JPH07216512A - 耐応力腐食割れ性、深絞り性に優れたオーステナイトステンレス鋼 - Google Patents

耐応力腐食割れ性、深絞り性に優れたオーステナイトステンレス鋼

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JPH07216512A
JPH07216512A JP951694A JP951694A JPH07216512A JP H07216512 A JPH07216512 A JP H07216512A JP 951694 A JP951694 A JP 951694A JP 951694 A JP951694 A JP 951694A JP H07216512 A JPH07216512 A JP H07216512A
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JP
Japan
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corrosion cracking
stress corrosion
stainless steel
less
deep drawability
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Pending
Application number
JP951694A
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English (en)
Inventor
Shigeji Ishiyama
成志 石山
Kazuo Hirahara
一雄 平原
Hideki Uno
秀樹 宇野
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 深絞り性に優れかつ成形後の歪取り焼鈍を省
略しても応力腐食割れが生じないオーステナイトステン
レス鋼を提供する。 【構成】C:0.030%超0.080 %未満、Si:1.00 %以下、
Mn:2.00 %以下、P:0.045%以下、S:0.03 %以下、C
r:13.00%超17.00 %未満、Ni:10.00%超15.00 %未
満、Mo:0.050%以下、N:0.050%以下、ただし、 Md30 (℃) =497-462(C+N)-9.8Si-8.1Mn-13.7Cr-20Ni-1
8.5Mo で与えられるMd30値が0℃以下。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電池ケース等の
苛酷な深絞り加工と応力腐食割れに対する強い抵抗が要
求される用途に適用し得る、耐応力腐食割れ性、深絞り
性ともに優れたオーステナイトステンレス鋼に関する。
【0002】
【従来の技術】オーステナイトステンレス鋼は、一般的
に降伏比が低くて塑性域が広く、延性に富んでいるた
め、フェライトステンレス鋼、マルテンサイトステンレ
ス鋼に比べ優れた成形性を示す。そのため、成形加工の
程度が大きい場合は、従来よりオーステナイトステンレ
ス鋼が多用されている。その中でも最も広く利用されて
いるのがSUS304ステンレス鋼である。しかし、SUS304ス
テンレス鋼はオーステナイト相が不安定で加工硬化性が
高いため、深絞り性に若干問題がある。つまり、深絞り
成形ではフランジ部が硬くなりすぎて途中で破断を生
じ、十分な成形高さが得られない。
【0003】一方、SUS305ステンレス鋼は、SUS304ステ
ンレス鋼よりもオーステナイト相が安定しており、低加
工硬化性であって、深絞り性、成形高さ (深さ) の点で
優れているのは周知である。そこで、苛酷な深絞り成形
をする場合はSUS305ステンレス鋼が一般的に使用されて
いる。
【0004】ところが、今日では例えば電池ケースを製
造する場合のように、従来に比してさらに厳しい深絞り
成形が求められるようになってきており、そのような厳
しい深絞り成形を行うと材料中には強い残留応力が発生
するため、特に電池ケースのように腐食環境にさらされ
る場合、SUS304やSUS305では応力腐食割れが発生する。
深絞り成形後に歪取り焼鈍を実施すればこの問題を回避
することができるが、これは深絞り製品の大幅なコスト
アップを招く欠点がある。
【0005】特開昭58−71360 号公報には耐食性ならび
に加工性にすぐれたオーステナイトステンレス鋼が開示
されている。しかしながら、これはP:0.018 %以下お
よびS:0.0020%以下とすることで塩素イオン存在下で
の耐食性と円筒深絞りによるイヤリング率で評価する加
工性を向上させただけであって、例えば電池ケースに使
用するなどの用途においてともに必要とされる、耐応力
腐食割れ性とさらなる深絞り性についての検討がなく、
