JPH07118805A - Duplex stainless steel excellent in workability and working method therefor - Google Patents

Duplex stainless steel excellent in workability and working method therefor

Info

Publication number
JPH07118805A
JPH07118805A JP22906694A JP22906694A JPH07118805A JP H07118805 A JPH07118805 A JP H07118805A JP 22906694 A JP22906694 A JP 22906694A JP 22906694 A JP22906694 A JP 22906694A JP H07118805 A JPH07118805 A JP H07118805A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
stainless steel
working
duplex stainless
superplastic
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.)
Pending
Application number
JP22906694A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhide Takahashi
和秀 高橋
Koichiro Oe
耕一郎 大江
Tamako Hiyatsupo
珠子 百歩
Toru Inazumi
透 稲積
Katsumi Shomura
克身 正村
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.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan 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 NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP22906694A priority Critical patent/JPH07118805A/en
Publication of JPH07118805A publication Critical patent/JPH07118805A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To obtain a duplex stainless steel constituted of a ferritic phase and a martensitic phase excellent in workability including superplastic working. CONSTITUTION:This duplex stainless steel has a compsn. contg., as essential components, 12 to 20% Cr, <=8% Ni, <=2.5% Si, <=4% Mn, and the balance Fe with inevitable impurities and shows two phases of a ferritic phase and a martensitic phase at an ordinary temp. At the time of subjecting the duplex stainless steel to warm or cold working of >=50%, it shows superplastic deformation in the temp. range of 700 to 1150 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、熱間加工性、超塑性加
工等の加工性に優れ、さらには耐食性にも優れた2相系
ステンレス鋼およびその超塑性加工方法を含む加工方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a duplex stainless steel having excellent workability such as hot workability and superplastic working, and further excellent corrosion resistance, and a working method including the superplastic working method.

【0002】[0002]

【従来の技術】フェライト(α)相とオーステナイト
(γ)相とからなる2相系ステンレス鋼は良く知られて
おり、適当な熱処理及び加工を組合せて微細な2相組織
を得ることにより超塑性変形能を高める方法が種々提案
されている。
2. Description of the Related Art Duplex stainless steel composed of a ferrite (α) phase and an austenite (γ) phase is well known, and superplasticity can be obtained by combining a proper heat treatment and working to obtain a fine two-phase structure. Various methods for improving the deformability have been proposed.

【0003】例えば、特許1521683 号あるいは特開平3-
215625号公報では、α相とγ相とからなる2相系ステン
レスを、α単相に近い高温(1200〜1360℃)に加熱した
後に急冷し、冷間または温間加工を加え、次いで超塑性
加工温度に加熱してγ相を微細に析出させることによっ
て超塑性変形能を高める方法が提案されている(以下従
来技術1と呼ぶ)。
For example, Japanese Patent No. 1521683 or Japanese Patent Laid-Open No. 3-183
In 215625, a two-phase stainless steel composed of α phase and γ phase is heated to a high temperature (1200 to 1360 ° C.) close to that of α single phase, and then rapidly cooled, followed by cold or warm working, and then superplasticity. A method has been proposed in which the superplastic deformability is increased by heating to the processing temperature to finely precipitate the γ phase (hereinafter referred to as prior art 1).

【0004】また、特開平3-215625号公報では、α相と
γ相からなる2相系ステンレス鋼を、溶解し凝固後、α
単相となる高温から急冷し、さらに冷間加工または温間
加工を加えた後に超塑性加工を行う方法が提案されてい
る(以下従来技術2と呼ぶ)。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-215625, a two-phase stainless steel consisting of α phase and γ phase is melted and solidified, and then α
A method has been proposed in which the material is rapidly cooled from a high temperature that becomes a single phase, and then cold working or warm working is performed, followed by superplastic working (hereinafter referred to as prior art 2).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術1では、
その実施例から明らかなように、α相とγ相とからなる
2相系ステンレスをα単相に近づける目的で1200〜1360
℃の高温に加熱する必要があるため、材料の高温酸化に
よって製造歩留まりが低下するとともに、通常のステン
レス鋼の溶体化熱処理工程(1000〜1200℃の加熱)では
製造できず、上記のような高温で加熱するという特別な
工程を必要とするため、製造コストが増大する。
In the above-mentioned prior art 1,
As is clear from the example, 1200 to 1360 are used for the purpose of bringing a two-phase stainless steel consisting of α phase and γ phase close to α single phase.
Since it needs to be heated to a high temperature of ℃, the production yield decreases due to the high temperature oxidation of the material, and it cannot be manufactured in the normal solution heat treatment process of stainless steel (heating at 1000 to 1200 ℃). The manufacturing cost increases because a special step of heating is required.

【0006】また、従来技術2では、凝固後の鋼塊又は
鋳片を急冷するための特殊な設備を必要とするため、や
はり製造コストが増大する。このように、従来技術で
は、超塑性変形能を高めた2相系ステンレス鋼を得るた
めに、特殊な工程または設備を要するため、製造が容易
ではなく、かつ製造コストが高いという問題があった。
Further, in the conventional technique 2, since special equipment for quenching the solidified steel ingot or slab is required, the manufacturing cost also increases. As described above, in the conventional technique, there is a problem that the production is not easy and the production cost is high because a special process or equipment is required to obtain the duplex stainless steel having the enhanced superplastic deformability. .

