JPH0718386A - 耐バリ性に優れるＦｅ−Ｃｒ合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】耐バリ性に優れたＦｅ−Ｃｒ合金の提供。 【構成】重量％で、Ｃｒ：３〜６０％、Ｃ≦０．００２
５％、Ｎ≦０．００５０％、Ｏ≦０．００５０％かつＣ
＋Ｎ＋Ｏ≦０．０１％、Ｓ：０．００３〜０．１％を含
み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物よりなる耐バリ性に
優れるＦｅ−Ｃｒ合金。さらに、下記（１）〜（３）の
グループの少なくとも１種を含有するＦｅ−Ｃｒ合金。 （１）Ｍｏ：０．１〜２０％ （２）Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖ、Ｔａ、ＷおよびＢの１種
または２種以上をＴｉ＋Ｎｂ＋Ｚｒ＋Ｖ＋Ｔａ＋Ｗ＋５
０Ｂが０．０１〜６％の範囲。 （３）Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、およびＣｕ
の１種または２種以上を２Ｓｉ＋Ｍｎ＋Ｐ＋３Ａｌが３
０％以下、Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕが６％以下の範囲。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐バリ性にきわめて優れ
るＦｅ−Ｃｒ合金に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にＦｅ−Ｃｒ合金は耐食性に優れた
材料として多用され、フェライト系ステンレス鋼などが
その好例である。この合金は剪断加工および打ち抜き加
工に供されることが多く、このとき発生するバリは軽度
であるほど有利である。

【０００３】一方、Ｆｅ−Ｃｒ合金として、下記の技術
が開示されているが、いずれも耐バリ性を向上させる技
術ではない。 （１）特開昭６３−１６１１４５号：Ｃｒ１５〜２６
％、Ｎｉ９〜３５％の高純度鋼を特徴とする鋼管用合
金。 （２）特開昭６３−１４５７５１号：Ｃｒ９〜１５％、
Ｎｉ３〜１３％、Ｎ≦０．００２０％の高純度鋼を特徴
とするマルエージング鋼。 （３）特公昭５６−３４６２６号：Ｃｒ１６〜２５％、
Ｃａ０．０００５〜０．０２５％、でかつ高純度鋼を特
徴とするフェライト系ステンレス鋼。 （４）特公昭５９−１１６５９号：Ｃ≦０．００５％、
Ｎ≦０．００７％、Ｓ≦０．００７％、Ｏ≦０．００５
％、Ｃｒ１０〜２０％、でかつＴｉ０．０５〜０．３０
％を特徴とするフェライト系ステンレス鋼。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術にＦｅ−
Ｃｒ合金が開示されているが、これらには耐バリ性の向
上を示唆する技術は示されていない。本発明は、とくに
耐バリ性、あるいはさらに耐孔食性、高温強度、溶接部
の耐粒界腐食性に優れるＦｅ−Ｃｒ合金を提供すること
を目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は重量
％で、Ｃｒ：３〜６０％、Ｃ≦０．００２５％、Ｎ≦
０．００５０％、Ｏ≦０．００５０％かつＣ＋Ｎ＋Ｏ≦
０．０１％、Ｓ：０．００３〜０．１％を含み、残部Ｆ
ｅおよび不可避的不純物よりなることを特徴とする耐バ
リ性に優れるＦｅ−Ｃｒ合金を提供する。

【０００６】本発明はさらに、上記成分に加えて、下記
の（１）〜（３）の少なくとも１つのグループを含有す
るＦｅ−Ｃｒ合金を提供する。 （１）Ｍｏ：０．１〜２０％ （２）Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖ、Ｔａ、ＷおよびＢの１種
または２種以上をＴｉ＋Ｎｂ＋Ｚｒ＋Ｖ＋Ｔａ＋Ｗ＋５
０Ｂが０．０１〜６％の範囲 （３）Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、およびＣｕ
の１種または２種以上を２Ｓｉ＋Ｍｎ＋Ｐ＋３Ａｌが３
０％以下、Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕが６％以下の範囲

【０００７】

【作用】以下に本発明をさらに詳細に説明する。本発明
の耐バリ性に優れるＦｅ−Ｃｒ合金の構成成分、それと
請求項および実施例との関係を理解し易いように、下表
にまとめて示し、各成分についての作用および限定理由
について説明する。

【０００８】

【表１】

【０００９】〔Ｃｒ〕Ｃｒ合金としての耐食性等を付与
するために３％以上必要であるが、６０％を超えると圧
延による製造が困難となるので３〜６０％に限定する。
耐食性の観点から好適範囲は５％以上である。

