JPH06145914A - 冷間圧造用快削ステンレス鋼 - Google Patents
冷間圧造用快削ステンレス鋼Info
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- JPH06145914A JPH06145914A JP31598592A JP31598592A JPH06145914A JP H06145914 A JPH06145914 A JP H06145914A JP 31598592 A JP31598592 A JP 31598592A JP 31598592 A JP31598592 A JP 31598592A JP H06145914 A JPH06145914 A JP H06145914A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 各種機械器具の小物部品の製造に適した、冷
間圧造性と精密切削加工性に優れた新規なオーステナイ
ト系ステンレス鋼を提供する。 【構成】 重量％で、Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．
０５〜１．００％、Ｍｎ：０．３〜２．０％、Ｎｉ：
８．５〜１３．０％、Ｃｒ：１７．０〜２０．０％、Ｃ
ｕ：１．０〜４．０％、Ｂ：１０〜４０ｐｐｍ、Ｏ：１
０〜５０ｐｐｍを含有し、さらにＳ、Ｓｅの１種又は２
種を、Ｓ＋Ｓｅ：０．０２〜０．１６％含有し、又必要
に応じてＭｏ：１．０〜３．０％を含有し、残部Ｆｅお
よび不可避的不純物からなる化学組成を有し、かつ非金
属介在物形状が長さ７μｍ以下、アスペクト比３０以下
であることを特徴とする。
間圧造性と精密切削加工性に優れた新規なオーステナイ
ト系ステンレス鋼を提供する。 【構成】 重量％で、Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．
０５〜１．００％、Ｍｎ：０．３〜２．０％、Ｎｉ：
８．５〜１３．０％、Ｃｒ：１７．０〜２０．０％、Ｃ
ｕ：１．０〜４．０％、Ｂ：１０〜４０ｐｐｍ、Ｏ：１
０〜５０ｐｐｍを含有し、さらにＳ、Ｓｅの１種又は２
種を、Ｓ＋Ｓｅ：０．０２〜０．１６％含有し、又必要
に応じてＭｏ：１．０〜３．０％を含有し、残部Ｆｅお
よび不可避的不純物からなる化学組成を有し、かつ非金
属介在物形状が長さ７μｍ以下、アスペクト比３０以下
であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は各種機械器具の小物部品
の製造に適した、冷間圧造性と精密切削加工性に優れた
新規なオーステナイト系ステンレス鋼に関する。
の製造に適した、冷間圧造性と精密切削加工性に優れた
新規なオーステナイト系ステンレス鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】オーステナイト系ステンレス鋼は、耐食
性，耐熱性に優れ、各方面に多様に用いられるが、各種
機器、例えば家庭電化製品，事務用機器，産業機械等の
ネジ，ボルト，ナット，ピン等の小物部品にも広く使用
される。これら小物部品は一般に機材を冷間圧造法で成
形加工して製造することが多い。冷間圧造法は加工能率
が高く、また歩留まりも高い利点を有する。しかし、一
般にオーステナイト系ステンレス鋼は普通鋼やフェライ
ト系ステンレス鋼と比べて硬く、また冷間加工硬化性も
高く、冷間圧造に向いている材料ではない。従って、冷
間加工硬化性が小さいオーステナイト系ステンレス鋼と
して開発されたＳＵＳ３０５（ＳＵＳ３０４よりもＮｉ
が高くＣｒが低い）やＳＵＳＸＭ７（ＳＵＳ３０４にＣ
ｕを添加）が用いられてきた。
性，耐熱性に優れ、各方面に多様に用いられるが、各種
機器、例えば家庭電化製品，事務用機器，産業機械等の
ネジ，ボルト，ナット，ピン等の小物部品にも広く使用
される。これら小物部品は一般に機材を冷間圧造法で成
形加工して製造することが多い。冷間圧造法は加工能率
が高く、また歩留まりも高い利点を有する。しかし、一
般にオーステナイト系ステンレス鋼は普通鋼やフェライ
ト系ステンレス鋼と比べて硬く、また冷間加工硬化性も
