JPH0647709B2

JPH0647709B2 - オ−ステナイト系快削ステンレス鋼

Info

Publication number: JPH0647709B2
Application number: JP17015385A
Authority: JP
Inventors: 範嘉柴田; 篤良木村
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1985-07-31
Filing date: 1985-07-31
Publication date: 1994-06-22
Anticipated expiration: 2009-06-22
Also published as: JPS6230859A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は快削ステンレス鋼に係り、より詳細には、Ｓ、
Pb、Bi、Te、Seなどの快削元素を添加せずに被削性を付
与し得るオーステナイト系快削ステンレス鋼に関する。

（従来の技術及び問題点）ステンレス鋼は一般に粘性が大きく、熱伝導度が悪く、
しかも切削時に切り屑が工具と凝着しやすいため、切削
加工が困難である。そこで、Ｓ、Pb、Bi、Te、Seなどの
快削元素を添加して被削性を改善する研究開発がなさ
れ、いわゆる快削ステンレス鋼として各種用途に供され
るようになってきた。

しかし乍ら、この種の快削ステンレス鋼は上記快削元素
を添加することにより被削性は改善されるものの、逆に
快削元素の添加に起因して熱間加工性が劣化するという
欠点があり、製造上問題がある。特にオーステナイト系
ステンレス鋼にあっては、熱間加工性が余り良好ではな
い点に加えて、快削元素を添加することによって熱間加
工性を一層劣化させている。

また、ステンレス鋼は耐食性を有するがために多方面で
利用されているが、特にオーステナイト系ステンレス鋼
はその耐食性が優れている特性によって広範囲の用途に
適している材料である。しかし、上記快削元素が含有す
るために用途が制限されることがある。例えば、食品機
器用材料として利用するには、Ｓ、Pb、Te、Se等の添加
は耐食性及び食品衛生上問題があるため、これらの元素
を添加しないステンレス鋼でなければならない。かゝる
条件を満たして被削性を改善するには、結局のところ、
かゝる快削元素を添加しない新規なタイプの快削ステン
レス鋼の開発を待つほかないのが現状である。

（発明の目的）本発明は、上記要請に応えるべくなされたものであっ
て、特に耐食性が優れているオーステナイト系ステンレ
ス鋼につき、いわゆる快削元素を添加せずに被削性を改
善でき、したがって熱間加工性の劣化を生ずることがな
く、用途の拡大も期待し得る新規なオーステナイト系快
削ステンレス鋼を提供することを目的とするものであ
る。

（発明の構成）上記目的を達成するため、本発明者等は、オーステナイ
ト系ステンレス鋼に前記快削元素を添加せずに被削性を
付与できる成分について鋭意研究を重ねた結果、Ｂを比
較的多量に添加することにより鋼中Ｏ、Ｎと結合して硼
素酸化物Ｂ₂Ｏ₃、窒化物ＢＮを生成し、この硼素化合物
の存在により被削性を効果的に改善し得ることを見い出
した。しかも、Ｂを添加して硼素化合物を生成させるに
要するＯ、Ｎの含有量増大を図っても、オーステナイト
系ステンレス鋼の優れた耐食性を維持できることも判明
した。

すなわち、本発明に係るオーステナイト系快削ステンレ
ス鋼は、Ｃ：0.2％以下、Si：2.0％以下、Mn：10.0以
下、Cr：7.5〜30.0％、Ni：40.0％以下及びＢ：0.020％
超え0.10％以下を含み、更にＮ：0.010〜0.10％及び
Ｏ：0.002〜0.40％のうちの１種又は２種を含み、必要
に応じてMo：5.0％以下、Cu：4.0％以下及びAl：1.50％
以下のうちの１種又は２種以上を含み、残部がFe及び不
可避的不純物からなることを特徴とするものである。

以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

まず、本発明鋼の最大の特徴である優れた被削性は、Ｂ
添加により硼素酸化物Ｂ₂Ｏ₃、窒化物ＢＮを生成させる
ことによって発揮される点にあり、そのためにＢ、Ｏ、
Ｎの含有量を以下のとうりに規定するものであり、ま
た、オーステナイト系ステンレス鋼としての特性を発揮
させるために他の成分並びにその含有量をも規定するも
のである。

Ｂは、周知のとうり、極微量添加することによって鋼の
焼入れ性を向上させる元素であるが、本発明ではそれよ
りも多量に添加して後述のＮ、Ｏと共にＢ₂Ｏ₃、ＢＮな
どの硼素化合物を生成させ、熱間加工性を劣化させずに
被削性の改善を図るのに必要な元素である。そのために
はＢを0.020％を超える量を添加しなければならない。
しかし、多量に添加しても被削性改善の効果が飽和し、
却って被削性が低下する傾向を示すので、上限値は0.10
％とする。

Ｎは上記Ｂと結合して窒化物Ｂ₂Ｏ₃を生成して被削性を
向上させ、また耐力上昇及びオーステナイト安定化など
の効果があるので、0.010％以上を含有させる必要があ
るが、多量の含有はＢの添加による被削性改善に寄与せ
ず、却って熱間加工性を害することになるので、上限値
を0.10％とする。

Ｏは、Ｎと同様、上記Ｂと結合して酸化物Ｂ₂Ｏ₃を生成
して被削性を向上させるので、そのためには0.002％以
上を添加する必要がある。しかし、多量の含有はＢの添
加による被削性改善に寄与せず、却って熱間加工性を害
するので、上限値を0.40％とする。