【0007】本発明は、従来のような高温加熱あるいは
鋼塊または鋳片の急冷等の特殊な工程を必要とすること
なく、通常のステンレス鋼の溶体化熱処理と同様な温度
範囲に加熱後に冷却し、常温付近における組織をフェラ
イト相とマルテンサイト相との2相組織とし、次に適当
な温間加工または冷間加工を施すことによって、低コス
トで超塑性変形能を含む加工性に優れた2相系ステンレ
スを見出し、さらにその超塑性加工法を見出したもので
以下の通りである。
The present invention does not require a special process such as conventional high temperature heating or rapid cooling of a steel ingot or a slab, and after heating to a temperature range similar to the solution heat treatment of ordinary stainless steel, it is cooled. Then, the structure near room temperature is made into a two-phase structure of a ferrite phase and a martensite phase, and then by appropriate warm working or cold working, the workability including superplastic deformability is excellent at low cost. The following is the finding of the duplex stainless steel and the finding of the superplastic working method thereof.

【0008】(1)請求項1の発明は、下記の特徴を備
えたの加工性に優れた2相系ステンレス鋼(成分組成は
wt%である)である。 (a)主成分として、Cr:12 〜 20 % 、 Ni:8% 以
下、Si:2.5 %以下 、 Mn:4% 以下を含有し、残部
がFeからなり、(b)常温における金属組織がフェライ
ト相とマルテンサイト相の2相より構成されている。
(1) The invention of claim 1 is a duplex stainless steel (having a composition of wt%) which has the following characteristics and is excellent in workability. (A) The main components are Cr: 12 to 20%, Ni: 8% or less, Si: 2.5% or less, Mn: 4% or less, the balance is Fe, and (b) the metal structure at room temperature is ferrite. It is composed of two phases, a phase and a martensite phase.

【0009】(2)請求項2の発明は、前記マルテンサ
イトの体積率が20〜80% である請求項1記載の加工性に
優れた2相系ステンレス鋼である。
(2) The invention of claim 2 is the duplex stainless steel excellent in workability according to claim 1, wherein the volume ratio of the martensite is 20 to 80%.

【0010】(3)請求項3の発明は、下記の工程を備
えた2相系ステンレス鋼の超塑性加工方法である。 (a)主成分組成として、Cr:12 〜 20 % 、 Ni:8
% 以下、Si:2.5 %以下 、 Mn:4% 以下を含有し、
残部がFeからなり、さらに、常温における金属組織がフ
ェライト相とマルテンサイト相の二相より構成されてい
る2相系ステンレス鋼を用意し、(b)前記2相組織と
したステンレス鋼を温間加工または冷間加工により50
%以上の塑性加工を行い、(c)次に、700 〜1150℃に
加熱し、超塑性加工を行う。
(3) A third aspect of the present invention is a superplastic working method for duplex stainless steel, which comprises the following steps. (A) As the main component composition, Cr: 12-20%, Ni: 8
% Or less, Si: 2.5% or less, Mn: 4% or less,
A duplex stainless steel having the balance of Fe and having a metallic structure at room temperature composed of two phases of a ferrite phase and a martensite phase is prepared, and (b) the stainless steel having the dual phase structure is warmed. 50 by processing or cold working
% Or more of the plastic working, and (c) next, heating to 700 to 1150 ° C. to perform superplastic working.

【0011】(4)請求項4の発明は、前記2相系ステ
ンレスの常温におけるマルテンサイト相の体積率が 20
〜80% である請求項3記載の2相系ステンレス鋼の超塑
性加工方法。
(4) According to the invention of claim 4, the volume ratio of the martensite phase of the duplex stainless steel at room temperature is 20.
The superplastic working method for duplex stainless steel according to claim 3, wherein the superplastic working ratio is -80%.

【0012】鋼の成分組成について 常温近傍でフェライト(α)相とマルテンサイト相から
なる2相組織をより安定して得るためには下記のような
主成分についての範囲が必要である。 Cr:12〜20%とする。Cr含有量が12%以下で
あると、ステンレスとしての耐食性が劣り、他方20%
を超えるとγ相が発生するからである。
Regarding the chemical composition of the steel, in order to more stably obtain a two-phase structure composed of a ferrite (α) phase and a martensite phase at around room temperature, the following ranges of main components are necessary. Cr: 12 to 20%. If the Cr content is 12% or less, the corrosion resistance as stainless steel is poor, while the other content is 20%.
This is because the γ phase is generated when the value exceeds.

【0013】Ni:8%以下とする。Ni含有量が8%
を超えるとα相に変わって一部γ相が発生するからであ
る。 Si:2.5%以下とする。Siの含有量は、鋼の脱酸
のために最小0.05%程度含有させることが望まし
い。他方、2.5%を超えて含有させると、超塑性変形
能を損なうので上記範囲とする。
Ni: 8% or less. 8% Ni content
This is because if it exceeds, the γ phase will be partially generated instead of the α phase. Si: 2.5% or less. It is desirable that the Si content be at least about 0.05% for deoxidizing the steel. On the other hand, if the content exceeds 2.5%, the superplastic deformability is impaired, so the content is set to the above range.

【0014】Mn:4%以下とする。Mn含有量が4%
を超えると、γ相のマルテンサイト相への変態を阻害す
るので上記範囲とする。
Mn: 4% or less. Mn content is 4%
If it exceeds, the transformation of the γ phase to the martensite phase is inhibited, so the above range is set.

【0015】以上が主成分についての限定理由である。
その他の成分、例えばCについてはステンレスとしての
耐食性を劣化させるため可及的に低い方が望ましいが、
0.05%までは含有しても耐食性の点から許容され
る。
The above are the reasons for limiting the main components.
Other components, such as C, deteriorate the corrosion resistance of stainless steel, so it is desirable that the content be as low as possible.
Even if contained up to 0.05%, it is acceptable from the viewpoint of corrosion resistance.

