JPH0753896B2 - 耐銹性および被削性の良好な高Mn非磁性鋼 - Google Patents

耐銹性および被削性の良好な高Mn非磁性鋼

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JPH0753896B2 JP61273780A JP27378086A JPH0753896B2 JP H0753896 B2 JPH0753896 B2 JP H0753896B2 JP 61273780 A JP61273780 A JP 61273780A JP 27378086 A JP27378086 A JP 27378086A JP H0753896 B2 JPH0753896 B2 JP H0753896B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は耐銹性および被削性の良好な高Mn非磁性鋼に関
し、さらに詳しくは、高Mn鋼の特性を保有し、かつ耐銹
性および被削性の良好な高Mn非磁性鋼に関する。
[従来技術] 近年、磁気利用技術の産業分野への適用が拡大してきて
いる。例えば、磁気を回避する必要のある電子機器、音
響機器、事務機器等の精密機器部品または磁気を回避す
る必要のある鉄道等の輸送機関の構造部品等への使用量
が増大している。
そして、これらの部品の機器には、従来から知られてい
る非磁性鋼として、オーステナイ系ステンレス鋼または
高Mn低Cr鋼が使用されている。
この高Mn低Cr鋼は、オーステナイ系ステンレス鋼に比べ
て、強度が高く、非磁性が安定し、かつ、経済的である
という特色があるが、耐銹性が悪く、部品成形のための
切削加工性(被削性)が非常に悪いという問題点があ
る。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記に説明したように従来の高Mn鋼の高強度、
非磁性を保持しながら、さらに、耐銹性および被削性を
有する非磁性鋼について、本発明者が鋭意研究を行い、
検討を重ねた結果、耐銹性と被削性を同時に付与させる
ためには、鋼の含有成分、含有割合の効果は主として
P、S、Crを組み合わせ含有させることにより得られる
ことを知見し、鋼の耐銹性を向上させるために、鋼全面
に保護皮膜(不動態皮膜)を生成する事と共に、鋼中の
硫化物、酸化物等の介在物は孔蝕の起点となるのでこれ
の減少を図ることが必要であり、そして、鋼の耐銹性の
実質的な評価基準として、JIS塩水噴霧試験(JISZ237
1)において噴霧時間200時間後発錆率0%が要望されて
いる。
これに必要なCrの含有量はP、Sの共存の下では、15.5
wt%以上必要であり、また、この含有量により所要の耐
銹性が得られることを知見した。
次いで、同時に被削性を向上させるためには、従来は快
削性元素のSまたはPbを含有させることが行なわれてい
るが、これらは鋼中でMnSまたはPb単体として存在し、
介在物となるので被削性は向上するが、孔蝕の起点とな
って耐銹性を劣化させるので同時にこの2つの特性を得
ることができない。
しかして、従来高Mn鋼では快削性元素としては考えられ
ていないPの効果に着目し、Pは鋼への固溶度の大きい
ことから、介在物を生成しないので、耐銹性を劣化させ
ないことと、同時に鋼のマトリックスを脆化させること
により、切削加工時の切削抵抗を減少させると共に、工
具先端部に付着する構成刃先を小さくする効果から切削
仕上げ面粗さを著しく向上し、被削性を向上させること
を知見した。
さらに、適量のCr、Sおよびその他の成分を組み合わせ
含有させることによって、耐銹性、被削性共に良好な高
Mn非磁性鋼が得られることを知見した。
本発明者は上記の種々の知見に基づいて耐銹性および被
削性の良好な高Mn非磁性鋼を開発したのである。
[問題点を解決するための手段] 本発明に係る耐銹性および被削性の良好な高Mn非磁性鋼
は、 (1)C0.05〜0.40wt%、Si0.05〜0.70wt%、 Mn15.0〜25.0wt%、P0.050〜0.100wt%、 S0.010〜0.050wt%、Ni≦4.0wt%、 Cr15.5〜20.0wt%、N0.15〜0.60wt%、 O≦0.01wt%、Al≦0.05wt% を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなることを
特徴とする耐銹性および被削性の良好な高Mn非磁性鋼を
第1の発明とし、 (2)C0.05〜0.40wt%、Si0.05〜0.70wt%、 Mn15.0〜25.0wt%、P0.050〜0.100wt%、 S0.010〜0.050wt%、Ni≦4.0wt%、 Cr15.5〜20.0wt%、N0.15〜0.60wt%、 O≦0.01wt%、Al≦0.05wt% を含有し、かつ、 Ca0.001〜0.010wt% を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなることを特
徴とする耐銹性および被削性の良好な高Mn非磁性鋼を第