高く、冷間圧造に向いている材料ではない。従って、冷
間加工硬化性が小さいオーステナイト系ステンレス鋼と
して開発されたＳＵＳ３０５（ＳＵＳ３０４よりもＮｉ
が高くＣｒが低い）やＳＵＳＸＭ７（ＳＵＳ３０４にＣ
ｕを添加）が用いられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、最近前記小
物部品は、用いられる機械器具の精密化に伴い、その寸
法精度がますます厳しくなり、冷間圧造のままでは寸法
精度を満足できず、仕上げの切削加工が要求されるよう
になってきているが、前記従来鋼は被削性がきわめて悪
く、到底このような要求には適さず、また他にも冷間圧
造性と精密切削加工性の両方を兼備したオーステナイト
系ステンレス鋼はなかった。
物部品は、用いられる機械器具の精密化に伴い、その寸
法精度がますます厳しくなり、冷間圧造のままでは寸法
精度を満足できず、仕上げの切削加工が要求されるよう
になってきているが、前記従来鋼は被削性がきわめて悪
く、到底このような要求には適さず、また他にも冷間圧
造性と精密切削加工性の両方を兼備したオーステナイト
系ステンレス鋼はなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するためになされたもので、重量％で、 Ｃ≦０．０３ Ｓｉ：０．０５〜１．００ Ｍｎ：０．３〜２．０ Ｎｉ：８．５〜１３．０ Ｃｒ：１７．０〜２０．０ Ｃｕ：１．０〜４．０ Ｂ：０．００１〜０．００４ Ｏ：０．００１〜０．００５ Ｓ＋Ｓｅ：０．０３〜０．１６ 残部及Ｆｅおよび不可避の不純物からなり、主たる非金
属介在物の形状が、長さ７．０μｍ以下、アスペクト比
が３０以下、であることを要旨とするものであって、基
本的に前記ＳＵＳＸＭ７を中心にし、これにＢ（ボロ
ン）と、Ｓ又はＳｅのいずれか又は両方を加え、且つ酸
素量を限定して介在物の成長と変形を一定値以下におさ
え、もって、冷間圧造性と被削性、特に軽切削性を与え
たオーステナイト系ステンレス鋼である。更に、重量％
で、 Ｃ≦０．０３ Ｓｉ：０．０５〜１．００ Ｍｎ：０．３〜２．０ Ｎｉ：８．５〜１３．０ Ｃｒ：１７．０〜２０．０ Ｃｕ：１．０〜４．０ Ｂ：０．００１〜０．００４ Ｏ：０．００１〜０．００５ Ｓ＋Ｓｅ：０．０３〜０．１６ Ｍｏ：１．０〜３．０ 残部及Ｆｅおよび不可避の不純物からなり、主たる非金
属介在物の形状が、長さ７．０μｍ以下、アスペクト比
が３０以下、であることを特徴とする冷間圧造用快削ス
テンレス鋼は、請求項１の化学成分に更にＭｏを加えた
ものであり、特に耐食性が要求される場合に適した鋼で
ある。
するためになされたもので、重量％で、 Ｃ≦０．０３ Ｓｉ：０．０５〜１．００ Ｍｎ：０．３〜２．０ Ｎｉ：８．５〜１３．０ Ｃｒ：１７．０〜２０．０ Ｃｕ：１．０〜４．０ Ｂ：０．００１〜０．００４ Ｏ：０．００１〜０．００５ Ｓ＋Ｓｅ：０．０３〜０．１６ 残部及Ｆｅおよび不可避の不純物からなり、主たる非金
属介在物の形状が、長さ７．０μｍ以下、アスペクト比
が３０以下、であることを要旨とするものであって、基
本的に前記ＳＵＳＸＭ７を中心にし、これにＢ（ボロ
ン）と、Ｓ又はＳｅのいずれか又は両方を加え、且つ酸
素量を限定して介在物の成長と変形を一定値以下におさ
え、もって、冷間圧造性と被削性、特に軽切削性を与え
たオーステナイト系ステンレス鋼である。更に、重量％
で、 Ｃ≦０．０３ Ｓｉ：０．０５〜１．００ Ｍｎ：０．３〜２．０ Ｎｉ：８．５〜１３．０ Ｃｒ：１７．０〜２０．０ Ｃｕ：１．０〜４．０ Ｂ：０．００１〜０．００４ Ｏ：０．００１〜０．００５ Ｓ＋Ｓｅ：０．０３〜０．１６ Ｍｏ：１．０〜３．０ 残部及Ｆｅおよび不可避の不純物からなり、主たる非金
属介在物の形状が、長さ７．０μｍ以下、アスペクト比
が３０以下、であることを特徴とする冷間圧造用快削ス
テンレス鋼は、請求項１の化学成分に更にＭｏを加えた
ものであり、特に耐食性が要求される場合に適した鋼で
ある。
【０００５】次に本発明の鋼の化学成分（重量％）の限
定理由を説明する。 Ｃ：０．０３％以下 Ｃはオーステナイト系ステンレス鋼にとっては、特に強
度を必要とする場合以外は、少ない方がよい。一般に
