JPH0696753B2 - 耐隙間腐食性に優れた非磁性鋼の製造方法 - Google Patents
耐隙間腐食性に優れた非磁性鋼の製造方法Info
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- JPH0696753B2 JPH0696753B2 JP62145172A JP14517287A JPH0696753B2 JP H0696753 B2 JPH0696753 B2 JP H0696753B2 JP 62145172 A JP62145172 A JP 62145172A JP 14517287 A JP14517287 A JP 14517287A JP H0696753 B2 JPH0696753 B2 JP H0696753B2
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- crevice corrosion
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は耐隙間腐食性に優れた高Mn非磁性鋼の製造方法
に関する。
に関する。
（従来の技術） 高Mn非磁性鋼は従来知られているCr−Ni系非磁性鋼より
低廉であること、耐摩耗性、加工硬化性に優れているこ
とから、各種構成材料として注目されている。その用途
はターピン発電機や誘導電動機の回転子バインド線、ジ
ャイロコンパス、鉄心締付スタッド、ブラウン管用非磁
性電極、船舶用クランクシャフトなど過電流を避けた
り、磁力線を乱したくない部位が主である。
低廉であること、耐摩耗性、加工硬化性に優れているこ
とから、各種構成材料として注目されている。その用途
はターピン発電機や誘導電動機の回転子バインド線、ジ
ャイロコンパス、鉄心締付スタッド、ブラウン管用非磁
性電極、船舶用クランクシャフトなど過電流を避けた
り、磁力線を乱したくない部位が主である。
高Mn非磁性鋼は非磁性や強度を得るためにオーステナイ
ト主成元素であるＣやMnを多量に添加したもので、通常
非磁性を得るためには、例えば0.5％のＣと10〜15％以
上のMn添加が必要とされている。しかし、このような材
料の高Ｃ、高Mn化は材料の機械的強度を向上させる反
面、耐食性を著しく低下させる。
ト主成元素であるＣやMnを多量に添加したもので、通常
非磁性を得るためには、例えば0.5％のＣと10〜15％以
上のMn添加が必要とされている。しかし、このような材
料の高Ｃ、高Mn化は材料の機械的強度を向上させる反
面、耐食性を著しく低下させる。
耐食性を向上させることを目的にCrの量を高めた高Mn非
磁性鋼も開発されている。Cr量の増加は非磁性を得るた
めに必要なＣやMn量を減少させることができ、その結果
Crの添加とＣ、Mnの減少があいまって高Mn非磁性鋼の耐
食性を若干向上させるが、より一層の高Cr化を行なって
も炭化物の析出が増加させられるため、耐食性、特に耐
隙間腐食性、耐孔食性、耐応力腐食割れ性（以下耐SCC
性と称す）の著しい向上は期待できない。加うるに、著
しいCr量の増加はデルタフェライトを生成し、非磁性と
しての特性を減ずることから、高Ｃを含む高Mn非磁性鋼
の耐食性を向上させるにはCr量の増加は有効ではない。
磁性鋼も開発されている。Cr量の増加は非磁性を得るた
めに必要なＣやMn量を減少させることができ、その結果
Crの添加とＣ、Mnの減少があいまって高Mn非磁性鋼の耐
食性を若干向上させるが、より一層の高Cr化を行なって
も炭化物の析出が増加させられるため、耐食性、特に耐
隙間腐食性、耐孔食性、耐応力腐食割れ性（以下耐SCC
性と称す）の著しい向上は期待できない。加うるに、著
しいCr量の増加はデルタフェライトを生成し、非磁性と
しての特性を減ずることから、高Ｃを含む高Mn非磁性鋼
の耐食性を向上させるにはCr量の増加は有効ではない。
ところで、一般に知られているように、オーステナイト
系ステンレス鋼（非磁性鋼）は耐力が低く、また熱処理
による強化も期待できないことから高Mn非磁性鋼におい
ても、ＣやMnの多量添加により機械的強度の向上を計っ
てはいるが、その耐力は通常50kg/mm2以下である。従っ
て、船舶用クランクシャフトなど高い耐力が要求される
部材では冷間加工により耐力を高め使用されている。近
年材料に要求される機械的強度は高くなる傾向にあり、
従ってその冷間加工率も上昇してきているがそれに伴い
材料のSCC感受性は極めて高くなってきている。さら
に、高Mn非磁性鋼の使用分野の拡大により、隙間腐食が
