JPH04276042A - オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 - Google Patents
オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法Info
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、結晶粒度を微細化した
オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法に関
するものである。
オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＳＵＳ３０４系、３１６系等のオーステ
ナイト系ステンレス鋼の結晶粒度は、熱間圧延または熱
間鍛造後１０１０〜１１５０℃で固溶化熱処理を施した
状態で通常、ＪＩＳ オーステナイト結晶粒度番号で２
〜４であり、これは材料特性上の面からもほぼ十分なも
のとされてきた。しかし、最近、超音波による応力測定
の感度を上げるために結晶粒度番号が４より微細な結晶
組織が要求されることがある。すなわち、ボルト等の締
め付け応力を超音波の反射時差によって検出するために
は、超音波の周波数を高くする必要があり、この際の雑
エコーを小さくするために、結晶粒を微細化する必要が
あるからである。
ナイト系ステンレス鋼の結晶粒度は、熱間圧延または熱
間鍛造後１０１０〜１１５０℃で固溶化熱処理を施した
状態で通常、ＪＩＳ オーステナイト結晶粒度番号で２
〜４であり、これは材料特性上の面からもほぼ十分なも
のとされてきた。しかし、最近、超音波による応力測定
の感度を上げるために結晶粒度番号が４より微細な結晶
組織が要求されることがある。すなわち、ボルト等の締
め付け応力を超音波の反射時差によって検出するために
は、超音波の周波数を高くする必要があり、この際の雑
エコーを小さくするために、結晶粒を微細化する必要が
あるからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＳＵＳ３１６系を含め
オーステナイト系ステンレス鋼は、熱処理前に十分な加
工歪が導入されていると、熱処理時に生じる再結晶によ
って結晶粒を微細化することができる。しかしながら、
これらのステンレス鋼は、熱間加工後固溶化熱処理を施
して使用に供される。すなわち、熱間加工は歪を導入す
ることはできるが、加工中に生じる再結晶によって導入
された歪が解放されてしまうため、その後熱処理を施し
ても結晶粒をさらに微細化することは困難で、高々結晶
粒度番号４が限界である。本発明は、ＳＵＳ３１６系等
オーステナイト系ステンレス鋼の超音波応力測定の感度
を上げる等のために、結晶粒度を粒度番号４より微細化
したステンレス鋼およびその製造方法を提供するもので
ある。
オーステナイト系ステンレス鋼は、熱処理前に十分な加
工歪が導入されていると、熱処理時に生じる再結晶によ
って結晶粒を微細化することができる。しかしながら、
これらのステンレス鋼は、熱間加工後固溶化熱処理を施
して使用に供される。すなわち、熱間加工は歪を導入す
ることはできるが、加工中に生じる再結晶によって導入
された歪が解放されてしまうため、その後熱処理を施し
ても結晶粒をさらに微細化することは困難で、高々結晶
粒度番号４が限界である。本発明は、ＳＵＳ３１６系等
オーステナイト系ステンレス鋼の超音波応力測定の感度
を上げる等のために、結晶粒度を粒度番号４より微細化
したステンレス鋼およびその製造方法を提供するもので
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前述した結
晶粒度番号２〜４の組織をさらに細粒化するために、熱
間仕上加工後の固溶化熱処理に引き続いて、種々の処理
を施すことについて、種々実験、考察を行なった。その
結果、それぞれ特定条件の冷間加工および再結晶加熱を
施すことにより、上記結晶粒度番号４より微細な結晶組
織を得ることができることを確認した。すなわち、本発
明は、重量％でＣ ０．０８％以下、Ｓｉ １．００％
以下、Ｍｎ ２．００％以下、Ｐ ０．０４５％以下、
Ｓ ０．０３０％以下、Ｎｉ ７．００〜２２．００％
、Ｃｒ １６．００〜２６．００％、および場合によっ
てはＭｏ １．２０〜３．００％、Ｃｕ １．００〜２
．５０％、Ｎ ０．１０〜０．２５％の１種または２種
以上を含有し、残部が実質的にＦｅからなるオーステナ
イト系ステンレス鋼において、オーステナイト結晶粒度
が粒度番号４を越える細粒であることを特徴とするオー
ステナイト系ステンレス鋼、ならびに固溶化熱処理を施
した後、加工率 ２０％以上の冷間加工を施し、９６０
〜１０２０℃未満に再加熱して再結晶を行なわしめるこ