2の発明とし、 (3)C0.05〜0.40wt%、Si0.05〜0.70wt%、 Mn15.0〜25.0wt%、P0.050〜0.100wt%、 S0.010〜0.050wt%、Ni≦4.0wt%、 Cr15.5〜20.0wt%、N0.15〜0.60wt%、 O≦0.01wt%、Al≦0.05wt% を含有し、かつ、 Cu0.7〜4.0wt%、Mo0.7〜3.0wt% の1種または2種 を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなることを特
徴とする耐銹性および被削性の良好な高Mn非磁性鋼を第
3の発明とし、 (4)C0.05〜0.40wt%、Si0.05〜0.70wt%、 Mn15.0〜25.0wt%、P0.050〜0.100wt%、 S0.010〜0.050wt%、Ni≦4.0wt%、 Cr15.5〜20.0wt%、N0.15〜0.60wt%、 O≦0.01wt%、Al≦0.05wt% を含有し、かつ、 V、Ti、Nb、W、Zr0.005〜1.0wt% の内から選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなることを特
徴とする耐銹性および被削性の良好な高Mn非磁性鋼の第
4の発明とし、 (5)C0.05〜0.40wt%、Si0.05〜0.70wt%、 Mn15.0〜25.0wt%、P0.050〜0.100wt%、 S0.010〜0.050wt%、Ni≦4.0wt%、 Cr15.5〜20.0wt%、N0.15〜0.60wt%、 O≦0.01wt%、Al≦0.05wt% を含有し、かつ、 Ca0.001〜0.010wt%、Cu0.7〜4.0wt%、 Mo0.7〜3.0wt%、V0.005〜1.0wt%、 Ti0.005〜1.0wt%、Nb0.001〜1.0wt%、 W0.001〜1.0wt%、Zr0.005〜1.0wt% の内から選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなることを特
徴とする耐銹性および被削性の良好な高Mn非磁性鋼を第
5の発明とする5つの発明よりなるものである。
本発明に係る耐銹性および被削性の良好な高Mn非磁性鋼
について以下詳細に説明する。
先ず、本発明に係る耐銹性および被削性の良好な高Mn非
磁性鋼の含有成分および含有割合について説明する。
Cは含有量が0.05wt%未満では所要の非磁性、強度が安
定して得られず、また、0.40wt%を越えて含有されると
耐銹性が劣化する。よって、C含有量は0.05〜0.40wt%
とする。
Siは含有量が0.05wt%未満では脱酸効果が不足し、ま
た、0.70wt%を越えて含有されるとSiの酸化物が介在物
として析出し、耐銹性が劣化する。よって、Si含有量は
0.05〜0.70wt%とする。
Mnはオーステナイを生成し、鋼を非磁性化する元素であ
り、含有量が15.0wt%未満ではこの効果は不充分であ
り、また、25.0wt%を越えて含有されると熱間加工性を
低下させる。よって、Mn含有量は15.0〜25.0wt%とす
る。
Pは鋼に固溶し被削性を向上させる元素であり、含有量
が0.050wt%未満ではこの効果は不充分であり、また、
0.100wt%を越えて含有されると一部粒界に析出し、耐
蝕性を劣化させる。よって、P含有量は0.050〜0.100wt
%とする。
SはPと複合含有させることにより被削性を相乗的に向
上させる元素であり、含有量が0.010wt%未満ではこの
効果は少なく、また、0.050wt%を越えて含有されると
鋼中に生成するMnSが増加して耐銹性を劣化させる。よ
って、S含有量は0.010〜0.050wt%とする。
Niはオーステナイ生成元素であり、含有量が4.0wt%を
越えて含有されるとこの効果は飽和し、かつ、高価とな
る。よって、Ni含有量は4.0wt%以下とする。
Crは耐銹性を向上させる元素であり、P、Sが含有され
ていると、含有量は15.5wt%未満ではこの効果は充分で
はなく、また、20.0wt%を越えて含有されるとフェライ
トが生成し、非磁性が不安定となる。よって、Cr含有量
は15.5〜20.0wt%とする。
Nはオーステナイを生成すると共に、強度を向上させる
元素であり、含有量が0.15wt%未満ではこの効果は不充
分であり、また、0.60wt%を越えて含有されると鋼塊中
に気泡を生じ、熱間加工性が劣化する。よって、N含有
量は0.15〜0.60wt%とする。
Oは含有量が0.01wt%を越えて含有されるとB系非金属
介在物が増加し、耐銹性を劣化する。よって、O含有量
は0.01wt%以下とする。
Alは脱酸剤として必要な元素であり、含有量が0.05wt%
を越えて含有されるとC系介在物を生成して耐銹性が劣
化する。よって、Al含有量は0.05wt%以下とする。
Caは被削性を向上させる元素であり、含有量が0.001wt
%未満ではこのような効果は少なく、また、0.010wt%
を越えて含有されるとこの効果は飽和する。よって、Ca
含有量は0.001〜0.010wt%とする。
Cuは耐銹性を向上させる元素であり、含有量が0.7wt%
未満ではこの効果は不充分であり、また、4.0wt%を越
えて含有されると熱間加工性が劣化する。よって、Cu含
有量は0.7〜4.0wt%とする。
Moは耐銹性を向上させる元素であり、含有量が0.7wt%
未満ではこの効果は少なく、また、3.0wt%を越えて含
