JPH0447009B2 - - Google Patents
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- JPH0447009B2 JPH0447009B2 JP16753883A JP16753883A JPH0447009B2 JP H0447009 B2 JPH0447009 B2 JP H0447009B2 JP 16753883 A JP16753883 A JP 16753883A JP 16753883 A JP16753883 A JP 16753883A JP H0447009 B2 JPH0447009 B2 JP H0447009B2
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- C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
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Description
（発明の技術分野）
本発明は２相ステンレス鋼の製造方法、特に常
温付近でフエライト相（α相）とオーステナイト
相（γ相）の２相組織を有し、Fe、Cr、Niを主
成分とする２相ステンレス鋼の加工と熱処理によ
る製造方法に関する。 （従来技術） 従来、２相ステンレス鋼の最終製造工程におけ
る熱処理としては、炭窒化物や金属間化合物の分
解、固溶、歪除去を目的とした焼鈍処理あるいは
第２相となるフエライト結晶粒あるいはオーステ
ナイト結晶粒の球状化を目的とした溶体化処理等
が行われているが、その処理温度は1050〜1150℃
といつた（α＋γ）相の２相領域温度であり、比
較的低い温度である。そのため第２相は約10μ〜
20μと粗い組織となり、その特性も組織（構造）
依存性というより、むしろ化学組成依存性と考え
られていた。したがつて、その機械的性質、例え
ば引張性質はその化学成分によつて規定されてし
まう。 ところで、従来、かかる鋼の特性としては主と
して耐食性のみが重視されてきたが、近年さらに
他の性質の劣化を招くことなくさらにすぐれた機
械的性質を有する材料の開発が望まれている。 （発明の目的） 本発明の目的は、化学成分の変更によるコスト
上昇や他の性質例えば耐食性の劣化を招くことな
く、機械的性質にすぐれた２相ステンレス鋼の安
価な製造方法を提供することである。 本発明の別の目的は、化学成分は変更すること
なく従来の加工、熱処理工程における処理条件を
変更するだけで機械的性質の改善をはかることの
できる２相ステンレス鋼の簡便な製造方法を提供
することである。 （発明の要約） 本発明はかかる目的を達成すべく種々検討を重
ね、加工と熱処理方法の処理条件の若干の変更に
よつて組織の大巾な変更が可能であり、その結
果、適当な組織をもたせることによつて機械的性
質の向上が図れて、しかもそれによつて他の性質
を損なうことがないばかりか、むしろ向上すると
いうことを知見し、さらに研究を続けたところ、
α単相領域か、α単相領域に近い（α＋γ）２相
領域で溶体化後、500℃以下に冷却し、次いで直
ちに、あるいは０℃以上200℃以下の温度で５％
以上95％以下の加工歪を与えた後に、従来工程に
近い（α＋γ）２相領域での溶体化処理をすれば
2μ程度の細粒組織となつて機械的性質は向上し、
さらに耐食性も向上して初期の目的が容易に達成
できることを見い出して、本発明を完成した。 すなわち、従来法では２相領域で溶体化処理を
行い、次いで水冷して最終製品としていたため、
組織は比較的粗く、使用目的によつては、化学成
分や他の性質を変えることなく所望の機械的性質
が得られなかつたものであるが、本発明によれ
ば、上述のように熱処理および加工との組合せの
みによつて機械的性質の向上を図るべく、従来工
程の前にα単相領域もしくはα単相領域に近い２
相領域に加熱後、水冷あるいは強制冷却し、好ま
しくはその後、冷間加工する工程を採用するので
ある。 （発明の構成） ここに、本発明は常温付近でフエライト相とオ
ーステナイト相との２相から成る組織を有し、
Fe、Cr、Niを主成分とする２相ステンレス鋼を
（Ｔ−100）℃以上1360℃以下に加熱後〔ただし、
Ｔは該２相ステンレス鋼が実質上フエライト単相
となる温度（℃）〕、水冷もしくは強制冷却によつ
