JPH07258732A - 加工性に優れた高強度ステンレス熱延鋼板の製造方法 - Google Patents
加工性に優れた高強度ステンレス熱延鋼板の製造方法Info
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- JPH07258732A JPH07258732A JP5091194A JP5091194A JPH07258732A JP H07258732 A JPH07258732 A JP H07258732A JP 5091194 A JP5091194 A JP 5091194A JP 5091194 A JP5091194 A JP 5091194A JP H07258732 A JPH07258732 A JP H07258732A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 構造用材料として加工性に優れた高強度ステ
ンレス熱延鋼板の製造方法を提供する。 【構成】 重量%でCが0.05%以下、Siが2.0
%以下、Mnが5.0%以下、Crが10〜17%、N
iが3.0%超〜7.0%以下、Nが0.03%以下を
含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるステ
ンレス鋼を、800℃以上の仕上温度で熱間圧延したの
ち、100℃以下まで冷却し、その後Ac 1 温度超〜A
c1 +150℃以下の温度域で焼戻し処理を行い、さら
にAc1 −200℃以上〜Ac1 温度未満で30秒以上
の焼戻し処理をおこなう。 【効果】 優れた加工性を有する高強度ステンレス熱延
鋼板あるいは鋼帯が製造でき、強度と加工性を要する溶
接構造物に最適な鋼材を提供する。
ンレス熱延鋼板の製造方法を提供する。 【構成】 重量%でCが0.05%以下、Siが2.0
%以下、Mnが5.0%以下、Crが10〜17%、N
iが3.0%超〜7.0%以下、Nが0.03%以下を
含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるステ
ンレス鋼を、800℃以上の仕上温度で熱間圧延したの
ち、100℃以下まで冷却し、その後Ac 1 温度超〜A
c1 +150℃以下の温度域で焼戻し処理を行い、さら
にAc1 −200℃以上〜Ac1 温度未満で30秒以上
の焼戻し処理をおこなう。 【効果】 優れた加工性を有する高強度ステンレス熱延
鋼板あるいは鋼帯が製造でき、強度と加工性を要する溶
接構造物に最適な鋼材を提供する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種構造物、例えば建
築、船舶、車両、化学プラント等の構造用材料として使
用される加工性に優れた高強度ステンレス熱延鋼板の製
造方法に関するものである。
築、船舶、車両、化学プラント等の構造用材料として使
用される加工性に優れた高強度ステンレス熱延鋼板の製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】マルテンサイト系ステンレス鋼は、焼入
れ熱処理によって容易に強度を上げることができるた
め、刃物やバネ材として広く使用されている。しかし、
これらマルテンサイト系ステンレス鋼は、靱性が他のス
テンレス鋼に比べると低く、また溶接性も極めて悪いた
め、溶接構造用としては使用できなかった。
れ熱処理によって容易に強度を上げることができるた
め、刃物やバネ材として広く使用されている。しかし、
これらマルテンサイト系ステンレス鋼は、靱性が他のス
テンレス鋼に比べると低く、また溶接性も極めて悪いた
め、溶接構造用としては使用できなかった。
【0003】近年、CおよびN含有量を低減し、さらに
Niを添加することにより靱性および溶接性を向上させ
たマルテンサイト系ステンレス鋼材が、特公昭51−1
3463号公報および特開昭61−136661号公報
などに提案され、構造用として有望視されている。これ
らマルテンサイト系ステンレス鋼では、通常、焼入れ−
焼戻し処理をする方法が採用されている。焼戻し熱処理
をマルテンサイト相がオーステナイト相に逆変態し始め
る温度AC1点未満で行うと高い強度と高靱性が得られる
が、組織の大部分がマルテンサイト相であるため延性が
低く、加工性に難がある。また、特公昭42−1687
0号公報に開示されているようにAC1超で焼戻し熱処理
すると、マルテンサイト相の一部がオーステナイト相に
変態し、その残留オーステナイト相により強度は若干低
下するが、延性は改善される。しかし、この残留オース
テナイト相は不安定で、伸び、特に加工性の重要な因子
である均一伸びが不十分である。また不安定な残留オー
ステナイト相は遅れ破壊の原因にもなる。
Niを添加することにより靱性および溶接性を向上させ
たマルテンサイト系ステンレス鋼材が、特公昭51−1
3463号公報および特開昭61−136661号公報
などに提案され、構造用として有望視されている。これ
らマルテンサイト系ステンレス鋼では、通常、焼入れ−
焼戻し処理をする方法が採用されている。焼戻し熱処理
をマルテンサイト相がオーステナイト相に逆変態し始め
る温度AC1点未満で行うと高い強度と高靱性が得られる
が、組織の大部分がマルテンサイト相であるため延性が
低く、加工性に難がある。また、特公昭42−1687
0号公報に開示されているようにAC1超で焼戻し熱処理
すると、マルテンサイト相の一部がオーステナイト相に
変態し、その残留オーステナイト相により強度は若干低
下するが、延性は改善される。しかし、この残留オース
テナイト相は不安定で、伸び、特に加工性の重要な因子
である均一伸びが不十分である。また不安定な残留オー
ステナイト相は遅れ破壊の原因にもなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、CおよびN
含有量が低く、Niを含有するマルテンサイト系ステン
レス鋼の延性を改善するために、マルテンサイト相中に
安定なオーステナイト相を残留させることを目的とし、
これにより加工性を具備した高強度ステンレス鋼材を提
供しようとするものである。
含有量が低く、Niを含有するマルテンサイト系ステン
レス鋼の延性を改善するために、マルテンサイト相中に
安定なオーステナイト相を残留させることを目的とし、
これにより加工性を具備した高強度ステンレス鋼材を提
供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記従来技
術の問題点を克服するために、熱間圧延の仕上温度を規
定し、その後に安定なオーステナイト相をマルテンサイ
ト相中に残留させるために二段階の熱処理方法およびそ
の条件を見出したものである。すなわち本発明の要旨と
するところは、重量%で、C:0.05%以下、Si:
2.0%以下、Mn:5.0%以下、Cr:10〜17
%、Ni:3.0超〜7.0%、N:0.03%以下を
含み、さらに必要に応じてMo:3%以下、Cu:3%
以下、Nb:0.5%以下、Ti:0.5%以下、A
l:0.1%以下、Ca:0.01%以下の1種または
2種以上含有し、残部はFeならびに不可避的不純物元
素からなるステンレス鋼を800℃以上の仕上温度で熱
間圧延した後、100℃以下まで冷却し、その後Ac1温
度超〜Ac1+150℃以下の温度域で焼戻し処理を行
い、さらにAc1−200℃以上〜AC1温度未満で30秒
以上の焼戻し処理を行うことを特徴とする加工性に優れ
た高強度ステンレス熱延鋼板の製造方法にある。
術の問題点を克服するために、熱間圧延の仕上温度を規
定し、その後に安定なオーステナイト相をマルテンサイ
ト相中に残留させるために二段階の熱処理方法およびそ
の条件を見出したものである。すなわち本発明の要旨と
するところは、重量%で、C:0.05%以下、Si:
2.0%以下、Mn:5.0%以下、Cr:10〜17
%、Ni:3.0超〜7.0%、N:0.03%以下を
含み、さらに必要に応じてMo:3%以下、Cu:3%
以下、Nb:0.5%以下、Ti:0.5%以下、A
l:0.1%以下、Ca:0.01%以下の1種または
2種以上含有し、残部はFeならびに不可避的不純物元
素からなるステンレス鋼を800℃以上の仕上温度で熱
間圧延した後、100℃以下まで冷却し、その後Ac1温
度超〜Ac1+150℃以下の温度域で焼戻し処理を行
い、さらにAc1−200℃以上〜AC1温度未満で30秒
以上の焼戻し処理を行うことを特徴とする加工性に優れ
た高強度ステンレス熱延鋼板の製造方法にある。
【0006】
【作用】はじめに、本発明の製造方法を適用するマルテ
ンサイト系ステンレス鋼の成分範囲について説明する。 C、N:C、Nはいずれもマルテンサイト相を硬くし
て、強度を上昇させるのに有効な元素であるが、靱性お
よび加工性を劣化させるため、その含有量をそれぞれ
0.05%以下、0.03%以下とした。
ンサイト系ステンレス鋼の成分範囲について説明する。 C、N:C、Nはいずれもマルテンサイト相を硬くし
て、強度を上昇させるのに有効な元素であるが、靱性お
よび加工性を劣化させるため、その含有量をそれぞれ
0.05%以下、0.03%以下とした。
【0007】Si:Siは脱酸元素として鋼中に不可避
的に含有されるが、過剰に含有されると靱性、加工性が
劣化するため、その含有量を2.0%以下とした。 Mn:Mnは焼入れ性を向上させる元素であるが、過剰
に添加すると加工性および溶接性が低下するため、その
含有量を5.0%以下とした。 Cr:Crはステンレス鋼の基本元素であり、ステンレ
ス鋼としての耐食性を得るためには少なくとも10%の
含有量が必要である。一方、17%を超えてCrを添加
するとフェライト相が多くなり、本発明鋼の特徴である
強度、靱性が低下する。
的に含有されるが、過剰に含有されると靱性、加工性が
劣化するため、その含有量を2.0%以下とした。 Mn:Mnは焼入れ性を向上させる元素であるが、過剰
に添加すると加工性および溶接性が低下するため、その
含有量を5.0%以下とした。 Cr:Crはステンレス鋼の基本元素であり、ステンレ
ス鋼としての耐食性を得るためには少なくとも10%の
含有量が必要である。一方、17%を超えてCrを添加
するとフェライト相が多くなり、本発明鋼の特徴である
強度、靱性が低下する。
【0008】Ni:Niは焼入れ性を確保し、マルテン
サイト相の靱性を向上させるための重要な基本元素であ
る。鋼板あるいは鋼帯に熱間圧延した後の冷却時に確実
にマルテンサイト変態させるためには、Niは3.0%
超必要であり、3.0%以下では焼入れ性が不十分で熱
間圧延終了後に焼入れ熱処理が必要となる。しかし、
7.0%を超えてNiを添加するとオーステナイト相が
安定化し、熱間圧延後の冷却時にマルテンサイト変態が
生じなくなる。
サイト相の靱性を向上させるための重要な基本元素であ
る。鋼板あるいは鋼帯に熱間圧延した後の冷却時に確実
にマルテンサイト変態させるためには、Niは3.0%
超必要であり、3.0%以下では焼入れ性が不十分で熱
間圧延終了後に焼入れ熱処理が必要となる。しかし、
7.0%を超えてNiを添加するとオーステナイト相が
安定化し、熱間圧延後の冷却時にマルテンサイト変態が
生じなくなる。
【0009】Mo、Cu、Nb、Ti、Al、Ca:M
o、Cuは耐食性、強度を改善し、Nb、Tiは溶接部
の耐食性、加工性を改善し、Al、Caは靱性に有害な
介在物を抑制するのに有効な元素であるが、いずれの元
素も過度に添加すると延性、加工性を劣化させ、本発明
による効果を減じるため、それぞれ上記成分範囲に規定
した。
o、Cuは耐食性、強度を改善し、Nb、Tiは溶接部
の耐食性、加工性を改善し、Al、Caは靱性に有害な
介在物を抑制するのに有効な元素であるが、いずれの元
素も過度に添加すると延性、加工性を劣化させ、本発明
による効果を減じるため、それぞれ上記成分範囲に規定
した。
【0010】また、鋼中に含有される不可避な不純物と
しては、P、S、O、H等があるが、いずれも過度に含
有されると加工性を悪化させるため、それぞれ0.05
%以下、0.01%以下、0.01%以下、0.001
%以下とすることが望ましい。次に本発明の製造方法に
ついて説明する。
しては、P、S、O、H等があるが、いずれも過度に含
有されると加工性を悪化させるため、それぞれ0.05
%以下、0.01%以下、0.01%以下、0.001
%以下とすることが望ましい。次に本発明の製造方法に
ついて説明する。
【0011】熱間圧延後の仕上温度を800℃以上の高
温としたのは、熱間圧延時に導入される歪が蓄積されな
いようにするためである。800℃未満の仕上温度で
は、熱間圧延時に導入された歪が回復せず、その後に生
成するマルテンサイト相の硬さを上昇させ、延性、加工
性を低下させる。熱間圧延終了後、100℃以下までに
冷却するのは、金属組織の大部分をマルテンサイト相と
するためで、100℃を超える温度で冷却を停止すると
残留オーステナイトが増加する。この残留オーステナイ
トは本発明の焼戻し熱処理を施しても安定化せず、十分
な延性、加工性を得るこができない。
温としたのは、熱間圧延時に導入される歪が蓄積されな
いようにするためである。800℃未満の仕上温度で
は、熱間圧延時に導入された歪が回復せず、その後に生
成するマルテンサイト相の硬さを上昇させ、延性、加工
性を低下させる。熱間圧延終了後、100℃以下までに
冷却するのは、金属組織の大部分をマルテンサイト相と
するためで、100℃を超える温度で冷却を停止すると
残留オーステナイトが増加する。この残留オーステナイ
トは本発明の焼戻し熱処理を施しても安定化せず、十分
な延性、加工性を得るこができない。
【0012】1段目の熱処理は、マルテンサイト相の一
部を延性、加工性向上に有効なオーステナイト相に逆変
態させることを目的として行うもので、Ac1温度超〜A
c1+150℃以下の温度域で熱処理する。オーステナイ
ト相に逆変態させるためにはAc1点超の焼戻し温度が必
要であるが、Ac1+150℃を超える温度で熱処理する
と逆変態したオーステナイト相が不安定となり、冷却時
に再びマルテンサイト相に変態し、延性確保に必要な量
の残留オーステナイト相が得られない。
部を延性、加工性向上に有効なオーステナイト相に逆変
態させることを目的として行うもので、Ac1温度超〜A
c1+150℃以下の温度域で熱処理する。オーステナイ
ト相に逆変態させるためにはAc1点超の焼戻し温度が必
要であるが、Ac1+150℃を超える温度で熱処理する
と逆変態したオーステナイト相が不安定となり、冷却時
に再びマルテンサイト相に変態し、延性確保に必要な量
の残留オーステナイト相が得られない。
【0013】2段目の熱処理は、1段目の熱処理で得ら
れた残留オーステナイト相をさらに安定化することを目
的として行うもので、Ac1−200℃以上〜Ac1温度未
満の温度で熱処理する。Ac1−200℃未満の温度で
は、Ni、C、N等の元素が十分拡散せず、残留オース
テナイトが安定化しない。Ac1温度以上の焼戻しでは、
オーステナイト相への逆変態が進行し、残留オーステナ
イト相の安定化が十分行われない。さらに、30秒未満
の焼戻し処理では上記元素の拡散が不十分で、残留オー
ステナイト相も十分安定化しない。従って、2段目の焼
戻し熱処理は上記温度範囲で30秒以上必要である。
れた残留オーステナイト相をさらに安定化することを目
的として行うもので、Ac1−200℃以上〜Ac1温度未
満の温度で熱処理する。Ac1−200℃未満の温度で
は、Ni、C、N等の元素が十分拡散せず、残留オース
テナイトが安定化しない。Ac1温度以上の焼戻しでは、
オーステナイト相への逆変態が進行し、残留オーステナ
イト相の安定化が十分行われない。さらに、30秒未満
の焼戻し処理では上記元素の拡散が不十分で、残留オー
ステナイト相も十分安定化しない。従って、2段目の焼
戻し熱処理は上記温度範囲で30秒以上必要である。
【0014】なお、1段目の焼戻し熱処理後に室温まで
冷却してその後2段目の熱処理を実施しても、また1段
目の焼戻し熱処理後直ちに2段目の熱処理を実施しても
その効果は同じである。図1に1段目の焼戻し熱処理温
度と、1段目の焼戻し熱処理後の破断伸びおよび550
℃での2段目の焼戻し熱処理後の破断伸びとの関係を示
す。このとき、各温度での熱処理時間はいずれも1時間
である。1段目の熱処理をAc1温度超〜Ac1+150℃
以下で実施することにより、2段目の熱処理後の破断伸
びが向上し、その効果は1回だけの焼戻し熱処理に比べ
て大きい。
冷却してその後2段目の熱処理を実施しても、また1段
目の焼戻し熱処理後直ちに2段目の熱処理を実施しても
その効果は同じである。図1に1段目の焼戻し熱処理温
度と、1段目の焼戻し熱処理後の破断伸びおよび550
℃での2段目の焼戻し熱処理後の破断伸びとの関係を示
す。このとき、各温度での熱処理時間はいずれも1時間
である。1段目の熱処理をAc1温度超〜Ac1+150℃
以下で実施することにより、2段目の熱処理後の破断伸
びが向上し、その効果は1回だけの焼戻し熱処理に比べ
て大きい。
【0015】
【実施例】表1に供試鋼の化学成分を示す。表中の記号
A〜Cは本発明で規定した成分範囲にある鋼で、記号D
はSUS410L、記号Eは少量のNiを添加した比較
鋼である。各鋼のAc1も併せて表1に示す。これら供試
鋼の鋼塊を1200〜1250℃に加熱し、表2で示す
条件で熱間圧延および焼戻し熱処理を実施した。得られ
た鋼板の引張試験結果およびVノッチシャルピー試験結
果を表3に示す。本発明で示した範囲で2段焼戻し熱処
理した鋼板は、1段の焼戻し熱処理した鋼板に比べ、伸
び、特に均一伸びが大きく、また強度も高くなってい
る。この結果から、本発明の条件で熱間圧延および2段
焼戻し熱処理を行うことにより、従来の方法より優れた
加工性を有するマルテンサイト系ステンレス熱延鋼板が
得られることが明かである。
A〜Cは本発明で規定した成分範囲にある鋼で、記号D
はSUS410L、記号Eは少量のNiを添加した比較
鋼である。各鋼のAc1も併せて表1に示す。これら供試
鋼の鋼塊を1200〜1250℃に加熱し、表2で示す
条件で熱間圧延および焼戻し熱処理を実施した。得られ
た鋼板の引張試験結果およびVノッチシャルピー試験結
果を表3に示す。本発明で示した範囲で2段焼戻し熱処
理した鋼板は、1段の焼戻し熱処理した鋼板に比べ、伸
び、特に均一伸びが大きく、また強度も高くなってい
る。この結果から、本発明の条件で熱間圧延および2段
焼戻し熱処理を行うことにより、従来の方法より優れた
加工性を有するマルテンサイト系ステンレス熱延鋼板が
得られることが明かである。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】
【発明の効果】本発明により、優れた加工性を有する高
強度ステンレス熱延鋼板あるいは鋼帯を得ることが可能
となり、強度および加工性が要求される溶接構造物に適
用することができ、産業上寄与するところは極めて大で
ある。
強度ステンレス熱延鋼板あるいは鋼帯を得ることが可能
となり、強度および加工性が要求される溶接構造物に適
用することができ、産業上寄与するところは極めて大で
ある。
【0020】 〔発明の詳細な説明〕
【0021】
【図1】1段目の焼戻し熱処理温度と、1段目の焼戻し
熱処理後の破断伸びおよび550℃での2段目の焼戻し
熱処理後の破断伸びとの関係を示す図である。
熱処理後の破断伸びおよび550℃での2段目の焼戻し
熱処理後の破断伸びとの関係を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年9月27日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】削除
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】削除
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】追加
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】1段目の焼戻し熱処理温度と、1段目の焼戻し
熱処理後の破断伸びおよび550℃での2段目の焼戻し
熱処理後の破断伸びとの関係を示す図である。
熱処理後の破断伸びおよび550℃での2段目の焼戻し
熱処理後の破断伸びとの関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量%で、C:0.05%以下、Si:
2.0%以下、Mn:5.0%以下、Cr:10〜17
%、Ni:3.0超〜7.0%、N:0.03%以下を
含有し、残部はFeならびに不可避的不純物元素からな
るステンレス鋼を800℃以上の仕上温度で熱間圧延し
た後、100℃以下まで冷却し、その後Ac1温度超〜A
c1+150℃以下の温度域で焼戻し処理を行い、さらに
Ac1−200℃以上〜Ac1温度未満で30秒以上の焼戻
し処理を行うことを特徴とする加工性に優れた高強度ス
テンレス熱延鋼板の製造方法。 - 【請求項2】 重量%で、C:0.05%以下、Si:
2.0%以下、Mn:5.0%以下、Cr:10〜17
%、Ni:3.0超〜7.0%、N:0.03%以下を
含み、さらにMo:3%以下、Cu:3%以下、Nb:
0.5%以下、Ti:0.5%以下、Al:0.1%以
下、Ca:0.01%以下の1種または2種以上を含有
し、残部はFeならびに不可避的不純物元素からなるス
テンレス鋼を800℃以上の仕上温度で熱間圧延した
後、100℃以下まで冷却し、その後Ac1温度超〜Ac1
+150℃以下の温度域で焼戻し処理を行い、さらにA
c1−200℃以上〜Ac1温度未満で30秒以上の焼戻し
処理を行うことを特徴とする加工性に優れた高強度ステ
ンレス熱延鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5091194A JPH07258732A (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | 加工性に優れた高強度ステンレス熱延鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5091194A JPH07258732A (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | 加工性に優れた高強度ステンレス熱延鋼板の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07258732A true JPH07258732A (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=12871971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5091194A Withdrawn JPH07258732A (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | 加工性に優れた高強度ステンレス熱延鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07258732A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002173741A (ja) * | 2000-12-04 | 2002-06-21 | Nisshin Steel Co Ltd | 形状平坦度に優れた高強度マルテンサイト系ステンレス鋼帯及びその製造方法 |
JP2002339044A (ja) * | 2001-05-15 | 2002-11-27 | Nkk Corp | 高強度マルテンサイト系ステンレス鋼帯及びその製造方法 |
CN114032368A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-02-11 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 一种铁素体不锈钢00Cr18Mo2的热处理方法 |
-
1994
- 1994-03-22 JP JP5091194A patent/JPH07258732A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002173741A (ja) * | 2000-12-04 | 2002-06-21 | Nisshin Steel Co Ltd | 形状平坦度に優れた高強度マルテンサイト系ステンレス鋼帯及びその製造方法 |
JP4573426B2 (ja) * | 2000-12-04 | 2010-11-04 | 日新製鋼株式会社 | 形状平坦度に優れた高強度マルテンサイト系ステンレス鋼帯及びその製造方法 |
JP2002339044A (ja) * | 2001-05-15 | 2002-11-27 | Nkk Corp | 高強度マルテンサイト系ステンレス鋼帯及びその製造方法 |
CN114032368A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-02-11 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 一种铁素体不锈钢00Cr18Mo2的热处理方法 |
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