【0016】Sol.Alについてはこのステンレスを溶解
し凝固する際にある程度含有していることが気泡発生を
抑制する点から望ましが、0.05%を超えるとその効果が
飽和し、また介在物が増加するので、0.05%以下とする
ことが望ましい。また、Nは少量含有させても強度の向
上に寄与するが、0.2 %を超えて含有させてと熱間加工
性時の回復・再結晶挙動を著しく遅延させ、熱間加工性
を損なうことから0.2%以下とする。
It is desirable that Sol.Al be contained to some extent when the stainless steel is melted and solidified from the viewpoint of suppressing bubble generation, but if it exceeds 0.05%, the effect is saturated and inclusions are present. Since it increases, it is desirable to set it to 0.05% or less. Although a small amount of N contributes to the improvement of strength, if it exceeds 0.2%, the recovery and recrystallization behavior during hot workability is significantly delayed and the hot workability is impaired. 0.2% or less.

【0017】Cuは耐食性を更に向上させるため含有さ
せるが、3.0 %を超えるとその効果が飽和することから
3.0 %以下とする。
Cu is contained in order to further improve the corrosion resistance, but if it exceeds 3.0%, the effect is saturated, so
3.0% or less.

【0018】Ca、Zr及び希土類元素は鋼の熱間加工
性を向上させるために含有させるが、Caは0.01%、Z
rは0.1 %、希土類元素は 0.1%を超えるとそれぞれ靱
性の劣化を招くのでそれぞれ上記含有量以下とする。
Ca, Zr and rare earth elements are contained in order to improve the hot workability of steel, but Ca is 0.01%, Z
If the r content exceeds 0.1% and the rare earth element content exceeds 0.1%, the toughness deteriorates.

【0019】Bは鋼の熱間加工性を向上させるので、添
加させるがその含有量が0.01%を超えるとその効果が飽
和し、また、靱性の劣化が生ずるので、上記含有量以下
とする。また、不可避的不純物であるP、Sなどは可及
的に少ない方が望ましいが、その特性を損なわない範囲
として0.05%までは許容できる。
B improves the hot workability of steel, so if it is added, its effect is saturated if the content exceeds 0.01%, and the toughness deteriorates. Further, it is desirable that the amount of unavoidable impurities such as P and S is as small as possible, but 0.05% is allowable as long as the characteristics are not impaired.

【0020】鋼の組織について この2相系ステンレスが超塑性変形能を有するためには
前述のとおり、常温における金属組織がフェライト相と
マルテンサイト相の2相に構成されていることが必要で
ある。この理由は、このステンレスの超塑性変形能を高
めるために温間加工もしくは冷間加工を行うが、この際
マルテンサイト組織の中に蓄積された歪みエネルギーが
大きいため、γ相への変態と同時に再結晶による微細化
が促進されるためである。
Regarding the Microstructure of Steel In order for this duplex stainless steel to have superplastic deformability, it is necessary that the metallic structure at room temperature be composed of two phases, a ferrite phase and a martensite phase, as described above. . The reason is that warm working or cold working is performed in order to enhance the superplastic deformability of this stainless steel. At this time, since the strain energy accumulated in the martensitic structure is large, the transformation to the γ phase occurs at the same time. This is because miniaturization due to recrystallization is promoted.

【0021】なお、上記温間加工もしくは冷間加工を行
なわなくてもある程度の超塑性変形能がある。従って、
フェライト相とマルテンサイト相の2相に構成されてい
るという概念には、上記温間加工もしくは冷間加工を行
う前の状態および上記温間加工もしくは冷間加工を行な
った後における状態の双方を意味するのである。
There is a certain degree of superplastic deformability even if the above-mentioned warm working or cold working is not performed. Therefore,
The concept of being composed of two phases, a ferrite phase and a martensite phase, includes both a state before performing the warm working or cold working and a state after performing the warm working or cold working. It means.

【0022】上記温間加工もしくは冷間加工を行なう
と、この加工時における加工歪みのエネルギーがこのマ
ルテンサイト相の中に蓄積されるため、超塑性加工温度
に加熱した際、γ相への変態と同時に再結晶による微細
化が促進される。したがって、超塑性変形能を高めるた
めにはマルテンサイト相の体積率が、少なくとも20%
以上〜80%であることが必要となる。
When the above-mentioned warm working or cold working is carried out, the energy of working strain during this working is accumulated in this martensite phase, so that when it is heated to the superplastic working temperature, it transforms to the γ phase. At the same time, miniaturization due to recrystallization is promoted. Therefore, in order to increase the superplastic deformability, the volume ratio of the martensite phase is at least 20%.
It is necessary to be at least 80%.

【0023】このことは他面α相の体積率が20〜80
%であることを意味している。以上が請求項1及び2に
記載した2相系ステンレスの成分組成及び金属組織の限
定理由である。
This means that the volume ratio of the α phase on the other surface is 20 to 80.
It means%. The above are the reasons for limiting the component composition and metal structure of the duplex stainless steel described in claims 1 and 2.

【0024】請求項1記載の加工性に優れた2相系ステ
ンレス鋼は、実施例において後述するように熱間加工性
も優れている。実験式として下記のAF値を導入し、調
査したところAF値が16以下では熱間加工中に耳割
れ、かみこみ疵、ラップ疵が発生せず、AF値が16を
超えるとこれらが発生する。
The duplex stainless steel having excellent workability according to claim 1 is also excellent in hot workability as described later in Examples. As a empirical formula, the following AF values were introduced and investigated. When the AF value is 16 or less, ear cracking, biting flaws, and lap flaws do not occur during hot working, and these occur when the AF value exceeds 16. .