とを特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼の製造方
法である。
晶粒度番号２〜４の組織をさらに細粒化するために、熱
間仕上加工後の固溶化熱処理に引き続いて、種々の処理
を施すことについて、種々実験、考察を行なった。その
結果、それぞれ特定条件の冷間加工および再結晶加熱を
施すことにより、上記結晶粒度番号４より微細な結晶組
織を得ることができることを確認した。すなわち、本発
明は、重量％でＣ ０．０８％以下、Ｓｉ １．００％
以下、Ｍｎ ２．００％以下、Ｐ ０．０４５％以下、
Ｓ ０．０３０％以下、Ｎｉ ７．００〜２２．００％
、Ｃｒ １６．００〜２６．００％、および場合によっ
てはＭｏ １．２０〜３．００％、Ｃｕ １．００〜２
．５０％、Ｎ ０．１０〜０．２５％の１種または２種
以上を含有し、残部が実質的にＦｅからなるオーステナ
イト系ステンレス鋼において、オーステナイト結晶粒度
が粒度番号４を越える細粒であることを特徴とするオー
ステナイト系ステンレス鋼、ならびに固溶化熱処理を施
した後、加工率 ２０％以上の冷間加工を施し、９６０
〜１０２０℃未満に再加熱して再結晶を行なわしめるこ
とを特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼の製造方
法である。
【０００５】まず、本願の第１発明が対象とする材料は
、ＪＩＳに定められたものでは、３０４Ｎ２を除くＳＵ
Ｓ３０４系全般、ＳＵＳ３０９Ｓ、ＳＵＳ３１０Ｓ、Ｓ
ＵＳ３１６系全般であり、前記化学成分範囲はこれらを
包含するごとく定めたものであり、本願の製造方法の効
果が確認されたものである。本発明において、冷間加工
前に実施する固溶化熱処理は、冷間加工後に行なう再結
晶のための比較的低温の再加熱では、結晶粒界および粒
内の炭化物を十分に固溶させることができず耐食性が著
しく害されるので、予めこれらの有害な炭化物を十分固
溶させるために施すものである。なお、固溶化熱処理の
温度域として、ＪＩＳは、それぞれの鋼種について９２
０〜１１８０℃の範囲内で定めている。本発明の固溶化
熱処理は、これらＪＩＳに規定された温度範囲で行なう
ことが適当である。冷間加工率を２０％以上としたのは
、再結晶の駆動力となる加工歪を導入するためには少な
くとも２０％が必要であるからである。ただし、過度に
加工率を大きくしても、結晶粒微細化の効果は顕著にな
らないため、効率等を考慮した場合、約５０％以下の加
工率で実施するのが望ましい。次に、再結晶のための再
加熱温度を９６０〜１０２０℃としたのは、９６０℃未
満の温度では再結晶が生じないか、または不十分であり
、一方１０２０℃以上では再結晶とともに結晶粒成長が
生じ、本発明の結晶粒微細化という目的を達成すること
ができないためである。
、ＪＩＳに定められたものでは、３０４Ｎ２を除くＳＵ
Ｓ３０４系全般、ＳＵＳ３０９Ｓ、ＳＵＳ３１０Ｓ、Ｓ
ＵＳ３１６系全般であり、前記化学成分範囲はこれらを
包含するごとく定めたものであり、本願の製造方法の効
果が確認されたものである。本発明において、冷間加工
前に実施する固溶化熱処理は、冷間加工後に行なう再結
晶のための比較的低温の再加熱では、結晶粒界および粒
内の炭化物を十分に固溶させることができず耐食性が著
しく害されるので、予めこれらの有害な炭化物を十分固
溶させるために施すものである。なお、固溶化熱処理の
温度域として、ＪＩＳは、それぞれの鋼種について９２
０〜１１８０℃の範囲内で定めている。本発明の固溶化
熱処理は、これらＪＩＳに規定された温度範囲で行なう
ことが適当である。冷間加工率を２０％以上としたのは
、再結晶の駆動力となる加工歪を導入するためには少な
くとも２０％が必要であるからである。ただし、過度に
加工率を大きくしても、結晶粒微細化の効果は顕著にな
らないため、効率等を考慮した場合、約５０％以下の加
工率で実施するのが望ましい。次に、再結晶のための再
加熱温度を９６０〜１０２０℃としたのは、９６０℃未
満の温度では再結晶が生じないか、または不十分であり
、一方１０２０℃以上では再結晶とともに結晶粒成長が
生じ、本発明の結晶粒微細化という目的を達成すること
ができないためである。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明する。表
１に示す化学組成の材料を電気炉溶解−真空精錬−分塊
−熱間圧延によって得た。
１に示す化学組成の材料を電気炉溶解−真空精錬−分塊
−熱間圧延によって得た。
【０００７】
【表１】
【０００８】得られた材料について、熱間圧延−固溶化
熱処理（１０８０℃）−冷間加工（０〜８０％）を施し
た材料を種々の温度で再結晶させ、各条件毎に結晶粒度
を測定するとともに、炭化物等組織のチェックを行ない
異常のないことを確認した。このうち、Ｎｏ．１につい
ての結果を図１に示す。他の鋼種についてもほぼ同様の
