JPH06306551A - 高強度マルテンサイトステンレス鋼とその製造方法 - Google Patents
高強度マルテンサイトステンレス鋼とその製造方法Info
- Publication number
- JPH06306551A JPH06306551A JP10333593A JP10333593A JPH06306551A JP H06306551 A JPH06306551 A JP H06306551A JP 10333593 A JP10333593 A JP 10333593A JP 10333593 A JP10333593 A JP 10333593A JP H06306551 A JPH06306551 A JP H06306551A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- steel
- nieq
- formula
- creq
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 溶接構造用に使用できる溶接性に優れた高強
度マルテンサイトステンレス鋼とその製造方法を提供す
る。 【構成】 重量％でＣ：０．０３％以下、Ｓｉ：１．０
％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：１１〜１７％、Ｎ
ｉ：３．５〜７．０％、Ｎ：０．０２％以下、Ｈ：０．
０００５％以下と、Ａｌ：０．００１〜０．０５％、Ｃ
ａ：０．０００５〜０．００５％のうち１種または２種
を含有し、残部はＦｅならびに不可避的不純物元素から
なり、さらにＮｉ含有量とＣｒ含有量とが特定式を満足
する、その金属組織にフェライト相を含まないマルテン
サイト相からなる高強度マルテンサイトステンレス鋼
と、Ｈ含有量を満足させるための製造方法。
度マルテンサイトステンレス鋼とその製造方法を提供す
る。 【構成】 重量％でＣ：０．０３％以下、Ｓｉ：１．０
％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：１１〜１７％、Ｎ
ｉ：３．５〜７．０％、Ｎ：０．０２％以下、Ｈ：０．
０００５％以下と、Ａｌ：０．００１〜０．０５％、Ｃ
ａ：０．０００５〜０．００５％のうち１種または２種
を含有し、残部はＦｅならびに不可避的不純物元素から
なり、さらにＮｉ含有量とＣｒ含有量とが特定式を満足
する、その金属組織にフェライト相を含まないマルテン
サイト相からなる高強度マルテンサイトステンレス鋼
と、Ｈ含有量を満足させるための製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶接構造物用、例えば建
築構造物あるいは船舶構造物など溶接を必要とする部位
に使用できる溶接性に優れた高強度マルテンサイトステ
ンレス鋼とその製造方法に関するものである。特に大型
構造物に適用できる厚肉の高強度鋼材を供給することを
目的とする。
築構造物あるいは船舶構造物など溶接を必要とする部位
に使用できる溶接性に優れた高強度マルテンサイトステ
ンレス鋼とその製造方法に関するものである。特に大型
構造物に適用できる厚肉の高強度鋼材を供給することを
目的とする。
【０００２】
【従来の技術】マルテンサイトステンレス鋼は焼入れ熱
処理によって容易に強度を上げることができるため刃物
やバネ材として広く使用されている。しかしこれらマル
テンサイトステンレス鋼は靱性が他のステンレス鋼に比
べると低く、また溶接性も極めて悪いため溶接構造用と
しては使用できなかった。近年、ＣおよびＮ含有量を低
減し、さらにＮｉを添加することにより靱性および溶接
性を向上させた鋼材が特公昭５１−１３４６３号公報お
よび特開昭６１−１３６６６１号公報などに提案されて
いる。
処理によって容易に強度を上げることができるため刃物
やバネ材として広く使用されている。しかしこれらマル
テンサイトステンレス鋼は靱性が他のステンレス鋼に比
べると低く、また溶接性も極めて悪いため溶接構造用と
しては使用できなかった。近年、ＣおよびＮ含有量を低
減し、さらにＮｉを添加することにより靱性および溶接
性を向上させた鋼材が特公昭５１−１３４６３号公報お
よび特開昭６１−１３６６６１号公報などに提案されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】厚肉のマルテンサイト
ステンレス鋼を溶接構造物に適用する場合、母材ならび
に溶接熱影響部の靱性が問題となる。靱性が不十分であ
ると構造体としての信頼性が低下するだけでなく、熱処
理後の冷却過程あるいは溶接時に低温割れを起こす。母
材の靱性、延性を確保し、溶接低温割れを防止するため
には、単にＣおよびＮ含有量の低減とＮｉの添加だけで
は不十分である。すなわち靱性に影響をおよぼすデルタ
・フェライト相および介在物を制御し、鋼中に含まれる
水素含有量を一定値以下に抑制する必要がある。デルタ
・フェライト相、クラスター状の介在物、一定値以上の
鋼中水素のいずれも厚肉マルテンサイトステンレス鋼の
靱性、溶接性を著しく劣化させる。
ステンレス鋼を溶接構造物に適用する場合、母材ならび
に溶接熱影響部の靱性が問題となる。靱性が不十分であ
ると構造体としての信頼性が低下するだけでなく、熱処
理後の冷却過程あるいは溶接時に低温割れを起こす。母
材の靱性、延性を確保し、溶接低温割れを防止するため