それらがともに向上する組成を実質的に開示していな
い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、深絞
り性に優れかつ成形後の歪取り焼鈍を省略しても応力腐
食割れが生じない、電池ケース等への使用に適したオー
ステナイトステンレス鋼を提供することである。
【0007】具体的には、本発明の目的は、深絞り性に
ついては、多工程しぼり初期ブランク直径40mmで限界絞
り比が、3.8 以上であって、耐応力腐食割れ性について
は、絞り比2.2 の深絞りカップを、成形後歪取り焼鈍を
行うことなく、42%沸騰MgCl2 沸騰水溶液中に浸漬した
ときの割れ発生時間が6時間以上であるオーステナイト
ステンレス鋼を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】ところで従来にあってオ
−ステナイトステンレス鋼の加工性の改善は上述の公報
開示のようにP、S等を低減した清浄鋼とするかあるい
はC、N量低下、Ni量増大、Cu添加などのように合金元
素の添加割合を変更することで行ってきた。
【0009】ここに、本発明者らは、深絞り性はオース
テナイト相が安定で材料が軟質なほど良好となること、
およびオーステナイト相の安定度は鋼組成により定ま
り、一般にMd30値で評価し、これが小さいほどオーステ
ナイト相は安定となることに着目した。
【0010】しかし、オーステナイト相の安定化のため
に例えばCr量増大、Mo添加というように組成を変更する
と、耐応力腐食割れ性が低下することが判明した。つま
り、深絞り成形性と耐応力腐食割れ性とは組成によって
は、相対立する特性と考えられたのである。なお、以下
において「耐応力腐食割れ性」とは絞り加工まま材のそ
れであって、歪取り焼鈍後のそれとは区別される。
【0011】そこで、本発明者らは、それら相反する特
性をみたす鋼組成を知るため、各元素について検討を行
い、次のような知見を得、本発明を完成した。 通常、オ−ステナイトステンレス鋼にはC、N、Si、
Ni、Cr、Mn等が配合される。いずれの元素も添加量を増
大することによりオーステナイト相を安定化できるが、
C、N、Siは材料を硬化させるので添加量は可能な範囲
で低くする。Ni、Cr、Mnは材料を硬化させることなくオ
ーステナイト相を安定化させるので、添加量を可能な範
囲で高くする。
【0012】耐応力腐食割れ性はCr、Mo、N量を低
く、C、Ni、Siを高くすることによって改善される。深
絞り性との関係ではちょうど逆になる。 全く別の傾向をもつこれらの元素についてオ−ステナ
イト相の安定度の指標となるMd30で整理してそれを0℃
以下とすることで深絞り性および耐応力腐食割れ性が共
に改善されることが判明した。
【0013】Md30値を下げオーステナイト相を安定化
させることは深絞り成形後の残留応力を低下させるの
で、深絞り成形品の応力腐食割れ改善に対しても有効な
手段である。
【0014】ここに本発明は、重量%で、C:0.030%超
0.080 %未満、Si:1.00 %以下、Mn:2.00 %以下、P:
0.045%以下、S:0.03 %以下、Cr:13.00%超17.00 %
未満、Ni:10.00%超15.00 %未満、Mo:0.050%以下、
N:0.050%以下、ただし、Md30 (℃) =497-462(C+N)-
9.8Si-8.1Mn-13.7Cr-20Ni-18.5Mo で与えられるMd30値が0℃以下、残部Feおよび不可避的
不純物からなる鋼組成を有することを特徴とする耐応力
腐食割れ性、深絞り性ともに優れたオーステナイトステ
ンレス鋼である。
【0015】より特定的に言えば、本発明は上記鋼組成
を有する電池ケース材であり、さらには絞り加工後、歪
取り焼鈍を行うことなく、すぐれた耐応力腐食割れ性を
示す電池ケースである。
【0016】
【作用】本発明において鋼組成およびMd30値を限定した
理由を説明する。本明細書において「%」は特にことわ
りがない限り「重量%」である。
【0017】C:Cは耐応力腐食割れ性の改善には有効
な元素であるが、多量に含有すると鋭敏化による粒界腐
食および深絞り性の低下が生じるので、その範囲を0.03
0 %を越え0.080 %未満とする。また、より好ましい下
限は0.050 %上限は0.070 %である。
【0018】Si:Siは脱酸作用を有する以外に耐応力腐
食割れ性の改善に有効な元素であるが、多量に含有する
と材料を硬化させ深絞り性を阻害し、さらに熱間加工性
を悪化させるので1.00%以下とする。また、より好まし
い下限は0.05%上限は0.07%である。
【0019】Mn:Mnは脱酸剤として効果の他、オーステ
ナイト相を安定化し深絞り性を改善するのに有効である
が、多量に含有すると一般に耐食性を悪化させるので2.