て500℃以下に冷却し、次いで1000℃以上、（Ｔ−
150）℃以下に再加熱して最終溶体化処理を行つ
た後、水冷もしくは強制冷却することを特徴とす
る、２相ステンレス鋼の製造方法であり、さら
に、必要により最終溶体化処理の前に０℃以上
200℃以下の温度で５％以上95％以下の累積加工
歪を与える。 （実施態様） 次に本発明の詳細について説明する。 本発明にあつて２相ステンレス鋼の主要化学成
分をFe、Cr、Niとしたのは、他の元素を用いた
組合せでもα相とγ相との２相混合組織は得られ
るが、材料の性質とコストとを考慮した場合、
Fe、Cr、Niの３元素を基本としたほうが有利で
あるからであり、これらの他に必要に応じて５％
以下のMo、Co、１％以下のCu、Ti、Nb、Zr、
Ｖ、Ｗ、0.1％以下のＣ、0.2％以下のＮあるいは
溶解時の脱酸剤としての適当量のSi、Mnのうち
の１種以上を含有したもの、およびさらに介在物
を制御する目的でLa、Ce、Ca、Ｙ、Reを適宜添
加したものももちろん本発明の範囲内である。 本発明における２相ステンレス鋼の好適組成範
囲は次の通りである：
温付近でフエライト相（α相）とオーステナイト
相（γ相）の２相組織を有し、Fe、Cr、Niを主
成分とする２相ステンレス鋼の加工と熱処理によ
る製造方法に関する。 （従来技術） 従来、２相ステンレス鋼の最終製造工程におけ
る熱処理としては、炭窒化物や金属間化合物の分
解、固溶、歪除去を目的とした焼鈍処理あるいは
第２相となるフエライト結晶粒あるいはオーステ
ナイト結晶粒の球状化を目的とした溶体化処理等
が行われているが、その処理温度は1050〜1150℃
といつた（α＋γ）相の２相領域温度であり、比
較的低い温度である。そのため第２相は約10μ〜
20μと粗い組織となり、その特性も組織（構造）
依存性というより、むしろ化学組成依存性と考え
られていた。したがつて、その機械的性質、例え
ば引張性質はその化学成分によつて規定されてし
まう。 ところで、従来、かかる鋼の特性としては主と
して耐食性のみが重視されてきたが、近年さらに
他の性質の劣化を招くことなくさらにすぐれた機
械的性質を有する材料の開発が望まれている。 （発明の目的） 本発明の目的は、化学成分の変更によるコスト
上昇や他の性質例えば耐食性の劣化を招くことな
く、機械的性質にすぐれた２相ステンレス鋼の安
価な製造方法を提供することである。 本発明の別の目的は、化学成分は変更すること
なく従来の加工、熱処理工程における処理条件を
変更するだけで機械的性質の改善をはかることの
できる２相ステンレス鋼の簡便な製造方法を提供
することである。 （発明の要約） 本発明はかかる目的を達成すべく種々検討を重
ね、加工と熱処理方法の処理条件の若干の変更に
よつて組織の大巾な変更が可能であり、その結
果、適当な組織をもたせることによつて機械的性
質の向上が図れて、しかもそれによつて他の性質
を損なうことがないばかりか、むしろ向上すると
いうことを知見し、さらに研究を続けたところ、
α単相領域か、α単相領域に近い（α＋γ）２相
領域で溶体化後、500℃以下に冷却し、次いで直
ちに、あるいは０℃以上200℃以下の温度で５％
以上95％以下の加工歪を与えた後に、従来工程に
近い（α＋γ）２相領域での溶体化処理をすれば
2μ程度の細粒組織となつて機械的性質は向上し、
さらに耐食性も向上して初期の目的が容易に達成
できることを見い出して、本発明を完成した。 すなわち、従来法では２相領域で溶体化処理を
行い、次いで水冷して最終製品としていたため、
組織は比較的粗く、使用目的によつては、化学成
分や他の性質を変えることなく所望の機械的性質
が得られなかつたものであるが、本発明によれ
ば、上述のように熱処理および加工との組合せの
みによつて機械的性質の向上を図るべく、従来工
程の前にα単相領域もしくはα単相領域に近い２
相領域に加熱後、水冷あるいは強制冷却し、好ま
しくはその後、冷間加工する工程を採用するので
ある。 （発明の構成） ここに、本発明は常温付近でフエライト相とオ
ーステナイト相との２相から成る組織を有し、
Fe、Cr、Niを主成分とする２相ステンレス鋼を
（Ｔ−100）℃以上1360℃以下に加熱後〔ただし、
Ｔは該２相ステンレス鋼が実質上フエライト単相
となる温度（℃）〕、水冷もしくは強制冷却によつ
て500℃以下に冷却し、次いで1000℃以上、（Ｔ−
