JPH0539548A - 高強度ステンレス鋼およびその製造法 - Google Patents
高強度ステンレス鋼およびその製造法Info
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- JPH0539548A JPH0539548A JP35168091A JP35168091A JPH0539548A JP H0539548 A JPH0539548 A JP H0539548A JP 35168091 A JP35168091 A JP 35168091A JP 35168091 A JP35168091 A JP 35168091A JP H0539548 A JPH0539548 A JP H0539548A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 重量比にしてＣ 0.03 ％以下、Si 2.00 ％以
下、Mn 5.0％以下、Ｓ 0.030％以下、Cr 16 〜20％、Ni
6〜13％、Ｎ 0.15 〜0.28％、Nb 0.05 〜0.25％、Ｂ
0.0020 ％以下を含有し、残部Feならびに不純物元素か
らなる高強度ステンレス鋼および前記鋼を制御圧延ない
し低温固溶化熱処理して、耐食性を損なうことなく強度
を向上させたことを特徴とする高強度ステンレス鋼の製
造法。 【効果】 適量のＮ、Nbの添加し、かつ不純物Ｂの抑制
と、Ｃ量の低減によって強度と耐食性を向上させた。ま
た、加熱温度、圧延温度、冷却速度を適切に制御した圧
延ないし、低温固溶化熱処理を施すことによって、耐食
性を損なうことなく、強度を大幅に向上させることがで
きた。
下、Mn 5.0％以下、Ｓ 0.030％以下、Cr 16 〜20％、Ni
6〜13％、Ｎ 0.15 〜0.28％、Nb 0.05 〜0.25％、Ｂ
0.0020 ％以下を含有し、残部Feならびに不純物元素か
らなる高強度ステンレス鋼および前記鋼を制御圧延ない
し低温固溶化熱処理して、耐食性を損なうことなく強度
を向上させたことを特徴とする高強度ステンレス鋼の製
造法。 【効果】 適量のＮ、Nbの添加し、かつ不純物Ｂの抑制
と、Ｃ量の低減によって強度と耐食性を向上させた。ま
た、加熱温度、圧延温度、冷却速度を適切に制御した圧
延ないし、低温固溶化熱処理を施すことによって、耐食
性を損なうことなく、強度を大幅に向上させることがで
きた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は化学、海水、原子力等各
種プラントに用いられる強度、耐食性に優れたオーステ
ナイト系ステンレス鋼に関するものである。
種プラントに用いられる強度、耐食性に優れたオーステ
ナイト系ステンレス鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】オーステナイト系ステンレス鋼は耐食
性、耐熱性、加工性、機械的性質が優れているため広く
使用されており、代表的な鋼としてSUS304、SUS316、SU
S304L 、SUS316L 等がある。最近、機械、構造物の大型
化が進み構造用ステンレス鋼の強度向上が強く求めら
れ、前記ステンレス鋼にＮ、Nb等を添加し強度を向上さ
せたSUS304N1、SUS304N2、SUS304LN、SUS316N 、SUS316
LNなどが知られている。
性、耐熱性、加工性、機械的性質が優れているため広く
使用されており、代表的な鋼としてSUS304、SUS316、SU
S304L 、SUS316L 等がある。最近、機械、構造物の大型
化が進み構造用ステンレス鋼の強度向上が強く求めら
れ、前記ステンレス鋼にＮ、Nb等を添加し強度を向上さ
せたSUS304N1、SUS304N2、SUS304LN、SUS316N 、SUS316
LNなどが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記した鋼の固溶化熱
処理後の強度はSUS304LN、SUS316LNの耐力が25kgf/mm2
以上であり、SUS304N 、SUS316の耐力が28kgf/mm2 以上
と不十分であった。また、SUS304N2は35kgf/mm2 と比較
的高い強度を有しているが、必ずしも十分な強度を有し
ているとは云えなかった。
処理後の強度はSUS304LN、SUS316LNの耐力が25kgf/mm2
以上であり、SUS304N 、SUS316の耐力が28kgf/mm2 以上
と不十分であった。また、SUS304N2は35kgf/mm2 と比較
的高い強度を有しているが、必ずしも十分な強度を有し
ているとは云えなかった。
【０００４】近年、これらの鋼の強度をさらに改善する
ため種々の方法が検討されており、例えば冷間加工によ
る加工強化、制御圧延により強度を向上する方法が提案
されている。しかしながら、冷間加工においては、必要
な強度を得るには20％以上もの圧下が必要であるため、
薄板、線材にしか適用できないという欠点があった。
ため種々の方法が検討されており、例えば冷間加工によ
る加工強化、制御圧延により強度を向上する方法が提案
されている。しかしながら、冷間加工においては、必要
な強度を得るには20％以上もの圧下が必要であるため、
薄板、線材にしか適用できないという欠点があった。
【０００５】また、制御圧延においては、SUS306LN、31
6N、316L、 316、304LN 、304N1 、304 、304Lでは十分
な強度が得られず、SUS304N2では熱間加工時、割れが発
生するという問題及び十分な耐食性が得られないという
欠点が有り、実用化には至っていなかった。
6N、316L、 316、304LN 、304N1 、304 、304Lでは十分
な強度が得られず、SUS304N2では熱間加工時、割れが発
生するという問題及び十分な耐食性が得られないという
欠点が有り、実用化には至っていなかった。