０．０３％を超えるとＣｒの炭化物の粒界析出による耐
食性の劣化が問題となるが、冷間圧造性をも劣化するの
で、上限を０．０３％とした。 Ｓｉ：０．０５〜１．０％ Ｓｉは脱酸剤として有用な元素であるが、強力なフェラ
イト形成元素でもあり、１．０％を超えるとオーステナ
イト相を不安定にするので、上限を１．０％とした。ま
た、脱酸剤としての効果は０．０５％以下で現れるの
で、下限を０．０５％とした。 Ｍｎ：０．３〜２．０％ Ｍｎは脱酸元素としても、オーステナイト化元素として
も非常に有用な元素であるが、２．０％以上の添加は冷
間圧造性を悪くし、また耐食性も劣化させるので上限を
２．０％とした。また、脱酸剤として、０．３％以上は
添加する必要があり、下限を０．３％とした。 Ｎｉ：８．５〜１３．０％ Ｎｉは、オーステナイト系ステンレス鋼における基本元
素であって、オーステナイト相を形成し、耐食性を与え
る。１８−８系ステンレス鋼の基本鋼であるＳＵＳ３０
４のＮｉ量は、８．０〜１２．０％であるが、冷間圧造
用として冷間加工硬化性を押さえる目的で８．５〜１３
％とする。 Ｃｒ：１７．０〜２０．０％ ＣｒもＮｉと共にオーステナイト系ステンレス鋼におけ
る基本元素である。ＳＵＳ３０４では１８〜２０％と規
定されているように、これより少ないと耐食性が格段に
悪くなり、これより多いとオーステナイトが不安定にな
る。しかし、本発明では冷間加工硬化性を重視するので
下限を１７％と、より低い範囲に拡大した。 Ｃｕ：１．０〜４．０％ オーステナイト系ステンレス鋼において、最も厳しい冷
間加工を行う場合に、冷間加工硬化性を軽減する為の安
価な元素としてＣｕが添加される。例えばＡＳＴＭＸＭ
７がそうである。Ｃｕはオーステナイト安定化元素であ
り、冷間加工に伴うマルテンサイトの生成を抑えて加工
硬化を軽減する。その為には少なくとも１．０％の添加
が必要であるが、４．０％を超えて添加すると熱間加工
性の悪化が問題となる。従って、下限を１．０％、上限
を４．０％とした。 Ｂ：０．００１０〜０．００４０％ Ｂはオーステナイト系高合金において、熱間加工性を改
善する為に添加される元素である。本発明では、Ｓおよ
びＳｅを添加するので、熱間加工性がよくない。そこで
本発明鋼ではＢを添加し、Ｓ，Ｓｅによる熱間加工性の
劣化をカバーする。その為には少なくとも０．００１０
％の添加が必要であるが、０．００４０％を超えて添加
するとＢの化合物が析出し、熱間加工性を劣化させるの
で、下限を０．００４０％とした。 酸素：０．００１０〜０．００５０％ 酸素は本発明において重要な元素である。オーステナイ
ト系ステンレス鋼にＳやＳｅを添加したステンレス快削
鋼においては一般に酸素を０．００５０〜０．０１００
％程度含有させるのが一般的である。しかし、本発明鋼
の開発途上、Ｓおよび／又はＳｅを普通に添加したもの
では、冷間圧造性が予想よりもはるかに悪化し使用に耐
えないものであった。他方、酸素量を減らして行くと非
金属介在物の大きさが小さくなり、冷間圧造性もかなり
回復することを見出した。その代わり、被削性は多少悪
化するが、精密切削を行うには充分な被削性を示した。
即ち、本発明では酸素を０．００５０％以下に限定する
ことで、ＭｎＳ，ＭｎＳｅ等の非金属介在物の大きさを
一定値以上に成長させず、冷間圧造性を適切にコントロ
ールすることに成功したものである。この為には、酸素
は上限を０．００５％以下とした。また、酸素は０．０
００１％よりも低くするのはコスト的に不利となるの
で、下限を０．０００１％とした。 Ｓ＋Ｓｅ：０．０２〜０．１６％ ＳとＳｅは共に、Ｍｎと結合してＭｎＳ，ＭｎＳｅある
いはＭｎ（Ｓ，Ｓｅ）化合物として被削性を向上させ
る。ＳとＳｅの被削性に及ぼす効果は、Ｓｅの方が若干
優れる。また、両者は熱間，冷間の加工性（圧造性な
ど）に対して悪影響を及ぼすがその度合はＳの方が小さ
い。従って、要求される被削性と加工性に応じてＳとＳ
ｅの添加比を適切に選択すればよい。しかし、両者合計
で０．１６％を超えるとＭｎ（Ｓ，Ｓｅ）介在物が本発
明で限定する大きさ以下であっても限界据込率（冷間圧
造性を示すインデックスのひとつ）が８０％に達しない
