JPH0573805B2 - - Google Patents

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JPH0573805B2
JPH0573805B2 JP61264903A JP26490386A JPH0573805B2 JP H0573805 B2 JPH0573805 B2 JP H0573805B2 JP 61264903 A JP61264903 A JP 61264903A JP 26490386 A JP26490386 A JP 26490386A JP H0573805 B2 JPH0573805 B2 JP H0573805B2
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JP
Japan
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stainless steel
rolling
superplastic
hot
strain rate
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JP61264903A
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English (en)
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JPS63121619A (ja
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Kuniaki Osada
Setsuo Kamitaka
Kazuo Ebato
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Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は、プラネタリーミルにより超塑性変形
能を有する2相ステンレス鋼板帯の製造方法に関
するものである。 (従来の技術) 2相ステンレス鋼は、耐食性、強度において優
れた特性を有し、産業上重要なステンレス鋼の一
種であるが、常温付近で成形加工を行う場合、2
相ステンレス鋼特有の高い強度と比較的低い延性
からSUS304、SUS430などに比べ加工が困難で
ある。 一方、ある種の2相ステンレス鋼は、超塑性現
象を示すことが、例えばR.C.Gibson等のA.S.M.
Trans.Quart.61(1968)、85により知られてい
る。この超塑性変形能を2相ステンレス鋼に付与
し、塑性加工を行うと、複雑な形状の物体への加
工が、少ない回数で行うことができる。 2相ステンレス鋼に超塑性変形能を付与する方
法には、微細な2相組織を得ることを目的とし
て、成分組成に依存した熱処理および加工の組合
せが種々提案されている。 特開昭60−75524号によれば、2層ステンレス
鋼に強制冷却およびクロス冷間圧延を施すことに
より、超塑性変形を利用した大変形加工におい
て、塑性異方性を生じにくい2相ステンレス鋼板
の製造方法が開示されている。 特開昭61−6210号によれば、2相ステンレス鋼
を熱処理後、熱間加工あるいは温間加工を行い、
次に超塑性加工温度域で1×10-1/secを超え5
×10/sec未満の歪み速度で変形することを特徴
とする2相ステンレス鋼の熱間加工方法が開示さ
れている。 (発明が解決しようとする問題点) 超塑性を有する2相ステンレス鋼板を製造する
従来の製造方法は、高温で熱処理を行い、熱処理
と繰返し加工の組合せが必要で、多くの工程を必
要とするため、さらに簡略化された超塑性を有す
る2相ステンレス鋼板の製造方法が望まれてい
た。 (問題点を解決するための手段) 本発明は、従来技術の有する前記問題点を除
去、改善することのできる製造方法を提供するこ
とを目的とするものであり、特許請求の範囲記載
の製造方法を提供することによつて、前記目的を
達成することができる。すなわち本発明は、 重量%で、Cを0.030%以下、Siを1.00%以下、
Mnを1.50%以下、Pを0.040%以下、Sを0.030%
以下、Niを4.50〜7.50%、Crを22.00〜26.00%、