【０００６】また、これらの鋼は強度の他、SUS304N 、
SUS304N2、SUS316N は、耐粒界腐食性、耐応力腐食割れ
感受性に劣るという欠点を有し、さらに溶接後耐食性が
大幅に低下するという問題をも有していた。本発明は、
このような従来鋼の課題を克服することのできる、強
度、耐食性の優れた高強度オーステナイト系ステンレス
鋼およびその製造法を提供することを目的とする。
SUS304N2、SUS316N は、耐粒界腐食性、耐応力腐食割れ
感受性に劣るという欠点を有し、さらに溶接後耐食性が
大幅に低下するという問題をも有していた。本発明は、
このような従来鋼の課題を克服することのできる、強
度、耐食性の優れた高強度オーステナイト系ステンレス
鋼およびその製造法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前述の課
題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、以下の知見
を得ることにより本発明を完成した。すなわち、オース
テナイト系ステンレス鋼の成分と強度、耐食性との関係
を調べた結果、適量のＮ、Nbを添加し、かつ不純物Ｂの
抑制と、Ｃ含有量の低減により、強度、耐食性を向上で
きることを見出したものである。
題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、以下の知見
を得ることにより本発明を完成した。すなわち、オース
テナイト系ステンレス鋼の成分と強度、耐食性との関係
を調べた結果、適量のＮ、Nbを添加し、かつ不純物Ｂの
抑制と、Ｃ含有量の低減により、強度、耐食性を向上で
きることを見出したものである。
【０００８】さらに、本発明はこれらの鋼を制御圧延又
は制御圧延後、低温固溶化熱処理等の加工熱処理を施す
ことによって、さらに強度を向上させることに成功した
ものである。以下、さらに詳細に説明する。
は制御圧延後、低温固溶化熱処理等の加工熱処理を施す
ことによって、さらに強度を向上させることに成功した
ものである。以下、さらに詳細に説明する。
【０００９】本発明者等は、オーステナイト系ステンレ
ス鋼の強度と耐食性に及ぼすＣ、Ｎ、Nb、Ｂの影響及び
圧延仕上温度の影響を種々調査した結果、第１に0.15〜
0.28％のＮと0.05〜0.25％のNbを同時に添加し、かつＣ
0.03 ％以下、Ｂを20 ppm以下に限定することによっ
て、図１に示すように、SUS304L 以上の耐粒界腐食性を
得ることができることを見出したものである。
ス鋼の強度と耐食性に及ぼすＣ、Ｎ、Nb、Ｂの影響及び
圧延仕上温度の影響を種々調査した結果、第１に0.15〜
0.28％のＮと0.05〜0.25％のNbを同時に添加し、かつＣ
0.03 ％以下、Ｂを20 ppm以下に限定することによっ
て、図１に示すように、SUS304L 以上の耐粒界腐食性を
得ることができることを見出したものである。
【００１０】そして第２に、Nbの強化作用は一般にNbC
の析出による結晶粒の微細化及び析出硬化によるものと
言われているが、Ｃ量を0.03％以下に減少させても、Ｎ
を0.15〜0.28％含有する鋼においては、Nbの強化作用が
顕著であることを見出したものである。これは低Ｃ鋼に
おいては、 NbNまたはNb（Ｃ、Ｎ）の析出による結晶粒
の微細化及び析出硬化作用があらわれたためと思われ
る。
の析出による結晶粒の微細化及び析出硬化によるものと
言われているが、Ｃ量を0.03％以下に減少させても、Ｎ
を0.15〜0.28％含有する鋼においては、Nbの強化作用が
顕著であることを見出したものである。これは低Ｃ鋼に
おいては、 NbNまたはNb（Ｃ、Ｎ）の析出による結晶粒
の微細化及び析出硬化作用があらわれたためと思われ
る。
【００１１】第３に、前記知見より得られた鋼を、仕上
温度 600〜1000℃で制御圧延した場合、Nbの強化作用が
制御圧延後も働き、図２に示すようにSUS304N2の制御圧
延材と同等の強度が得られることを見出したものであ
る。
温度 600〜1000℃で制御圧延した場合、Nbの強化作用が
制御圧延後も働き、図２に示すようにSUS304N2の制御圧
延材と同等の強度が得られることを見出したものであ
る。
【００１２】さらに 600〜1000℃での制御圧延温度域で
図３に示すようにSUS304N1、SUS304N2に比べて大幅に熱
間加工性が向上し、圧延割れの危険が解消できること、
又制御圧延後の組織が微細な再結晶組織又は未再結晶加
工組織、如何にかかわらず、図４に示すように固溶化熱
処理材と同等の耐食性を得ることを見出したものであ
る。
図３に示すようにSUS304N1、SUS304N2に比べて大幅に熱
間加工性が向上し、圧延割れの危険が解消できること、
又制御圧延後の組織が微細な再結晶組織又は未再結晶加
工組織、如何にかかわらず、図４に示すように固溶化熱
処理材と同等の耐食性を得ることを見出したものであ
る。
【００１３】本発明はこれらの知見をもとにして開発し
た高強度ステンレス鋼およびその製造法であり、本発明
鋼は耐力が45kgf/mm2 以上と高い強度を有し、さらに制
御圧延によって60kgf/mm2 以上（再結晶微細組織の場
合）、70kgf/mm2 以上（未再結晶加工組織の場合) 、に
向上し、優れた強度を有するものである。
た高強度ステンレス鋼およびその製造法であり、本発明
鋼は耐力が45kgf/mm2 以上と高い強度を有し、さらに制
御圧延によって60kgf/mm2 以上（再結晶微細組織の場
合）、70kgf/mm2 以上（未再結晶加工組織の場合) 、に
向上し、優れた強度を有するものである。
【００１４】さらに、本発明は耐食性にも優れ、特に耐
粒界腐食性、耐応力腐食割れ感受性に優れており、さら
にSUS304より良好な耐孔食性、耐酸性を有するものであ
り、又溶接後も耐食性が低下しないものである。さらに
