JPH06306545A - 超電導材コンジット用ステンレス鋼 - Google Patents
超電導材コンジット用ステンレス鋼Info
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- JPH06306545A JPH06306545A JP9826893A JP9826893A JPH06306545A JP H06306545 A JPH06306545 A JP H06306545A JP 9826893 A JP9826893 A JP 9826893A JP 9826893 A JP9826893 A JP 9826893A JP H06306545 A JPH06306545 A JP H06306545A
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Abstract
して使用される、超電導材料の生成熱処理が行われても
極低温特性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼を提
供することである。 【構成】 極低温特性に優れた高N含有オーステナイト
系ステンレス鋼は超電導材料の生成熱処理により結晶粒
界にCr炭窒化物を生じ、靱性が劣化するという問題が
あった。従来、MoおよびNbを添加し、Cr炭窒化物
の析出を抑制し、時効後の靱性の向上を図った。本発明
は、Mn−Cr−Ni−N量を最適化することにより、
Cr炭窒化物の析出を抑制し、MoおよびNbを添加す
ることなく、超電導材生成熱処理後の極低温特性が優れ
たステンレス鋼を開発した。
Description
性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼に関し、さら
に詳しくは、超電導材料の構造材に代表される極低温用
構造材料であって、使用に先立って冷間加工、超電導材
料の生成熱処理が行われても極低温特性に優れたオース
テナイト系ステンレス鋼に関する。
ない高性能の超電導材料の開発が必要とされている。高
磁界を発生する超電導線材には電磁力が生じるため、超
電導線材の被覆補強材および支持構造材として極低温に
おいて高強度高靱性を有する材料を使用する必要があ
る。極低温において高強度高靱性でかつ非磁性である材
料として高N含有オーステナイト系ステンレス鋼があ
る。
化合物超電導材料は、優れた超電導特性を示すが歪によ
り超電導特性が劣化するため、超電導材生成熱処理前に
素材を被覆補強材および支持材と共に導体または超電導
磁石に成形し、その後に800〜1000℃で超電導材
の生成熱処理を行う必要がある。
時に受けるため、多量のN添加により優れた極低温強度
を有するステンレス鋼は、Cr炭窒化物が結晶粒界に析
出し、靱性が著しく劣化するという問題がある。このよ
うな特性の劣化に対して、オーステナイト系ステンレス
鋼にMoおよびNbを含有させてCr炭窒化物の析出を
抑制し、特性の改善を図った例が特開昭62−2220
48号公報に開示されている。しかし、MoおよびNb
は高価であるため材料コストが高くなり、また、Moお
よびNbは鋼の再結晶温度を上昇させるので溶体化処理
が高温長時間となり、また、安定化熱処理を必要とする
ため、製造コストも高い。
により極低温において高強度高靱性を有するステンレス
鋼の時効による靱性劣化を抑制するためMoおよびNb
を添加し、Cr炭窒化物の粒界への析出を抑制すること
により特性の改善を行った。しかし、MoおよびNbの
添加それにより材料コストが上昇し、溶体化熱処理が高
温長時間となり、安定化熱処理が必要になるという問題
があった。本発明は、Cr−Mn−Ni−Nの成分を最
適化することにより、高価なMoおよびNbを添加する
ことなく、Cr炭窒化物の粒界への析出を抑制した、超
電導材生成熱処理後の極低温特性に優れたオーステナイ
ト系ステンレス鋼を提供することを目的とする。
決するために種々の検討を重ね、成分範囲を重量%で、
C:0.05%以下,Si:2%以下,Mn:4〜16
%,Cr:15〜24%,Ni:8〜16%,N:0.
1〜0.35%に限定すれば、時効後の77Kにおける
シャルピー吸収エネルギーが下記式(1)の左辺:6.