【0025】ここで、 AF値=1.2(Cr+Si)−0.9Mn−0.6Ni−
8(C−N) である。即ち、請求項1記載の範囲で成分組成から定ま
るAF値を上記の通り制御することにより、熱間におけ
る継ぎ目なし圧延、あるいは、板圧延において優れた熱
間圧延性を示す。
Here, AF value = 1.2 (Cr + Si) -0.9Mn-0.6Ni-
8 (C-N). That is, by controlling the AF value determined from the component composition within the range defined in claim 1 as described above, excellent hot rolling property is exhibited in hot seamless rolling or plate rolling.

【0026】また、2相系ステンレス鋼は一般に耐食性
は良好であるが、請求項1記載の加工性に優れた2相系
ステンレス鋼は耐食性も極めて優れている。請求項1記
載の成分組成の範囲内で、下式で定義されるMsA≧0
である場合においては耐食性と強度が優れている。
Further, the duplex stainless steel generally has good corrosion resistance, but the duplex stainless steel having excellent workability according to claim 1 has extremely excellent corrosion resistance. Within the component composition according to claim 1, MsA ≧ 0 defined by the following formula.
When it is, corrosion resistance and strength are excellent.

【0027】ここで、 MsA=1950−2400(C−N)−42Si−50Mn−63C
r−93Ni である。即ち、MsAは、熱間加工または溶体化処理後
の冷却開始温度におけるオーステナイト相のC、Si、
N、Si、Mn、Cr、Niにより定まる値である。こ
の値は、熱間加工または溶体化処理後の冷却開始温度に
おけるオーステナイト相およびフェライト相への各合金
元素の分配比率を求め、平均組成から計算により求めた
値である。
Here, MsA = 1950-2400 (CN) -42Si-50Mn-63C
r-93Ni. That is, MsA is C, Si, or austenite phase at the cooling start temperature after hot working or solution treatment.
It is a value determined by N, Si, Mn, Cr and Ni. This value is a value obtained by calculating the distribution ratio of each alloying element to the austenite phase and the ferrite phase at the cooling start temperature after hot working or solution treatment and calculating from the average composition.

【0028】2相系ステンレス鋼の超塑性加工方法 上記超塑性加工用2相系ステンレス鋼を超塑性加工する
ためには、最初に前述の成分組成を有する2相系ステン
レスを用意することが必要となる。この場合具体的に
は、例えば鋼塊または鋳片を通常の圧延プロセスにより
塑性加工を行い薄板、型鋼あるいは棒鋼に加工する。こ
の状態で金属組織がフェライト相とマルテンサイト相の
2相組織となっていることが必要である。
Superplastic Working Method for Duplex Stainless Steel In order to superplastically work the above-mentioned superplastic working duplex stainless steel, it is necessary to first prepare a duplex stainless steel having the above-mentioned composition. Becomes In this case, specifically, for example, a steel ingot or a slab is subjected to plastic working by a normal rolling process to be worked into a thin plate, shaped steel or steel bar. In this state, the metal structure needs to have a two-phase structure of a ferrite phase and a martensite phase.

【0029】次に、一旦常温においてフェライト相とマ
ルテンサイト相の2相組織になった状態において、温間
加工または冷間加工により、少なくとも50%の塑性加
工を行なう。この場合の加工方法は通常の圧延でも、ま
た、鍛造等の加工でもよい。この理由は優れた超塑性変
形能を得るためには超塑性変形前の段階において組織を
微細化することが重要だからである。
Next, at least 50% of plastic working is carried out by warm working or cold working in a state of once having a two-phase structure of a ferrite phase and a martensite phase at room temperature. In this case, the processing method may be normal rolling or processing such as forging. The reason for this is that in order to obtain excellent superplastic deformability, it is important to refine the structure before the superplastic deformation.

【0030】この際、α相とマルテンサイトからなる2
相系ステンレス鋼では、マルテンサイト相がγ相である
場合に比べてより転移密度の高いマルテンサイト相が存
在し、さらに冷間加工または温間加工を受けるため、こ
のマルテンサイトにはより大きい歪みエネルギーが蓄積
される。尚、冷間または温間加工前のマルテンサイト相
の転位密度を高めるためには、その加工前において急冷
処理をしておくことが有効である。例えば、超塑性加工
前の状態が薄鋼板の場合は、熱間圧延後において急冷処
理を行って、その後冷間圧延を行って少なくとも50%
の塑性加工を行なうことがよい。
At this time, 2 consisting of α phase and martensite
In martensitic stainless steel, there is a martensite phase with a higher transition density than in the case where the martensite phase is the γ phase, and since it undergoes cold work or warm work, this martensite has a larger strain. Energy is stored. In order to increase the dislocation density of the martensite phase before cold or warm working, it is effective to perform a quenching treatment before the working. For example, when the thin steel sheet is in a state before superplastic working, quenching treatment is performed after hot rolling, and then cold rolling is performed for at least 50%.
It is advisable to carry out plastic working.

【0031】このマルテンサイトは、その後超塑性温度
領域(700〜1150℃)に加熱すると、γ相に変態
するが、前述の冷間加工等によって蓄積された歪みエネ
ルギーが大きいため、γ相への変態と同時に再結晶し微
細な結晶が発生し、このため超塑性変形能が増大する。
なお、前述の温間加工度は700℃以下の加工度であ
り、また、冷間加工とは常温近傍における加工をいう。
When this martensite is subsequently heated in the superplastic temperature range (700 to 1150 ° C.), it transforms to the γ phase, but since the strain energy accumulated by the cold working and the like is large, it is transformed into the γ phase. It recrystallizes at the same time as the transformation to generate fine crystals, which increases the superplastic deformability.
The above-mentioned warm working degree is a working degree of 700 ° C. or less, and cold working means working in the vicinity of normal temperature.