熱間加工性についても良好であり、かつSUS304と同一工
程で生産できるなど経済的なステンレス鋼およびその製
造法である。
粒界腐食性、耐応力腐食割れ感受性に優れており、さら
にSUS304より良好な耐孔食性、耐酸性を有するものであ
り、又溶接後も耐食性が低下しないものである。さらに
熱間加工性についても良好であり、かつSUS304と同一工
程で生産できるなど経済的なステンレス鋼およびその製
造法である。
【００１５】一方、本発明は、従来提案されていた冷間
加工による強度向上方法とは異なり、成分および熱間圧
延時の製造条件の最適化（制御圧延）によって強度向上
を図ろうとするものであり、薄板、線材以外の形状の製
品に対しても適用が可能である。以上のように本発明鋼
は強度、耐食性に優れたステンレス鋼で、化学、海水、
原子力等の各種プラントに用いられる強度部材に適した
ものである。
加工による強度向上方法とは異なり、成分および熱間圧
延時の製造条件の最適化（制御圧延）によって強度向上
を図ろうとするものであり、薄板、線材以外の形状の製
品に対しても適用が可能である。以上のように本発明鋼
は強度、耐食性に優れたステンレス鋼で、化学、海水、
原子力等の各種プラントに用いられる強度部材に適した
ものである。
【００１６】以下に本発明鋼およびその製造法について
詳述する。第１発明は、重量比にしてＣ 0.03 ％以下、
Si 2.00 ％以下、Mn5.0％以下、Ｓ 0.030％以下、Cr 16
〜20％、Ni 6〜13％、Ｎ 0.15 〜0.28％、Nb 0.05 〜
0.25％、Ｂ 0.0020 ％以下を含有し、残部Feならびに不
純物元素からなることを特徴とする高強度ステンレス鋼
である。
詳述する。第１発明は、重量比にしてＣ 0.03 ％以下、
Si 2.00 ％以下、Mn5.0％以下、Ｓ 0.030％以下、Cr 16
〜20％、Ni 6〜13％、Ｎ 0.15 〜0.28％、Nb 0.05 〜
0.25％、Ｂ 0.0020 ％以下を含有し、残部Feならびに不
純物元素からなることを特徴とする高強度ステンレス鋼
である。
【００１７】また、第２発明は第１発明鋼を 950〜1300
℃に加熱し、ついで圧延温度 600〜1250℃で圧延を行
い、かつ仕上温度が 600〜1000℃の温度範囲となるよう
に制御し、その後４℃／分以上の冷却速度で冷却し、全
加工量が30％以上の加工量であり、その組織が再結晶微
細組織ないし未再結晶加工組織であり、第１発明鋼にの
強度をさらに向上させ、耐力を60kgf/mm2 以上としたも
のである。
℃に加熱し、ついで圧延温度 600〜1250℃で圧延を行
い、かつ仕上温度が 600〜1000℃の温度範囲となるよう
に制御し、その後４℃／分以上の冷却速度で冷却し、全
加工量が30％以上の加工量であり、その組織が再結晶微
細組織ないし未再結晶加工組織であり、第１発明鋼にの
強度をさらに向上させ、耐力を60kgf/mm2 以上としたも
のである。
【００１８】さらに第３発明は、第１発明鋼を 950〜13
00℃に加熱し、ついで圧延温度 900〜1250℃で圧延を行
い、かつ仕上圧延温度を1000℃以下とし、さらに 900〜
1010℃で低温固溶化熱処理を施し、結晶粒度番号が 7.5
以上であり、第１発明鋼の強度をさらに向上し、耐力を
50kgf/mm2 以上としたものである。
00℃に加熱し、ついで圧延温度 900〜1250℃で圧延を行
い、かつ仕上圧延温度を1000℃以下とし、さらに 900〜
1010℃で低温固溶化熱処理を施し、結晶粒度番号が 7.5
以上であり、第１発明鋼の強度をさらに向上し、耐力を
50kgf/mm2 以上としたものである。
【００１９】以下に本発明鋼の成分限定理由について説
明する。Ｃは、制御圧延後の耐食性、制御圧延時の熱間
加工性を著しく損なう本発明においては重要な元素であ
り、少なくとも0.03％以下にする必要があり、その上限
を0.03％とした。
明する。Ｃは、制御圧延後の耐食性、制御圧延時の熱間
加工性を著しく損なう本発明においては重要な元素であ
り、少なくとも0.03％以下にする必要があり、その上限
を0.03％とした。
【００２０】Siは、脱酸剤として添加する他に強度をも
改善する元素であるが、反面、溶接時の高温割れ性、凝
固時のＮ固溶量を減少させる元素でもあり、良好な鋼塊
を得るには 2.0％以下にする必要があり、その上限を
2.0％とした。
改善する元素であるが、反面、溶接時の高温割れ性、凝
固時のＮ固溶量を減少させる元素でもあり、良好な鋼塊
を得るには 2.0％以下にする必要があり、その上限を
2.0％とした。
【００２１】Mnは脱酸剤として添加する他Ｎの溶解度を
増加させる元素であるが、反面含有量が増加すると耐食
性、熱間加工性を損なうので、その上限を 5.0％とし
た。
増加させる元素であるが、反面含有量が増加すると耐食
性、熱間加工性を損なうので、その上限を 5.0％とし
た。
【００２２】Crは、ステンレス鋼の基本元素であり、優
れた耐食性を得るためには、少なくとも16％以上の含有
が必要である。しかし、Cr量が増加しすぎると高温での
δ／γ組織のバランスを損なうので、その上限を20％と
した。
れた耐食性を得るためには、少なくとも16％以上の含有
が必要である。しかし、Cr量が増加しすぎると高温での
δ／γ組織のバランスを損なうので、その上限を20％と
した。
【００２３】Niは、オーステナイト系ステンレス鋼の基
本元素であり、優れた耐食性とオーステナイト組織を得
るためには６％以上の含有が必要である。しかし、Ni量
が増加しすぎると溶接時の溶接割れ性、熱間加工性、制
御圧延後の耐食性などを低下させるので、その上限を13
％とした。
本元素であり、優れた耐食性とオーステナイト組織を得
るためには６％以上の含有が必要である。しかし、Ni量
が増加しすぎると溶接時の溶接割れ性、熱間加工性、制
御圧延後の耐食性などを低下させるので、その上限を13
％とした。