結果が得られた。本図によると、冷間加工率２０％未満
では、導入される加工歪が十分でないため、その後の再
加熱で均一に再結晶が生ぜず、粒度番号４またはこれに
より粗粒となる。一方、加工率が十分であっても、再加
熱温度が９６０℃未満では再結晶が起こらないか不十分
である。さらに、再結晶温度が１０２０℃以上では、再
結晶と同時に結晶粒成長が生じるため、固溶化熱処理ま
まの結晶粒度かそれより、粗い粒度となり、粒度番号４
より微細な結晶粒を得る目的を達成できない。
熱処理（１０８０℃）−冷間加工（０〜８０％）を施し
た材料を種々の温度で再結晶させ、各条件毎に結晶粒度
を測定するとともに、炭化物等組織のチェックを行ない
異常のないことを確認した。このうち、Ｎｏ．１につい
ての結果を図１に示す。他の鋼種についてもほぼ同様の
結果が得られた。本図によると、冷間加工率２０％未満
では、導入される加工歪が十分でないため、その後の再
加熱で均一に再結晶が生ぜず、粒度番号４またはこれに
より粗粒となる。一方、加工率が十分であっても、再加
熱温度が９６０℃未満では再結晶が起こらないか不十分
である。さらに、再結晶温度が１０２０℃以上では、再
結晶と同時に結晶粒成長が生じるため、固溶化熱処理ま
まの結晶粒度かそれより、粗い粒度となり、粒度番号４
より微細な結晶粒を得る目的を達成できない。
【０００９】以上より、固溶化熱処理を行ない、引き続
いて２０％以上の冷間加工を施した後、９６０〜１０２
０℃未満に再加熱して再結晶せしめれば、結晶粒度番号
４を越え７．０程度までの微細な組織が得られ、かつ結
晶粒界や粒内に、耐食性を著しく害する炭化物がほとん
ど存在しない良好なオーステナイト組織が得られること
がわかる。図２に前記表１のＮｏ．１鋼の熱間圧延材に
ついて、１０５０℃で固溶化熱処理を行ない、３０％の
冷間加工を施した後、９８０℃で熱処理を行なった本発
明（Ａ）および１０８０℃で溶体化熱処理したままの従
来材（Ｂ）それぞれのミクロ金属組織写真（×１００）
を比較して示す（結晶粒度番号はそれぞれ５．５および
４と判定）。以上、本発明をＳＵＳ３１６による実施を
中心にして述べたが、本発明は、前述のように３０４Ｎ
２を除くＳＵＳ３０４系全般、ＳＵＳ３１６系全般等の
オーステナイト系ステンレス鋼についていえることであ
る。
いて２０％以上の冷間加工を施した後、９６０〜１０２
０℃未満に再加熱して再結晶せしめれば、結晶粒度番号
４を越え７．０程度までの微細な組織が得られ、かつ結
晶粒界や粒内に、耐食性を著しく害する炭化物がほとん
ど存在しない良好なオーステナイト組織が得られること
がわかる。図２に前記表１のＮｏ．１鋼の熱間圧延材に
ついて、１０５０℃で固溶化熱処理を行ない、３０％の
冷間加工を施した後、９８０℃で熱処理を行なった本発
明（Ａ）および１０８０℃で溶体化熱処理したままの従
来材（Ｂ）それぞれのミクロ金属組織写真（×１００）
を比較して示す（結晶粒度番号はそれぞれ５．５および
４と判定）。以上、本発明をＳＵＳ３１６による実施を
中心にして述べたが、本発明は、前述のように３０４Ｎ
２を除くＳＵＳ３０４系全般、ＳＵＳ３１６系全般等の
オーステナイト系ステンレス鋼についていえることであ
る。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、前述した冷間加工範囲
、再加熱温度領域で処理を行なうことにより、従来材に
比べて微細なオーステナイト組織を得ることが可能で、
超音波応力測定の精度向上等に効果がある。
、再加熱温度領域で処理を行なうことにより、従来材に
比べて微細なオーステナイト組織を得ることが可能で、
超音波応力測定の精度向上等に効果がある。
【図１】ＳＵＳ３１６鋼について、熱間圧延−固溶化熱
処理後、冷間加工率、再結晶のための再加熱温度を種々
変化させた際の結晶粒度測定結果を示す図である。
処理後、冷間加工率、再結晶のための再加熱温度を種々
変化させた際の結晶粒度測定結果を示す図である。
【図２】ＳＵＳ３１６鋼について、本発明材Ａおよび従
来材Ｂのそれぞれの結晶粒度の比較を示す金属組織写真
（倍率１００倍）である。
来材Ｂのそれぞれの結晶粒度の比較を示す金属組織写真
（倍率１００倍）である。
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％でＣ ０．０８％以下、Ｓｉ
１．００％以下、Ｍｎ ２．００％以下、Ｐ０．０４５
％以下、Ｓ ０．０３０％以下、Ｎｉ ７．００〜２２
．００％、Ｃｒ １６．００〜２６．００％、および場
合によってはＭｏ １．２０〜３．００％、Ｃｕ １．
００〜２．５０％、Ｎ ０．１０〜０．２５％の１種ま
たは２種以上を含有し、残部が実質的にＦｅからなるオ
ーステナイト系ステンレス鋼において、オーステナイト
結晶粒度が粒度番号４を越える細粒であることを特徴と