【0032】温間加工または冷間加工における加工度を
50%以上としたのはマルテンサイト相中に十分な歪み
エネルギーを蓄積し、これにより後に超塑性温度領域に
加熱した際に微細な結晶を発生させるために必要だから
である。また、優れた超塑性変形能を得るためには、上
記のような超塑性変形前の段階での組織の微細化に加
え、さらに超塑性変形中に各相が均一に分散して等軸組
織を容易に形成し得ることが重要であるが、常温付近で
α相とγ相からなるステンレス鋼では1150℃以下の
温度での加工によって生じた粗大なγ相は、変形中には
容易には分断/等軸化しない。
The reason why the workability in warm working or cold working is 50% or more is that sufficient strain energy is accumulated in the martensite phase, so that fine crystals are formed when heated later in the superplastic temperature range. This is because it is necessary to generate it. In addition, in order to obtain excellent superplastic deformability, in addition to the refinement of the structure in the stage before superplastic deformation as described above, each phase is uniformly dispersed during superplastic deformation and the equiaxed structure is obtained. It is important to be able to form easily, but in stainless steel consisting of α phase and γ phase at room temperature, the coarse γ phase generated by processing at a temperature of 1150 ° C. or less is easily formed during deformation. Do not divide / equalize.

【0033】これに対し、常温付近でα相とマルテンサ
イト相からなるステンレス鋼では、ステンレス鋼として
の耐食性を確保しつつ、常温でα相とマルテンサイトの
2相組織とするため、前述の通り、Cr含有量を必要最
小限度まで低減してあり、また、SiおよびMn含有量
も低減している。
On the other hand, in the case of a stainless steel consisting of α phase and martensite phase at around room temperature, the corrosion resistance of the stainless steel is ensured and the two phase structure of α phase and martensite at room temperature is obtained. , Cr content is reduced to the required minimum, and Si and Mn content are also reduced.

【0034】また、Cr、SiおよびMnはいずれもγ
相の高温変形を抑制する元素であるため、これらの元素
の含有量低減によって超塑性変形中におけるγ相結晶粒
の変形能が向上し、容易な結晶粒の変形と粒界すべりに
よる分断・等軸化が進行して超塑性変形能が向上する。
Further, Cr, Si and Mn are all γ
Since it is an element that suppresses the high temperature deformation of the phase, the deformability of γ phase crystal grains during superplastic deformation is improved by reducing the content of these elements, and easy crystal grain deformation and fragmentation due to grain boundary sliding etc. Axialization progresses and superplastic deformability improves.

【0035】次に、超塑性加工の具体的方法であるが、
前述のとおり700〜1150℃に加熱し、その温度範
囲で、圧延、鍛造あるいはプレス等の従来公知の加工方
法で目的とする最終製品に加工すればよい。
Next, regarding a specific method of superplastic working,
As described above, it may be heated to 700 to 1150 ° C. and processed into a desired final product by a conventionally known processing method such as rolling, forging or pressing within the temperature range.

【0036】[0036]

【実施例】【Example】

実施例1 表1に示すNo.1〜6の化学組成を有する2相系ステ
ンレス鋼を、高周波真空溶解炉で各々10kg溶製し、
鋼塊を鋳造し、10mm厚まで熱間圧延後、1050℃
で30分間保持し、その後マルテンサイト相の転位密度
をより高めるために水冷の熱処理を施した。No.1〜
6は本発明鋼で、いずれも常温でフェライト相とマルテ
ンサイト相の2相組織を有する。
Example 1 No. 1 shown in Table 1 Two-phase stainless steel having a chemical composition of 1 to 6 was melted in a high-frequency vacuum melting furnace at 10 kg each,
After casting a steel ingot and hot rolling to a thickness of 10 mm, 1050 ° C
For 30 minutes, and then water-cooled heat treatment was performed to further increase the dislocation density of the martensite phase. No. 1 to
No. 6 is a steel of the present invention, and each has a two-phase structure of a ferrite phase and a martensite phase at room temperature.

【0037】これに対して、No.6〜9は比較鋼で、
いずれも常温でフェライト相とオーステナイト相の2相
組織を有する。これらの2相ステンレス鋼に、80%の
冷間圧延を施し、得られた冷間圧延板から引張試験片を
採取して、温度900℃、歪速度1×10-3/sで引張
試験を行なった。常温でフェライト相とマルテンサイト
相の2相組織を有する本発明鋼は450〜700%の伸
びを示し、なかでも、Crを20%以下、Niを8%以
下、Siを2.5%以下、Mnを4%以下としたNo.
3〜5の本発明鋼は650%以上の大きい伸びを示し
た。
On the other hand, in No. 6 to 9 are comparative steels,
Both have a two-phase structure of a ferrite phase and an austenite phase at room temperature. 80% cold rolling was applied to these duplex stainless steels, and a tensile test piece was taken from the obtained cold rolled plate, and subjected to a tensile test at a temperature of 900 ° C. and a strain rate of 1 × 10 −3 / s. I did. The steel of the present invention having a two-phase structure of a ferrite phase and a martensite phase at room temperature exhibits an elongation of 450 to 700%, and among them, Cr is 20% or less, Ni is 8% or less, Si is 2.5% or less, No. with Mn of 4% or less.
The invention steels Nos. 3 to 5 showed a large elongation of 650% or more.