Moを2.50〜4.00%、およびNを0.08〜0.30%含
み、残部が実質的にFeよりなる2相ステンレス
鋼の鋼片を、1100〜1300℃に加熱することにより
フエライト基地中のオーステナイト相量の割合を
5〜45%とした上で、プラネタリーミルでの熱間
圧延に際し60〜250%/secの加工歪速度にて熱間
圧延し、その後直ちに急冷する方法、およびプラ
ネタリーミルでの熱間圧延に際し60〜250%/sec
の加工歪速度にて熱間圧延後直ちに急冷し、その
後冷間圧延を施すことを特徴とするプラネタリー
ミルによる超塑性変形能を有する2相ステンレス
鋼板帯の製造方法に関するものである。 次に本発明を詳細に説明する。 本発明者等は、簡略化された製造工程により、
2相ステンレス鋼板に優れた超塑性変形能を付与
させる製造方法を種々追求した結果、まず超塑性
加工中の金属組織は微細な2相あるいは多相組織
であることが必要であり、このためには製造の途
中工程で粗大なオーステナイト相の析出、安定化
がおこると以後の工程での微細化が困難となるた
め、当初の素材となる鋼片は安定で粗大なオース
テナイト相は殆ど存在せず、フエライト基地中の
オーステナイト相量の割合が5〜45%の不安定な
オーステナイト相を含む2相ステンレス鋼となる
ような成分組成の調整と鋳鋼片の製造工程をとつ
た。なお、圧延用鋼片の製造方法は、鋼塊を鋳造
し、鍛造によつて熱間圧延用鋼片を製造する方法
よりも、連続鋳造法によつて鋼片を製造する方法
は、急冷されるため前記安定で粗大なオーステナ
イト相が存在しにくいため望ましい。 次に熱間圧延のための加熱は、前記鋼片の金属
組織をフエライト基地中のオーステナイト相量の
割合が5〜45%とするため、上述した成分組成か
らなる2相ステンレス鋼の成分組成に依存して、
1100〜1300℃で実施した。前記1100〜1300℃の温
度でプラネタリー圧延機により歪み速度60〜250
%/secの高加工歪み速度の圧延を行い、直ちに
ランアウトテーブル上で水あるいはガスを用いて
急冷するか、巻取り後水槽への浸漬を行つた。そ
の結果、粗大で安定なオーステナイト相生成しに
くく、フエライト相の多い、加工歪の残留した熱
間圧延板帯が得られた。この時点での金属組織は
微細粒組織ではなく、フエライト結晶粒界にオー
ステナイト相が析出した圧延方法に伸長した組織
である。代表的な前記顕微鏡写真(×400)を第
1図に示す。 次に、前記熱間圧延板帯を700〜1000℃の超塑
性加工温度に加熱し加工を行うと、前記熱間圧延
により残留した歪みおよび超塑性加工歪みによつ
て導入される辷り線に沿つて、微細なシグマ相が
生成し、固相反応によつて微細なオーステナイト
結晶粒が生成した。 上記3つの機構、すなわち前記成分組成の2相
ステンレス鋼片の成分組成に依存して、1100〜
1300℃に加熱することによりフエライト基地中の
オーステナイト相量の割合を5〜45%とし、前記
温度範囲において加工歪み速度が60〜250%/sec
の熱間加工歪み速度で熱間圧延した後直ちに水あ
るいはガスその他の媒体で急冷し、熱間圧延板帯
に残留した歪みと超塑性加工温度に加熱して加工
する際の加工歪みにより熱間圧延後の圧延方向に
伸長した組織が微細化し、これら3つの機構によ
り優れた超塑性変形能を示すに至る。代表的な微
細結晶粒金属組織の顕微鏡写真(×400)を第2
図に示す。 さらに、前記2相ステンレス鋼熱間圧延板帯に
冷間あるいは温間で圧延を施して歪みを導入する
ことにより、超塑性加工において微細なオーステ
ナイト結晶粒を生成しやすくさせることに加え、
既に存在している粗大なオーステナイト相の再結
晶微細化に大きく寄与するので、さらに優れた超
塑性変形能を付与させることを新規に知見し、本
発明を完成した。 前記2相ステンレス鋼は1100〜1300℃で熱間加
工を施すと、フエライト基地中のオーステナイト
相量が5〜45%となり、かつ超塑性加工後に2相
ステンレス鋼本来の耐食性、強度を有する。 熱間加工のための加熱温度の下限を1100℃とし
たのは、2相ステンレス鋼特有の歪み速度感受性
が大なることにより、これ以下の温度では変形抵
抗が大きく、圧延が困難となる。上限を1300℃と
したのは、この温度より高温ではフエライト単相
