JPH0426719A - 高強度、高延性１３Ｃｒステンレス鋼の製造方法 - 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］ 本発明は、熱間圧延のままで所定の強度および延性を有
する１　３Ｃｒ系ステンレス鋼の製造方法に関し、特に
海砂を使用するコンクリートの鉄筋用として耐食性は勿
論、強度と延性に優れた１３Ｃｒ系ステンレス鋼を経済
的に製造する方法に関する。

［従来の技術］ 従来よりコンクリート用の鉄筋として使用されているの
は、比較的強度の高い炭素鋼であり、熱処理により必要
な強度と延性を発揮させている。

近年、コンクリート用に川砂の採取が困難なため、海砂
を使用したり、アラブ諸国のコンクリート工事では、専
ら海砂が使用されるため、このような場合の鉄筋として
は、強度、延性の他にある程度の耐食性を備えた１３ｃ
ｒステンレス鋼の異形丸棒が採用されつつある。しかし
ながら、価格的には高価なため、低価格の炭素鋼と代替
しろるような経済的製造法が必要である。

［発明が解決しようとする課題］ １３Ｃｒステンレス鋼は、通常構造用鋼として使用され
、焼入れ焼戻しによって幅広い強度範囲が得られるので
、使用目的によって適切な熱処理を施すのが通例である
。

１３Ｃｒステンレス鋼は熱間圧延中の温度領域では一般
的にはγ相であり、熱間加工後の放冷でマルテンサイト
相に変態する。

マルテンサイト相は硬さが著しく高く、伸びが低い性質
を有し、加工性が悪く、歪を与えると脆く破壊する場合
がある。

このため、１３Ｃｒステンレス鋼の熱間圧延後の矯正工
程は焼なまし処理を実施する必要がある。

この焼なまし処理は、ＡＣ工変態点以上に加熱（９００
℃）均熱後、徐冷する方式が採用されている。

更に使用に際しては、使用目的に適した硬さ、靭性を得
るため、焼入れ焼戻しを実施しなければならない。

このように１３Ｃｒステンレス鋼は、熱間圧延後の熱処
理が少なくとも３回実施され、調質後に使用されるのが
通例である。このため熱処理工数又はエネルギー的に多
大の損失となるので、これらの改善が必要となる。

クロム系ステンレス鋼を熱間圧延および冷間圧延したの
ち、フェライトおよびオーステナイｌ−２相域に加熱し
、急冷してフェライトおよびマルテンサイト組織とした
面内異方性の小さい高延性高強度の鋼板を製造する方法
が知られている（特開昭６３−７３３８号公報）。この
方法では、複相組織を得るための熱処理が不可欠の要件
である。

本発明は、前記した１３Ｃｒステンレス鋼の製造におけ
る複雑な熱処理工程を必要とせず、熱経済的にも有利な
製造方法を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意研究を重ね
た結果、合金成分間のバランスを調整し、熱間圧延終了
温度を制御することにより、必要な機械的性質を備えた
１３Ｃｒステンレス鋼が製造可能なことを知見し、本発
明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、化学成分が、重量％でＣ≦０．１
％、Ｃｒ１２〜１４％、Ｓｉ≦０．０％、Ｎｉ≦０．５
％、Ｍｎ≦０．７５％、Ｎ≦０．　１％、Ｐ≦０．０４
％、Ａｌ≦０．１％、Ｓ≦０゜０３％、０．０４％≦Ｃ
十Ｎ≦０．１０％、次式で表される−５＜Ｎｉ−ｂａｌ
＜−３，５式；Ｎｉ−ｂａｌ＝３０　（Ｃ十Ｎ）＋０．
５Ｍｎ＋Ｎｉ＋８．２−１．１　（１，５Ｓｉ＋Ｃｒ＋
Ｍｏ）残部不可避不純物およびＦｅよりなる鋼を１３０
０〜１１００℃に加熱し、１０００℃以下で熱間圧延を
終了するように圧延した後、放冷を行うことよりなる、
降伏強さ３５　、　０ｋｇ／ｍｒｆ！以上、伸び１５％
以上のクロムステンレス鋼を製造する方法である。

［作用］ 本発明の構成について説明する。

本発明において合金成分組成範囲を限定した理由は次の
とおりである。

本発明において、Ｃ量を０．　１％以下としたのは、Ｑ
、１％を超えるとＮ　ｉ　−ｂ　ａ　ｌと熱延終了温度
を制御しても必要な伸びと降伏強さを同時に満足できな
くなるためである。ステンレス鋼としての耐食性を維持
するため、Ｃｒは１２％以上が必要であるが、１４％を
超えるとＣ量と同様に必要な伸びと降伏強度がバランス
して得られない。

Ｓｉ、Ｍｎは製鋼上必要であるが、それぞれ２゜０％、
０．７５％を超えるとＮｉ−ｂａｌ上望ましくない結果
をもたらす。ＮｉはＮ　ｉ　−ｂ　ａ　ｌのためその上
限が０．５％であり、それ以上の添加は所定の伸び、降
伏強度を発現する上で悪影響がある。Ｐ、Ｓは不純物と
して０．０４％、０．０３％までが許容される上限であ
る。Ａｌは脱酸作用を示し、結晶粒！！！Ｉ細化の役割
を果たすものである。ＮはＮｉと同じく、Ｎｉ−ｂａｌ
を所定値にする上で必要であり、Ｃ＋Ｎ＜０．０４では
所定の強度が得られず、０．１％を超えると窒化物が多
く析出し伸びが低下する。好ましくは０．０８以下が望
ましい。