には、単にＣおよびＮ含有量の低減とＮｉの添加だけで
は不十分である。すなわち靱性に影響をおよぼすデルタ
・フェライト相および介在物を制御し、鋼中に含まれる
水素含有量を一定値以下に抑制する必要がある。デルタ
・フェライト相、クラスター状の介在物、一定値以上の
鋼中水素のいずれも厚肉マルテンサイトステンレス鋼の
靱性、溶接性を著しく劣化させる。
【０００４】本発明は、このデルタ・フェライト相およ
び介在物を制御し、鋼中に含まれる水素量を一定値以下
にすることによって、大型溶接構造物に適用できる厚肉
の高強度マルテンサイトステンレス鋼とその製造方法を
提供することを目的とするものである。
び介在物を制御し、鋼中に含まれる水素量を一定値以下
にすることによって、大型溶接構造物に適用できる厚肉
の高強度マルテンサイトステンレス鋼とその製造方法を
提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来技術
の問題点を克服し、溶接熱影響部の靱性に優れ、かつ溶
接性に優れた高強度マルテンサイトステンレス鋼を実現
させるための成分、特に水素含有量の限定を行い、さら
に本発明成分系での水素含有量を必要な範囲以内に制御
する有効な製造方法を見出したものである。
の問題点を克服し、溶接熱影響部の靱性に優れ、かつ溶
接性に優れた高強度マルテンサイトステンレス鋼を実現
させるための成分、特に水素含有量の限定を行い、さら
に本発明成分系での水素含有量を必要な範囲以内に制御
する有効な製造方法を見出したものである。
【０００６】つまり請求項１および２の発明は、重量％
でＣ：０．０３％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：
２．０％以下、Ｃｒ：１１〜１７％、Ｎｉ：３．５〜
７．０％、Ｎ：０．０２％以下、Ｈ：０．０００５％以
下と、Ａｌ：０．００１〜０．０５％、Ｃａ：０．００
０５〜０．００５％のうち１種または２種を含有し、さ
らに必要に応じてＭｏ：０．１〜４．０％またはＮｂ：
０．０１〜０．５％のうち１種または２種を含有し、さ
らに下記（１）式で表されるＮｉｅｑと（２）式で表さ
れるＣｒｅｑが、（３）式ならびに（４）式を満足する
ことにより、その金属組織がフェライト相を含まないマ
ルテンサイト相からなることを特徴とする高強度マルテ
ンサイトステンレス鋼を要旨とするものである。
でＣ：０．０３％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：
２．０％以下、Ｃｒ：１１〜１７％、Ｎｉ：３．５〜
７．０％、Ｎ：０．０２％以下、Ｈ：０．０００５％以
下と、Ａｌ：０．００１〜０．０５％、Ｃａ：０．００
０５〜０．００５％のうち１種または２種を含有し、さ
らに必要に応じてＭｏ：０．１〜４．０％またはＮｂ：
０．０１〜０．５％のうち１種または２種を含有し、さ
らに下記（１）式で表されるＮｉｅｑと（２）式で表さ
れるＣｒｅｑが、（３）式ならびに（４）式を満足する
ことにより、その金属組織がフェライト相を含まないマ
ルテンサイト相からなることを特徴とする高強度マルテ
ンサイトステンレス鋼を要旨とするものである。
【０００７】 Ｎｉｅｑ＝Ｎｉ＋０．５［Ｍｎ］＋３０［Ｃ＋Ｎ］ （１） Ｃｒｅｑ＝Ｃｒ＋Ｍｏ＋１．５［Ｓｉ］ （２） Ｃｒｅｑ−Ｎｉｅｑ≦１１．０ （３） Ｃｒｅｑ＋Ｎｉｅｑ≦２３．０ （４） （３）式は靱性に有害なデルタ・フェライト相を熱間圧
延後の金属組織中に残留させないための条件式であり、
（４）式は焼入れ熱処理によって組織をマルテンサイト
相に変態させ、高強度を実現させるための条件式であ
る。鋼中に不可避的に含有されるＨは、強度の高い本発
明成分系の鋼の延性および靱性を著しく劣化させるばか
りでなく、溶接部の低温割れや遅れ破壊の原因となる。
このＨによる材質劣化は厚肉材で顕著である。Ｈによる
上記問題点を解決するためには、その含有量を一定値以
下に抑制する必要がある。本発明鋼は強度が高いため、
Ｈ含有量は０．０００５％以下に厳しく制限する必要が
ある。さらに、Ａｌ、Ｃａは靱性に有害なＳ、Ｏを安定
的に低減し、非金属介在物の形状制御に効果を有する。
これらの元素を添加しないと、粗大な介在物が鋼中に残
留し、鋼材の延性および靱性を劣化させる。特に、板厚
方向の靱性を著しく低下させる。上記成分範囲を満足す
ることにより、引張強度で９０ｋｇ／ｍｍ2 以上を有
し、延性、靱性が高く、さらに溶接時の耐低温割れ特性
あるいは耐遅れ破壊特性に優れた高強度マルテンサイト
ステンレス鋼が実現する。
延後の金属組織中に残留させないための条件式であり、
（４）式は焼入れ熱処理によって組織をマルテンサイト
相に変態させ、高強度を実現させるための条件式であ
る。鋼中に不可避的に含有されるＨは、強度の高い本発
明成分系の鋼の延性および靱性を著しく劣化させるばか
りでなく、溶接部の低温割れや遅れ破壊の原因となる。
このＨによる材質劣化は厚肉材で顕著である。Ｈによる
上記問題点を解決するためには、その含有量を一定値以
下に抑制する必要がある。本発明鋼は強度が高いため、
Ｈ含有量は０．０００５％以下に厳しく制限する必要が
ある。さらに、Ａｌ、Ｃａは靱性に有害なＳ、Ｏを安定
的に低減し、非金属介在物の形状制御に効果を有する。
これらの元素を添加しないと、粗大な介在物が鋼中に残
留し、鋼材の延性および靱性を劣化させる。特に、板厚