【0038】これに対して、常温でフェライト相とオー
ステナイト相の2相組織を有する比較鋼すなわち従来の
2相系ステンレス鋼では、いずれも伸びは300%以下
の低い水準にあり、本発明鋼との差は明瞭であった。図
1は、表1のNo.3の本発明鋼について、温度700
℃〜1150℃、歪速度1×10-3/sで引張試験を行
なった結果を示したもので、300%以上の伸びが得ら
れている。
On the other hand, in the comparative steels having the two-phase structure of the ferritic phase and the austenitic phase at room temperature, that is, the conventional two-phase stainless steels, the elongation is low at 300% or less, and the elongation is 300% or less. The difference was clear. 1 is the same as No. 1 in Table 1. For the invention steels of No. 3,
This shows the result of a tensile test conducted at a strain rate of 1 × 10 −3 / s at a temperature of 1 ° C. to 1150 ° C., and an elongation of 300% or more is obtained.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】実施例2 表2 に示すNo 1〜30の成分組成を有するステンレス鋼
を、高周波溶解炉で溶解し、50 kg の鋼塊を製造した。
No 1〜22は本発明の2相系ステンレス鋼であり、No23〜
27は比較の2相系ステンレス鋼である。また、No 28 、
29、30はJIS に規定されている2相系ステンレス鋼であ
るSUS 329J1L, SUS 329J3L, SUS 329J4Lである。これら
の鋼塊側面の平行部が 6mmφの丸棒試験片を採取し、
高温引張試験を行ない、絞り値により熱間加工性を評価
した。
Example 2 Stainless steels having the composition No. 1 to No. 30 shown in Table 2 were melted in a high frequency melting furnace to produce a steel ingot of 50 kg.
No 1 to 22 are the duplex stainless steels of the present invention, and No 23 to
27 is a comparative duplex stainless steel. Also, No 28,
Numerals 29 and 30 are SUS 329J1L, SUS 329J3L, SUS 329J4L, which are two-phase stainless steel specified in JIS. A round bar test piece with a parallel part of the side surface of these steel ingots of 6 mmφ was collected,
A high temperature tensile test was performed, and the hot workability was evaluated by the reduction value.

【0041】絞り値が65%未満では実製造において許
容出来ない割れが発生するので、この値を熱間加工性の
良否の基準した。図2は、上記試験片を800 〜1100℃に
加熱して、高温引張試験を行なった際の最低の絞り値を
示す。この図から明らかなように、前述のAF値が16.0未
満の場合は最低の絞り値が65%以上であり、良好な熱間
加工性を示している。
When the drawing value is less than 65%, unacceptable cracking occurs in actual manufacturing, so this value was used as a criterion for determining the hot workability. FIG. 2 shows the minimum drawing value when the above test piece was heated to 800 to 1100 ° C. and subjected to a high temperature tensile test. As is clear from this figure, when the AF value is less than 16.0, the minimum aperture value is 65% or more, indicating good hot workability.

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】[0043]

【表3】 [Table 3]

【0044】また、図3は本発明鋼の熱間加工温度、熱
間加工終了温度と加工疵との関係を示す。本発明鋼は熱
間加工温度が1100〜1250℃の範囲では加工性疵は発生せ
ず、この範囲外では加工疵が発生している。また、熱間
加工終了温度が800 ℃以上では加工疵が発生せず、800
℃未満では疵の発生が著しい。
FIG. 3 shows the relationship between the hot working temperature, the hot working finish temperature and the working flaw of the steel of the present invention. In the steel of the present invention, workability flaws do not occur in the hot working temperature range of 1100 to 1250 ° C, and workability flaws occur outside this range. Also, when the hot working finish temperature is 800 ℃ or higher, no work flaws occur and
If the temperature is lower than ℃, the defects will be significantly generated.

【0045】実施例3 表3に示す成分組成を有するステンレス鋼を、高周波溶
解炉で溶解し、50 kgの鋼塊を製造した。この鋼塊を1
0mm厚の鋼板に熱間圧延し、室温まで空冷したもの、
および1000℃に再加熱して水冷したものを用意した。ま
た、冷却条件を揃えるため、空冷時の室温及び水冷時の
水温はいずれも25℃に調整した。
Example 3 Stainless steel having the composition shown in Table 3 was melted in a high frequency melting furnace to produce a steel ingot of 50 kg. This steel ingot
Hot rolled 0 mm thick steel plate and air cooled to room temperature,
And re-heated to 1000 ° C. and cooled with water were prepared. In order to make the cooling conditions uniform, the room temperature during air cooling and the water temperature during water cooling were both adjusted to 25 ° C.

【0046】得られた鋼板から平行部 6mmの丸棒引張
り試験片および5×30×50mmの板状腐食試験片を
採取し、引張り強度を評価および1ヶ月間の大気暴露試
験により耐食性の評価を行なった。大気暴露試験の評価
は錆の発生の有無で評価した。この結果も表3に併せて
示した。
A round bar tensile test piece having a parallel portion of 6 mm and a plate-like corrosion test piece having a size of 5 × 30 × 50 mm were sampled from the obtained steel sheet, and the tensile strength was evaluated and the corrosion resistance was evaluated by an atmospheric exposure test for one month. I did. The atmospheric exposure test was evaluated by the presence or absence of rust. The results are also shown in Table 3.