ので、上限を０．１６％とした。また０．０２％未満で
は被削性向上効果が非常に小さくなるので、下限は０．
０２％とした。 非金属介在物の大きさ：長さ７μｍ以下、アスペクト比
３０以下 本発明においては特に酸素量を一定値以下に抑えてＭｎ
（Ｓ，Ｓｅ）系介在物の大きさを一定値以上に大きくな
らないようにしているが、その大きさの限界を本発明で
は、長さ７μｍとし、且つアスペクト比（長／幅）を３
０以下とした。即ち、長さが短く、幅が広い形状の介在
物を有する材料が限界据込率も高く、限界据込率８０％
以上を保つ為には介在物の大きさ形状について前記の限
定が必要である。なお、介在物の大きさと形状は、試料
を鏡面研磨し、光学顕微鏡で４００倍で観察し、最悪視
野と思われる５視野の中から大きい順に５個を選んで選
定し、その平均値をもって表した。 Ｍｏ：１．０〜３．０％ 本発明における第２の発明鋼は第１の発明鋼にＭｏを
１．０〜３．０％添加したものである。一般に１８−８
ベースのオーステナイト系ステンレス鋼においては更に
高い耐食性が必要な場合にＭｏを２〜３％添加した鋼を
用いる。本発明においても第１の発明鋼では耐食性が不
足する場合の為にＭｏを添加した第２の発明鋼を完成さ
せたが、Ｍｏの添加量は、Ｍｏが冷間圧造性を低下させ
ることを考慮して、下限を１．０％とより低めに設定し
た。
定理由を説明する。 Ｃ：０．０３％以下 Ｃはオーステナイト系ステンレス鋼にとっては、特に強
度を必要とする場合以外は、少ない方がよい。一般に
０．０３％を超えるとＣｒの炭化物の粒界析出による耐
食性の劣化が問題となるが、冷間圧造性をも劣化するの
で、上限を０．０３％とした。 Ｓｉ：０．０５〜１．０％ Ｓｉは脱酸剤として有用な元素であるが、強力なフェラ
イト形成元素でもあり、１．０％を超えるとオーステナ
イト相を不安定にするので、上限を１．０％とした。ま
た、脱酸剤としての効果は０．０５％以下で現れるの
で、下限を０．０５％とした。 Ｍｎ：０．３〜２．０％ Ｍｎは脱酸元素としても、オーステナイト化元素として
も非常に有用な元素であるが、２．０％以上の添加は冷
間圧造性を悪くし、また耐食性も劣化させるので上限を
２．０％とした。また、脱酸剤として、０．３％以上は
添加する必要があり、下限を０．３％とした。 Ｎｉ：８．５〜１３．０％ Ｎｉは、オーステナイト系ステンレス鋼における基本元
素であって、オーステナイト相を形成し、耐食性を与え
る。１８−８系ステンレス鋼の基本鋼であるＳＵＳ３０
４のＮｉ量は、８．０〜１２．０％であるが、冷間圧造
用として冷間加工硬化性を押さえる目的で８．５〜１３
％とする。 Ｃｒ：１７．０〜２０．０％ ＣｒもＮｉと共にオーステナイト系ステンレス鋼におけ
る基本元素である。ＳＵＳ３０４では１８〜２０％と規
定されているように、これより少ないと耐食性が格段に
悪くなり、これより多いとオーステナイトが不安定にな
る。しかし、本発明では冷間加工硬化性を重視するので
下限を１７％と、より低い範囲に拡大した。 Ｃｕ：１．０〜４．０％ オーステナイト系ステンレス鋼において、最も厳しい冷
間加工を行う場合に、冷間加工硬化性を軽減する為の安
価な元素としてＣｕが添加される。例えばＡＳＴＭＸＭ
７がそうである。Ｃｕはオーステナイト安定化元素であ
り、冷間加工に伴うマルテンサイトの生成を抑えて加工
硬化を軽減する。その為には少なくとも１．０％の添加
が必要であるが、４．０％を超えて添加すると熱間加工
性の悪化が問題となる。従って、下限を１．０％、上限
を４．０％とした。 Ｂ：０．００１０〜０．００４０％ Ｂはオーステナイト系高合金において、熱間加工性を改
善する為に添加される元素である。本発明では、Ｓおよ
びＳｅを添加するので、熱間加工性がよくない。そこで
本発明鋼ではＢを添加し、Ｓ，Ｓｅによる熱間加工性の
劣化をカバーする。その為には少なくとも０．００１０
％の添加が必要であるが、０．００４０％を超えて添加
するとＢの化合物が析出し、熱間加工性を劣化させるの
で、下限を０．００４０％とした。 酸素：０．００１０〜０．００５０％ 酸素は本発明において重要な元素である。オーステナイ
ト系ステンレス鋼にＳやＳｅを添加したステンレス快削
鋼においては一般に酸素を０．００５０〜０．０１００