問題となっている。すなわち、絶縁材のような腐食電位
が貴な材料との接触時に海水などのような腐食媒体が作
用した場合、高Mn非磁性鋼は隙間腐食を生じ、材料の信
頼性の上で大きな問題となる。
系ステンレス鋼（非磁性鋼）は耐力が低く、また熱処理
による強化も期待できないことから高Mn非磁性鋼におい
ても、ＣやMnの多量添加により機械的強度の向上を計っ
てはいるが、その耐力は通常50kg/mm2以下である。従っ
て、船舶用クランクシャフトなど高い耐力が要求される
部材では冷間加工により耐力を高め使用されている。近
年材料に要求される機械的強度は高くなる傾向にあり、
従ってその冷間加工率も上昇してきているがそれに伴い
材料のSCC感受性は極めて高くなってきている。さら
に、高Mn非磁性鋼の使用分野の拡大により、隙間腐食が
問題となっている。すなわち、絶縁材のような腐食電位
が貴な材料との接触時に海水などのような腐食媒体が作
用した場合、高Mn非磁性鋼は隙間腐食を生じ、材料の信
頼性の上で大きな問題となる。
以上のことから、耐均一腐食性、耐孔食性、耐隙間腐食
性、耐SCC性に優れた高Mn非磁性鋼の開発が要望されて
いる。
性、耐SCC性に優れた高Mn非磁性鋼の開発が要望されて
いる。
（発明が解決しようとする問題点） このような点に鑑み、本発明は耐均一腐食性、耐孔食
性、耐隙間腐食性、耐SCC性に優れた高Mn非磁性鋼の製
造方法を提供することにある。
性、耐隙間腐食性、耐SCC性に優れた高Mn非磁性鋼の製
造方法を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 本発明は原材料を溶製した後、1200°〜900℃での熱間
鍛造を行う工程と、透磁率が1.1未満の非磁性を維持し
つつ加工強化を行う工程とを具備し、重量パーセントで
炭素0.4％以下，窒素0.45％を越え１％まで，ケイ素２
％以下，クロム12〜20％，マンガン13〜24％，残部が実
質的に鉄からなり、かつクロムとマンガンの総量が30％
を越える非磁性鋼を得る耐隙間腐食性に優れた磁性鋼の
製造方法であり、望ましくは原材料を３〜10気圧の窒素
雰囲気中で溶製する製造方法であり、また該鋼に５％以
下のMoを含んだ耐隙間腐食性に優れた非磁性鋼の製造方
法である。
鍛造を行う工程と、透磁率が1.1未満の非磁性を維持し
つつ加工強化を行う工程とを具備し、重量パーセントで
炭素0.4％以下，窒素0.45％を越え１％まで，ケイ素２
％以下，クロム12〜20％，マンガン13〜24％，残部が実
質的に鉄からなり、かつクロムとマンガンの総量が30％
を越える非磁性鋼を得る耐隙間腐食性に優れた磁性鋼の
製造方法であり、望ましくは原材料を３〜10気圧の窒素
雰囲気中で溶製する製造方法であり、また該鋼に５％以
下のMoを含んだ耐隙間腐食性に優れた非磁性鋼の製造方
法である。
（作用） なお本発明方法において熱間鍛造工程を1200〜900℃と
したのは、開始温度が1200℃を超えると結晶粒の粗大化
をまねき易くなり、又終了温度が900℃未満になると炭
化物の析出を生じ所望の耐均一腐食性，耐孔食性，耐隙
間腐食性，耐SCC性が得られなくなる。
したのは、開始温度が1200℃を超えると結晶粒の粗大化
をまねき易くなり、又終了温度が900℃未満になると炭
化物の析出を生じ所望の耐均一腐食性，耐孔食性，耐隙
間腐食性，耐SCC性が得られなくなる。
また本発明における窒素雰囲気中での溶製工程とはCr−
Mn−Ｃ−Si等の原料材を高窒素雰囲気中で溶解したり、
又原料材の一部金属、例えばCrNやCrFeN等Ｎを含む原料
材を低窒素雰囲気中で溶解したり、高窒素雰囲気と並用
する方法を選択する事ができる。
Mn−Ｃ−Si等の原料材を高窒素雰囲気中で溶解したり、
又原料材の一部金属、例えばCrNやCrFeN等Ｎを含む原料
材を低窒素雰囲気中で溶解したり、高窒素雰囲気と並用
する方法を選択する事ができる。
本発明は耐均一腐食性、耐孔食性、耐隙間腐食性、耐SC
C性に優れた非磁性鋼の製造方法であり、加えて前記鋼
は冷間加工によっても、加工誘起マルテンサイト変態す
ることなく、安定に透磁率が1.1未満の非磁性をを示
す。
C性に優れた非磁性鋼の製造方法であり、加えて前記鋼
は冷間加工によっても、加工誘起マルテンサイト変態す
ることなく、安定に透磁率が1.1未満の非磁性をを示
す。
以下本発明に係る耐食非磁性鋼の組成限定理由を述べ
る。
る。
炭素（Ｃ）；炭素はオーステナイト相を安定させ、強度
を向上させるが、過剰の添加は耐均一腐食性、耐孔食
性、耐隙間腐食性、耐SCC性および靱性を害することか
