JPH07102318A - 耐食性に優れた高強度非磁性鋼部品の製造方法 - Google Patents

耐食性に優れた高強度非磁性鋼部品の製造方法

Info

Publication number
JPH07102318A
JPH07102318A JP24711293A JP24711293A JPH07102318A JP H07102318 A JPH07102318 A JP H07102318A JP 24711293 A JP24711293 A JP 24711293A JP 24711293 A JP24711293 A JP 24711293A JP H07102318 A JPH07102318 A JP H07102318A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
strength
steel
corrosion resistance
weight
forging
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.)
Withdrawn
Application number
JP24711293A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuyuki Kanesada
靖行 兼貞
Yasunobu Kawaguchi
康信 川口
Akito Shiina
章人 椎名
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP24711293A priority Critical patent/JPH07102318A/ja
Publication of JPH07102318A publication Critical patent/JPH07102318A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【構成】 C:0.15重量%以下,Si:2重量%以
下,Mn:10〜20重量%,Ni:0.1〜4重量
%,Cr:15〜23重量%,N:0.2〜0.5重量
%を夫々含有すると共に、(C+N)≧0.30重量%
を満足し、残部が鉄および不可避不純物からなり、且つ
Ni当量(Nieq)が16以上、Cr当量(Cre
q)が23以下の化学成分組成からなる鋼材を、5〜2
0%の加工率で冷間加工した後、所定の式で求められる
最高鍛造加工温度(T)以下の温度範囲で鍛造加工して
鋼部品とすることによって、該部品の0.2%耐力を5
90N/mm2 以上、引張強さを785N/mm2 以上とす
る。 【効果】 耐食性に優れると共に十分な強度を有し、且
つ良好な非磁性を有する高強度非磁性鋼部品が得られ
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リニアモータや核融合
炉等の様に、強磁場中で使用される各種構造物に用いら
れる非磁性鋼部品を製造する為の有用な方法に関するも
のであり、特に該非磁性鋼部品の耐食性と強度のいずれ
も向上させる技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】リニアモータや核融合炉等の様に、強磁
場中で使用される構造物の素材は非磁性であることが要
求されるが、特に耐食性が必要とされるものについては
SUS304に代表されるオーステナイト系ステンレス
鋼が使用され、熱間鍛造によって成形した後溶体化処理
を行なって非磁性鋼部品を製造するのが一般的である。
また、特に強度が要求される構造物の素材としては、高
Mn非磁性鋼が使用されている。
【0003】近年、上記の様な用途で構造用部品が大量
に使用される見通しが明らかになるにしたがい、素材へ
の信頼性とコストを重要視する様になってきており、特
に信頼性の点では、オーステナイト系ステンレス鋼並み
の耐食性と、炭素鋼や低合金鋼に調質を施して得られる
様な強度レベルの双方が要求される様になってきてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これまで使用されてき
た素材は、上記の様な用途の使用においていずれも問題
を有していた。例えば、SUS304に代表されるオー
ステナイト系ステンレス鋼を使用し、熱間鍛造で成形し
た後溶体化処理を施したものでは、透磁率μは1.1以
下となって良好な非磁性を示し且つ耐食性も良好である
が、高い強度を保証することは不可能である。また強度
と耐食性を高めた材料として、V等の炭化物形成元素を
添加して部品加工後に熱処理によって炭化物等を析出さ
せて高強度を得ることを可能にしたいわゆる析出硬化型
ステンレス鋼も知られている。しかしながら、この材料
では、強度と耐食性をある程度高めることができるが、
析出物の組成や量のコントロールが難しく、透磁率μを
1.1以下に安定的に保証することは困難である。
【0005】上記の様な鋼部品が具備すべき特性の一例
を示すが、これまでの材料ではこれらすべての特性を満
足することができず、これらすべての特性を満足する様
な非磁性鋼部品の実現が望まれている。
【0006】0.2%耐力:590N/mm2 以上 引張強さ :785N/mm2 以上 耐食性 :塩水噴霧試験(JIS Z 2371)
で200時間経過後でも発錆しない 透磁率μ :1.1以下 本発明は上記の様な事情の下になされたものであって、
その目的は、上記の様な特性をいずれも満足し得る様
な、耐食性に優れた高強度非磁性鋼部品を製造する為の
有用な方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明とは、C:0.15重量%以下,Si:2重量%以
下,Mn:10〜20重量%,Ni:0.1〜4重量
%,Cr:15〜23重量%,N:0.2〜0.5重量
%を夫々含有すると共に、(C+N)≧0.30重量%
を満足し、残部が鉄および不可避不純物からなり、且つ