％程度含有させるのが一般的である。しかし、本発明鋼
の開発途上、Ｓおよび／又はＳｅを普通に添加したもの
では、冷間圧造性が予想よりもはるかに悪化し使用に耐
えないものであった。他方、酸素量を減らして行くと非
金属介在物の大きさが小さくなり、冷間圧造性もかなり
回復することを見出した。その代わり、被削性は多少悪
化するが、精密切削を行うには充分な被削性を示した。
即ち、本発明では酸素を０．００５０％以下に限定する
ことで、ＭｎＳ，ＭｎＳｅ等の非金属介在物の大きさを
一定値以上に成長させず、冷間圧造性を適切にコントロ
ールすることに成功したものである。この為には、酸素
は上限を０．００５％以下とした。また、酸素は０．０
００１％よりも低くするのはコスト的に不利となるの
で、下限を０．０００１％とした。 Ｓ＋Ｓｅ：０．０２〜０．１６％ ＳとＳｅは共に、Ｍｎと結合してＭｎＳ，ＭｎＳｅある
いはＭｎ（Ｓ，Ｓｅ）化合物として被削性を向上させ
る。ＳとＳｅの被削性に及ぼす効果は、Ｓｅの方が若干
優れる。また、両者は熱間，冷間の加工性（圧造性な
ど）に対して悪影響を及ぼすがその度合はＳの方が小さ
い。従って、要求される被削性と加工性に応じてＳとＳ
ｅの添加比を適切に選択すればよい。しかし、両者合計
で０．１６％を超えるとＭｎ（Ｓ，Ｓｅ）介在物が本発
明で限定する大きさ以下であっても限界据込率（冷間圧
造性を示すインデックスのひとつ）が８０％に達しない
ので、上限を０．１６％とした。また０．０２％未満で
は被削性向上効果が非常に小さくなるので、下限は０．
０２％とした。 非金属介在物の大きさ：長さ７μｍ以下、アスペクト比
３０以下 本発明においては特に酸素量を一定値以下に抑えてＭｎ
（Ｓ，Ｓｅ）系介在物の大きさを一定値以上に大きくな
らないようにしているが、その大きさの限界を本発明で
は、長さ７μｍとし、且つアスペクト比（長／幅）を３
０以下とした。即ち、長さが短く、幅が広い形状の介在
物を有する材料が限界据込率も高く、限界据込率８０％
以上を保つ為には介在物の大きさ形状について前記の限
定が必要である。なお、介在物の大きさと形状は、試料
を鏡面研磨し、光学顕微鏡で４００倍で観察し、最悪視
野と思われる５視野の中から大きい順に５個を選んで選
定し、その平均値をもって表した。 Ｍｏ：１．０〜３．０％ 本発明における第２の発明鋼は第１の発明鋼にＭｏを
１．０〜３．０％添加したものである。一般に１８−８
ベースのオーステナイト系ステンレス鋼においては更に
高い耐食性が必要な場合にＭｏを２〜３％添加した鋼を
用いる。本発明においても第１の発明鋼では耐食性が不
足する場合の為にＭｏを添加した第２の発明鋼を完成さ
せたが、Ｍｏの添加量は、Ｍｏが冷間圧造性を低下させ
ることを考慮して、下限を１．０％とより低めに設定し
た。
【０００６】
【実施例】表１に本発明の実施例鋼の成分を、比較鋼、
従来鋼のそれと共に示した。また、表２にそれらの鋼の
介在物測定結果、限界据込テスト結果、およびドリル穿
孔テスト結果についても示した。これらの鋼は、１００
ｋｇ高周波誘導溶鋼炉により溶製し、直径１５０ｍｍの
鋳塊とし、これを直径１５ｍｍまで熱間鍛伸し、更に１
１００℃で固溶化処理して、供試材とした。 (1) 組織 図１に、Ｏ含有量の差異による鋼中のＭｎＳ，ＭｎＳｅ
系介在物の大きさと形状の差異を示す。即ち、Ｏ含有量
が多い場合、Ｏ含有量が少ない場合に比べて鋼中のＭｎ
Ｓ，ＭｎＳｅは大きくなる。この時のＯ含有量臨界値は
約５０ｐｐｍであり、Ｏ含有量がこの値を超えると、鋼
中ＭｎＳ，ＭｎＳｅは大きくなる。そのため大きなＭｎ
Ｓ，ＭｎＳｅが冷間圧造時の応力集中点となり、図２に
示すようにＳ＋Ｓｅ含有量が同程度の場合でも限界据え
込み率が低くなり、冷間圧造性が低下する。ＭｎＳやＭ
ｎＳｅのような非金属介在物は被削性の向上に大きく寄
与するが、本発明のように被削性に加えて冷間加工性を
も要求される材料に対しては、これら介在物は必要であ
るが、大きさ、形状を一定値以下に制御する必要があ
る。なお、測定方法は、先述のとおり鏡面まで研磨した
試料を４００倍で光学顕微鏡にて観察し、最悪視野５視
野全体の中から大きなものから順に５個の介在物を選び