ら、上限を0.4％とする。なお耐食性、強度の観点から
は0.3％以下とすることが望ましい。
を向上させるが、過剰の添加は耐均一腐食性、耐孔食
性、耐隙間腐食性、耐SCC性および靱性を害することか
ら、上限を0.4％とする。なお耐食性、強度の観点から
は0.3％以下とすることが望ましい。
窒素（Ｎ）；窒素は本発明上特に重要な元素で、オース
テナイト相を安定させ、強度を向上させると同時に、耐
孔食性、耐SCC性を向上させるために0.45％を越える添
加が必要である。しかし過剰の添加は靱性を害するこ
と、また窒素を添加するために、高圧が必要となること
から上限を１％とするが、ミクロポアの発生などの観点
より、0.45〜0.8％とすることが望ましい。
テナイト相を安定させ、強度を向上させると同時に、耐
孔食性、耐SCC性を向上させるために0.45％を越える添
加が必要である。しかし過剰の添加は靱性を害するこ
と、また窒素を添加するために、高圧が必要となること
から上限を１％とするが、ミクロポアの発生などの観点
より、0.45〜0.8％とすることが望ましい。
ケイ素（Si）；ケイ素は鋼の溶製時に脱酸剤として作用
するとともに、湯流れ性をよくするが、過剰の添加は靱
性を害することから上限を２％とする。
するとともに、湯流れ性をよくするが、過剰の添加は靱
性を害することから上限を２％とする。
クロム（Cr）；クロムは合金溶製時にＮをトラップして
Ｎ添加を容易にするとともに非磁性を得るために必要な
炭素量、窒素量、マンガン量を減少させ、また耐均一腐
食性、耐隙間腐食性を向上させるために12％以上の添加
が必要であるが、過剰の添加はフェライトを生成し非磁
性としての特性を減ずることから上限を20％とする。な
お、非磁性と耐隙間腐食性を両者を十分発揮させるため
には13％以上17.5％未満とすることが望ましい。
Ｎ添加を容易にするとともに非磁性を得るために必要な
炭素量、窒素量、マンガン量を減少させ、また耐均一腐
食性、耐隙間腐食性を向上させるために12％以上の添加
が必要であるが、過剰の添加はフェライトを生成し非磁
性としての特性を減ずることから上限を20％とする。な
お、非磁性と耐隙間腐食性を両者を十分発揮させるため
には13％以上17.5％未満とすることが望ましい。
マンガン（Mn）；マンガンは合金溶製時にＮをトラップ
してＮ添加を容易にするとともにオーステナイト相を安
定させ、強度、加工硬化性、耐隙間腐食性を向上させる
ために13％以上の添加が必要であるが、過剰の添加は加
工性を害することから上限を24％とする。なお、強度、
非磁性、耐食性、加工硬化性を勘案すると、15〜24％と
することが望ましい。
してＮ添加を容易にするとともにオーステナイト相を安
定させ、強度、加工硬化性、耐隙間腐食性を向上させる
ために13％以上の添加が必要であるが、過剰の添加は加
工性を害することから上限を24％とする。なお、強度、
非磁性、耐食性、加工硬化性を勘案すると、15〜24％と
することが望ましい。
モリブデン（Mo）；モリブデンは耐孔食性を向上させる
が、過剰の添加は靱性を害することから上限を５％とす
る。
が、過剰の添加は靱性を害することから上限を５％とす
る。
また上記組成範囲において、マンガンとクロムの総量が
30％以上でないと耐隙間腐食性が低いことから、マンガ
ンとクロムは総量として30％以上必要であり、好ましく
は32％以上、より好ましくは32.38％以上である。
30％以上でないと耐隙間腐食性が低いことから、マンガ
ンとクロムは総量として30％以上必要であり、好ましく
は32％以上、より好ましくは32.38％以上である。
本発明方法による高Mn非磁性鋼は優れた耐均一腐食性、
耐孔食性、耐隙間腐食性、耐SCC性を有し、かつ冷間加
工によっても加工誘起マルテンサイトを形成せず、非磁
性としての特性を減ずることがないことから、腐食環境
下で使用される発電機用部材、該融合炉用構造部材、船
舶用部材など耐食性、強度が要求される非磁性鋼として
用いられる。
耐孔食性、耐隙間腐食性、耐SCC性を有し、かつ冷間加
工によっても加工誘起マルテンサイトを形成せず、非磁
性としての特性を減ずることがないことから、腐食環境
下で使用される発電機用部材、該融合炉用構造部材、船
舶用部材など耐食性、強度が要求される非磁性鋼として
用いられる。
（実施例） 以下実施例、比較例をもって本発明に係る耐食非磁性鋼
を詳細に説明する。
を詳細に説明する。
高周波誘導溶解炉により第１表に示す組成を有する35鋼
種の非磁性鋼を溶製した。なお実施例１〜12および比較