150）℃以下に再加熱して最終溶体化処理を行つ
た後、水冷もしくは強制冷却することを特徴とす
る、２相ステンレス鋼の製造方法であり、さら
に、必要により最終溶体化処理の前に０℃以上
200℃以下の温度で５％以上95％以下の累積加工
歪を与える。 （実施態様） 次に本発明の詳細について説明する。 本発明にあつて２相ステンレス鋼の主要化学成
分をFe、Cr、Niとしたのは、他の元素を用いた
組合せでもα相とγ相との２相混合組織は得られ
るが、材料の性質とコストとを考慮した場合、
Fe、Cr、Niの３元素を基本としたほうが有利で
あるからであり、これらの他に必要に応じて５％
以下のMo、Co、１％以下のCu、Ti、Nb、Zr、
Ｖ、Ｗ、0.1％以下のＣ、0.2％以下のＮあるいは
溶解時の脱酸剤としての適当量のSi、Mnのうち
の１種以上を含有したもの、およびさらに介在物
を制御する目的でLa、Ce、Ca、Ｙ、Reを適宜添
加したものももちろん本発明の範囲内である。 本発明における２相ステンレス鋼の好適組成範
囲は次の通りである：
【表】
次に、第１回目の加熱温度を、α相単相となる
温度をＴとした場合、（Ｔ−100）℃以上としたの
は第２回目の再加熱時に微細組織を得るために母
相中に第２相を生成する元素を過飽和に固溶させ
るためであり、それには第１回目に加熱温度は高
い方が望ましいが、α相単相となる温度よりも若
干低くともよく、上記のように限定した。なお、
第１回目の加熱温度の上限は1360℃とする。1360
℃を越えて加熱すると、高温強度の小さいフエラ
イト単相となるので、炉中で自重によつて例えば
スラブが垂れ下がる等により、操業上多大な支障
を招く危険が増すからである。 第１回目の加熱の後の冷却速度は上述の過飽和
状態を維持するために速い程よく、水冷もしくは
強制冷却とした。ここに、強制冷却とは例えば水
噴霧、気水噴霧等による冷却を意味する。冷却す
る温度を500℃以下としたのはこれ以下の温度に
おいては、後工程で害を及ぼす炭窒化物の析出の
心配がなく、各元素の拡散速度が著しく遅れるの
で過飽和状態が維持できるからである。かかる状
態から（α＋γ）相の２相領域に再加熱すれば第
２相は無拡散に近い状態で母相中に析出して球状
化するので結果として微細な組織が得られるので
ある。 本発明においては、好ましくは最終溶体化処理
に先立つて加工を加えるが、そのように最終溶体
化処理への再加熱前に200℃以下で加工を加えれ
ば第２相の析出核が増すので組織の微細化効果は
さらに大となるが５％未満の累積歪量ではそのよ
うな効果は得にくいので、加工を加える場合本発
明では累積歪量を５％以上と限定し、また累積歪
量が95％超となると加工硬化によつて冷間割れを
生ずるため、累積歪量の上限は95％と限定する。
また加工温度が200℃を越えると再加熱までに蓄
積した歪が解放されて効果が薄れ、一方０℃未満
では成分系によつてはオーステナイトが加工によ
つて硬いマルテンサイト相となり（加工誘起マル
テンサイト）、加工による割れが生ずる危険があ
るので、加工温度を０℃以上200℃以下に限定し
た。 最終溶体化処理温度を1000℃以上、（Ｔ−150）
℃以下としたのは、1000℃未満では耐食性や靭性
に有害な炭窒化物や金属間化合物の分解・固溶が
十分図れないからであり、一方、（Ｔ−150）℃を
越えて高すぎるとα相とγ相との量的なバランス
が崩れて他の性質にも悪い影響を与えるばかりか
目的とするところの細粒組織が得難いという理由
による。したがつて、最終処理時間は溶体化の目
的を達し得るのであれば組織の粗大化を防ぐ意味
から短い方がよい。 かくして、以上詳述した本発明方法により機械
的性質をはじめとする諸性質にすぐれ、しかも異
方性の少ない２相ステンレス鋼の製造が可能とな
るのである。 次に、本発明による効果を実施例により説明す
る。 実施例 第１表に示す合金を通常の方法によつて溶解
し、分塊鍛造、熱間圧延を経て12mm厚の鋼板と
し、これに第２表に示す種々の処理を施し、室温
での引張性質、すなわち0.2％耐力（Y.P.）、引張
強さ（T.S.）、および伸びを比較、検討した。な
お、第１回目の加熱・冷却に際しては室温にまで
各条件下で冷却した。したがつて、最終溶体化処
理にあつては室温から加熱を開始した。最終溶体
化処理後はいずれの場合も水冷を行つた。