その形状因子を測定し、これらの長さおよびアスペクト
比の平均を求めることで行った。即ち、発明鋼の非金属
介在物は、Ｏ含有量の高い比較鋼のそれに比べて比較的
短く薄いものであり、アスペクト比約３０以下であれ
ば、限界据込率８０％以上を確保でき、冷間圧造時に割
れの発生しにくくなる。本発明では、Ｏ含有量を１０〜
５０ｐｐｍに制御し、製品での介在物形状を長さ７μｍ
以下、アスペクト比３０以下とすることにより、冷間圧
造性と被削性を兼備したステンレス鋼を得ることができ
た。 (2) 冷間圧造性試験 発明鋼、比較鋼および従来鋼を圧縮試験機により拘束圧
縮試験を行った結果を表１および図２に示す。
従来鋼のそれと共に示した。また、表２にそれらの鋼の
介在物測定結果、限界据込テスト結果、およびドリル穿
孔テスト結果についても示した。これらの鋼は、１００
ｋｇ高周波誘導溶鋼炉により溶製し、直径１５０ｍｍの
鋳塊とし、これを直径１５ｍｍまで熱間鍛伸し、更に１
１００℃で固溶化処理して、供試材とした。 (1) 組織 図１に、Ｏ含有量の差異による鋼中のＭｎＳ，ＭｎＳｅ
系介在物の大きさと形状の差異を示す。即ち、Ｏ含有量
が多い場合、Ｏ含有量が少ない場合に比べて鋼中のＭｎ
Ｓ，ＭｎＳｅは大きくなる。この時のＯ含有量臨界値は
約５０ｐｐｍであり、Ｏ含有量がこの値を超えると、鋼
中ＭｎＳ，ＭｎＳｅは大きくなる。そのため大きなＭｎ
Ｓ，ＭｎＳｅが冷間圧造時の応力集中点となり、図２に
示すようにＳ＋Ｓｅ含有量が同程度の場合でも限界据え
込み率が低くなり、冷間圧造性が低下する。ＭｎＳやＭ
ｎＳｅのような非金属介在物は被削性の向上に大きく寄
与するが、本発明のように被削性に加えて冷間加工性を
も要求される材料に対しては、これら介在物は必要であ
るが、大きさ、形状を一定値以下に制御する必要があ
る。なお、測定方法は、先述のとおり鏡面まで研磨した
試料を４００倍で光学顕微鏡にて観察し、最悪視野５視
野全体の中から大きなものから順に５個の介在物を選び
その形状因子を測定し、これらの長さおよびアスペクト
比の平均を求めることで行った。即ち、発明鋼の非金属
介在物は、Ｏ含有量の高い比較鋼のそれに比べて比較的
短く薄いものであり、アスペクト比約３０以下であれ
ば、限界据込率８０％以上を確保でき、冷間圧造時に割
れの発生しにくくなる。本発明では、Ｏ含有量を１０〜
５０ｐｐｍに制御し、製品での介在物形状を長さ７μｍ
以下、アスペクト比３０以下とすることにより、冷間圧
造性と被削性を兼備したステンレス鋼を得ることができ
た。 (2) 冷間圧造性試験 発明鋼、比較鋼および従来鋼を圧縮試験機により拘束圧
縮試験を行った結果を表１および図２に示す。
【０００７】
【表１】
【０００８】冷間圧造性は限界据込率によって評価し、
限界据込率は以下の式で与えられる値を用いた。なお、
図２は限界据込率をＳ＋Ｓｅ含有量について整理したも
のである。 （１−Ｈ／Ｈｏ）×１００ Ｈｏ：試験片の圧縮前の高さ Ｈ ：拘束圧縮した時、割れの発生した時の試験片の高
さ 一般には、限界据込率が８０％以上あれば、ヘッダー加
工などの実作業で良好な冷間圧造性を示すことが知られ
ている。図２に示すように、ステンレス鋼の限界据込率
は、Ｓ＋Ｓｅの増量につれて緩やかに低下するが、Ｓ＋
Ｓｅが約０．１６％までは８０％以上である。しかし、
Ｓ＋Ｓｅが約０．１６％を超えると限界据込率が８０％
よりも小さくなり、冷間圧造性が低下する。比較鋼のＮ
ｏ．１１，１２，１３はＳおよびＳｅと共にＯ含有量を
高めたものであって、図２のように、Ｓ＋Ｓｅ含有量が
発明鋼と同程度でもＯ含有量が高い場合は、限界据込率
が低くなり、冷間圧造性は低下している。 (3) 被削性試験 次に、表１に示した全ての鋼について、被削性を調査し
た。このときの被削性評価試験は表２に示す条件で行っ
た。その結果を表１および図３に示す。
限界据込率は以下の式で与えられる値を用いた。なお、
図２は限界据込率をＳ＋Ｓｅ含有量について整理したも
のである。 （１−Ｈ／Ｈｏ）×１００ Ｈｏ：試験片の圧縮前の高さ Ｈ ：拘束圧縮した時、割れの発生した時の試験片の高
さ 一般には、限界据込率が８０％以上あれば、ヘッダー加
工などの実作業で良好な冷間圧造性を示すことが知られ