第１図は、Ｃ＋Ｎの変動により０，２％耐力が変化する
状態を示したもので、（ａ）および（ｄ）は比較鋼２お
よび１を、（ｂ）および（Ｃ）は本発明鋼１および２を
示す。仕上温度による耐力の変化はあまりみられない。

第２図は、Ｃ＋Ｎ（％）の変動による伸び（％）の変化
を示しており、Ｃ＋Ｎ（％）が大きくなるほど伸びは低
下し、Ｃ＋ＮＣ％）が小さいほど仕上温度の上昇と共に
伸びが低下することが示されている５式；　Ｎ　ｉ　−
ｂ　ａ　ｌ　＝３０　（Ｃ＋Ｎ）　−４−０，５Ｍｎ−
１−Ｎｉ　　佳−８，２−１，１（１，５Ｓｉ＋Ｃｒ＋
Ｍｏ）で示されるＮｉ−ｂａｌは−５＜Ｎ　ｉ−ｂ　ａ
　Ｌ　＜＝３．５であり、−３，５よりも大きい場合は
、熱延後の冷却時に望ましくない組織が生成し、伸びが
低下する。また−５より小さい場合は降伏強度が低下す
る。

第３図は、Ｎ　ｉ　−ｂ　ａ　１が変動したとき、Ｃ十
Ｎ＝０．０４８％、９７０℃仕上の条件で、耐力および
伸びがどのように変化するかを示すグラフである。この
結果、Ｎｉ−ｂａｌが大きくなると耐力は上昇し、伸び
は低下することが判る。

加熱温度は、均一なオーステナイト組織とするため、１
３００〜１１００℃が必要であり、１３００℃を超えれ
ば、酸化損失が大きく、１１００℃未満では、十分にオ
ーステナイト化が行われない。

熱間圧延終了温度は、所定の伸び、降伏強度を発揮させ
るために１０００℃以下が望ましく、また伸びが２０％
以上の延性が要求される場所では９００〜９７０℃が好
適である。

調質圧延は、通常行うもので、これによって、伸びと降
伏強度の調整が行われる。

このようにして、従来行われていた焼なまし、焼入れお
よび焼戻しを省略しても、所定の機械的性質を具備した
１３Ｃｒステンレス鋼細棒鋼を得ることが可能となった
。

［実施例］ 本発明を実施例により具体的に説明する。

５ＵＳ４０３材を基本成分として制御圧延によ製造した
。

使用した素材の合金成分ならびにＮ　ｉ　−ｂ　ａは第
１表に示すとおりである。

す ■ （社） 穿 肌 沢 鄭 窪 上記の成分組織を有する素材を高周波炉で溶解し、５０
Ｘ１００Ｘ２００ｍｍの１０ｋｇ平鋼塊に鋳造し、皮剥
ぎをして粗熱間圧延により２５Ｘ１００Ｘ４００ｍｍに
圧延し、２５Ｘ１００Ｘ、１２０ｍｍの鋼片に切断した
後、１２００’Ｃに加熱し、７Ｘ１００Ｘ９００ｍｍに
制御圧延し、圧延終止温度を９７０℃で仕上げた。７０
０℃までの平均冷却速度は、９７０℃のとき３．２６Ｃ
／ｓであった。

９７０℃仕上げ温度によって得られた０、２％耐力およ
び伸びを第１表に示した。

［発明の効果］ 本発明は以上説明したように構成されていることにより
、従来１３Ｃｒステンレス鋼に必要とされた複数の熱処
理工程を省略し、熱間圧延のままで高強度、高延性を有
するコンクリート鉄筋材に適した１３Ｃｒステンレス鋼
棒を経済的に得ることが可能となり、産業上盤するとこ
ろ極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｃ＋Ｎ　（％）と仕上温度の変動が耐力に及
ぼす影響を示すグラフ、第２図は、同じく伸びに及ぼす
影響を示すグラフであり、第３図は、９７０℃仕上、Ｃ
＋Ｎ＝０．０４８％のときに、Ｎ　ｉ　−ｂ　ａ　ｌの
変動が耐力および伸びに及ぼす影響を示すグラフである
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％でＣ≦０．１％、Ｃｒ１２〜１４％、Ｓｉ
   ≦２．０％、Ｎｉ≦０．５％、Ｍｎ≦０．７５％、Ｎ≦
   ０．１％、Ｐ≦０．０４％、Ａｌ≦０．１％、Ｓ≦０．
   ０３％、０．０４％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１０％、次式で表さ
   れる−５＜Ｎｉ−ｂａｌ＜−３．５ 式；Ｎｉ−ｂａｌ＝３０（Ｃ＋Ｎ）＋０．５Ｍｎ＋Ｎｉ
   ＋８．２−１．１（１．５Ｓｉ＋Ｃｒ＋Ｍｏ）残部不可
   避不純物およびＦｅよりなる鋼を１３００〜１１００℃
   に加熱し、１０００℃以下で熱間圧延を終了するように
   圧延した後、放冷を行うことよりなる、降伏強さ３５．
   ０ｋｇ／ｍｍ＾２以上、伸び１５％以上のクロムステン
   レス鋼を製造する方法。
2. （２）５％以下の調質圧延を行う請求項１記載のクロム
   ステンレス鋼を製造する方法。