【００２４】Ｎは、侵入型の固溶強化およびNb（Ｃ、
Ｎ）析出による結晶粒の微細化、析出強化作用を有する
など本発明においては最も主要な強化元素であり、かつ
制御圧延後の耐食性改善に寄与する元素でもあり、これ
らの効果を得るには0.15％以上の含有が必要であり、下
限を0.15％とした。しかし、Ｎ含有量が増加すると熱間
加工性を低下し、さらに凝固時、溶接時にブローホール
が発生し易くなるので、その上限を0.28％とした。
Ｎ）析出による結晶粒の微細化、析出強化作用を有する
など本発明においては最も主要な強化元素であり、かつ
制御圧延後の耐食性改善に寄与する元素でもあり、これ
らの効果を得るには0.15％以上の含有が必要であり、下
限を0.15％とした。しかし、Ｎ含有量が増加すると熱間
加工性を低下し、さらに凝固時、溶接時にブローホール
が発生し易くなるので、その上限を0.28％とした。
【００２５】Nbは、残存ＣをNbC として固定し、制御圧
延後の耐食性を改善し、かつNb（Ｃ、Ｎ）析出により結
晶粒の微細化および制御圧延後の強度を改善する本発明
においては主要な元素であり、少なくとも0.05% 以上の
含有が必要である。しかし、Nbは高価な元素でもあり、
かつ必要以上に含有させると熱間加工性を損なうので、
上限を0.25％とした。
延後の耐食性を改善し、かつNb（Ｃ、Ｎ）析出により結
晶粒の微細化および制御圧延後の強度を改善する本発明
においては主要な元素であり、少なくとも0.05% 以上の
含有が必要である。しかし、Nbは高価な元素でもあり、
かつ必要以上に含有させると熱間加工性を損なうので、
上限を0.25％とした。
【００２６】Ｂは、本発明鋼において耐粒界腐食性を低
下させる元素であり、かつ制御圧延後の耐食性をも劣化
させるものであり、その含有量を厳しく抑制する必要が
あり、上限を0.0020％とした。より望ましくは0.0005％
以下である。
下させる元素であり、かつ制御圧延後の耐食性をも劣化
させるものであり、その含有量を厳しく抑制する必要が
あり、上限を0.0020％とした。より望ましくは0.0005％
以下である。
【００２７】Ｓはその含有量を大幅に低減することによ
り耐食性を向上させる元素であり、かつ制御圧延後の延
性、靱性（特に圧延直角方向）を向上させるものであ
る。そして、特に耐食性を重視する用途に使用する場合
には、少なくとも0.005％以下、望ましくは 0.001％以
下にすることが好ましい。
り耐食性を向上させる元素であり、かつ制御圧延後の延
性、靱性（特に圧延直角方向）を向上させるものであ
る。そして、特に耐食性を重視する用途に使用する場合
には、少なくとも0.005％以下、望ましくは 0.001％以
下にすることが好ましい。
【００２８】また、制御圧延において、加熱温度を 950
〜1300℃としたのは、圧延時の変形抵抗を小さくするた
めであり、 950℃未満では変形抵抗が大きく圧延が困難
であり、かつ1300℃を越えて加熱すると粒界の一部が溶
融又は結晶粒が粗大化して圧延が困難になるためであ
る。仕上圧延温度を 600〜1000℃としたのは本発明鋼の
強度を制御するためであり、仕上圧延温度を下げるほど
強度が向上するものである。そして、1000℃を越えると
再結晶粒が粗大化して十分な強度が得られないので、上
限を1000℃とした。ただし、 900℃未満では再結晶微細
組織が得られず、未再結晶加工組織となり、圧延直角方
向の延性、靱性については低下する。
〜1300℃としたのは、圧延時の変形抵抗を小さくするた
めであり、 950℃未満では変形抵抗が大きく圧延が困難
であり、かつ1300℃を越えて加熱すると粒界の一部が溶
融又は結晶粒が粗大化して圧延が困難になるためであ
る。仕上圧延温度を 600〜1000℃としたのは本発明鋼の
強度を制御するためであり、仕上圧延温度を下げるほど
強度が向上するものである。そして、1000℃を越えると
再結晶粒が粗大化して十分な強度が得られないので、上
限を1000℃とした。ただし、 900℃未満では再結晶微細
組織が得られず、未再結晶加工組織となり、圧延直角方
向の延性、靱性については低下する。
【００２９】すなわち、 900〜1000℃の仕上圧延温度域
では、圧延方向はもちろんのこと直角方向の延性、靱性
についても優れており、高強度でかつ耐食性についても
優れた再結晶微細組織が得られるものである。しかしな
がら、 900℃未満とした場合の方が高強度が得られるの
で、要求特性に合わせて仕上圧延温度を決定することが
必要である。
では、圧延方向はもちろんのこと直角方向の延性、靱性
についても優れており、高強度でかつ耐食性についても
優れた再結晶微細組織が得られるものである。しかしな
がら、 900℃未満とした場合の方が高強度が得られるの
で、要求特性に合わせて仕上圧延温度を決定することが
必要である。
【００３０】ただし、仕上圧延温度を 600〜 900℃未満
とした場合には、Ｓを 0.005％以下として、延性、靱性
の低下を防止することが望ましい。また、 600℃未満で
は本発明鋼の回復温度以下となり、圧延時の変形抵抗が
急上昇し、圧延が困難になり好ましくない。
とした場合には、Ｓを 0.005％以下として、延性、靱性
の低下を防止することが望ましい。また、 600℃未満で
は本発明鋼の回復温度以下となり、圧延時の変形抵抗が
急上昇し、圧延が困難になり好ましくない。
【００３１】低温固溶化熱処理温度を 900〜1010℃とし
たのは、本発明はＣ含有量を0.03％以下にしたので、 9
00〜1010℃の加熱においてもＣの固溶が可能であり、か
つ結晶粒度は再結晶温度が900℃以上の場合、できるだ
け低い温度で熱処理するほど細かくなり、強度が増加す
るためである。しかし、 900℃未満ではＣが固溶せず、
又再結晶もしなく、かつ1010℃を越えると結晶粒が 7.5
以下と粗大化し、強度が低下するものである。
たのは、本発明はＣ含有量を0.03％以下にしたので、 9