【００１０】〔Ｃ、Ｎ、Ｏ〕いずれの不純物もそれぞれ
０．００２５％、０．００５０％、０．００５０％以下
とすることで耐バリ性向上に有効である。とくにＣは図
１に示すように０．００２５％以下としないと後述のＳ
の有効利用が図れない。Ｃ、Ｎ、Ｏの総量は０．０１％
以下とする必要がある。Ｃ、Ｎ、Ｏのとくに好適な範囲
は、それぞれ０．００２０％以下、０．００３０％以
下、０．００３０％以下であり、総量の好適範囲は０．
００７０％以下である。

【００１１】〔Ｓ〕Ｓは本発明において最とも重要な元
素である。図１に示すように０．００３〜０．１％が耐
バリ性向上に有効で、とくに０．００５〜０．０７％が
好適である。Ｓ添加の効果として、硫化物の形態変化に
起因すると考えられる。

【００１２】〔Ｍｏ〕Ｍｏは本発明において重要な元素
である。耐バリ性の向上と耐孔食性を兼備するためには
図２に示すように０．１％以上必要であり、２０％を越
えるとその効果が飽和するのみならず、熱延性、冷延性
が急激に劣化する。したがってＭｏ含有量は０．１〜２
０％とする。好適範囲は０．３〜１７％である。

【００１３】〔Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖ、Ｔａ、Ｗ、Ｂ〕
優れた耐バリ性と高温強度を兼備させるためには、これ
らの一種以上を含有し、０．０１％以上、下式に示す範
囲必要である。図３に示すように下限は０．０１％であ
るが、とくに０．０２％以上が好適である。上限はその
効果が飽和することと経済性から６％とする。 ０．０１％≦Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｚｒ＋Ｖ＋Ｔａ＋Ｗ＋５０Ｂ≦６％ ……（１） なお、各元素の好適範囲はＴｉ：０．０１〜０．０５
％、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖ、Ｔａ、Ｗ：０．０１〜１％、Ｂ：
０．０００３〜０．１％である。

【００１４】〔ＭｏとＴｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖ、Ｔａ、
Ｗ、Ｂとの共存〕Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖ、Ｔａ、Ｗおよ
びＢよりなる群より選択された少なくとも１種の成分は
Ｍｏと共存することによって、Ｆｅ−Ｃｒ合金の耐バリ
性および溶接部の耐粒界腐食性を向上させることができ
る。その範囲は下式に示すとおりである。下限より少な
いと上記効果はなく、上限をこえるとその効果が飽和
し、経済的でない。 ０．０１％≦Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｚｒ＋Ｖ＋Ｔａ＋Ｗ＋５０Ｂ≦６％ ……（１） Ｍｏと上記元素との共存による効果を図４に示す。Ｍｏ
が０．１％以上存在するときに、式（１）で示されるよ
うに下限（０．０１％）以上において顕著な耐粒界腐食
性が発揮される。

【００１５】〔Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃ
ｕ〕これらの元素は下記式に示される範囲内で含有して
いてもよいが、上限をこえると耐バリ性を損うので、上
限以下に止めるべきである。 ２Ｓｉ＋Ｍｎ＋Ｐ＋３Ａｌ≦３０％ ………（２） Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦６％ ………（３）

【００１６】上記以外の添加可能な元素として、Ｃａ、
Ｍｇ、ＲＥＭ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ａｓ、Ｓｅ、
Ｔｅ、Ｂｅがあり、いずれも耐バリ性向上を劣化させな
い範囲が存在する。Ｃａは０．０００５％未満が好適で
ある、それ以外の元素については０．１％以下であれば
耐バリ性への影響がない。

【００１７】本発明のＦｅ−Ｃｒ合金は下記に例示する
方法により製造できる。Ｃ、Ｎ、Ｏを目的とする範囲に
する製鋼法として真空脱ガス法などが適する。鋳造は生
産性、品質上連続鋳造法が好ましく、所定板厚の鋼材と
するために、熱間圧延、冷間圧延などが実施できる。製
品としては熱延鋼板、冷延鋼板、およびそれらの表面処
理鋼板などが可能である。

【００１８】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。 （実施例１）表１に示すＦｅ−Ｃｒ合金の製鋼をＲＨ脱
ガスおよびまたはＶＯＤ法により行ない、すべて連続鋳
造法によりスラブとした。約２００ｍｍ板厚のスラブを
１１００〜１２３０℃に加熱・均熱し、熱間圧延機で仕
上温度８５０〜９１０℃で板厚約４ｍｍとした。再結晶
焼鈍（８５０〜９００℃）後、酸洗・冷間圧延により約
０．６ｍｍの板厚とした。約８５０℃で焼鈍・酸洗し、
試料を得た。表面仕上げはいずれも２Ｂであった。耐バ
リ性試験は次のようにして行なった。板厚０．６ｍｍの
試験片で直径５０ｍｍの円形に打ち抜いた後、鋼板圧延
方向に対して０°、４５°、９０°の３方向についてレ
ーザーによる非接触式粗度計によりバリ高さを測定し、
３方向の平均値をとった。発明例のＦｅ−Ｃｒ合金はい
ずれも打ち抜きバリ高さが５μｍ以下で、極めて耐バリ
性に優れている。