なお、上記Ｎ及びＯの規制は、Ｂの添加で硼素化合物を
生成させて被削性を改善するために、少なくともどちら
か一方に適用すれば足りる。

Ｃは強力なオーステナイト化元素であるが、耐食性の面
からは少ない方がよく、特にオーステナイト系ステンレ
ス鋼に係る本発明では0.2％以下とする。

Siは脱酸剤として作用する元素であるほか、耐酸化性を
増大するのに有効であるが、フェライト化元素であり、
多すぎると靱性を低下させるので2.0％以下とする。

Mnはオーステナイト化元素であり、Niよりも安価である
ため、Niの置換元素として含有させることができ、また
Ｓと化合物をつくり、赤熱脆性の防止に有効でもある
が、多量に加えると被削性を低下させるので10.0％以下
とする。

Crはオーステナイト系ステンレス鋼の基本元素であり、
耐食性及び耐酸化性向上のために7.5〜30.0％添加する
必要がある。

Niはオーステナイト系ステンレス鋼にとって好ましい重
要な元素であって、安定なオーステナイト相を形成し、
耐食性及び靱性を向上させるのに有効である。しかし、
多く添加しすぎると被削性が低下し、また高価になるの
で40.0％以下とする。

上記組成の本発明鋼には、以下に示すMo、Cu及びAlの１
種又は２種以上を耐食性、耐酸化性成分として必要に応
じて添加することができる。

MoはCr−Ni系ステンレス鋼において不動態皮膜を強化し
て耐食性を向上させる効果を有するが、多量に添加する
と逆に有害となるので5.0％以下とする。

Cuはオーステナイト安定化元素であり耐食性を改善する
が、多量に添加すると熱間加工性を低下させるので4.0
％以下とする。

Alは、耐酸化性を増す成分で、脱酸の目的で使用する場
合には鋼中に0.005〜0.050％残留するように添加すれば
よいが、析出硬化型ステンレス鋼においては1.50％以下
の範囲で添加することができる。

（実施例）第１表に示す化学成分の各種オーステナイト系ステンレ
ス鋼を２トンアーク炉で溶解し、取鍋精錬装置（ＧＲＡ
Ｆ）で精錬した後、造塊して２トン鋼塊を得た。

次いで、各鋼塊を約１２５０℃に加熱した後、１４０mm
角のビレットに圧延し、熱間加工性を調べた。なお、熱
間加工性は、ビレット割れの有無を調べる外観試験と、
ビレット表層部から切り出した試験片を用いて熱間引張
試験（１２５０℃）を行い、破断絞り（％）とで評価し
た。これらの結果を第２表に示す。

また、被削性を調べるため、各ビレットを６０mm径の丸
棒に鍛造し、固溶化処理を施した材料について第３表に
示す切削条件でドリル切削試験を行い、ドリル穴あけ性
（工具寿命が１０００mmとなる切削速度）（m/min）で
被削性を評価した。その結果を第２表に示す。

耐食性は、上記被削性試験に用いた材料と同じものを第
４表に示す各種溶液中に浸漬し、腐食減量で判定した。
その結果を第２表に示す。

第２表に示す上記試験結果からわかるように、Ｂの適量
添加とＯ、Ｎを適量含有させた本発明鋼No.１〜１０
は、いずれも熱間加工性を劣化させることなく被削性を
改善することができ、しかも耐食性も優れている。一
方、比較鋼No.１１は被削性改善手段が講じてないので
被削性に劣り、またＢ添加量が少なすぎる場合（比較鋼
No.１２）及びＢ添加量に対して適当量のＯ及びＮが含
んでいない場合（比較鋼No.１２）はいずれも却って熱
間加工性を劣化させるのみで、被削性の改善効果はな
い。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明によれば、従来被削性改善
のための手段として用いられていた快削元素を全く添加
せず、Ｂ添加によりオーステナイト系ステンレス鋼を快
削化するので、熱間加工性の劣化の問題を生じることな
く被削性を改善でき、しかも優れた耐食性をもたらすこ
ともできる。したがって、特に製造上の問題が生ぜず、
また食品機器用材料としても利用できるなど用途を拡大
することもできる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で（以下、同じ）、Ｃ：0.2％以
下、Si：2.0％以下、Mn：10.0％以下、Cr：7.5〜30.0
％、Ni：40.0％以下及びＢ：0.020％を超え0.10％以下
を含み、更にＮ：0.010〜0.10％及びＯ：0.002〜0.4％
のうちの１種又は２種を含み、残部がFe及び不可避的不
純物からなることを特徴とするオーステナイト系快削ス
テンレス鋼。
【請求項２】Ｃ：0.2％以下、Si：2.0％以下、Mn：10.0
％以下、Cr：7.5〜30.0％、Ni：40.0％以下及びＢ：0.0
20％を超え0.10％以下を含み、更にMo：5.0％以下、C
u：4.0％以下及びA：1.50％以下のうちの１種又は２
種以上を含み、更にはＮ：0.010〜0.10％及びＯ：0.002
〜0.40％のうちの１種又は２種を含み、残部がFe及び不
可避的不純物からなることを特徴とするオーステナイト
系快削ステンレス鋼。