00〜1010℃の加熱においてもＣの固溶が可能であり、か
つ結晶粒度は再結晶温度が900℃以上の場合、できるだ
け低い温度で熱処理するほど細かくなり、強度が増加す
るためである。しかし、 900℃未満ではＣが固溶せず、
又再結晶もしなく、かつ1010℃を越えると結晶粒が 7.5
以下と粗大化し、強度が低下するものである。
【００３２】また圧延後の冷却速度を４℃／分以上とし
たのは、４℃／分未満の徐冷ではCr23C6又はCr2Nが粒界
に析出し耐食性を低下するためである。さらに 600〜12
50℃の圧延温度における全加工量を30％以上としたの
は、この温度域内の全加工量が30％に満たないと、加工
によって結晶内に導入される格子欠陥や蓄積エネルギー
が少ないために加熱時の粗大組織が残ってしまい、目的
とする組織が得られないためである。
たのは、４℃／分未満の徐冷ではCr23C6又はCr2Nが粒界
に析出し耐食性を低下するためである。さらに 600〜12
50℃の圧延温度における全加工量を30％以上としたの
は、この温度域内の全加工量が30％に満たないと、加工
によって結晶内に導入される格子欠陥や蓄積エネルギー
が少ないために加熱時の粗大組織が残ってしまい、目的
とする組織が得られないためである。
【００３３】
【実施例】つぎに、本発明鋼の特徴を従来鋼、比較鋼と
比べて実施例でもって明らかにする。 表１は、供試鋼の化学成分を示すものである。
比べて実施例でもって明らかにする。 表１は、供試鋼の化学成分を示すものである。
【００３４】
【表１】
【００３５】表１においてＡ〜Ｇ鋼は従来鋼でＡ鋼はSU
S304、Ｂ鋼はSUS316、Ｃ鋼はSUS304L 、Ｄ鋼はSUS316L
、Ｅ鋼はSUS304N1、Ｆ鋼はSUS304N2、Ｇ鋼はSUS316N
鋼で、Ｈ〜Ｌ鋼は本発明鋼である。
S304、Ｂ鋼はSUS316、Ｃ鋼はSUS304L 、Ｄ鋼はSUS316L
、Ｅ鋼はSUS304N1、Ｆ鋼はSUS304N2、Ｇ鋼はSUS316N
鋼で、Ｈ〜Ｌ鋼は本発明鋼である。
【００３６】表２は、表１のＡ〜Ｌ鋼に対し固溶化熱処
理 (1050℃×30min →W.Q.) を施した鋼について、強
度、耐食性、熱間加工性を示したものである。強度につ
いては、JIS4号試験片を用いて耐力を測定したものであ
る。
理 (1050℃×30min →W.Q.) を施した鋼について、強
度、耐食性、熱間加工性を示したものである。強度につ
いては、JIS4号試験片を用いて耐力を測定したものであ
る。
【００３７】耐粒界腐食性については、 800℃×2hr 鋭
敏化処理後の組織について評価したもので、STEP（段状
組織）については○、DUAL（混合組織）については△、
DITCH （溝状組織）については×として示した。
敏化処理後の組織について評価したもので、STEP（段状
組織）については○、DUAL（混合組織）については△、
DITCH （溝状組織）については×として示した。
【００３８】耐応力腐食割れ感受性については、沸騰状
態の20％NaCl＋１％Na3Cr207水溶液中にＵ字形状に曲げ
た試片を50hr浸漬するというＵ字曲げ法にて、割れ発生
の有無によって評価したもので、割れの発生しないもの
を○、割れの発生したものを×として示した。
態の20％NaCl＋１％Na3Cr207水溶液中にＵ字形状に曲げ
た試片を50hr浸漬するというＵ字曲げ法にて、割れ発生
の有無によって評価したもので、割れの発生しないもの
を○、割れの発生したものを×として示した。
【００３９】熱間加工性については、 850℃で、50mm/s
ecという高温引張試験を行い、その絞り値を測定したも
のである。母材および溶接熱影響部の耐食性について
は、30℃、 3.5％NaCl水溶液中での孔食電位を測定した
ものである。
ecという高温引張試験を行い、その絞り値を測定したも
のである。母材および溶接熱影響部の耐食性について
は、30℃、 3.5％NaCl水溶液中での孔食電位を測定した
ものである。
【００４０】
【表２】
【００４１】表２から知られるように、従来鋼である
Ａ、Ｃ鋼は熱間加工性については優れているが、強度は
耐力が25.0、22.8kgf/mm2 と低く、かつ耐粒界腐食性、
耐応力腐食割れ感受性、母材および溶接熱影響部の耐食
性についても低いものであり、Ｂ鋼は熱間加工性、母材
および溶接熱影響部の耐食性については優れているが、
強度は耐力が25.2kgf/mm2 と低く、かつ耐粒界腐食性、
耐応力腐食割れ感受性についても低いものであり、Ｄ鋼
は耐応力腐食割れ感受性、熱間加工性、母材および溶接
熱影響部の耐食性については優れているが、強度は耐力
が23.4kgf/mm2 と低く、かつ耐粒界腐食性についても低
いものであり、Ｅ鋼はＡ鋼に0.22％のＮを含有させたこ
とにより、耐力が32.1kgf/mm2 とＡ鋼に比べて相当の向
上が認められるが、高強度ステンレス鋼としてはいま一
つ強度が不足するものであり、Ｆ鋼はＥ鋼にさらに0.10
％のNbを含有させたことにより、耐力40.7kgf/mm2 とＥ
鋼に比べさらに向上し、高強度ステンレス鋼として満足
する強度を有するものであるが、反面熱間加工性が低下
しており、Ｇ鋼はＢ鋼に0.17％のＮを含有させたことに
より、耐力が39.2kgf/mm2 とＢ鋼に比べて向上し、優れ
た強度を有するものであるが、Ｆ鋼と同様に熱間加工性
が低下し、さらに耐粒界腐食性、耐応力腐食割れ感受性
についても低下している。
Ａ、Ｃ鋼は熱間加工性については優れているが、強度は
耐力が25.0、22.8kgf/mm2 と低く、かつ耐粒界腐食性、
耐応力腐食割れ感受性、母材および溶接熱影響部の耐食
性についても低いものであり、Ｂ鋼は熱間加工性、母材
および溶接熱影響部の耐食性については優れているが、
強度は耐力が25.2kgf/mm2 と低く、かつ耐粒界腐食性、
耐応力腐食割れ感受性についても低いものであり、Ｄ鋼