【0047】本発明鋼1〜14はMsA≧0であるた
め、いずれも0.2%耐力が60kgf/mm2 以上であ
り、耐食性も優れている。これに対し、比較鋼15〜17、
19はMsA<0 であるためフェライト/ オーステナイト
の2相系ステンレス鋼となっており、最高でも43kg
f/mm2 の耐力しか得られなかった。
Since the steels 1 to 14 of the present invention have MsA ≧ 0, each of them has a 0.2% proof stress of 60 kgf / mm 2 or more and is excellent in corrosion resistance. In contrast, comparative steels 15-17,
Since 19 has MsA <0, it is a ferritic / austenitic duplex stainless steel with a maximum of 43 kg.
Only a yield strength of f / mm 2 was obtained.

【0048】また、比較鋼18はMsA≧0であるが、
Cr含有量が特許請求範囲記載の16%より低いので十
分な耐食性が得られていない。更に、比較鋼20はMs
A≧0であるが、Ni含有量が特許請求範囲記載の0.
5%より低いので十分な耐食性が得られていない。
Comparative steel 18 has MsA ≧ 0,
Since the Cr content is lower than 16% described in the claims, sufficient corrosion resistance is not obtained. Further, the comparative steel 20 has Ms
A ≧ 0, but the Ni content is 0.
Since it is lower than 5%, sufficient corrosion resistance is not obtained.

【0049】[0049]

【表4】 [Table 4]

【0050】[0050]

【発明の効果】以上述べたとおり、この2相系ステンレ
ス鋼は、1100〜1250℃の範囲で通常の熱間加工性が優れ
ており、継ぎ目なし圧延、板圧延において圧延疵の発生
が少ない。また、このステンレス鋼は従来のフェライト
相とオーステナイト相との2相ステンレスとほぼ同程度
の耐食性を有し、種々の用途に使用することができる。
As described above, this duplex stainless steel is excellent in normal hot workability in the range of 1100 to 1250 ° C, and there are few rolling defects in seamless rolling and plate rolling. Further, this stainless steel has almost the same degree of corrosion resistance as conventional two-phase stainless steel of a ferrite phase and an austenite phase, and can be used for various purposes.

【0051】また、本発明による2相系ステンレス鋼は
適当な温間加工または冷間加工を施すことによりその後
700 ℃〜1150℃に加熱すると優れた超塑性変形能を示
す。700 ℃前後では少なくとも約300 %の伸び、さらに
は700 ℃〜1000℃程度の範囲においては700 %に近い伸
びを有する。
Further, the duplex stainless steel according to the present invention is then subjected to appropriate warm working or cold working to
It exhibits excellent superplastic deformability when heated to 700 ℃ ~ 1150 ℃. It has an elongation of at least about 300% at around 700 ° C, and an elongation near 700% in the range of 700 ° C to 1000 ° C.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の2相系ステンレス鋼の超塑性変形能を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing superplastic deformability of a duplex stainless steel of the present invention.

【図2】本発明の2相系ステンレス鋼のAF値と800
〜1100℃における最低の絞り値との関係を示す図で
ある。
FIG. 2 shows the AF value and 800 of the duplex stainless steel of the present invention.
It is a figure which shows the relationship with the minimum aperture value in 1100 degreeC.

【図3】本発明の2相系ステンレス鋼の熱間加工性を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the hot workability of the duplex stainless steel of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲積 透 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 正村 克身 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toru Inazumi 1-2, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nihon Steel Pipe Co., Ltd. (72) Katsumi Masamura 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo No. Nippon Steel Tube Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記の特徴を備えたの加工性に優れた2
相系ステンレス鋼(成分組成はwt%である)。 (a)主成分として、 Cr:12 〜 20 % 、 Ni:8% 以下、 Si:2.5 %以下 、 Mn:4% 以下を含有し、 残部がFeからなり、(b)常温近傍における金属組織が
フェライト相とマルテンサイト相の2相より構成されて
いる。
1. A machine having excellent workability having the following characteristics:
Duplex stainless steel (component composition is wt%). (A) Cr: 12 to 20%, Ni: 8% or less, Si: 2.5% or less, Mn: 4% or less as the main component, the balance is Fe, and (b) the metal structure near room temperature is It is composed of two phases, a ferrite phase and a martensite phase.
【請求項2】 前記マルテンサイト相の体積率が20〜80
% である請求項1記載の加工性に優れた2相系ステンレ
ス鋼。
2. The volume ratio of the martensite phase is 20 to 80.
%, The duplex stainless steel having excellent workability according to claim 1.
【請求項3】 下記の工程を備えた2相系ステンレス鋼
の超塑性加工方法。 (a)主成分として、 Cr:12 〜 20 % 、 Ni:8% 以下、 Si:2.5 %以下 、 Mn:4% 以下を含有し、 残部がFeからなり、 さらに、常温近傍における金属組織がフェライト相とマ
ルテンサイト相の2相より構成されている2相系ステン
レス鋼を用意し、(b)前記2相組織としたステンレス
鋼を温間加工または冷間加工により50%以上の塑性加
工を行い、(c)次に、700 〜1150℃に加熱し、超塑性
加工を行う。
3. A superplastic working method for duplex stainless steel, comprising the following steps. (A) Cr: 12 to 20%, Ni: 8% or less, Si: 2.5% or less, Mn: 4% or less as the main component, the balance is Fe, and the metal structure near room temperature is ferrite. A duplex stainless steel composed of two phases, a phase and a martensite phase, is prepared, and (b) 50% or more of plastic working is performed on the stainless steel having the two-phase structure by warm working or cold working. (C) Next, superplastic working is performed by heating at 700 to 1150 ° C.
【請求項4】 前記2相系ステンレスの常温におけるマ
ルテンサイト相の体積率が20〜80% である請求項3記載
の2相系ステンレス鋼の超塑性加工方法。
4. The superplastic working method for duplex stainless steel according to claim 3, wherein the volume ratio of the martensite phase of the duplex stainless at room temperature is 20 to 80%.
JP22906694A 1993-08-31 1994-08-31 Duplex stainless steel excellent in workability and working method therefor Pending JPH07118805A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22906694A JPH07118805A (en) 1993-08-31 1994-08-31 Duplex stainless steel excellent in workability and working method therefor