ている。図２に示すように、ステンレス鋼の限界据込率
は、Ｓ＋Ｓｅの増量につれて緩やかに低下するが、Ｓ＋
Ｓｅが約０．１６％までは８０％以上である。しかし、
Ｓ＋Ｓｅが約０．１６％を超えると限界据込率が８０％
よりも小さくなり、冷間圧造性が低下する。比較鋼のＮ
ｏ．１１，１２，１３はＳおよびＳｅと共にＯ含有量を
高めたものであって、図２のように、Ｓ＋Ｓｅ含有量が
発明鋼と同程度でもＯ含有量が高い場合は、限界据込率
が低くなり、冷間圧造性は低下している。 (3) 被削性試験 次に、表１に示した全ての鋼について、被削性を調査し
た。このときの被削性評価試験は表２に示す条件で行っ
た。その結果を表１および図３に示す。
【０００９】
【表２】
【００１０】表３に示した結果から明らかなように、被
削性はＳ＋Ｓｅ含有量の増加にともなって向上し、Ｓ＋
Ｓｅ含有量が０．００２％から０．０２％の間で大きく
向上する。このドリル穿孔指数が１５秒以下であれば被
削性は良好であり、実用上問題なく精密切削加工が行な
える。しかしながら、Ｓ＋Ｓｅが０．０２％未満の比較
鋼Ｎｏ．１０と従来鋼のＮｏ．１５，１６は被削性が極
端に落ちている。
削性はＳ＋Ｓｅ含有量の増加にともなって向上し、Ｓ＋
Ｓｅ含有量が０．００２％から０．０２％の間で大きく
向上する。このドリル穿孔指数が１５秒以下であれば被
削性は良好であり、実用上問題なく精密切削加工が行な
える。しかしながら、Ｓ＋Ｓｅが０．０２％未満の比較
鋼Ｎｏ．１０と従来鋼のＮｏ．１５，１６は被削性が極
端に落ちている。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る冷間
圧造用快削ステンレス鋼は重量％で、Ｃ：０．０３％以
下、Ｓｉ：０．０５〜１．００％、Ｍｎ：０．３〜２．
０％、Ｐ：０．０４％以下、Ｎｉ：８．５〜１３．０
％、Ｃｒ：１７．０〜２０．０％、Ｃｕ：１．０〜４．
０％、Ｂ：１０〜４０ｐｐｍ以下、Ｏ：１０〜５０ｐｐ
ｍを含有し、さらにＳ，Ｓｅの１種または２種を、Ｓ＋
Ｓｅ：０．０２〜０．１６％で含有し、また必要に応じ
てＭｏ：１．０〜３．０％を含有し、残部Ｆｅおよび不
可避的不純物からなる化学組成を有するものであり、か
つ非金属介在物形状が長さ７μｍ以下、アスペクト比３
０以下のものであるから、冷間圧造性（冷間加工性）を
害することなく被削性に優れたステンレス鋼であり、工
業的な生産性においてなんら支障をきたすことなく、工
程費用の削減など工程合理化にも寄与できるといった多
大なる効果をもたらすものである。
圧造用快削ステンレス鋼は重量％で、Ｃ：０．０３％以
下、Ｓｉ：０．０５〜１．００％、Ｍｎ：０．３〜２．
０％、Ｐ：０．０４％以下、Ｎｉ：８．５〜１３．０
％、Ｃｒ：１７．０〜２０．０％、Ｃｕ：１．０〜４．
０％、Ｂ：１０〜４０ｐｐｍ以下、Ｏ：１０〜５０ｐｐ
ｍを含有し、さらにＳ，Ｓｅの１種または２種を、Ｓ＋
Ｓｅ：０．０２〜０．１６％で含有し、また必要に応じ
てＭｏ：１．０〜３．０％を含有し、残部Ｆｅおよび不
可避的不純物からなる化学組成を有するものであり、か
つ非金属介在物形状が長さ７μｍ以下、アスペクト比３
０以下のものであるから、冷間圧造性（冷間加工性）を
害することなく被削性に優れたステンレス鋼であり、工
業的な生産性においてなんら支障をきたすことなく、工
程費用の削減など工程合理化にも寄与できるといった多
大なる効果をもたらすものである。
【図１】 Ｏ含有量によるＭｎＳ，ＭｎＳｅの形態の変
化を説明するための金属組織を示す図面に代わる顕微鏡
写真である。
化を説明するための金属組織を示す図面に代わる顕微鏡
写真である。
【図２】 Ｓ＋Ｓｅ含有量と限界据込率との関係を示す
図である。
図である。
【図３】 Ｓ＋Ｓｅ含有量とドリル穿孔性による被削性
を示す図である。
を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ≦０．０３ Ｓｉ：０．０５〜１．００ Ｍｎ：０．３〜２．０ Ｎｉ：８．５〜１３．０ Ｃｒ：１７．０〜２０．０ Ｃｕ：１．０〜４．０ Ｂ：０．００１〜０．００４ Ｏ：０．００１〜０．００５ Ｓ＋Ｓｅ：０．０３〜０．１６ 残部及Ｆｅおよび不可避の不純物からなり、主たる非金