は耐応力腐食割れ感受性、熱間加工性、母材および溶接
熱影響部の耐食性については優れているが、強度は耐力
が23.4kgf/mm2 と低く、かつ耐粒界腐食性についても低
いものであり、Ｅ鋼はＡ鋼に0.22％のＮを含有させたこ
とにより、耐力が32.1kgf/mm2 とＡ鋼に比べて相当の向
上が認められるが、高強度ステンレス鋼としてはいま一
つ強度が不足するものであり、Ｆ鋼はＥ鋼にさらに0.10
％のNbを含有させたことにより、耐力40.7kgf/mm2 とＥ
鋼に比べさらに向上し、高強度ステンレス鋼として満足
する強度を有するものであるが、反面熱間加工性が低下
しており、Ｇ鋼はＢ鋼に0.17％のＮを含有させたことに
より、耐力が39.2kgf/mm2 とＢ鋼に比べて向上し、優れ
た強度を有するものであるが、Ｆ鋼と同様に熱間加工性
が低下し、さらに耐粒界腐食性、耐応力腐食割れ感受性
についても低下している。
【００４２】これらの従来鋼に対して、本発明鋼である
Ｈ〜Ｌ鋼は0.15〜0.28％のＮと、0.05〜0.25％のNbを同
時に添加し、かつＣ量を0.03％以下、Ｂ量を20ppm 以下
と限定することによって、強度については耐力48kgf/mm
2 以上、耐粒界腐食性についてもいずれもSTEP（段状組
織）を有し、耐応力腐食割れ感受性については50hr浸漬
によってもいずれにも割れの発生がないものであり、熱
間加工性についても従来鋼のように低下することがな
く、いずれも70％以上の絞り値を有し、母材および溶接
熱影響部の耐食性についてもいずれも孔食電位が0.3V以
上と優れており、本発明鋼は強度、耐粒界腐食性、耐応
力腐食割れ感受性、熱間加工性、母材および溶接熱影響
部の耐食性のいずれについても優れているものである。
Ｈ〜Ｌ鋼は0.15〜0.28％のＮと、0.05〜0.25％のNbを同
時に添加し、かつＣ量を0.03％以下、Ｂ量を20ppm 以下
と限定することによって、強度については耐力48kgf/mm
2 以上、耐粒界腐食性についてもいずれもSTEP（段状組
織）を有し、耐応力腐食割れ感受性については50hr浸漬
によってもいずれにも割れの発生がないものであり、熱
間加工性についても従来鋼のように低下することがな
く、いずれも70％以上の絞り値を有し、母材および溶接
熱影響部の耐食性についてもいずれも孔食電位が0.3V以
上と優れており、本発明鋼は強度、耐粒界腐食性、耐応
力腐食割れ感受性、熱間加工性、母材および溶接熱影響
部の耐食性のいずれについても優れているものである。
【００４３】表３は表１のＡ、Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｊ鋼につい
て、10×40mmの平鋼を圧延し、0.2%耐力、耐食性、結晶
粒度を前記実施例と同一の条件で測定した結果を示した
ものである。平鋼の製造は、1150℃に加熱後圧延を行
い、かつ仕上圧延温度が 950℃程度に、又は 800℃程度
の温度となるように制御し、ついで50℃／分以上で冷却
し、全加工量を96％とした場合と、仕上圧延温度を 950
℃とし、50℃／分で冷却し、全加工量を96％とし、さら
に 980℃×30分の条件で低温固溶化熱処理を施すという
方法で行った。なお、結晶粒度については、低温固溶化
熱処理を施したもののみ測定した。
て、10×40mmの平鋼を圧延し、0.2%耐力、耐食性、結晶
粒度を前記実施例と同一の条件で測定した結果を示した
ものである。平鋼の製造は、1150℃に加熱後圧延を行
い、かつ仕上圧延温度が 950℃程度に、又は 800℃程度
の温度となるように制御し、ついで50℃／分以上で冷却
し、全加工量を96％とした場合と、仕上圧延温度を 950
℃とし、50℃／分で冷却し、全加工量を96％とし、さら
に 980℃×30分の条件で低温固溶化熱処理を施すという
方法で行った。なお、結晶粒度については、低温固溶化
熱処理を施したもののみ測定した。
【００４４】
【表３】
【００４５】表３から知られるように、従来鋼である
Ａ、Ｃ、Ｅ鋼は仕上圧延温度を 950℃、又は 800℃の温
度となるように制御した結果、Ａ鋼については耐力が2
5.0kgf/mm2 から33、42kgf/mm2 に向上し、Ｃ鋼につい
ては耐力が22.8kgf/mm2 から25、31kgf/mm2 に向上し、
Ｅ鋼については32.1kgf/mm2 から44、53kgf/mm2 に向上
しているが、まだ十分な強度を有しているとはいえな
い。また、Ａ、Ｃ、Ｅ鋼は制御圧延を施したことによっ
て耐食性がいずれも大幅に低下している。
Ａ、Ｃ、Ｅ鋼は仕上圧延温度を 950℃、又は 800℃の温
度となるように制御した結果、Ａ鋼については耐力が2
5.0kgf/mm2 から33、42kgf/mm2 に向上し、Ｃ鋼につい
ては耐力が22.8kgf/mm2 から25、31kgf/mm2 に向上し、
Ｅ鋼については32.1kgf/mm2 から44、53kgf/mm2 に向上
しているが、まだ十分な強度を有しているとはいえな
い。また、Ａ、Ｃ、Ｅ鋼は制御圧延を施したことによっ
て耐食性がいずれも大幅に低下している。
【００４６】また、Ｆ鋼は制御圧延によって耐力が40.7
kgf/mm2 から65、77kgf/mm2 に大幅に向上しているが、
反面、耐食性が0.37Ｖから0.18、0.16Ｖに大幅に低下し
ている。
kgf/mm2 から65、77kgf/mm2 に大幅に向上しているが、
反面、耐食性が0.37Ｖから0.18、0.16Ｖに大幅に低下し
ている。
【００４７】これらの従来鋼に対して本発明鋼であるＪ
鋼は、仕上圧延温度を950℃に制御したことによって、
微細な再結晶組織となり、耐力が50.1kgf/mm2 から66kg
f/mm2 に大幅に向上しており、また仕上圧延温度を 800
℃に制御したものについてもその組織が未再結晶加工組
織となり、耐力が77kgf/mm2 に大幅に向上しており、本
発明鋼が制御圧延を施すことによって耐力が大幅に向上