例13〜28は窒素圧を３〜10気圧にして窒素添加した。そ
の後1200〜900℃で熱間鍛造し、さらに1100℃、２時間
の固溶化処理を施し水冷した。その後真応力が130kg/mm
2になるまで一軸冷間加工を行ない、ひき続き350℃、２
時間の歪取り処理を行なった後、板材を切り出した。
種の非磁性鋼を溶製した。なお実施例１〜12および比較
例13〜28は窒素圧を３〜10気圧にして窒素添加した。そ
の後1200〜900℃で熱間鍛造し、さらに1100℃、２時間
の固溶化処理を施し水冷した。その後真応力が130kg/mm
2になるまで一軸冷間加工を行ない、ひき続き350℃、２
時間の歪取り処理を行なった後、板材を切り出した。
全面腐食試験、孔食試験は、試験片を３％NaCl人工海水
中に30日間浸漬して行ない、目視観察、生成した孔食
数、最大孔食深さを測定した。なお孔食数は面積160mm2
に発生した総孔食数である。隙間腐食試験は、試験片と
直径3mmのガラス棒を接触させて行ない、３％NaCl人工
海水中に30日間浸漬した後、その腐食深さを測定した。
SCC試験は３点曲げ試験法を用い、３％NaCl中にて最大
引張応力50kg/mm2で行ない粒界割れの有無を調べた。ま
た磁気特性は真応力130kg/mm2まで冷間加工したときの
比透磁率の大きさを導磁率計を用いて測定した。これら
の結果をまとめて第２表に示す。
中に30日間浸漬して行ない、目視観察、生成した孔食
数、最大孔食深さを測定した。なお孔食数は面積160mm2
に発生した総孔食数である。隙間腐食試験は、試験片と
直径3mmのガラス棒を接触させて行ない、３％NaCl人工
海水中に30日間浸漬した後、その腐食深さを測定した。
SCC試験は３点曲げ試験法を用い、３％NaCl中にて最大
引張応力50kg/mm2で行ない粒界割れの有無を調べた。ま
た磁気特性は真応力130kg/mm2まで冷間加工したときの
比透磁率の大きさを導磁率計を用いて測定した。これら
の結果をまとめて第２表に示す。
第２表より比較例１〜12の従来の高Mn非磁性鋼では耐均
一腐食性、耐孔食性、耐隙間腐食性、耐SCC性を兼ね備
えた鋼はないことがわかる。Ｎ量を高めた比較例13〜21
の非磁性鋼では、特に耐孔食性、耐SCC性は向上してい
るが、耐隙間腐食性に劣る。また比較例22乃至28は本願
発明の組成範囲を逸脱した際に各種の欠点を生じる例を
示した。
一腐食性、耐孔食性、耐隙間腐食性、耐SCC性を兼ね備
えた鋼はないことがわかる。Ｎ量を高めた比較例13〜21
の非磁性鋼では、特に耐孔食性、耐SCC性は向上してい
るが、耐隙間腐食性に劣る。また比較例22乃至28は本願
発明の組成範囲を逸脱した際に各種の欠点を生じる例を
示した。
本発明に係る実施例１〜12の非磁性鋼は耐均一腐食性、
耐孔食性、耐隙間腐食性、耐SCC性に優れており、また
磁気特性も従来材と変らないことから耐食性に優れた高
強度非磁性鋼であるといえる。
耐孔食性、耐隙間腐食性、耐SCC性に優れており、また
磁気特性も従来材と変らないことから耐食性に優れた高
強度非磁性鋼であるといえる。
以上説明した如く、本発明の高Mn非磁性鋼は極めて優れ
た耐均一腐食性、耐孔食性、耐隙間腐食性、耐SCC性を
有することから、工業上すこぶる有用な耐食非磁性鋼で
ある。
た耐均一腐食性、耐孔食性、耐隙間腐食性、耐SCC性を
有することから、工業上すこぶる有用な耐食非磁性鋼で
ある。
フロントページの続き (72)発明者 河合 光雄 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式会 社東芝総合研究所内 (72)発明者 多嶋 孝一 神奈川県横浜市鶴見区末広町２−４ 株式 会社東芝京浜事業所内 (56)参考文献 米国特許3151979（ＵＳ，Ａ) 米国特許3820980（ＵＳ，Ａ) 西独国特許公告1183696（ＤＥ，Ａ) 仏国発明特許1259186（ＦＲ，Ａ) 独帝国特許728159 Ｔｈｅ Ｍｅｔａｌｌｕｇｉｓｔａｎｄ Ｍｅｔｅｒｉａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ ｇｉｓｔ（1979．７）Ｐ．395−398
Claims (6)
- 【請求項１】原材料を溶製した後1200℃〜900℃での熱
間鍛造を行う工程と、透磁率が1.1未満の非磁性を維持
しつつ加工強化を行う工程とを具備し、重量パーセント
で炭素0.4％以下、窒素0.45％を越え１％まで、ケイ素
２％以下、クロム12〜20％、マンガン13〜24％、残部が
実質的に鉄からなり、かつクロムとマンガンの総量が30