方向の靱性を著しく低下させる。上記成分範囲を満足す
ることにより、引張強度で９０ｋｇ／ｍｍ2 以上を有
し、延性、靱性が高く、さらに溶接時の耐低温割れ特性
あるいは耐遅れ破壊特性に優れた高強度マルテンサイト
ステンレス鋼が実現する。
【０００８】請求項３および４の発明は、前記成分に限
定された鋼材を熱間圧延あるいは焼入れ熱処理終了後、
２００℃以下まで冷却し、その組織をオーステナイト相
からマルテンサイト相に大部分変態させ、さらにその後
４００〜６５０℃の温度範囲に（５）式で示されるＨｔ
時間保持する脱水素熱処理を施すことによって、鋼中に
不可避的に含有するＨを０．０００５％以下にすること
を特徴とする高強度マルテンサイトステンレス鋼の製造
方法を要旨とするものである。
定された鋼材を熱間圧延あるいは焼入れ熱処理終了後、
２００℃以下まで冷却し、その組織をオーステナイト相
からマルテンサイト相に大部分変態させ、さらにその後
４００〜６５０℃の温度範囲に（５）式で示されるＨｔ
時間保持する脱水素熱処理を施すことによって、鋼中に
不可避的に含有するＨを０．０００５％以下にすること
を特徴とする高強度マルテンサイトステンレス鋼の製造
方法を要旨とするものである。
【０００９】
【作用】本発明の成分限定理由を詳細に説明する。 Ｃ：マルテンサイト相を硬くして、強度を上昇させるの
に有効な元素であるが、靱性および溶接性を著しく劣化
させ、鋼中の水素に対する感受性が高くなるため、その
含有量を０．０３％以下とした。
に有効な元素であるが、靱性および溶接性を著しく劣化
させ、鋼中の水素に対する感受性が高くなるため、その
含有量を０．０３％以下とした。
【００１０】Ｓｉ：脱酸元素として鋼中に不可避的に含
有されるが、過剰に添加されると靱性および溶接性を劣
化させるため、その含有量を１．０％以下とした。 Ｍｎ：デルタ・フェライト相を抑制し、また鋼中のＳを
固定する効果も有するが、過剰に添加すると靱性が低下
するため、その含有量を２．０％以下とした。 Ｃｒ：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１１％以上の含有量が必要であ
る。しかし１７％を超えて添加するとマルテンサイト相
中にデルタ・フェライト相が残存し、靱性および溶接性
を劣化させる。
有されるが、過剰に添加されると靱性および溶接性を劣
化させるため、その含有量を１．０％以下とした。 Ｍｎ：デルタ・フェライト相を抑制し、また鋼中のＳを
固定する効果も有するが、過剰に添加すると靱性が低下
するため、その含有量を２．０％以下とした。 Ｃｒ：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１１％以上の含有量が必要であ
る。しかし１７％を超えて添加するとマルテンサイト相
中にデルタ・フェライト相が残存し、靱性および溶接性
を劣化させる。
【００１１】Ｎｉ：マルテンサイト相の靱性を向上さ
せ、溶接性を改善する重要な添加元素である。十分な靱
性を確保し、厚肉材の溶接性を良好に維持するためには
３．５％以上の含有量が必要である。しかし７．０％を
超えて添加すると残留オーステナイト相が急激に増加
し、強度が低下する。 Ｍｏ：耐食性を向上させるとともに、焼戻し後の強度、
靱性を改善させるのに有効な添加元素である。０．１％
以上添加するとその効果は十分発揮されるが、過剰に添
加するとＮｉを上記成分範囲の上限まで添加してもフェ
ライト相が消失しにくくなるため、４．０％まで添加す
ることができる。
せ、溶接性を改善する重要な添加元素である。十分な靱
性を確保し、厚肉材の溶接性を良好に維持するためには
３．５％以上の含有量が必要である。しかし７．０％を
超えて添加すると残留オーステナイト相が急激に増加
し、強度が低下する。 Ｍｏ：耐食性を向上させるとともに、焼戻し後の強度、
靱性を改善させるのに有効な添加元素である。０．１％
以上添加するとその効果は十分発揮されるが、過剰に添
加するとＮｉを上記成分範囲の上限まで添加してもフェ
ライト相が消失しにくくなるため、４．０％まで添加す
ることができる。
【００１２】Ｎｂ：焼戻し処理での耐食性の低下と強度
低下を抑制し、溶接熱影響部の耐粒界腐食性を改善する
のに適宜添加することができる。その効果を発揮させる
ためには０．０１％以上の含有量が必要であるが、０．
５％を超えて添加すると溶接時あるいは熱間圧延時に割
れが生じやすくなる。 Ｎ：Ｃと同様にマルテンサイト相を硬くして、強度を上
昇させるのに有効な元素であるが、靱性および溶接性を
著しく劣化させ、鋼中の水素に対する感受性が高くなる
ため、その含有量を０．０２％以下とした。
低下を抑制し、溶接熱影響部の耐粒界腐食性を改善する
のに適宜添加することができる。その効果を発揮させる
ためには０．０１％以上の含有量が必要であるが、０．
５％を超えて添加すると溶接時あるいは熱間圧延時に割
れが生じやすくなる。 Ｎ：Ｃと同様にマルテンサイト相を硬くして、強度を上
昇させるのに有効な元素であるが、靱性および溶接性を
著しく劣化させ、鋼中の水素に対する感受性が高くなる
ため、その含有量を０．０２％以下とした。
【００１３】Ｈ：鋼中に不可避的に存在するが、高強度
のマルテンサイトステンレス鋼の延性、靱性、溶接性を
害する有害な元素である。また、Ｈ含有量が高いと、熱
処理あるいは溶接後の冷却時に発生する熱応力によって
遅れ破壊を生じることもある。Ｈ含有量は本発明の成分