することは明らかである。また、耐食性についても本発
明鋼であるＪ鋼は制御圧延を行わなかったものとほぼ同
等の孔食電位を示しており、従来鋼のように制御圧延を
施したことによって耐食性が低下することがないもので
ある。
鋼は、仕上圧延温度を950℃に制御したことによって、
微細な再結晶組織となり、耐力が50.1kgf/mm2 から66kg
f/mm2 に大幅に向上しており、また仕上圧延温度を 800
℃に制御したものについてもその組織が未再結晶加工組
織となり、耐力が77kgf/mm2 に大幅に向上しており、本
発明鋼が制御圧延を施すことによって耐力が大幅に向上
することは明らかである。また、耐食性についても本発
明鋼であるＪ鋼は制御圧延を行わなかったものとほぼ同
等の孔食電位を示しており、従来鋼のように制御圧延を
施したことによって耐食性が低下することがないもので
ある。
【００４８】また、仕上圧延温度を 950℃、冷却速度を
50℃／分とし、ついで、 980℃×30分保持という低温固
溶化熱処理を施した場合についても、従来鋼であるＡ、
Ｃ、Ｅ鋼は前記と同様に耐力については若干向上してい
るが、まだ十分な耐力を有しているとは言えず、かつ耐
食性についても低下している。
50℃／分とし、ついで、 980℃×30分保持という低温固
溶化熱処理を施した場合についても、従来鋼であるＡ、
Ｃ、Ｅ鋼は前記と同様に耐力については若干向上してい
るが、まだ十分な耐力を有しているとは言えず、かつ耐
食性についても低下している。
【００４９】さらに、Ｆ鋼は制御圧延および低温固溶化
熱処理によって耐力が50kgf/mm2 まで向上しているが、
耐食性については前記鋼と同様に低下している。これら
に対して、本発明鋼であるＪ鋼は、前記処理によって結
晶粒度が7.5 以上の微細な再結晶組織となり、耐力につ
いても若干向上し、かつ耐食性についてはいずれも固溶
化熱処理材（1050℃×30min →W.Q.）とほぼ同等の孔食
電位を示しており、制御圧延および低温固溶化熱処理に
よって耐食性が低下しないものである。
熱処理によって耐力が50kgf/mm2 まで向上しているが、
耐食性については前記鋼と同様に低下している。これら
に対して、本発明鋼であるＪ鋼は、前記処理によって結
晶粒度が7.5 以上の微細な再結晶組織となり、耐力につ
いても若干向上し、かつ耐食性についてはいずれも固溶
化熱処理材（1050℃×30min →W.Q.）とほぼ同等の孔食
電位を示しており、制御圧延および低温固溶化熱処理に
よって耐食性が低下しないものである。
【００５０】
【発明の効果】上述のように、本発明鋼は、オーステナ
イト系ステンレス鋼に適量のＮとNbを同時に添加し、か
つ不純物Ｂの抑制と、Ｃ量の低減によって強度と耐食性
を向上させたものであり、さらに本発明はこれらの鋼を
制御圧延あるいは制御圧延後低温固溶化熱処理等の加工
熱処理を施すことによって、耐食性を低下することなく
さらに強度を向上したもので、化学、海水、原子力等の
各種プラントに用いられる強度部材に適したステンレス
鋼で産業上寄与するところは極めて大である。
イト系ステンレス鋼に適量のＮとNbを同時に添加し、か
つ不純物Ｂの抑制と、Ｃ量の低減によって強度と耐食性
を向上させたものであり、さらに本発明はこれらの鋼を
制御圧延あるいは制御圧延後低温固溶化熱処理等の加工
熱処理を施すことによって、耐食性を低下することなく
さらに強度を向上したもので、化学、海水、原子力等の
各種プラントに用いられる強度部材に適したステンレス
鋼で産業上寄与するところは極めて大である。
【図１】耐粒界腐食性に及ぼす鋭敏化温度と保持時間と
の関係を示す線図である。
の関係を示す線図である。
【図２】強度に及ぼす仕上圧延温度の影響について示し
た線図である。
た線図である。
【図３】熱間加工性に及ぼす加工温度の影響について示
した線図である。
した線図である。
【図４】耐食性に及ぼす仕上圧延温度の影響について示
した線図である。
した線図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 重量比にしてＣ 0.03 ％以下、Si 2.00
％以下、Mn 5.0％以下、Ｓ 0.030％以下、Cr 16 〜20
％、Ni 6〜13％、Ｎ 0.15 〜0.28％、Nb 0.05〜0.25
％、Ｂ 0.0020 ％以下を含有し、残部Feならびに不純物
元素からなることを特徴とする高強度ステンレス鋼。 - 【請求項２】 重量比にしてＣ 0.03 ％以下、Si 2.00
％以下、Mn 5.0％以下、Ｓ 0.030％以下、Cr 16 〜20
％、Ni 6〜13％、Ｎ 0.15 〜0.28％、Nb 0.05〜0.25
％、Ｂ 0.0020 ％以下を含有し、残部Feならびに不純物
元素からなる鋼を、 950〜1300℃に加熱し、ついで圧延
温度 600〜1250℃で圧延を行い、かつ仕上圧延温度が 6
00〜1000℃の温度範囲となるように制御し、圧延後の冷
却速度を４℃／分以上とし、かつ全加工量が30％以上の
加工量で圧延し、その組織が再結晶微細組織ないし未再
結晶加工組織であることを特徴とする高強度ステンレス
鋼の製造法。 - 【請求項３】 重量比にしてＣ 0.03 ％以下、Si 2.00
％以下、Mn 5.0％以下、Ｓ 0.030％以下、Cr 16 〜20
％、Ni 6〜13％、Ｎ 0.15 〜0.28％、Nb 0.05〜0.25
％、Ｂ 0.0020 ％以下を含有し、残部Feならびに不純物
元素からなる鋼を、 950〜1300℃に加熱し、ついで圧延
温度 900〜1250℃で圧延を行い、かつ仕上圧延温度が10
00℃以下となるように制御し、圧延後の冷却速度を４℃
／分以上とし、さらに 900〜1010℃で低温固溶化熱処理
を施し、結晶粒度番号が 7.5以上であることを特徴とす