下記(1) 式で示されるNi当量(Nieq)が16以
上、下記(2) 式で示されるCr当量(Creq)が23
以下の化学成分組成からなる鋼材を、5〜20%の加工
率で冷間加工した後、下記(3) 式で求められる最高鍛造
加工温度(T)以下の温度範囲で鍛造加工して鋼部品と
することによって、該部品の0.2%耐力を590N/
mm2 以上、引張強さを785N/mm2 以上とする点に要
旨を有する高強度非磁性鋼部品の製造方法である。
【0008】 Nieg=[Ni]+30・[C+N]+0.5・[Mn]…(1) 但し、[ ]内は元素の重量%を意味する。 Creg=[Cr]+1.5・[Si] …(2) 但し、[ ]内は元素重量%を意味する。 T(℃)=−6×φ+992 …(3) 但し、φは冷間加工率(%)を意味する。
【0009】
【作用】本発明は上述の如く構成されるが、要するに鋼
材の化学成分組成と製造条件を厳密に規定して組合せる
ことによって、希望する特性の非磁性鋼部品が実現でき
ることを見出したものである。まず本発明における鋼材
の化学成分限定理由は下記の通りである。
【0010】C:0.15重量%以下 Cはオーステナイト安定元素であり且つ強度向上元素で
あるが、その含有量が0.15重量%を超えると耐食性
を劣化させるので、その上限を0.15重量%とした。
しかし、Cはその含有量が少なくても材質的に特に悪影
響を及ぼさないのでその下限を設けないこととした。
【0011】Si:2重量%以下 Siは通常脱酸剤として添加される元素であるが、強力
なフェライト生成元素であるため、その上限を2重量%
とした。
【0012】Mn:10〜20重量% Mnは前記Cと同様に強力なオーステナイト安定化元素
であるが、C,Ni,N等のオーステナイト安定化元素
の含有量が比較的少ない場合は、10重量%以上添加し
なければその効果がなく、また多量に含有すると耐食性
が劣化し熱間加工性も悪くなることから、その上限を2
0%とした。
【0013】Ni:0.1〜4重量% NiはC,Mnおよび後述するNと同様にオーステナイ
ト安定化元素であるが、0.1重量%未満ではオーステ
ナイト形成の安定化に効果は少ないため、その下限を
0.1重量%とした。一方、Niは高価であるので、そ
の上限を4%とし、他のオーステナイト形成元素でその
不足分を補う様にした。
【0014】Cr:15〜23重量% Crは耐食性を確保し且つ維持するための基本的な元素
であるが、その含有量が15重量%未満では所望の耐食
性を確保できないので、その下限を15重量%とした。
一方、Crを多量に含有させると非磁性の安定性を損な
うのと熱間加工性を著しく劣化させるのでその上限を2
3%とした。
【0015】N:0.2〜0.5重量% Nはオーステナイト安定化元素であり且つ強度向上元素
であるが、0.2重量%未満では十分な効果が得られな
いので、その下限を0.2重量%とした。一方、多量に
添加すると熱間加工性が劣化するため、その上限を0.
5重量%とした。
【0016】本発明で用いる鋼材の基本的な化学成分組
成は上記の通りであり、残部鉄および不可避不純物から
なるものであるが、本発明の目的を達成するには、(C
+N)≧0.30重量%,Nieq≧16およびCre
q≦23の要件をいずれも満足させる必要がある。即
ち、(C+N)が0.30重量%未満になると、固溶強
化と加工硬化による強度向上が十分でなくなる。そして
上記の様な化学成分組成で且つNieqが16以上およ
びCreqが23以下の要件を満足することにより、冷
間加工を行っても透磁率μの変化はほとんどない安定し
た非磁性部品の製造が可能となる。
【0017】次に、冷間加工率と鍛造温度の限定理由に
ついて説明する。上記の様に規定した成分限定範囲の鋼
材を用いて通常の熱間鍛造あるいは直接切削加工でボル
ト等の部品を製作しても、0.2%耐力が590N/mm
2 以上で引張強さが785N/mm2 以上の強度を得るこ
とは不可能である。また部品全体を冷間鍛造等の冷間加
工で成形し、所定の強度を確保することも試みられてい
るが、これらの材料においては冷間加工性が悪く且つ潤
滑性の良い皮膜処理がなく、現在のところ冷間鍛造によ
る量産化は行われていない。
【0018】そこで本発明では、冷間加工での加工硬化
による強度アップと鍛造のための加熱による軟化傾向の
関係について研究し、鍛造前に5〜20%の加工率で冷
間加工を行い強度アップさせた後、ある温度以下で鍛造
することにより上記強度を有する部品の製造が可能であ
ることを見い出した。
【0019】また、強度特性(0.2%耐力:590N
/mm2 以上,引張強さ:785N/mm2 以上)を満足す
る最高鍛造温度は図1に示すように、冷間加工率に依存
することが実験結果から分かり、この結果から前記(3)
式を導いた。
【0020】ところで鍛造温度の下限については特に限
定されるものではないが、高温引張試験の結果(図2)
から700℃以下になると急速に加工荷重が大きくなる
ことがわかり、このため700℃以上で鍛造加工するこ
とが望ましい。また鍛造前の冷間加工率については、軟
化開始温度と冷間加工率との関係(図3)から冷間加工
率が低いほど高温側にあり、熱間鍛造で部品を作る場合
に高温で加工しても軟化が少ないことを示している。特
に、冷間加工率が20%を越えると、急激に軟化開始温
度が低下することから、本発明では冷間加工率の上限を
20%とした。冷間加工率の下限を5%にした理由は、
本発明で規定する化学成分組成の鋼材は、これ以下の加
工率では強度特性を満足し得ないからである。
【0021】本発明では、上述の如き非磁性鋼材を5〜
20%の加工率で引き抜き等の冷間加工により強度を向
上させた後、所定の強度以下とならない温度に加熱し鍛
造することにより部品を成形するものである。
【0022】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【0023】
【実施例】下記表1に示す化学成分組成の供試材(No.