温度をＴとした場合、（Ｔ−100）℃以上としたの
は第２回目の再加熱時に微細組織を得るために母
相中に第２相を生成する元素を過飽和に固溶させ
るためであり、それには第１回目に加熱温度は高
い方が望ましいが、α相単相となる温度よりも若
干低くともよく、上記のように限定した。なお、
第１回目の加熱温度の上限は1360℃とする。1360
℃を越えて加熱すると、高温強度の小さいフエラ
イト単相となるので、炉中で自重によつて例えば
スラブが垂れ下がる等により、操業上多大な支障
を招く危険が増すからである。 第１回目の加熱の後の冷却速度は上述の過飽和
状態を維持するために速い程よく、水冷もしくは
強制冷却とした。ここに、強制冷却とは例えば水
噴霧、気水噴霧等による冷却を意味する。冷却す
る温度を500℃以下としたのはこれ以下の温度に
おいては、後工程で害を及ぼす炭窒化物の析出の
心配がなく、各元素の拡散速度が著しく遅れるの
で過飽和状態が維持できるからである。かかる状
態から（α＋γ）相の２相領域に再加熱すれば第
２相は無拡散に近い状態で母相中に析出して球状
化するので結果として微細な組織が得られるので
ある。 本発明においては、好ましくは最終溶体化処理
に先立つて加工を加えるが、そのように最終溶体
化処理への再加熱前に200℃以下で加工を加えれ
ば第２相の析出核が増すので組織の微細化効果は
さらに大となるが５％未満の累積歪量ではそのよ
うな効果は得にくいので、加工を加える場合本発
明では累積歪量を５％以上と限定し、また累積歪
量が95％超となると加工硬化によつて冷間割れを
生ずるため、累積歪量の上限は95％と限定する。
また加工温度が200℃を越えると再加熱までに蓄
積した歪が解放されて効果が薄れ、一方０℃未満
では成分系によつてはオーステナイトが加工によ
つて硬いマルテンサイト相となり（加工誘起マル
テンサイト）、加工による割れが生ずる危険があ
るので、加工温度を０℃以上200℃以下に限定し
た。 最終溶体化処理温度を1000℃以上、（Ｔ−150）
℃以下としたのは、1000℃未満では耐食性や靭性
に有害な炭窒化物や金属間化合物の分解・固溶が
十分図れないからであり、一方、（Ｔ−150）℃を
越えて高すぎるとα相とγ相との量的なバランス
が崩れて他の性質にも悪い影響を与えるばかりか
目的とするところの細粒組織が得難いという理由
による。したがつて、最終処理時間は溶体化の目
的を達し得るのであれば組織の粗大化を防ぐ意味
から短い方がよい。 かくして、以上詳述した本発明方法により機械
的性質をはじめとする諸性質にすぐれ、しかも異
方性の少ない２相ステンレス鋼の製造が可能とな
るのである。 次に、本発明による効果を実施例により説明す
る。 実施例 第１表に示す合金を通常の方法によつて溶解
し、分塊鍛造、熱間圧延を経て12mm厚の鋼板と
し、これに第２表に示す種々の処理を施し、室温
での引張性質、すなわち0.2％耐力（Y.P.）、引張
強さ（T.S.）、および伸びを比較、検討した。な
お、第１回目の加熱・冷却に際しては室温にまで
各条件下で冷却した。したがつて、最終溶体化処
理にあつては室温から加熱を開始した。最終溶体
化処理後はいずれの場合も水冷を行つた。
【表】
第２表に示す結果からも明らかなように、第１
回目の加熱処理を行なわない比較法５〜９に比べ
本発明法１〜９ではすぐれた引張性質が得られ、
また比較法１〜４においては第１回目の加熱処理
は行つたが、いずれかの条件が本発明法とはずれ
ており十分な効果は得られていない。 さらに第１回目の加熱温度と引張性質との関連
を明らかにするために、供試材イを用いて第１回
目の加熱温度を種々変え30分間処理し、500℃以
下に水冷後加工度50％の冷間圧延を加え、次いで
1050℃に加熱し30分保持した後水冷した。得られ
た２相ステンレス鋼の引張試験結果を添付図面に
グラフで示す。 図示結果より明らかなようにY.P.、T.S.、のい
ずれも第１回目の加熱温度、T1の上昇によつて
上昇しており、特に（Ｔ−100）℃以上の範囲で
T.S.、Y.P.ともに増加しており本発明による効果
は明らかである。
回目の加熱処理を行なわない比較法５〜９に比べ
本発明法１〜９ではすぐれた引張性質が得られ、
また比較法１〜４においては第１回目の加熱処理
は行つたが、いずれかの条件が本発明法とはずれ
ており十分な効果は得られていない。 さらに第１回目の加熱温度と引張性質との関連