る高強度ステンレス鋼の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3351680A JP2787044B2 (ja) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | 高強度ステンレス鋼およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3351680A JP2787044B2 (ja) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | 高強度ステンレス鋼およびその製造法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59064845A Division JPS60208459A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 高強度ステンレス鋼およびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0539548A true JPH0539548A (ja) | 1993-02-19 |
| JP2787044B2 JP2787044B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=18418896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3351680A Expired - Lifetime JP2787044B2 (ja) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | 高強度ステンレス鋼およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2787044B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007177259A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 原子力用オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
| JP4746757B2 (ja) * | 2001-03-27 | 2011-08-10 | 川澄化学工業株式会社 | 補強部材付きカテーテル |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6777824B2 (ja) | 2017-09-13 | 2020-10-28 | 丸一ステンレス鋼管株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼及びその製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52149213A (en) * | 1976-06-08 | 1977-12-12 | Nisshin Steel Co Ltd | Austenitic heat resistance steel containing n |
| JPS54149316A (en) * | 1978-05-13 | 1979-11-22 | Fagersta Ab | Austenitic stainless steel |
| JPS57158359A (en) * | 1981-03-24 | 1982-09-30 | Nippon Stainless Steel Co Ltd | Corrosion resistant austenite stainless steel |
| JPS5825460A (ja) * | 1981-08-07 | 1983-02-15 | Nippon Stainless Steel Co Ltd | ２次加工性および耐食性の良好な高強度オ−ステナイトステンレス鋼 |
-
1991
- 1991-12-12 JP JP3351680A patent/JP2787044B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52149213A (en) * | 1976-06-08 | 1977-12-12 | Nisshin Steel Co Ltd | Austenitic heat resistance steel containing n |
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| JPS57158359A (en) * | 1981-03-24 | 1982-09-30 | Nippon Stainless Steel Co Ltd | Corrosion resistant austenite stainless steel |
| JPS5825460A (ja) * | 1981-08-07 | 1983-02-15 | Nippon Stainless Steel Co Ltd | ２次加工性および耐食性の良好な高強度オ−ステナイトステンレス鋼 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4746757B2 (ja) * | 2001-03-27 | 2011-08-10 | 川澄化学工業株式会社 | 補強部材付きカテーテル |
| JP2007177259A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 原子力用オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2787044B2 (ja) | 1998-08-13 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |