JPH06328196A - 含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法 - Google Patents
含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法Info
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- JPH06328196A JPH06328196A JP14442893A JP14442893A JPH06328196A JP H06328196 A JPH06328196 A JP H06328196A JP 14442893 A JP14442893 A JP 14442893A JP 14442893 A JP14442893 A JP 14442893A JP H06328196 A JPH06328196 A JP H06328196A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱間加工性に優れる含ボロンオーステナイト
系ステンレス鋼を製造する。 【構成】 含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の溶
湯を、攪拌を加えながら冷却し、過熱度を５℃以下の条
件で、又は固相率が0.50以下の半凝固スラリー状態で鋳
造する。
系ステンレス鋼を製造する。 【構成】 含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の溶
湯を、攪拌を加えながら冷却し、過熱度を５℃以下の条
件で、又は固相率が0.50以下の半凝固スラリー状態で鋳
造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、特に加工性に優れる
含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法を提
案するものである。含ボロンオーステナイト系ステンレ
ス鋼は、熱中性子吸収性に優れ、中性子を放射する原子
力廃棄物の輸送用や貯蔵用の容器などの材料として好適
である。
含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法を提
案するものである。含ボロンオーステナイト系ステンレ
ス鋼は、熱中性子吸収性に優れ、中性子を放射する原子
力廃棄物の輸送用や貯蔵用の容器などの材料として好適
である。
【０００２】しかし、このステンレス鋼は、鋼中のＢが
FeやCrと化合物を形成し、鋳造時に粗大化したＢ化合物
を生成するため熱間加工性が極めて悪く、通常の鋼と同
様の溶製→鋳造→熱間圧延プロセスでの鋼材の製造で
は、圧延時に割れが発生するという重大な問題があり、
その解決が望まれている。
FeやCrと化合物を形成し、鋳造時に粗大化したＢ化合物
を生成するため熱間加工性が極めて悪く、通常の鋼と同
様の溶製→鋳造→熱間圧延プロセスでの鋼材の製造で
は、圧延時に割れが発生するという重大な問題があり、
その解決が望まれている。
【０００３】
【従来の技術】これまで、熱間圧延割れを防止する手段
としては、たとえば、特開昭64−8221号公報（含ボロン
原子力用オーステナイト系ステンレス鋼の製造方法）に
開示されているように、圧延温度を制限したり、特開平
１−195243号公報（含硼素オーステナイト系ステンレス
鋼のホットコイルの製造方法）に開示されているよう
に、分塊スラブ又は連鋳スラブから中間スラブを製造す
る工程を追加して、鋳造効果と熱処理効果を発揮させて
から仕上げ圧延を行うこと、各圧延時の加熱温度を限定
することなどによりスラブ中のＢ化合物の微細化をはか
りホットコイルに圧延する方法がある。
としては、たとえば、特開昭64−8221号公報（含ボロン
原子力用オーステナイト系ステンレス鋼の製造方法）に
開示されているように、圧延温度を制限したり、特開平
１−195243号公報（含硼素オーステナイト系ステンレス
鋼のホットコイルの製造方法）に開示されているよう
に、分塊スラブ又は連鋳スラブから中間スラブを製造す
る工程を追加して、鋳造効果と熱処理効果を発揮させて
から仕上げ圧延を行うこと、各圧延時の加熱温度を限定
することなどによりスラブ中のＢ化合物の微細化をはか
りホットコイルに圧延する方法がある。
【０００４】しかしながら、これらの手段において、圧
延温度を制限しても、鋳造時の凝固過程において生成す
るＢ化合物が粗大であると熱間加工性の改善はあまり期
待できなく、含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の
圧延は困難であり、さらに、Ｂの含有量を増加させると
Ｂ化合物体積量が増加し、中間スラブの製造工程を追加
しても、各圧延時の加熱温度を限定しても、鋳造時に生
成した粗大なＢ化合物の十分な微細分散化は難かしく、
熱間加工性の改善は難かしい。事実、特開平１−195243
号公報ではＢ含有量の上限を1.2mass ％に制限してい
る。
延温度を制限しても、鋳造時の凝固過程において生成す
るＢ化合物が粗大であると熱間加工性の改善はあまり期
待できなく、含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の
圧延は困難であり、さらに、Ｂの含有量を増加させると
Ｂ化合物体積量が増加し、中間スラブの製造工程を追加
しても、各圧延時の加熱温度を限定しても、鋳造時に生
成した粗大なＢ化合物の十分な微細分散化は難かしく、
熱間加工性の改善は難かしい。事実、特開平１−195243
号公報ではＢ含有量の上限を1.2mass ％に制限してい
る。
【０００５】このように、これらの手段では、加工性の
根本的な改善は得られていないのが実情である。また、
上記した開示例には、いずれも鋳造方法に関する記述は
見られない。
根本的な改善は得られていないのが実情である。また、
上記した開示例には、いずれも鋳造方法に関する記述は
見られない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記した
問題点を有利に解決しようとするもので、Ｂ化合物の微
細分散化に好適な鋳造方法の採用による、熱間加工性に
優れる含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の製造方
法を提案することを目的とする。
問題点を有利に解決しようとするもので、Ｂ化合物の微
細分散化に好適な鋳造方法の採用による、熱間加工性に
優れる含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の製造方
法を提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の要旨は以下の
通りである。
通りである。
【０００８】 含ボロンオーステナイト系ステンレス
鋼の溶湯を、攪拌を加えながら冷却し、過熱度が５℃以
下の条件にて鋳造することを特徴とする含ボロンオース
テナイト系ステンレス鋼の製造方法である。
鋼の溶湯を、攪拌を加えながら冷却し、過熱度が５℃以
下の条件にて鋳造することを特徴とする含ボロンオース
テナイト系ステンレス鋼の製造方法である。
【０００９】 含ボロンオーステナイト系ステンレス
鋼の溶湯を、攪拌を加えながら冷却し、固相率が0.50以
下の半凝固ラスリー状態で鋳造することを特徴とする含
ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法であ
る。
鋼の溶湯を、攪拌を加えながら冷却し、固相率が0.50以
下の半凝固ラスリー状態で鋳造することを特徴とする含
ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法であ
る。
【００１０】 項ないしは項に記載の含ボロンオ
ーステナイト系ステンレス鋼の製造方法において、溶鋼
の攪拌を、機械的攪拌又は電磁攪拌とするものである。
ーステナイト系ステンレス鋼の製造方法において、溶鋼
の攪拌を、機械的攪拌又は電磁攪拌とするものである。
【００１１】 項ないしは項に記載の含ボロンオ
ーステナイト系ステンレス鋼の製造方法において、鋳造
を、鋼塊鋳型による造塊又は連続鋳造鋳型によるストラ
ンド鋳造とするものである。
ーステナイト系ステンレス鋼の製造方法において、鋳造
を、鋼塊鋳型による造塊又は連続鋳造鋳型によるストラ
ンド鋳造とするものである。
【００１２】
【作用】この発明の経緯と作用について以下に述べる。
発明者らは、含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の
熱間加工性について種々研究した結果、熱間加工性の劣
化は、凝固過程においてオーステナイト粒界にＢが偏析
するためそこにＢ化合物が生成し、熱間加工時にこのＢ
化合物が起点となって、オーステナイト粒界が引き裂か
れることによることを見出した。
発明者らは、含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の
熱間加工性について種々研究した結果、熱間加工性の劣
化は、凝固過程においてオーステナイト粒界にＢが偏析
するためそこにＢ化合物が生成し、熱間加工時にこのＢ
化合物が起点となって、オーステナイト粒界が引き裂か
れることによることを見出した。
【００１３】したがって、凝固過程において、オーステ
ナイト粒を微細化することにより、その粒界に析出する
Ｂ化合物を微細に分散させれば熱間加工性の改善がはか
れることになる。しかしながら、通常の鋼塊鋳造や連続
鋳造ではオーステナイト粒を微細化することは困難であ
る。
ナイト粒を微細化することにより、その粒界に析出する
Ｂ化合物を微細に分散させれば熱間加工性の改善がはか
れることになる。しかしながら、通常の鋼塊鋳造や連続
鋳造ではオーステナイト粒を微細化することは困難であ
る。
【００１４】そこで、さらに実験検討を重ねた結果、含
ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の溶湯を、機械的
攪拌あるいは電磁攪拌による攪拌を加えながら冷却して
過熱度を５℃以下の条件にして、また、液相線以下の温
度まで攪拌冷却して固相率が0.50以下の半凝固スラリー
状態にして、それぞれ鋳造すると、造塊による鋼塊も連
続鋳造によるストランド鋳片も、オーステナイト粒は微
細化するとともにB 化合物も微細に分散析出することが
判明し、これらの鋳造材の熱間加工性は、通常の鋳造法
より得られたものに比し極めて良好であることが判明し
た。
ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の溶湯を、機械的
攪拌あるいは電磁攪拌による攪拌を加えながら冷却して
過熱度を５℃以下の条件にして、また、液相線以下の温
度まで攪拌冷却して固相率が0.50以下の半凝固スラリー
状態にして、それぞれ鋳造すると、造塊による鋼塊も連
続鋳造によるストランド鋳片も、オーステナイト粒は微
細化するとともにB 化合物も微細に分散析出することが
判明し、これらの鋳造材の熱間加工性は、通常の鋳造法
より得られたものに比し極めて良好であることが判明し
た。
【００１５】ここで、上記において、溶湯の過熱度を５
℃以下と限定した理由は、加熱度が５℃を超えると鋳造
組織中の初晶粒が微細に分散しにくく、Ｂ化合物の微細
分散化が困難なためであり、半凝固スラリーの固相率を
0.50以下としたのは、固相率が0.50を超えると半凝固ス
ラリーの粘性が高くなり、鋼塊鋳型や連続鋳造型への鋳
造が困難になるためである。
℃以下と限定した理由は、加熱度が５℃を超えると鋳造
組織中の初晶粒が微細に分散しにくく、Ｂ化合物の微細
分散化が困難なためであり、半凝固スラリーの固相率を
0.50以下としたのは、固相率が0.50を超えると半凝固ス
ラリーの粘性が高くなり、鋼塊鋳型や連続鋳造型への鋳
造が困難になるためである。
【００１６】つぎに、この発明を適用するにあたっての
好適な化学成分組成について述べる。 Ｃ：0.07mass％以下 Ｃは、その含有量が少ない方が好ましく、0.07mass％を
超えて含有させると炭化物の生成により耐食性が劣化す
る。したがって、その含有量は0.07mass％以下とするこ
とが好ましい。
好適な化学成分組成について述べる。 Ｃ：0.07mass％以下 Ｃは、その含有量が少ない方が好ましく、0.07mass％を
超えて含有させると炭化物の生成により耐食性が劣化す
る。したがって、その含有量は0.07mass％以下とするこ
とが好ましい。
【００１７】Si：1.0mass ％以下 Siは、脱酸のために重要であるが、1.0 mass％を超えて
含有させると鋼が脆化する。したがって、その含有量は
1.0 mass％以下とすることがよい。
含有させると鋼が脆化する。したがって、その含有量は
1.0 mass％以下とすることがよい。
【００１８】Mn：2.0 mass％以下 Mnは、オーステナイト組織の安定化に有効であるが、2.
0 mass％を超えて含有させると鋳造割れを生じる。した
がって、その含有量は上限を2.0 mass％とすることが望
ましい。
0 mass％を超えて含有させると鋳造割れを生じる。した
がって、その含有量は上限を2.0 mass％とすることが望
ましい。
【００１９】Cr：12.0〜25.0mass％ Crは、耐食性を保持させるために12.0mass％以上含有さ
せることが望ましいが、25.0mass％を超えて含有させる
とα相の析出によって脆化する。したがって、その含有
量は12.0mass％以上、25.0mass％以下とすることが好ま
しい。
せることが望ましいが、25.0mass％を超えて含有させる
とα相の析出によって脆化する。したがって、その含有
量は12.0mass％以上、25.0mass％以下とすることが好ま
しい。
【００２０】Ni：7.0 〜22.0mass％ Niは、オーステナイト組織の安定化のために7.0 mass％
以上含有させることが望ましいが、高価であること、2
2.0mass％を超えて含有させてもさほどの効果がないこ
とから、その含有量は7.0 mass％以上、22.0mass％以下
とすることがよい。
以上含有させることが望ましいが、高価であること、2
2.0mass％を超えて含有させてもさほどの効果がないこ
とから、その含有量は7.0 mass％以上、22.0mass％以下
とすることがよい。
【００２１】Ｂ：0.7 〜4.0 mass％ Ｂは、自然状態で約20％の同位元素10Ｂを含んでいて、
この10Ｂは中性子吸収断面積が大きく中性子遮へい効果
が大きい。この中性子遮へい効果を有効に作用させるた
めには0.7 mass％以上含有させることが望ましい。一方
この発明の効果は含有量が4.0 mass％以下で顕著であ
り、4.0 mass％を超えて含有させると常温での延性・じ
ん性が劣化する。したがって、その含有量は0.7 mass％
以上、4.0mass％以下とすることが好ましい。
この10Ｂは中性子吸収断面積が大きく中性子遮へい効果
が大きい。この中性子遮へい効果を有効に作用させるた
めには0.7 mass％以上含有させることが望ましい。一方
この発明の効果は含有量が4.0 mass％以下で顕著であ
り、4.0 mass％を超えて含有させると常温での延性・じ
ん性が劣化する。したがって、その含有量は0.7 mass％
以上、4.0mass％以下とすることが好ましい。
【００２２】Mo：3.0 mass％以下 Moは、耐孔食性に有効であり、この耐孔食性が要求され
る場合に添加することが望ましい。しかし3.0 mass％を
超えて含有させるとα相の析出による脆化が生じる。し
たがって、その含有量は3.0 mass％以下とすることが好
ましい。
る場合に添加することが望ましい。しかし3.0 mass％を
超えて含有させるとα相の析出による脆化が生じる。し