範囲内で上記問題が生じない量、すなわち０．０００５
％以下に厳しく制限する必要がある。本発明鋼は、高温
側で水素固溶量の大きいオーステナイト相であり、マル
テンサイト相に変態する温度も３００℃前後と低温であ
るため、鋼中に水素が残留しやすい。従って、Ｈ含有量
を安定的に０．０００５％以下に維持するためには、溶
製段階で耐火物等からＨが侵入するのを抑制するととも
に、熱間圧延あるいは焼入れ熱処理後に２００℃まで冷
却し、組織を大部分マルテンサイト相とした後にオース
テナイト相に逆変態しない温度域にて脱水素熱処理を実
施しなければならない。
のマルテンサイトステンレス鋼の延性、靱性、溶接性を
害する有害な元素である。また、Ｈ含有量が高いと、熱
処理あるいは溶接後の冷却時に発生する熱応力によって
遅れ破壊を生じることもある。Ｈ含有量は本発明の成分
範囲内で上記問題が生じない量、すなわち０．０００５
％以下に厳しく制限する必要がある。本発明鋼は、高温
側で水素固溶量の大きいオーステナイト相であり、マル
テンサイト相に変態する温度も３００℃前後と低温であ
るため、鋼中に水素が残留しやすい。従って、Ｈ含有量
を安定的に０．０００５％以下に維持するためには、溶
製段階で耐火物等からＨが侵入するのを抑制するととも
に、熱間圧延あるいは焼入れ熱処理後に２００℃まで冷
却し、組織を大部分マルテンサイト相とした後にオース
テナイト相に逆変態しない温度域にて脱水素熱処理を実
施しなければならない。
【００１４】Ａｌ、Ｃａ：靱性に有害なＳ、Ｏを溶鋼段
階で低減し、また鋼中に残留するＯを介在物として固定
する。ただし、過度に添加すると粗大な介在物が生じ、
逆に靱性を劣化させたり、製造性を悪化させる。従っ
て、その添加量はＡｌで０．００１〜０．０５％、Ｃａ
で０．０００５〜０．００５％とする。その他の元素と
してＣｕは、焼戻し処理後の強度を上昇させる効果を有
するが過剰に添加すると溶接熱影響部が著しく硬くなり
溶接割れが発生しやすくなるため、その上限は２％とす
ることが望ましい。鋼中に不可避的に含有されるＰ、
Ｓ、Ｏは鋼材の靱性を低下させ溶接性を劣化させるた
め、その含有量は各々で０．００３％以下、０．００５
％以下、０．０１％以下とすることが望ましい。Ｌａ、
Ｃｅなどのランタノイド系希土類元素の添加もＳおよび
Ｏの固定に有効であるが、その酸化物あるいは硫化物は
比重が大きく、精錬中に浮上しにくいため鋼中に残存し
やすい。従って、その添加量は０．０５％以下に抑える
ことが望ましい。
階で低減し、また鋼中に残留するＯを介在物として固定
する。ただし、過度に添加すると粗大な介在物が生じ、
逆に靱性を劣化させたり、製造性を悪化させる。従っ
て、その添加量はＡｌで０．００１〜０．０５％、Ｃａ
で０．０００５〜０．００５％とする。その他の元素と
してＣｕは、焼戻し処理後の強度を上昇させる効果を有
するが過剰に添加すると溶接熱影響部が著しく硬くなり
溶接割れが発生しやすくなるため、その上限は２％とす
ることが望ましい。鋼中に不可避的に含有されるＰ、
Ｓ、Ｏは鋼材の靱性を低下させ溶接性を劣化させるた
め、その含有量は各々で０．００３％以下、０．００５
％以下、０．０１％以下とすることが望ましい。Ｌａ、
Ｃｅなどのランタノイド系希土類元素の添加もＳおよび
Ｏの固定に有効であるが、その酸化物あるいは硫化物は
比重が大きく、精錬中に浮上しにくいため鋼中に残存し
やすい。従って、その添加量は０．０５％以下に抑える
ことが望ましい。
【００１５】次に上記のＨ含有量を満足する製造方法を
説明する。まず、溶製段階でＨの混入を極力抑制するこ
とが必要である。そのためには、炉材、湯道等を十分乾
燥させ、水分を除去することが有効である。この段階で
Ｈが多量に混入すると、後述する脱水素熱処理で長時間
を要し、工業的に不利となる。
説明する。まず、溶製段階でＨの混入を極力抑制するこ
とが必要である。そのためには、炉材、湯道等を十分乾
燥させ、水分を除去することが有効である。この段階で
Ｈが多量に混入すると、後述する脱水素熱処理で長時間
を要し、工業的に不利となる。
【００１６】次に熱間圧延あるいは焼入れ熱処理後に２
００℃以下まで冷却し、金属組織の大部分をマルテンサ
イト相に変態させなければならない。この冷却が不十分
で、オーステナイト相が多量に残留するとその後の脱水
素熱処理で長時間かけても水素含有量は減少しない。こ
れはオーステナイト相の水素固溶量が大きいからであ
る。すなわち、冷却を２００℃以下まで実施し、金属組
織の大部分を水素固溶量の小さいマルテンサイト相と
し、鋼中から水素が放出しやすい状態にするのである。
００℃以下まで冷却し、金属組織の大部分をマルテンサ
イト相に変態させなければならない。この冷却が不十分
で、オーステナイト相が多量に残留するとその後の脱水
素熱処理で長時間かけても水素含有量は減少しない。こ
れはオーステナイト相の水素固溶量が大きいからであ
る。すなわち、冷却を２００℃以下まで実施し、金属組
織の大部分を水素固溶量の小さいマルテンサイト相と
し、鋼中から水素が放出しやすい状態にするのである。
【００１７】その後、水素の拡散を促進するために、マ
ルテンサイト相がオーステナイト相に逆変態しない温度
範囲まで加熱しなければならない。その温度範囲は、４
００℃〜６５０℃である。４００℃未満では、水素の拡
散速度が遅く、水素放出に長時間を要する。６５０℃を
超えて加熱するとマルテンサイト相がオーステナイト相