鋼の変形挙動に近くなり、圧延作業が困難で順調
に鋼板帯を得にくいことによる。従つて、熱間加
工のための加熱温度は1100〜1300℃の範囲内にす
る必要がある。 前記加熱時のオーステナイト量の下限を5%と
したのは、高温加熱後の圧延変形能を付与するた
めと、超塑性加工後の2相ステンレス鋼の耐食
性、強度を維持するのに必要な最低量であり、上
限を45%としたのは、高歪み速度圧延で歩留りよ
く、割れなく圧延できる上限であることによる。
従つて、加熱時のオーステナイト量は5〜45%の
範囲内にする必要がある。 熱間圧延における歪み速度を60〜250%/secと
したのは、熱間圧延を速く行い、圧延中にオース
テナイト相が粗大、安定化せずに歪みがたくわえ
られる最低の速度が60%/secであり、250%/
secを超えると事実上、圧延機構に無理が伴い、
安全上問題があり、鋼板帯の歩留りも極端に劣化
するからである。従つて、熱間圧延における歪み
速度は、60〜250%/secの範囲内にする必要があ
る。 上記による製造方法で製造された熱間圧延鋼板
帯に、導入された歪みを保持するため水あるいは
ガスによる冷却および/または、さらに冷間ある
いは温度で圧延を施すことは、超塑性加工時の再
結晶微細化を助長するため、大きな効果がある。
【表】 第1表に示す成分組成のSUS329J2L2相ステン
レス鋼を連続鋳造により溶製し、厚さ140mmの鋼
片とした後、熱間圧延温度1230℃、熱間圧延時の
γ相当量8%、熱間圧延歪み速度170%/secの条
件でプラネタリー圧延機により熱間圧延を行い、
急冷後、圧延した板よりその圧延方法と直角の方
向を引張方向と同一とする板厚5mm、標点距離10
mmの超塑性変形能試片を採取し、超塑性変形をそ
れぞれ875℃、900℃、950℃および1000℃、歪み
速度1.67×10-3/secの条件で超塑性引張試験を
行い、破断までの変形抵抗σtmax.Kgf/mm2と歪
み速度ε・との関係を第3図に示す。変形抵抗δ
と、歪み速度σ・との関係より、歪み速度感受性 σ=Kε・m 指数mを求めると、875℃、900℃、950℃、
1000℃におけるm値として、それぞれ0.20、
0.25、0.33、0.37を得た。ところで、Mat.Sci.and
Tech(1985)925に記載されている
Superplasticity and superlastic forming
processによれば、超塑性現象の場合、歪み速度
感受性指数m値が0.3以上を示すことが知られて
いる。従つて、950℃、1000℃においてm値が
0.33、0.37が得られたことより、本発明により超
塑性変形能が得られたことが示される。 前記プラネタリー圧延機により熱間圧延し急冷
した熱間圧延板を45%冷間圧延を施した板につい
て、前記と同様超塑性変形をそれぞれ850℃、900
℃、950℃、歪み速度1.67×10-3/secの条件で超
塑性引張試験を行い、破断までの変形抵抗σt
max.Kgf/mm2と歪み速度ε・との関係を第4図に
示す。875℃、900℃、950℃における歪み速度感
受性指数m値として、それぞれ0.28、0.32、0.41
を得た。従つて、900℃、950℃においてm値が
0.32、0.41が得られ、冷間圧延により900℃にお
いて0.32が得られたことより冷間で圧延すること
により超塑性加工時の再結晶微細化を助長する効
果があることが分かる。 次に本発明を実施例について説明する。 (実施例) 第1表に示す成分塑性の2相ステンレス鋼を連
続鋳造により調製し、厚さ140mmの鋼片とした後、
熱間圧延温度1230℃、熱間圧延時のγ相当量8%
の鋼片を第2表に示すように試料No.1、2、3、
4は本発明によるプラネタリー圧延機を用い熱間
圧延速度200、180、130、68%/secで熱間圧延後
急冷し、試料No.1、No.2は熱間圧延後それぞれ50
%、30%の冷間圧延を施した。第2表に示す試料
No.5、6、7は比較例で、通常の熱間圧延を熱間
圧延速度10、6、0.8%/secで施したものであ
る。上記圧延した板よりその圧延方向と直角の方
向を引張方向と同一とした標点距離10mmの超塑性
変形試片を採取し、温度950℃、歪み速度1.67×
10-3sec-1の条件で超塑性引張試験を行い、破断