00%以下とする。また、より好ましい下限は1.50%上限
は1.80%である。
【0020】P:Pは耐食性を低下させるので、低い方
が好ましいが、製造性、コスト等を勘案して0.045 %以
下とする。また、より好ましい上限は0.035 %である。
【0021】S:Sは介在物を形成して耐食性を低下さ
せるので低い方が好ましいが、製造性、コスト等を勘案
して0.03%以下とする。また、より好ましい上限は0.01
%である。
【0022】Cr:Crはオーステナイト相を安定化して深
絞り性を改善するのに有効であるが、17.00 %以上では
耐応力腐食割れ性が低下し、また13.00 %以下ではステ
ンレス鋼としての耐食性が不十分となるのでその範囲を
13.00 %を越え17.00 %未満とする。また、より好まし
い下限は13.00 %上限は15.00 %である。
【0023】Ni:Niはオーステナイト相の安定化による
深絞り性改善と、耐応力腐食割れ性改善を同時に達成で
きる重要な元素であり、できるだけ多く含有することが
望ましいが、高価な元素であり、また10.00 %以下では
深絞り性が不十分となるのでその範囲を10.00 %を越
え、15.00 %未満とする。また、より好ましい下限は1
2.00%上限は15.00 %である。
【0024】Mo:Moは耐応力腐食割れ性を阻害するので
低い方が望ましいが、製造性、コスト等を勘案して0.05
0 %以下とする。また、より好ましい上限は0.030 %で
ある。
【0025】N:Nは深絞り性を悪化させ、またMoと同
様、耐応力腐食割れ性を阻害するので低い方が望ましい
が、製造性、コスト等を勘案して0.050 %以下とする。
また、好ましい上限は0.030 %である。
【0026】Md30値:オーステナイト相は安定なほど深
絞り性は良好となり、耐応力腐食割れに対しても好まし
いので、Md30値は小さい程望ましいが、実質的にはMd30
値が0℃を超えなけば深絞り性、耐応力腐食割れ性とも
に十分に良好なので、各成分を調整してこの値が0℃以
下となるようにする。
【0027】
【実施例】表1に示す鋼組成を有する板厚さ0.4 mmの冷
延鋼板を供試鋼として用意し、深絞り試験および応力腐
食割れ試験を行った。結果は表1にまとめて示す。な
お、応力腐食割れ試験は深絞り成形した供試鋼を焼鈍処
理することなく行った。表中、供試鋼A、B、C、D、
EおよびFは本発明にかかる鋼であり、G、H、I、
J、K、L、M、NおよびOは比較鋼で、そのうちGと
HはそれぞれSUS304、SUS305ステンレス鋼に相当する。
【0028】表1に示す結果から明らかなように、本発
明にかかる鋼は深絞り性(限界絞り比で評価) は3.9 を
超え、耐応力腐食割れ性(割れ発生時間で評価)は7時
間以上といずれも良好であったのに対し、比較鋼はいず
れも2つの性能を同時に満足することができなかった。
【0029】比較鋼G(SUS304) は深絞り性、耐応力腐
食割れ性いずれも満足せず、比較鋼H(SUS305) はMd30
値が十分小さくオーステナイト相が安定なため深絞り性
は良好であったが、Cr量およびMo量が高いため耐応力腐
食割れ性が劣った。
【0030】比較鋼IおよびJはCr量、Mo量が適正範囲
にあり耐応力腐食割れ性は良好であったが、比較鋼Iは
Md30値が0℃超でオーステナイト相の安定度不足のた
め、比較鋼J鋼はNi量が10.00 %以下で、本発明の範囲
より低いためにいずれも深絞り性が不十分であった。こ
れらとは逆に、比較鋼KおよびLはオーステナイト相が
十分に安定であるため深絞り性は良好であったが、比較
鋼KはCr量が17.00 %以上で高く、比較鋼LはMo量が0.
050 %以上で高いためいずれも耐応力腐食割れ性が劣っ
た。
【0031】さらに、比較鋼MはC≧0.08であるため、
また比較鋼NはSi>1.0 であるため絞り性が十分でな
く、比較鋼OはN>0.05であるため絞り性、耐応力腐食
割れ性ともに十分でない。
【0032】ちなみに、今日求められている電池ケース
としては絞り比 3.5の程度の深絞り加工を受けることに
なるから本発明にかかる鋼であれば加工性、そして加工
ままの耐食性のいずれも十分に満足させることが分か
る。
【0033】
【表1】
【0034】
【発明の効果】以上のように、本発明のオーステナイト
ステンレス鋼は、歪み取り焼鈍なしに、極めて良好な深
絞り性と耐応力腐食割れ性を同時に満たす。したがっ
て、苛酷な深絞り加工と強い耐応力腐食割れ性が要求さ
れる電池ケースのような用途に対しても、本発明によ
り、加工途中あるいは加工後の焼鈍熱処理なしに適用可
能となる。これは、オーステナイトステンレス鋼の適用
分野の一層の拡大にも寄与し、産業上極めて有用であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 C:0.030%超0.080 %未満、Si:1.00 %以下、Mn:2.00
    %以下、 P:0.045%以下、S:0.03 %以下、Cr:13.00%超17.00
    %未満、 Ni:10.00%超15.00 %未満、Mo:0.050%以下、N:0.050
    %以下、 ただし、 Md30 (℃) =497-462(C+N)-9.8Si-8.1Mn-13.7Cr-20Ni-1
    8.5Mo で与えられるMd30値が0℃以下、 残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼組成を有するこ
    とを特徴とする耐応力腐食割れ性、深絞り性ともに優れ
    たオーステナイトステンレス鋼。
JP951694A 1994-01-31 1994-01-31 耐応力腐食割れ性、深絞り性に優れたオーステナイトステンレス鋼 Pending JPH07216512A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1156125A2 (en) * 2000-05-16 2001-11-21 Nisshin Steel Co., Ltd. Austenitic stainless steel excellent in fine blankability

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1156125A2 (en) * 2000-05-16 2001-11-21 Nisshin Steel Co., Ltd. Austenitic stainless steel excellent in fine blankability
EP1156125A3 (en) * 2000-05-16 2002-01-30 Nisshin Steel Co., Ltd. Austenitic stainless steel excellent in fine blankability

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030128