1〜19)を高周波溶解炉で溶製し、いずれも150kg
の鋼塊とした。
【0024】
【表1】
【0025】これらの鋼塊から、鍛造により直径:32
mmの棒鋼を作成し、溶体化熱処理後冷間引き抜きにより
直径:30mm(加工率:12%)の棒鋼とした。このと
きボルトに加工することを想定し、頭部に当たる部分を
高周波加熱装置により920℃(式から求めた最高鍛造
温度)に部分加熱し、放冷後それぞれについて試験片を
製作し試験に供した。
【0026】得られた試験片について、強度,透磁率お
よび耐食性について調査した。その結果を下記表2に示
す。尚強度特性については、加熱により軟化されている
加熱部分のD/4より試験片を切り出し、引張試験によ
り0.2耐力と引張強さを求めた。
【0027】結果の判定は、耐力が590N/mm2 以上
で且つ引張強さが785N/mm2 以上を良好とし表中に
は○で示し、またこの値を下まわったものを×で示し
た。また透磁率については放冷後の試料をほぼ全面にわ
たりμメーターで測定し、透磁率μが1.1以下を○で
示し、1箇所でも越えたものを×で示した。更に、耐食
性については放冷後の試験片を脱脂し、塩水噴霧試験
(200時間後)によって評価し、下記の基準に従って
評価した。 ○印:発錆率5%未満 ×印:発錆率5%以上
【0028】
【表2】
【0029】図4は鍛造時の加熱温度と強度特性(0.
2%耐力、引張強さ)の関係を示したものである。この
とき供試材は、表1中のNo. 1の化学成分組成のものを
用いこれを溶体化処理後、加工率12%の冷間引き抜き
を行ない、その後各鍛造予定温度に加熱し放冷後引張試
験を行い、0.2%耐力と引張強さを求めたものであ
る。この結果から、12%の冷間加工率のものは、92
0℃以下の温度であれば、所定の強度を満足することが
分かる。
【0030】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、耐
食性に優れると共に十分な強度を有し、且つ良好な非磁
性を有する高強度非磁性鋼部品が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】強度特性を満足する最高鍛造温度と冷間加工率
の関係を示すグラフである。
【図2】高温引張試験結果例を示すグラフである。
【図3】冷間加工率と軟化開始温度の関係を示すグラフ
である。
【図4】鍛造時の加熱温度と強度特性の関係を示すグラ
フである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C:0.15重量%以下,Si:2重量
    %以下,Mn:10〜20重量%,Ni:0.1〜4重
    量%,Cr:15〜23重量%,N:0.2〜0.5重
    量%を夫々含有すると共に、(C+N)≧0.30重量
    %を満足し、残部が鉄および不可避不純物からなり、且
    つ下記(1) 式で示されるNi当量(Nieq)が16以
    上、下記(2) 式で示されるCr当量(Creq)が23
    以下の化学成分組成からなる鋼材を、5〜20%の加工
    率で冷間加工した後、下記(3)式で求められる最高鍛造
    加工温度(T)以下の温度範囲で鍛造加工して鋼部品と
    することによって、該部品の0.2%耐力を590N/
    mm2 以上、引張強さを785N/mm2 以上とすることを
    特徴とする耐食性に優れた高強度非磁性鋼部品の製造方
    法。 Nieg=[Ni]+30・[C+N]+0.5・[Mn]…(1) 但し、[ ]内は各元素の重量%を意味する。 Creg=[Cr]+1.5・[Si] …(2) 但し、[ ]内は各元素の重量%を意味する。 T(℃)=−6×φ+992 …(3) 但し、φは冷間加工率(%)を意味する。
JP24711293A 1993-10-01 1993-10-01 耐食性に優れた高強度非磁性鋼部品の製造方法 Withdrawn JPH07102318A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24711293A JPH07102318A (ja) 1993-10-01 1993-10-01 耐食性に優れた高強度非磁性鋼部品の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24711293A JPH07102318A (ja) 1993-10-01 1993-10-01 耐食性に優れた高強度非磁性鋼部品の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07102318A true JPH07102318A (ja) 1995-04-18

Family

ID=17158619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24711293A Withdrawn JPH07102318A (ja) 1993-10-01 1993-10-01 耐食性に優れた高強度非磁性鋼部品の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07102318A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013146957A1 (ja) * 2012-03-29 2013-10-03 株式会社日本製鋼所 モータ回転子支持体およびその製造方法
