劣るので、衝
撃特性に優れた炭素鋼あるいは低合金鋼を母材とし、２
相ステンレス鋼を合せ材としてクラッドすることにより
素材鋼全体として良好な衝撃特性を発揮させるためであ
る。

前記の２相ステンレス鋼が耐摩耗性を発揮するのは、本
発明の熱処理によって硬度の高いσ相が析出するからで
ある。

２相ステンレス鋼におけるフェライトとオーステナイト
の２相の組織は、通常、鋼を１０５０〜１１５０℃の温
度域で加熱し、その後急冷するいわゆる固溶化処理を施
すことにより得られる。この２相ステンレス鋼を８００
℃前後の温度で加熱保持すると、フェライト相にσ相が
析出し、硬化する。

第２図は前記（第１表）のような組成を有する２相ステ
ンレス鋼におけるσ相の等温変態曲線の一例であるが、
この図に示されるように、８００℃前後の温度域でσ相
が析出しやすく、保持時間が長くなるにつれてσ相の生
成量は増大する。

第２表は２相ステンレスクラツドＩＩ（母材：５Ｓ４１
．１２−厚、合せ材：　ＤＰ３−住友金属工業■商品名
。

３１ＩＩＩ厚）の熱処理条件を変えた場合の機械的性質
の相違を示したものであるが、固溶化処理を行った毘１
と８００’Ｃで加熱してσ相を析出させた患２を比較す
ると、Ｎ１１２の方が硬く、加工性が劣っていることが
わかる。引張試験の結果にも両者の性質の違いがあられ
れている。

本発明方法においては、上記のようなσ相の析出の有無
による機械的性質の差異を利用して成形加工時には良好
な加工性を有し、成形後は高硬度を有する耐摩耗部材を
製造するのである。

成形加工に供する前のクラツド材の合せ材（２相ステン
レス澗）はσ相の析出のない溶体化された状態でなけれ
ばならない。このようなりラッド材を製造する方法とし
ては、本発明者らが提案した特願昭６０−２５１７１８
号の明細書（特開昭６２−１１０８８Ｑ号公報参照）の
方法が好適である。すなわち、合せ材（２相ステンレス
ｖｉａ＞と母材とを重ね合わせ、１１００〜１２５０℃
に加熱した後、８５０’Ｃ以上の温度で１５分以内の熱
間圧延を行い、次いで３０℃／分以上の冷却速度で７０
０℃以下まで冷却し、その後徐冷する方法である。

成形加工時の温度を７００℃未満としたのは、７００℃
以上にするとσ相の析出が始まり、成形加工の際、割れ
などの表面疵が発生するからである。

成形加工後の熱処理温度を７００〜９５０℃と規定した
のは、この温度範囲を外れるとσ相の析出が不十分とな
り耐摩耗鋼として必要な硬さが得られないからである。

第３表は、第４表に示す化学成分を有する２相ステンレ
ス鯛の熱処理温度を変えて硬さを測定した結果を示した
ものであるが、この表から明らかなように、７００〜９
５０℃の温度傾城で硬さが上昇している。

（実施例） 第５表に示す化学成分を有する合せ材および母材を重ね
合わせ、１２００℃に加熱した後、８７０℃以上の温度
で５分間の熱間圧延を施し、厚さ１３層鵬、輻３５００
ｍｍ、長さ１２０００ｍ−の２相ステンレスクラツド鋼
板を作製した。このクラツド鋼板（供試材Ａ）を用いて
ＳＤタイプのプレスにより冷間および熱間で成形加工を
行い、耐摩耗性を必要とする容器のＳＤタイプの鏡板（
皿形鏡板、直径１５００＋ｕ＋）を作成し、衝撃特性の
調査を行った。なお、比較のため、前記の合せ材に用い
た２相ステンレス調と同一組成の２相ステンレスｌ１ｌ
（供試材Ｂ）および低合金鋼（供試材Ｃ）を用いて作製
した鏡板についても同様の調査を行った。

衝撃特性の評価は３０ｋｇの鋼球を２ｍの高さから鏡板
上（合せ材表面側）に落下させたときの割れ発生の有無
により行った。

調査結果を、加工前の熱処理条件および硬さ、冷間プレ
スあるいは熱間プレスによる加工性、および加工後の熱
処理条件および硬さとともに第６表に示す、なお、第６
表（１）は鏡板加工を冷間プレスにより行った場合、第
６表（２）は熱間プレスにより行った場合である。この
表から明らかなように、本発明例１および７では素材鋼
から鏡板への成形加工性に何ら問題はなく、加工後熱処
理を施した後の鏡板の衝撃特性も良好であった。

（以下、余白） （発明の効果） ２相ステンレスクラツド鋼を用いる耐摩耗部材を製造す
るに際し、本発明方法を適用することにより、成形加工
時には良好な加工性を有し、成形後は高硬度を有する部
材とすることができる。この部材は衝撃特性にも優れ、
適用範囲が広く、実用的価値は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法による砕石製造ラインのシュータ
−の製造工程図である。 第２図は、２相ステンレス鋼におけるσ相の等温変態曲
線を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. オーステナイト・フェライト系２相ステンレス鋼を合せ
   材、炭素鋼または低合金鋼を母材として組み合わせた素
   材に対して、上記合せ材の固溶化処理に相当する処理を
   施して得られる２相ステンレスクラッド鋼を、７００℃
   未満の温度で成形加工した後、７００〜９５０℃に加熱
   することを特徴とする耐摩耗部材の製造方法。