を明らかにするために、供試材イを用いて第１回
目の加熱温度を種々変え30分間処理し、500℃以
下に水冷後加工度50％の冷間圧延を加え、次いで
1050℃に加熱し30分保持した後水冷した。得られ
た２相ステンレス鋼の引張試験結果を添付図面に
グラフで示す。 図示結果より明らかなようにY.P.、T.S.、のい
ずれも第１回目の加熱温度、T1の上昇によつて
上昇しており、特に（Ｔ−100）℃以上の範囲で
T.S.、Y.P.ともに増加しており本発明による効果
は明らかである。
【表】
＊：本発明の範囲外
添付図面は、加熱温度と引張強さとの関係を示
すグラフである。
すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 常温付近でフエライト相とオーステナイト相
との２相から成る組織を有し、Fe、Cr、Niを主
成分とする２相ステンレス鋼を（Ｔ−100）℃以
上1360℃以下に加熱すること〔ただし、Ｔは該２
相ステンレス鋼が実質上フエライト単相となる温
度（℃）〕； このように加熱された鋼を水冷もしくは強制冷
却によつて500℃以下に冷却すること； 次いで1000℃以上、（Ｔ−150）℃以下に再加熱
して最終溶体化処理を行うこと；および このように溶体化処理した鋼を水冷もしくは強
制冷却すること から成る２相ステンレス鋼の製造方法。 ２ 常温付近でフエライト相とオーステナイト相
との２相から成る組織を有し、Fe、Cr、Niを主
成分とする２相ステンレス鋼を（Ｔ−100）℃以
上1360℃以下に加熱すること〔ただし、Ｔは該２
相ステンレス鋼が実質上フエライト単相となる温
度（℃）〕； このように加熱された鋼を水冷もしくは強制冷
却によつて500℃以下に冷却すること； その後、０℃以上200℃以下の温度で５％以上
95％以下の累積加工歪を与えること； 次いで1000℃以上、（Ｔ−150）℃以下に再加熱
して最終溶体化処理を行うこと；および このように溶体化処理した鋼を水冷もしくは強
制冷却すること から成る２相ステンレス鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16753883A JPS6059017A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | ２相ステンレス鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16753883A JPS6059017A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | ２相ステンレス鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6059017A JPS6059017A (ja) | 1985-04-05 |
| JPH0447009B2 true JPH0447009B2 (ja) | 1992-07-31 |
Family
ID=15851551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16753883A Granted JPS6059017A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | ２相ステンレス鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6059017A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5887179B2 (ja) * | 2012-03-29 | 2016-03-16 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 張り出し加工性に優れる２相ステンレス鋼およびその製造方法 |
-
1983
- 1983-09-13 JP JP16753883A patent/JPS6059017A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6059017A (ja) | 1985-04-05 |
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