までの超塑性伸び%およびm値を求めた結果を第
2表に示す。
【表】
【表】 第2表に示されるごとく、本発明による製造方
法によれば、試料No.1〜No.4はいずれの場合も明
らかに300%以上の優れた超塑性伸びを示し、m
値も0.3以上の優れた超塑性変形能を示す。 一方、第2表の比較例に示されるごとく、通常
の熱間圧延を施したNo.5〜No.7はいずれの場合も
超塑性伸びは300%以下であり、m値も0.3以下
で、いわゆる超塑性変形能を得ることができなか
つた。 なお、前記第1図は、二相ステンレス鋼鋼片を
1200℃に加熱後、歪み速度210%/secで熱間圧延
後水冷し、50%の冷間圧延した後の圧延方向に平
行な断面の圧延方向に伸長した金属組織を示す顕
微鏡写真(×400)である。前記第2図は、二相
ステンレス鋼鋼片を1230℃に加熱後、歪み速度
180%/secで熱間圧延し水冷した鋼板帯を、950
℃、1.67×10-3sec-1で超塑性加工した後の圧延方
向に平行な断面の微細化した金属組織を示す顕微
鏡写真(×400)である。 (発明の効果) 本発明によれば、2相ステンレス鋼板を、単に
プラネタリーミルを用いて圧延、冷却するだけ
で、再結晶微細化を導いて超塑性変形能を付与す
ることができ、従来の2相ステンレス鋼の熱処理
および加工の組合せによる製造方法に比較し、簡
易にかつ非常に優れた超塑性を有する2相ステン
レス鋼板を安価に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、熱間圧延後水冷し、冷間圧延後の圧
延方向に平行な2相ステンレス鋼板断面の金属組
織を示す顕微鏡写真(×400)、第2図は、熱間圧
延後水冷し、超塑性加工後の圧延方向に平行な2
相ステンレス鋼板断面の金属組織を示す顕微鏡写
真(×400)、第3図は、プラネタリー圧延機によ
り熱間圧延後、超塑性加工引張試験を875℃、900
℃、950℃、1000℃で行つた変形抵抗σtmax.Kg
f/mm2と歪み速度ε・との関係を示す図、第4図
は、プラネタリー圧延機により熱間圧延後、冷間
圧延を45%施し、超塑性加工引張試験を850℃、
900℃、950℃で行つた変形抵抗σtmax.Kgf/mm2
と歪み速度ε・との関係を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 重量%で、C0.030%、Si1.00%、 Mn1.50%、P0.040%、 S0.030%、Ni:4.50〜7.50%、 Cr:22.00〜26.00%、Mo:2.50〜4.00% およびN:0.08〜0.30%、残部実質的にFeより
    なる鋳造された2相ステンレス鋼の鋼片を、1100
    〜1300℃に加熱することによりフエライト基地中
    のオーステナイト相量の割合を5〜45%とした上
    で、プラネタリーミルでの熱間圧延に際し60〜
    250%/secの加工歪速度にて熱間圧延し、その後
    直ちに急冷することを特徴とするプラネタリーミ
    ルによる超塑性変形能を有する2相ステンレス鋼
    板帯の製造方法。 2 重量%で、C0.030%、Si1.00%、 Mn1.50%、P0.040%、 S0.030%、Ni:4.50〜7.50%、 Cr:22.00〜26.00%、Mo:2.50〜4.00% およびN:0.08〜0.30%、残部実質的にFeより
    なる鋳造された2相ステンレス鋼の鋼片を、1100
    〜1300℃に加熱することによりフエライト基地中
    のオーステナイト相量の割合を5〜45%とした上
    で、プラネタリーミルでの熱間圧延に際し60〜
    250%/secの加工歪速度にて熱間圧延後直ちに急
    冷し、その後冷間圧延を施すことを特徴とするプ
    ラネタリーミルによる超塑性変形能を有する2相
    ステンレス鋼板帯の製造方法。
JP61264903A 1986-11-08 1986-11-08 プラネタリ−ミルによる超塑性変形能を有する2相ステンレス鋼板帯の製造方法 Granted JPS63121619A (ja)

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