に逆変態し、水素の固溶量が増加し、水素含有量の減少
は起こらない。
ルテンサイト相がオーステナイト相に逆変態しない温度
範囲まで加熱しなければならない。その温度範囲は、４
００℃〜６５０℃である。４００℃未満では、水素の拡
散速度が遅く、水素放出に長時間を要する。６５０℃を
超えて加熱するとマルテンサイト相がオーステナイト相
に逆変態し、水素の固溶量が増加し、水素含有量の減少
は起こらない。
【００１８】この温度域で、脱水素に必要な保持時間
は、鋼材の厚みに関係し、（５）式で示すＨｔ時間を満
足する時間でなければならない。この保持時間の条件を
満足しないと、水素放出が不十分で、０．０００５％以
下の水素含有量に至らない。この脱水素熱処理は、機械
的性質を調整するための焼戻し熱処理と兼用できる。ま
た、溶接施工中に水素が混入する場合は、溶接熱処理後
も上記条件で脱水素熱処理を実施することも有効であ
る。
は、鋼材の厚みに関係し、（５）式で示すＨｔ時間を満
足する時間でなければならない。この保持時間の条件を
満足しないと、水素放出が不十分で、０．０００５％以
下の水素含有量に至らない。この脱水素熱処理は、機械
的性質を調整するための焼戻し熱処理と兼用できる。ま
た、溶接施工中に水素が混入する場合は、溶接熱処理後
も上記条件で脱水素熱処理を実施することも有効であ
る。
【００１９】本発明では、靱性および溶接性を向上させ
るためにフェライト相を生成しない成分の限定、製造条
件の限定を行っているが、溶製・凝固時の成分偏析によ
り部分的にフェライト相が生成する場合は、熱間圧延前
あるいは熱間圧延後に均質化焼鈍することが望ましい。
また、焼入れ熱処理はフェライト相の生成しない１２０
０℃以下とすることが望ましい。
るためにフェライト相を生成しない成分の限定、製造条
件の限定を行っているが、溶製・凝固時の成分偏析によ
り部分的にフェライト相が生成する場合は、熱間圧延前
あるいは熱間圧延後に均質化焼鈍することが望ましい。
また、焼入れ熱処理はフェライト相の生成しない１２０
０℃以下とすることが望ましい。
【００２０】
【実施例】表１に供試鋼の化学成分を示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】表中の記号Ａ〜Ｋの供試鋼は実験室で溶製
後、４０ｍｍまで熱間圧延したものである。供試鋼は、
熱間圧延後直ちに９００℃で１時間保持した後に室温ま
で空冷した。そして母材中央部から圧延方向と直角にシ
ャルピー試験片および引張試験片を切り出し、その機械
的性質を調べた。さらに、同じ鋼板からＨ形狭開先（幅
１５ｍｍ）の溶接試験片を切り出し、溶接割れ感受性を
調べた。溶接はＴＩＧ溶接で、供試鋼Ｃから製作した溶
接棒を使用し、溶接電流２５０Ａ、溶接速度は毎分５ｃ
ｍで片側１０層ずつとした。予熱は行わなかった。溶接
完了２４時間後に５箇所断面を切り出し溶接割れ発生の
有無を確認した。０．２％耐力、引張強度、破断伸び、
０℃でのシャルピー吸収エネルギーおよび上記溶接試験
で割れの発生した断面の数を表２に示す。
後、４０ｍｍまで熱間圧延したものである。供試鋼は、
熱間圧延後直ちに９００℃で１時間保持した後に室温ま
で空冷した。そして母材中央部から圧延方向と直角にシ
ャルピー試験片および引張試験片を切り出し、その機械
的性質を調べた。さらに、同じ鋼板からＨ形狭開先（幅
１５ｍｍ）の溶接試験片を切り出し、溶接割れ感受性を
調べた。溶接はＴＩＧ溶接で、供試鋼Ｃから製作した溶
接棒を使用し、溶接電流２５０Ａ、溶接速度は毎分５ｃ
ｍで片側１０層ずつとした。予熱は行わなかった。溶接
完了２４時間後に５箇所断面を切り出し溶接割れ発生の
有無を確認した。０．２％耐力、引張強度、破断伸び、
０℃でのシャルピー吸収エネルギーおよび上記溶接試験
で割れの発生した断面の数を表２に示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】次に、表３に示す化学成分の供試鋼Ｌを大
型電気炉で溶製後インゴットに鋳造し、分塊圧延で２０
０ｍｍ厚さのスラブを製造し、その後に４０ｍｍまで熱
間圧延した。表３に示す水素含有量は、熱間圧延終了後
にサンプルを採取して測定した値である。上記鋼板を９
５０℃で１時間の焼入れ熱処理をした後、表４に示す温
度まで冷却し、保持温度および保持時間を変えて脱水素
熱処理を実施した。その後、上述と同様にシャルピー試
験片および引張試験片を切り出し、母材の機械的性質を
調べるとともに上記と同条件で溶接試験を行い、割れ発
生の有無を確認した。それらの結果と脱水素熱処理後の
残留水素含有量を表４に併せて示す。
型電気炉で溶製後インゴットに鋳造し、分塊圧延で２０
０ｍｍ厚さのスラブを製造し、その後に４０ｍｍまで熱
間圧延した。表３に示す水素含有量は、熱間圧延終了後
にサンプルを採取して測定した値である。上記鋼板を９
５０℃で１時間の焼入れ熱処理をした後、表４に示す温
度まで冷却し、保持温度および保持時間を変えて脱水素
熱処理を実施した。その後、上述と同様にシャルピー試
験片および引張試験片を切り出し、母材の機械的性質を
調べるとともに上記と同条件で溶接試験を行い、割れ発
生の有無を確認した。それらの結果と脱水素熱処理後の
残留水素含有量を表４に併せて示す。
【００２５】
【表３】
【００２６】
【表４】
【００２７】以上の実施例から本発明鋼は強度が高く、