【００１９】

【表２】

【００２０】

【表３】

【００２１】（実施例２）実施例１と同様の方法により
表２に示す組成の試料を得た。これらの試料を用いて、
耐バリ性および耐孔食性の評価を行なった。その結果も
併せて表２に示す。なお、図１および実施例２に示した
耐孔食性試験は以下の方法に従った、試料の表面を＃５
００エメリー紙で研摩し、８０℃、（１０％ＦｅＣｌ₃
＋１／２０ＮＨＣｌ）水溶液中で４ｈｒ浸漬した後の腐
食減量により算出した腐食速度で評価した。

【００２２】

【表４】

【００２３】

【表５】

【００２４】（実施例３）実施例１と同様の方法により
表３に示す組成の試料を得た。これらの試料を用いて、
耐バリ性および高温強度（高温引張特性）の評価を行な
った。その結果も併せて表３に示す。図３および実施例
３における高温引張特性はＪＩＳ Ｇ０５６７に従い、
８５０℃で耐力を測定した。

【００２５】

【表６】

【００２６】

【表７】

【００２７】（実施例４）実施例１と同様の方法により
表４に示す組成の試料を得た。これらの試料を用いて、
耐バリ性および耐粒界腐食性の評価を行なった。その結
果を併せて表４に示す。なお、図４および実施例４に示
した溶接部の耐粒界腐食性は以下の方法に従った。試料
の表面を＃５００エメリー紙で研摩し、ＴＩＧ溶接（ビ
ードオン）を施し、ＪＩＳ Ｇ−０５７２に準拠した硫
酸−硫酸銅試験後の溶接部曲げ試験（ｒ＝２ｔ、１８０
°曲げ）による割れの程度を５点評価（１：割れなし、
５：大きな割れ）した。

【００２８】

【表８】

【００２９】

【表９】

【００３０】

【発明の効果】本発明では鋼成分の適正化でＦｅ−Ｃｒ
合金の耐バリ性を飛躍的に向上させたものであり、従来
耐バリ性が課題で適用できなかった精密打ち抜き加工な
どへの適用が可能となった。また、付加成分により耐バ
リ性に加えて、耐孔食性、高温強度、溶接部の耐粒界腐
食性に優れたＦｅ−Ｃｒ合金を提供できる。この鋼板は
あらゆる表面処理法や、表面仕上げ法に適用できるので
Ｆｅ−Ｃｒ合金のすべての適用分野へ応用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 Ｎ含有量と耐バリ性との関係を示す図であ
る。

【図２】 Ｍｏ含有量と耐孔食性との関係を示す図であ
る。

【図３】 （Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｚｒ＋Ｖ＋Ｔａ＋Ｗ＋５０
Ｂ）と高温耐力の増加との関係を示す図である。

【図４】 Ｍｏおよび（Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｚｒ＋Ｖ＋Ｔａ＋
Ｗ＋５０Ｂ）の共存と耐粒界腐食性との関係を示す図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横 田 毅 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 冨 樫 房 夫 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量％で、Ｃｒ：３〜６０％、Ｃ≦０．０
   ０２５％、Ｎ≦０．００５０％、Ｏ≦０．００５０％か
   つＣ＋Ｎ＋Ｏ≦０．０１％、Ｓ：０．００３〜０．１％
   を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物よりなることを
   特徴とする耐バリ性に優れるＦｅ−Ｃｒ合金。
2. 【請求項２】請求項１に記載の成分に加えて、Ｍｏ：
   ０．１〜２０％を含むことを特徴とする耐バリ性に優れ
   るＦｅ−Ｃｒ合金。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の成分に加えて、
   Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖ、Ｔａ、ＷおよびＢの１種または
   ２種以上をＴｉ＋Ｎｂ＋Ｚｒ＋Ｖ＋Ｔａ＋Ｗ＋５０Ｂが
   ０．０１〜６％の範囲で含むことを特徴とする耐バリ性
   に優れるＦｅ−Ｃｒ合金。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の成分に加
   えて、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、およびＣｕ
   の１種または２種以上を２Ｓｉ＋Ｍｎ＋Ｐ＋３Ａｌが３
   ０％以下、Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕが６％以下の範囲で含む
   ことを特徴とする耐バリ性に優れるＦｅ−Ｃｒ合金。