WO2013146958A1 (ja) * 2012-03-29 2013-10-03 株式会社日本製鋼所 モータ回転子支持体およびその製造方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013146957A1 (ja) * 2012-03-29 2013-10-03 株式会社日本製鋼所 モータ回転子支持体およびその製造方法
WO2013146958A1 (ja) * 2012-03-29 2013-10-03 株式会社日本製鋼所 モータ回転子支持体およびその製造方法
JP2013208023A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Japan Steel Works Ltd:The モータ回転子支持体およびその製造方法
JP2013208022A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Japan Steel Works Ltd:The モータ回転子支持体およびその製造方法
CN104221253A (zh) * 2012-03-29 2014-12-17 株式会社日本制钢所 马达转子支撑件和用于制造马达转子支撑件的方法
KR20140146151A (ko) * 2012-03-29 2014-12-24 더 재팬 스틸 워크스 엘티디 모터 회전자 지지체 및 그의 제조방법
CN104254961A (zh) * 2012-03-29 2014-12-31 株式会社日本制钢所 马达转子支撑件和用于制造马达转子支撑件的方法
KR20150000889A (ko) * 2012-03-29 2015-01-05 더 재팬 스틸 워크스 엘티디 모터 회전자 지지체 및 그를 제조하는 방법
US9800104B2 (en) 2012-03-29 2017-10-24 The Japan Steel Works, Ltd. Nonmagnetic high strength steel motor rotor support and method for manufacturing same
US10027194B2 (en) 2012-03-29 2018-07-17 The Japan Steel Works, Ltd. Motor rotor support and method for manufacturing same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR900006605B1 (ko) 가공성이 우수하고 용접 연화가 없는 고강도 스테인레스 강재의 제조 방법
CA2896534C (en) High strength austenitic-based steel with remarkable toughness of welding heat-affected zone and preparation method therefor
JPS59159932A (ja) 強度及び靭性の優れた高張力鋼板の製造方法
JPH0320408A (ja) 低温靭性に優れた高張力鋼材の製造法
JP2715033B2 (ja) 非磁性pc鋼線およびその製造方法
JPS58107416A (ja) 機械構造用鋼線棒鋼の直接軟化処理方法
JPH07102318A (ja) 耐食性に優れた高強度非磁性鋼部品の製造方法
JPS63259022A (ja) 透磁率の安定性に優れた高Mn非磁性鋼の製造方法
JPH0625745A (ja) 耐遅れ破壊特性の優れた機械構造用鋼の製造方法
JPH07216451A (ja) 溶接軟化抵抗の高い高強度高延性ステンレス鋼材の製造方法
JP2005350736A (ja) 耐食性および疲労特性に優れた高強度ばね用鋼およびその製造方法
JPS59211553A (ja) 靭性及び高温強度の優れた高Cr鋼
JPH04329824A (ja) 冷間鍛造用マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法
JPS62149814A (ja) 直接焼入法による低炭素高強度継目無鋼管の製造方法
JP2583654B2 (ja) 低温靭性に優れた高ヤング率構造用鋼板の製造方法
JPH07316744A (ja) 冷間加工性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼線材とその製造方法
JPS6286122A (ja) 高強度高溶接性構造用鋼の製造方法
KR950004679B1 (ko) 내부식성, 강도 및 용접성이 우수한 스테인레스강재의 제조방법
JPS6021326A (ja) 靭性の優れた調質高張力鋼の製造方法
JPS62170419A (ja) クリ−プ強度の良好な溶接継手の製造方法
KR960005223B1 (ko) Mo 첨가한 고강도 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스 냉연강판 제조방법
JPS62139813A (ja) 熱片直送圧延方法
JPH06264135A (ja) 低温靭性に優れた高Mn非磁性鋼板の製造方法
JPS63223123A (ja) 低降伏比非調質鋼の製造方法
JPS6077923A (ja) 靭性のすぐれた高強度ボルトの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20001226