靱性も優れており、厚肉材での溶接においても割れが生
じないことがわかる。また前記本発明鋼は、強度、靱性
の他に耐食性、疲労特性にも優れ、応力比０．１、繰り
返し数５×１０6 回の疲労試験で、大気中および海水中
いずれにおいても４０ｋｇ／ｍｍ2 以上の疲労強度が得
られた。
靱性も優れており、厚肉材での溶接においても割れが生
じないことがわかる。また前記本発明鋼は、強度、靱性
の他に耐食性、疲労特性にも優れ、応力比０．１、繰り
返し数５×１０6 回の疲労試験で、大気中および海水中
いずれにおいても４０ｋｇ／ｍｍ2 以上の疲労強度が得
られた。
【００２８】
【発明の効果】本発明の高強度マルテンサイトステンレ
ス鋼は靱性に優れ、厚肉材においても優れた溶接性を示
すことから、強度を要する溶接構造物に最適であり、産
業上寄与するところは極めて大である。
ス鋼は靱性に優れ、厚肉材においても優れた溶接性を示
すことから、強度を要する溶接構造物に最適であり、産
業上寄与するところは極めて大である。
フロントページの続き (72)発明者 山本 章夫 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 島田 鉄也 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 末次 和広 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 桜井 英夫 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％でＣ：０．０３％以下、Ｓｉ：
１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：１１〜１７
％、Ｎｉ：３．５〜７．０％、Ｎ：０．０２％以下、
Ｈ：０．０００５％以下と、Ａｌ：０．００１〜０．０
５％、Ｃａ：０．０００５〜０．００５％のうち１種ま
たは２種を含有し、残部はＦｅならびに不可避的不純物
元素からなり、さらに下記（１）式で表されるＮｉｅｑ
と（２）式で表されるＣｒｅｑが、（３）式ならびに
（４）式を満足することにより、その金属組織にフェラ
イト相を含まないマルテンサイト相からなることを特徴
とする高強度マルテンサイトステンレス鋼。 Ｎｉｅｑ＝Ｎｉ＋０．５［Ｍｎ］＋３０［Ｃ＋Ｎ］ （１） Ｃｒｅｑ＝Ｃｒ＋Ｍｏ＋１．５［Ｓｉ］ （２） Ｃｒｅｑ−Ｎｉｅｑ≦１１．０ （３） Ｃｒｅｑ＋Ｎｉｅｑ≦２３．０ （４） なお、式中の［］は、各成分の鋼中含有量（重量％）を
示す。 - 【請求項２】 Ｍｏ：０．１〜４．０％、Ｎｂ：０．０
１〜０．５％のうち１種または２種を含有することを特
徴とする請求項１記載の高強度マルテンサイトステンレ
ス鋼。 - 【請求項３】 重量％でＣ：０．０３％以下、Ｓｉ：
１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：１１〜１７
％、Ｎｉ：３．５〜７．０％、Ｎ：０．０２％以下と、
Ａｌ：０．００１〜０．０５％、Ｃａ：０．０００５〜
０．００５％のうち１種または２種を含有し、残部はＦ
ｅならびに不可避的不純物元素からなり、さらに下記
（１）式で表されるＮｉｅｑと（２）式で表されるＣｒ
ｅｑが、（３）式ならびに（４）式を満足することによ
り、その金属組織にフェライト相を含まない鋼材を、熱
間圧延あるいは焼入れ熱処理終了後、２００℃以下まで
冷却し、その後４００〜６５０℃の温度範囲に（５）式
に示すＨｔ時間保持することによって、鋼中のＨを０．
０００５％以下とすることを特徴とする高強度マルテン
サイトステンレス鋼の製造方法。 Ｎｉｅｑ＝Ｎｉ＋０．５［Ｍｎ］＋３０［Ｃ＋Ｎ］ （１） Ｃｒｅｑ＝Ｃｒ＋Ｍｏ＋１．５［Ｓｉ］ （２） Ｃｒｅｑ−Ｎｉｅｑ≦１１．０ （３） Ｃｒｅｑ＋Ｎｉｅｑ≦２３．０ （４） なお式中の［］は、各成分の鋼中含有量（重量％）を示
す。 Ｈｔ≧ｔ2 ／１０００ （５） 式中のｔは鋼材の厚さ（ｍｍ）、Ｈｔは保持時間（時
間）を示す。 - 【請求項４】 重量％でＣ：０．０３％以下、Ｓｉ：
１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：１１〜１７
％、Ｎｉ：３．５〜７．０％、Ｎ：０．０２％以下と、
Ａｌ：０．００１〜０．０５％、Ｃａ：０．０００５〜
０．００５％のうち１種または２種を含有し、さらにＭ
ｏ：０．１〜４．０％、Ｎｂ：０．０１〜０．５％のう
ちの１種または２種を含有し、残部はＦｅならびに不可
避的不純物元素からなり、さらに下記（１）式で表され
るＮｉｅｑと（２）式で表されるＣｒｅｑが、（３）式
ならびに（４）式を満足することにより、その金属組織
にフェライト相を含まない鋼材を、熱間圧延あるいは焼
入れ熱処理終了後、２００℃以下まで冷却し、その後４
００〜６５０℃の温度範囲に（５）式に示すＨｔ時間保
持することによって、鋼中のＨを０．０００５％以下と
することを特徴とする高強度マルテンサイトステンレス
鋼の製造方法。 Ｎｉｅｑ＝Ｎｉ＋０．５［Ｍｎ］＋３０［Ｃ＋Ｎ］ （１） Ｃｒｅｑ＝Ｃｒ＋Ｍｏ＋１．５［Ｓｉ］ （２） Ｃｒｅｑ−Ｎｉｅｑ≦１１．０ （３） Ｃｒｅｑ＋Ｎｉｅｑ≦２３．０ （４） なお式中の［］は、各成分の鋼中含有量（重量％）を示
す。 Ｈｔ≧ｔ2 ／１０００ （５） 式中のｔは鋼材の厚さ（ｍｍ）、Ｈｔは保持時間（時