％を越える非磁性鋼を得ることを特徴とした耐隙間腐食
性に優れた非磁性鋼の製造方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、原材料を
窒素雰囲気中で溶製することを特徴とした耐隙間腐食性
に優れた非磁製鋼の製造方法。 - 【請求項３】特許請求の範囲第２項において、３〜10気
圧の窒素雰囲気中で溶製することを特徴とした耐隙間腐
食性に優れた非磁製鋼の製造方法。 - 【請求項４】原材料を溶製した後1200℃〜900℃での熱
間鍛造を行う工程と、透磁率が1.1未満の非磁性を維持
しつつ加工強化を行う工程とを具備し、重量パーセント
で炭素0.4％以下、窒素0.45％を越え１％まで、ケイ素
２％以下、クロム12〜20％、マンガン13〜24％、モリブ
デン５％以下、残部が実質的に鉄からなり、かつクロム
とマンガンの総量が30％を越える非磁性鋼を得ることを
特徴とした耐隙間腐食性に優れた非磁性鋼の製造方法。 - 【請求項５】特許請求の範囲第４項において、原材料を
窒素雰囲気中で溶製することを特徴とした耐隙間腐食性
に優れた非磁製鋼の製造方法。 - 【請求項６】特許請求の範囲第５項において、３〜10気
圧の窒素雰囲気中で溶製することを特徴とした耐隙間腐
食性に優れた非磁製鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62145172A JPH0696753B2 (ja) | 1987-06-12 | 1987-06-12 | 耐隙間腐食性に優れた非磁性鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62145172A JPH0696753B2 (ja) | 1987-06-12 | 1987-06-12 | 耐隙間腐食性に優れた非磁性鋼の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3947881A Division JPS57155350A (en) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | Corrosion resistant nonmagnetic steel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62297439A JPS62297439A (ja) | 1987-12-24 |
| JPH0696753B2 true JPH0696753B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=15379101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62145172A Expired - Lifetime JPH0696753B2 (ja) | 1987-06-12 | 1987-06-12 | 耐隙間腐食性に優れた非磁性鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0696753B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01301839A (ja) * | 1988-05-30 | 1989-12-06 | Koberuko Kaken:Kk | 耐食性に優れた刃物用鋼材 |
| DE102004043134A1 (de) * | 2004-09-07 | 2006-03-09 | Hans Prof. Dr.-Ing. Berns | Höchstfester nichtrostender austenitischer Stahl |
-
1987
- 1987-06-12 JP JP62145172A patent/JPH0696753B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ＴｈｅＭｅｔａｌｌｕｇｉｓｔａｎｄＭｅｔｅｒｉａｌｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓｔ（１９７９．７）Ｐ．３９５−３９８ |
| 独帝国特許７２８１５９ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62297439A (ja) | 1987-12-24 |
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