96Mn+19.5Cr−10.8Ni−1029Nで
整理できることを見い出した。
N>0.12%および式(1)を満足するように成分を
調整することによって、MoおよびNbの添加を必要と
しない時効後の靱性が優れたステンレス鋼を開発するこ
とができた。 6.96Mn+19.5Cr−10.8Ni−1029N≧0 … (1)
せる元素であるが、時効によりCrと結合して炭化物を
作り易く、時効後の靱性劣化の原因となるため低く抑え
るべきであり、0.05%以下とした。
要な元素であり、低温での耐力確保のため0.1%以上
必要である。しかし、時効によりCrと結合して窒化物
を作り易く、時効後の靱性劣化の原因となるため、Nの
上限を0.35%とした。
を向上させる元素である。図2に77Kにおける0.2
%耐力とC+Nの関係を示している。C+Nを0.12
%以上含有させれば77Kにおける0.2%耐力が70
0MPa以上になる。
ではあるが、フェライト安定化元素であり、2%を超え
ると、安定オーステナイト組織を得にくくなるので、2
%以下とした。
り、Nを多量に添加する場合にきわめて有効な元素であ
る。また、時効によるCr窒化物の析出を抑制するが、
この作用は含有量4%以下では少ない。また16%を超
えるとMnのヒュームが飛び、溶製が難しくなるのでそ
の上限を16%とした。
Nの溶解度を大きくする作用があり、Nを多量に添加す
る場合にきわめて有効な元素である。また、時効による
Cr窒化物の析出を抑制するが、この作用は含有量15
%以下では少ない。また24%を超えると時効によりσ
相を生じ、靱性が著しく劣化するため上限を24%とし
た。
靱性を向上させるために必要な元素であり、本発明鋼に
おいては8%を必要とする。しかし、Nの溶解度を小さ
くするため、時効によるCr窒化物を析出し易くなり、
時効後の靱性を劣化させるので、その上限を15%とし
た。
れた、各元素のシャルピー吸収エネルギーへの作用の定
量的な評価である。各項の係数の正負は、上述のよう
に、MnおよびCrはNの溶解度を大きく、NiはNの
溶解度を小さくするため、Cr窒化物を析出し易くな
り、NはCrと結合し、窒化物として析出するという作
用と対応している。図1に実験結果をこの式によって整
理し、時効後のシャルピー吸収エネルギーとの関係を示
している。この図より式(1)を満足させれば、77K
でのシャルピー吸収エネルギーが100J以上になる。
した。同表中No.1〜6までの鋼は本発明鋼であり、
77Kにおける耐力およびシャルピー吸収エネルギー値
が高い。No.7〜10の材料は比較鋼であり、77K
におけるシャルピー吸収エネルギー値が低い。No.7
の材料は図1に*で示されている。これは式(1)は満
足しているが、Cr量が上限を超えており、靱性が低
い。
おり、No.9の材料はNi量が上限を超えており、か
つ、両者共に式(1)を満足していない。No.10の
材料は成分は限定された範囲に入っているが、式(1)
を満足していない。図2には0.2%耐力がC+N量に
対してプロットされているが、発明鋼および比較鋼はと
もにC+N>0.12%を満足しており、強度の優れた
材料である。
性質
oおよびNbを添加することなく、時効後、極低温で高
強度かつ高靱性を有するオーステナイト系ステンレス鋼
を提供するものである。
ルピー吸収エネルギーを式(1)の左辺の計算値に対し
てプロットした図である。
2%耐力に及ぼすC+Nの影響を示した図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 重量%で、C:0.05%以下,Si:
2%以下,Mn:4〜16%,Cr:15〜24%,N
i:8〜16%,N:0.1〜0.35%でかつ式
(1)およびC+N>0.12%を満足し、残部実質的
にFeおよび不可避的不純物からなることを特徴とする
超電導材コンジット用ステンレス鋼。 6.96Mn+19.5Cr−10.8Ni−1029N≧0 … (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9826893A JP2955438B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 超電導材コンジット用ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9826893A JP2955438B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 超電導材コンジット用ステンレス鋼 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06306545A true JPH06306545A (ja) | 1994-11-01 |
JP2955438B2 JP2955438B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=14215200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9826893A Expired - Lifetime JP2955438B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 超電導材コンジット用ステンレス鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2955438B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0812927A2 (de) * | 1996-06-14 | 1997-12-17 | BÖHLER Edelstahl GmbH | Amagnetische, korrosionsbeständige Legierung für geschweisste Bauteile und daraus gefertigte Bauteile zum Einsatz bei kryogener Temperatur |
-
1993
- 1993-04-26 JP JP9826893A patent/JP2955438B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0812927A2 (de) * | 1996-06-14 | 1997-12-17 | BÖHLER Edelstahl GmbH | Amagnetische, korrosionsbeständige Legierung für geschweisste Bauteile und daraus gefertigte Bauteile zum Einsatz bei kryogener Temperatur |
EP0812927A3 (de) * | 1996-06-14 | 1998-03-25 | BÖHLER Edelstahl GmbH | Amagnetische, korrosionsbeständige Legierung für geschweisste Bauteile und daraus gefertigte Bauteile zum Einsatz bei kryogener Temperatur |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2955438B2 (ja) | 1999-10-04 |
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