するオーステナイト系ステンレス鋼。 - 【請求項２】固溶化熱処理を施した後、加工率 ２０％
以上の冷間加工を施した後、９６０〜１０２０℃未満に
再加熱して再結晶を行なわしめることを特徴とするオー
ステナイト系ステンレス鋼の製造方法。 - 【請求項３】適用鋼が重量％でＣ ０．０８％以下、Ｓ
ｉ １．００％以下、Ｍｎ ２．００％以下、Ｐ ０．
０４５％以下、Ｓ ０．０３０％以下、Ｎｉ ７．００
〜２２．００％、Ｃｒ １６．００〜２６．００％、お
よび場合によってはＭｏ １．２０〜３．００％、Ｃｕ
１．００〜２．５０％、Ｎ ０．１０〜０．２５％の
１種または２種以上を含有し、残部が実質的にＦｅから
なるオーステナイト系ステンレス鋼であることを特徴と
する請求項２のオーステナイト系ステンレス鋼の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5831891A JPH04276042A (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5831891A JPH04276042A (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04276042A true JPH04276042A (ja) | 1992-10-01 |
Family
ID=13080925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5831891A Pending JPH04276042A (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04276042A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09249946A (ja) * | 1996-03-14 | 1997-09-22 | Nkk Corp | 加圧流動床燃焼型火力発電プラント用鋼 |
| WO2004005571A1 (de) * | 2002-07-02 | 2004-01-15 | Firth Ag | Stahllegierung |
| WO2009028515A1 (ja) | 2007-08-24 | 2009-03-05 | Jfe Steel Corporation | 高強度熱延鋼板の製造方法 |
| WO2012147742A1 (ja) * | 2011-04-25 | 2012-11-01 | 日立金属株式会社 | 段付鍛造材の製造方法 |
| CN104651589A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-27 | 北京科技大学 | 一种细化316ln奥氏体不锈钢晶粒的热变形工艺 |
| JP2019194357A (ja) * | 2018-04-26 | 2019-11-07 | 日本製鉄株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼材 |
-
1991
- 1991-02-28 JP JP5831891A patent/JPH04276042A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09249946A (ja) * | 1996-03-14 | 1997-09-22 | Nkk Corp | 加圧流動床燃焼型火力発電プラント用鋼 |
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| CN103492099A (zh) * | 2011-04-25 | 2014-01-01 | 日立金属株式会社 | 阶梯锻造材料的制造方法 |
| JP5861699B2 (ja) * | 2011-04-25 | 2016-02-16 | 日立金属株式会社 | 段付鍛造材の製造方法 |
| US9574250B2 (en) | 2011-04-25 | 2017-02-21 | Hitachi Metals, Ltd. | Fabrication method for stepped forged material |
| CN104651589A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-27 | 北京科技大学 | 一种细化316ln奥氏体不锈钢晶粒的热变形工艺 |
| JP2019194357A (ja) * | 2018-04-26 | 2019-11-07 | 日本製鉄株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼材 |
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