間）を示す。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5103335A JP2995524B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 高強度マルテンサイトステンレス鋼とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5103335A JP2995524B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 高強度マルテンサイトステンレス鋼とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06306551A true JPH06306551A (ja) | 1994-11-01 |
| JP2995524B2 JP2995524B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=14351292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5103335A Expired - Lifetime JP2995524B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 高強度マルテンサイトステンレス鋼とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2995524B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000204447A (ja) * | 1999-01-08 | 2000-07-25 | Hitachi Ltd | 高強度マルテンサイト鋼とそれを用いたガスタ―ビン用タ―ビンディスク及び発電用ガスタ―ビン並びにコンバインド発電システム |
| JP2001303203A (ja) * | 2000-04-20 | 2001-10-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高強度マルテンサイト系ステンレス鋼材およびそれを用いた油井管 |
| WO2003095693A1 (fr) * | 2002-05-08 | 2003-11-20 | Nippon Steel Corporation | Fil d'acier inoxydable tres solide aux bonnes qualites de tenacite a la ductilite et module de rigidite, et procede de production |
| WO2004001081A1 (ja) * | 2002-06-20 | 2003-12-31 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | マルテンサイト系鋼からなる鋼帯およびこの鋼帯を使用した自動車の無段変速機用フープの製造方法 |
| KR100545090B1 (ko) * | 2001-12-18 | 2006-01-24 | 주식회사 포스코 | 스테인레스강의 열간가공성 향상을 위한 델타페라이트제어방법 |
| US7686897B2 (en) | 2002-07-15 | 2010-03-30 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Martensitic stainless steel seamless pipe and a manufacturing method thereof |
| WO2017169537A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | タービン翼の脱水素処理方法 |
-
1993
- 1993-04-28 JP JP5103335A patent/JP2995524B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000204447A (ja) * | 1999-01-08 | 2000-07-25 | Hitachi Ltd | 高強度マルテンサイト鋼とそれを用いたガスタ―ビン用タ―ビンディスク及び発電用ガスタ―ビン並びにコンバインド発電システム |
| JP2001303203A (ja) * | 2000-04-20 | 2001-10-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高強度マルテンサイト系ステンレス鋼材およびそれを用いた油井管 |
| KR100545090B1 (ko) * | 2001-12-18 | 2006-01-24 | 주식회사 포스코 | 스테인레스강의 열간가공성 향상을 위한 델타페라이트제어방법 |
| WO2003095693A1 (fr) * | 2002-05-08 | 2003-11-20 | Nippon Steel Corporation | Fil d'acier inoxydable tres solide aux bonnes qualites de tenacite a la ductilite et module de rigidite, et procede de production |