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5-237202 1993-08-31
JP23720293 1993-08-31
JP22906694A JPH07118805A (en) 1993-08-31 1994-08-31 Duplex stainless steel excellent in workability and working method therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07118805A true JPH07118805A (en) 1995-05-09

Family

ID=26528614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22906694A Pending JPH07118805A (en) 1993-08-31 1994-08-31 Duplex stainless steel excellent in workability and working method therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07118805A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013058274A1 (en) 2011-10-21 2013-04-25 新日鐵住金ステンレス株式会社 Duplex stainless steel, duplex stainless steel slab, and duplex stainless steel material
WO2016031958A1 (en) * 2014-08-28 2016-03-03 国立大学法人豊橋技術科学大学 Metal material and processing/treatment method
US9862168B2 (en) 2011-01-27 2018-01-09 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation Alloying element-saving hot rolled duplex stainless steel material, clad steel plate having duplex stainless steel as cladding material therefor, and production method for same
KR20180090851A (en) * 2015-12-28 2018-08-13 니찌아스 카부시키카이샤 Stainless steel plate for cylinder head gasket and cylinder head gasket
JP2020031009A (en) * 2018-08-24 2020-02-27 日立金属株式会社 Negative electrode collector foil for secondary battery

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9862168B2 (en) 2011-01-27 2018-01-09 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation Alloying element-saving hot rolled duplex stainless steel material, clad steel plate having duplex stainless steel as cladding material therefor, and production method for same
WO2013058274A1 (en) 2011-10-21 2013-04-25 新日鐵住金ステンレス株式会社 Duplex stainless steel, duplex stainless steel slab, and duplex stainless steel material
KR20140064941A (en) 2011-10-21 2014-05-28 닛폰 스틸 앤드 스미킨 스테인레스 스틸 코포레이션 Duplex stainless steel, duplex stainless steel slab, and duplex stainless steel material
KR20160028514A (en) 2011-10-21 2016-03-11 닛폰 스틸 앤드 스미킨 스테인레스 스틸 코포레이션 Duplex stainless steel, duplex stainless steel slab, and duplex stainless steel material
WO2016031958A1 (en) * 2014-08-28 2016-03-03 国立大学法人豊橋技術科学大学 Metal material and processing/treatment method
JPWO2016031958A1 (en) * 2014-08-28 2017-09-07 国立大学法人豊橋技術科学大学 Metal material and processing method
KR20180090851A (en) * 2015-12-28 2018-08-13 니찌아스 카부시키카이샤 Stainless steel plate for cylinder head gasket and cylinder head gasket
JP2020031009A (en) * 2018-08-24 2020-02-27 日立金属株式会社 Negative electrode collector foil for secondary battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4470701B2 (en) High-strength thin steel sheet with excellent workability and surface properties and method for producing the same
JP4006112B2 (en) Method for producing fine-grained high-tensile steel
JP4085826B2 (en) Duplex high-strength steel sheet excellent in elongation and stretch flangeability and method for producing the same
JPH04259325A (en) Production of hot rolled high strength steel sheet excellent in workability
JP2002235114A (en) Method for producing thick high tensile strength steel excellent in toughness of high heat input weld zone
JPH093606A (en) Hot rolled ferritic stainless steel plate excellent in high temperature fatigue characteristic as well as in surface roughing resistance after forming
JP2004018911A (en) High-tensile strength cold-rolled steel plate having excellent elongation property and elongation-flanging property, and method for manufacturing the same
JP2004018912A (en) High-tensile strength cold-rolled steel plate excellent in elongation and stretch-flanging property and method for manufacturing the same
JP2002317249A (en) Low yield ratio type high strength steel sheet having excellent ductility and production method therefor
JP3369435B2 (en) Manufacturing method of non-heat treated high strength steel excellent in low temperature toughness
JP3290595B2 (en) Method for manufacturing high-tensile steel plate with excellent toughness and weldability
JP2001262234A (en) Method for producing ferritic stainless steel sheet for automotive exhaust system excellent in deep drawability
JPH07118805A (en) Duplex stainless steel excellent in workability and working method therefor
JP3280692B2 (en) Manufacturing method of high strength cold rolled steel sheet for deep drawing
JPH10237547A (en) Cold rolled steel sheet with high ductility and high strength, and its production
JPH1171615A (en) Production of thick steel plate excellent in low temperature toughness
JPH05195058A (en) Production of thick steel plate having high toughness and high tensile strength
JP3168665B2 (en) Hot-rolled high-strength steel sheet with excellent workability and its manufacturing method
JPH0756055B2 (en) Highly efficient manufacturing method of cold rolled steel sheet with extremely excellent workability
JP2009242849A (en) Method for producing high toughness steel
JP3466298B2 (en) Manufacturing method of cold rolled steel sheet with excellent workability
JP3299287B2 (en) High strength steel sheet for forming and its manufacturing method
JP2001207234A (en) High tensile strength steel sheet having high ductility and high hole expansibility, and its producing method
JP2776203B2 (en) Manufacturing method of cold rolled steel sheet excellent in non-aging at normal temperature
JPH1088230A (en) Production of high tensile strength steel material excellent in toughness