たがって、その含有量は3.0 mass％以下とすることが好
ましい。
【００２３】
実施例１ 表１に示す化学成分組成になる試料符号Ａ及びＢの含ボ
ロンオーステナイト系ステンレス鋼を、試料符号Ａの鋼
については、この発明の適合例として、その溶湯を冷却
下に電磁攪拌を加えて固相率が0.25の半凝固スラリー状
態として鋼塊に鋳造し、試料符号Ｂの鋼については、比
較例として、通常の鋳造法を採用し、過熱度70℃の溶湯
を鋼塊に鋳造し、それぞれの鋼塊について、鋳造金属組
織を調査した。
ロンオーステナイト系ステンレス鋼を、試料符号Ａの鋼
については、この発明の適合例として、その溶湯を冷却
下に電磁攪拌を加えて固相率が0.25の半凝固スラリー状
態として鋼塊に鋳造し、試料符号Ｂの鋼については、比
較例として、通常の鋳造法を採用し、過熱度70℃の溶湯
を鋼塊に鋳造し、それぞれの鋼塊について、鋳造金属組
織を調査した。
【００２４】
【表１】
【００２５】これらの鋳造金属組織写真をそれぞれ図１
（適合例）および図２（比較例）に示す。図１及び２か
ら明らかなように、比較例に比し、適合例は、初晶粒が
微細に分散し、初晶粒間に見られるＢ化合物も微細に分
散していることが歴然としている。なお、これらの図に
おいてＢ化合物は、白く見えるオーステナイト粒の粒間
に現れている共晶状の組織中に見える針状の黒色部分で
ある。
（適合例）および図２（比較例）に示す。図１及び２か
ら明らかなように、比較例に比し、適合例は、初晶粒が
微細に分散し、初晶粒間に見られるＢ化合物も微細に分
散していることが歴然としている。なお、これらの図に
おいてＢ化合物は、白く見えるオーステナイト粒の粒間
に現れている共晶状の組織中に見える針状の黒色部分で
ある。
【００２６】実施例２ 表２に示す化学成分組成になる含ボロンオーステナイト
系ステンレス鋼を、この発明の適合例として、その溶湯
を冷却下に機械的攪拌を加えて過熱度を５℃以下の条件
で、又は固相率が0.5 以下の半凝固金属スラリー状態で
鋼塊又は連鋳スラブに鋳造し、比較例として、通常の鋳
造法により鋼塊又は連鋳スラブに鋳造した。なお、鋼
塊、連鋳スラブの別、鋳造時の過熱度又は固相率を表2
に併記した。
系ステンレス鋼を、この発明の適合例として、その溶湯
を冷却下に機械的攪拌を加えて過熱度を５℃以下の条件
で、又は固相率が0.5 以下の半凝固金属スラリー状態で
鋼塊又は連鋳スラブに鋳造し、比較例として、通常の鋳
造法により鋼塊又は連鋳スラブに鋳造した。なお、鋼
塊、連鋳スラブの別、鋳造時の過熱度又は固相率を表2
に併記した。
【００２７】
【表２】
【００２８】これらの鋼塊については分塊スラブ圧延及
び熱間圧延を、連鋳スラブについては熱間圧延をそれぞ
れ施し、圧延状況、圧延材の欠陥などを調査した。これ
らの圧延条件及び調査結果をまとめて表３に示す。
び熱間圧延を、連鋳スラブについては熱間圧延をそれぞ
れ施し、圧延状況、圧延材の欠陥などを調査した。これ
らの圧延条件及び調査結果をまとめて表３に示す。
【００２９】
【表３】
【００３０】表３から明らかなように、比較例は分塊ス
ラブ圧延あるいは熱間圧延で割れが発生しているのに対
し、適合例ではこれらの割れの発生は全くなく良好な結
果が得られている。
ラブ圧延あるいは熱間圧延で割れが発生しているのに対
し、適合例ではこれらの割れの発生は全くなく良好な結
果が得られている。
【００３１】
【発明の効果】この発明は、熱中性子吸収性に優れ、中
性子を放射する原子力廃棄物の輸送用または貯蔵用容器
の材料として好適な含ボロンオーステナイト系ステンレ
ス鋼の製造にあたって、その溶鋼を攪拌しながら冷却し
て過熱度を５℃以下の条件で、又は固相率が0.50以下の
半凝固スラリー状態で鋳造することにより、これまで劣
悪であった熱間加工性を大幅に改善するものであり、こ
の発明によれば、今後ますます需要の増加が予想される
含ボロンオーステナイト系ステテンレス鋼材の製造が極
めて容易になり、その効果は絶大である。
性子を放射する原子力廃棄物の輸送用または貯蔵用容器
の材料として好適な含ボロンオーステナイト系ステンレ
ス鋼の製造にあたって、その溶鋼を攪拌しながら冷却し
て過熱度を５℃以下の条件で、又は固相率が0.50以下の
半凝固スラリー状態で鋳造することにより、これまで劣
悪であった熱間加工性を大幅に改善するものであり、こ
の発明によれば、今後ますます需要の増加が予想される
含ボロンオーステナイト系ステテンレス鋼材の製造が極
めて容易になり、その効果は絶大である。
【図１】適合例の鋳造金属組織写真である。
【図２】比較例の鋳造金属組織写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０２ Ｌ 38/54
Claims (6)
- 【請求項１】 含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼
の溶湯を、攪拌を加えながら冷却し、過熱度が５℃以下
の条件にて鋳造することを特徴とする含ボロンオーステ
ナイト系ステンレス鋼の製造方法。 - 【請求項２】 含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼
の溶湯を、攪拌を加えながら冷却し、固相率が0.50以下
の半凝固ラスリー状態で鋳造することを特徴とする含ボ
ロンオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。 - 【請求項３】 攪拌が機械的攪拌である請求項１又は２
に記載の含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の製造
方法。 - 【請求項４】 攪拌が電磁攪拌である請求項１又は２に
記載の含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の製造方
法。 - 【請求項５】 鋳造が鋼塊鋳型による造塊である請求項
１又は２に記載の含ボロンオーステナイト系ステンレス
鋼の製造方法。 - 【請求項６】 鋳造が連続鋳造鋳型によるストランド鋳
造である請求項１又は２に記載の含ボロンオーステナイ
ト系ステンレス鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14442893A JPH06328196A (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | 含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14442893A JPH06328196A (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | 含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06328196A true JPH06328196A (ja) | 1994-11-29 |
Family
ID=15361970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14442893A Pending JPH06328196A (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | 含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06328196A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007090367A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Ｂ含有ステンレス鋼の連続鋳造方法 |
| KR101230120B1 (ko) * | 2009-12-21 | 2013-02-05 | 주식회사 포스코 | 주편 내부기공 저감을 위한 스테인레스강의 연속주조방법 |
| US9303301B2 (en) | 2011-08-22 | 2016-04-05 | Nippon Yakin Kogyo Co., Ltd. | Boron-containing stainless steel having excellent hot workability and surface property |
| JP6347864B1 (ja) * | 2017-03-24 | 2018-06-27 | 日新製鋼株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼スラブの製造方法 |
-
1993
- 1993-05-25 JP JP14442893A patent/JPH06328196A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007090367A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Ｂ含有ステンレス鋼の連続鋳造方法 |
| JP4556823B2 (ja) * | 2005-09-27 | 2010-10-06 | 住友金属工業株式会社 | Ｂ含有ステンレス鋼の連続鋳造方法 |
| KR101230120B1 (ko) * | 2009-12-21 | 2013-02-05 | 주식회사 포스코 | 주편 내부기공 저감을 위한 스테인레스강의 연속주조방법 |
| US9303301B2 (en) | 2011-08-22 | 2016-04-05 | Nippon Yakin Kogyo Co., Ltd. | Boron-containing stainless steel having excellent hot workability and surface property |
| JP6347864B1 (ja) * | 2017-03-24 | 2018-06-27 | 日新製鋼株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼スラブの製造方法 |
| JP2018161667A (ja) * | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 日新製鋼株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼スラブの製造方法 |
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