属介在物の形状が、長さ７．０μｍ以下、アスペクト比
が３０以下、であることを特徴とする冷間圧造用快削ス
テンレス鋼。 - 【請求項２】 重量％で、 Ｃ≦０．０３ Ｓｉ：０．０５〜１．００ Ｍｎ：０．３〜２．０ Ｎｉ：８．５〜１３．０ Ｃｒ：１７．０〜２０．０ Ｃｕ：１．０〜４．０ Ｂ：０．００１〜０．００４ Ｏ：０．００１〜０．００５ Ｓ＋Ｓｅ：０．０３〜０．１６ Ｍｏ：１．０〜３．０ 残部及Ｆｅおよび不可避の不純物からなり、主たる非金
属介在物の形状が、長さ７．０μｍ以下、アスペクト比
が３０以下、であることを特徴とする冷間圧造用快削ス
テンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31598592A JP2759401B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 冷間圧造用快削ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31598592A JP2759401B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 冷間圧造用快削ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06145914A true JPH06145914A (ja) | 1994-05-27 |
| JP2759401B2 JP2759401B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=18071955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31598592A Expired - Fee Related JP2759401B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 冷間圧造用快削ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2759401B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000065120A1 (en) * | 1999-04-26 | 2000-11-02 | Crs Holdings, Inc. | Free-machining austenitic stainless steel |
| JP2008179891A (ja) * | 2008-01-16 | 2008-08-07 | Denso Corp | オーステナイト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼からなる冷温間鍛造部品及び冷温間鍛造部品の加工方法 |
-
1992
- 1992-10-29 JP JP31598592A patent/JP2759401B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000065120A1 (en) * | 1999-04-26 | 2000-11-02 | Crs Holdings, Inc. | Free-machining austenitic stainless steel |
| JP2008179891A (ja) * | 2008-01-16 | 2008-08-07 | Denso Corp | オーステナイト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼からなる冷温間鍛造部品及び冷温間鍛造部品の加工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2759401B2 (ja) | 1998-05-28 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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