| WO2004001081A1 (ja) * | 2002-06-20 | 2003-12-31 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | マルテンサイト系鋼からなる鋼帯およびこの鋼帯を使用した自動車の無段変速機用フープの製造方法 |
| US7459034B2 (en) | 2002-06-20 | 2008-12-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Steel hoop made from a martensitic steel strip |
| US7686897B2 (en) | 2002-07-15 | 2010-03-30 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Martensitic stainless steel seamless pipe and a manufacturing method thereof |
| WO2017169537A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | タービン翼の脱水素処理方法 |
| CN108884723A (zh) * | 2016-03-31 | 2018-11-23 | 三菱日立电力系统株式会社 | 涡轮叶片的脱氢处理方法 |
| CN108884723B (zh) * | 2016-03-31 | 2021-04-09 | 三菱动力株式会社 | 涡轮叶片的脱氢处理方法 |
| US11066715B2 (en) | 2016-03-31 | 2021-07-20 | Mitsubishi Power, Ltd. | Dehydrogenation processing method for turbine blades |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2995524B2 (ja) | 1999-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8366844B2 (en) | Method of making hot rolled dual phase steel sheet | |
| JPH0647694B2 (ja) | 加工性に優れ溶接軟化のない高強度ステンレス鋼材の製造方法 | |
| JP2012122111A (ja) | 優れた生産性と溶接性を兼ね備えた、ＰＷＨＴ後の落重特性に優れたＴＭＣＰ−Ｔｅｍｐｅｒ型高強度厚鋼板の製造方法 | |
| JP4207334B2 (ja) | 溶接性と耐応力腐食割れ性に優れた高強度鋼板およびその製造方法 | |
| JP4072191B1 (ja) | 高温強度、靭性及び耐再熱脆化特性に優れた耐火鋼材並びにその製造方法 | |
| JP5194572B2 (ja) | 耐溶接割れ性が優れた高張力鋼材の製造方法 | |
| JPS63241114A (ja) | 耐応力腐食割れ性の優れた高靭性高張力鋼の製造法 | |
| JP2995524B2 (ja) | 高強度マルテンサイトステンレス鋼とその製造方法 | |
| JPH06128631A (ja) | 低温靱性の優れた高マンガン超高張力鋼の製造方法 | |
| JPH05156409A (ja) | 耐海水性に優れた高強度マルテンサイトステンレス鋼とその製造方法 | |
| JP4757858B2 (ja) | 高温強度、靭性及び耐再熱脆化特性に優れた耐火鋼材並びにその製造方法 | |
| JPH05156408A (ja) | 溶接性に優れた高強度マルテンサイトステンレス鋼とその製造方法 | |
| JPH11131177A (ja) | 溶接後熱処理の省略可能な中常温圧力容器用鋼板およびその製造方法 | |
| CN115989327A (zh) | 厚钢板及其制造方法 | |
| KR100431849B1 (ko) | 저온조직이 없는 고실리콘 첨가 중탄소강 선재의 제조방법 | |
| JPH05195054A (ja) | 加工性に優れた構造用高強度ステンレス鋼材の製造方法 | |
| JP4757857B2 (ja) | 高温強度、靭性及び耐再熱脆化特性に優れた耐火鋼材並びにその製造方法 | |
| JP3243987B2 (ja) | 高強度高耐食性マルテンサイト系ステンレス鋼材の製造方法 | |
| JPH10158778A (ja) | 靱性と溶接性に優れた高張力鋼板およびその製造方法 | |
| JP3099155B2 (ja) | 溶接性に優れた高強度マルテンサイトステンレス鋼とその製造方法 | |
| JPS6293346A (ja) | 溶接部のｃｏｄ特性の優れた高張力鋼 | |
| JPS6117885B2 (ja) | ||
| JPS6196030A (ja) | 耐水素誘起割れ性及び耐応力腐食割れ性にすぐれた高強度高靭性熱延鋼板の製造方法 | |
| JP2003321729A (ja) | 溶接熱影響部靭性に優れた高強度鋼板及びその製造方法 | |
| JPS62158817A (ja) | 高強度高靭性の厚鋼板の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990831 |