有されるとこの効果は飽和し、かつ、高価となる。よっ
て、Mo含有量は0.7〜3.0wt%とする。
V、Ti、Nb、W、Zrは結晶粒度を微細化し、粒界へのCr
炭化物の析出を抑制し、耐銹性の向上に有効な元素であ
り、含有量が0.005wt%未満ではこのような効果は不充
分であり、また、1.0wt%を越えて含有されると靭性が
低下する。よって、V、Ti、Nb、W、Zr含有量は0.005
〜1.0wt%とする。
[実 施 例] 次に、本発明に係る耐銹性および被削性の良好な高Mn非
磁性鋼の実施例を説明する。
実施例 第1表に示す含有成分および含有割合の鋼を、150kg高
周波炉で溶解し、鋳造後、熱間圧延により5.5mmφと
し、溶体化処理後試験を行った。
第2表に硬さ、誘磁率、耐銹性の試験結果を示す。
第1図に本発明に係る耐銹性および被削性の良好な高Mn
非磁性鋼および比較鋼の切削試験結果を示す。供試材は
第1表と同一材料を80mmφに熱間鍛造、溶体化処理後、
試験を行った。
第1表、第1図において、No.1〜No.9は、本発明に係る
耐銹性および被削性の良好な高Mn非磁性鋼であり、No.1
0〜No.13は比較鋼である。
この第1図から明らかなように、本発明に係る耐銹性お
よび被削性の良好な高Mn非磁性鋼は、被削性、耐銹性共
に良好である非磁性鋼であることがわかる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明に係る耐銹性および被削性
の良好な非磁性鋼は上記の構成であるから、高Mn鋼の有
する高強度、非磁性の特製を保持し、さらに、良好な被
削性と耐蝕性を有するという優れた効果を有するもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は燐含有量と仕上げ面粗さの関係を示す図であ
る。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】C0.05〜0.40wt%、Si0.05〜0.70wt%、 Mn15.0〜25.0wt%、P0.050〜0.100wt%、 S0.010〜0.050wt%、Ni≦4.0wt%、 Cr15.5〜20.0wt%、N0.15〜0.60wt%、 O≦0.01wt%、Al≦0.05wt% を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなることを
    特徴とする耐銹性および被削性の良好な高Mn非磁性鋼。
  2. 【請求項2】C0.05〜0.40wt%、Si0.05〜0.70wt%、 Mn15.0〜25.0wt%、P0.050〜0.100wt%、 S0.010〜0.050wt%、Ni≦4.0wt%、 Cr15.5〜20.0wt%、N0.15〜0.60wt%、 O≦0.01wt%、Al≦0.05wt% Ca0.001〜0.010wt% を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなることを特
    徴とする耐銹性および被削性の良好な高Mn非磁性鋼。
  3. 【請求項3】C0.05〜0.40wt%、Si0.05〜0.70wt%、 Mn15.0〜25.0wt%、P0.050〜0.100wt%、 S0.010〜0.050wt%、Ni≦4.0wt%、 Cr15.5〜20.0wt%、N0.15〜0.60wt%、 O≦0.01wt%、Al≦0.05wt% を含有し、かつ、 Cu0.7〜4.0wt%、Mo0.7〜3.0wt% の1種または2種 を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなることを特
    徴とする耐銹性および被削性の良好な高Mn非磁性鋼。
  4. 【請求項4】C0.05〜0.40wt%、Si0.05〜0.70wt%、 Mn15.0〜25.0wt%、P0.050〜0.100wt%、 S0.010〜0.050wt%、Ni≦4.0wt%、 Cr15.5〜20.0wt%、N0.15〜0.60wt%、 O≦0.01wt%、Al≦0.05wt% を含有し、かつ、 V、Ti、Nb、W、Zr0.005〜1.0wt% の内から選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなることを特
    徴とする耐銹性および被削性の良好な高Mn非磁性鋼。
  5. 【請求項5】C0.05〜0.40wt%、Si0.05〜0.70wt%、 Mn15.0〜25.0wt%、P0.050〜0.100wt%、 S0.010〜0.050wt%、Ni≦4.0wt%、 Cr15.5〜20.0wt%、N0.15〜0.60wt%、 O≦0.01wt%、Al≦0.05wt% を含有し、かつ、 Ca0.001〜0.010wt%、Cu0.7〜4.0wt%、 Mo0.7〜3.0wt%、V0.005〜1.0wt%、 Ti0.005〜1.0wt%、Nb0.001〜1.0wt%、 W0.001〜1.0wt%、Zr0.005〜1.0wt% の内から選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなることを特
    徴とする耐銹性および被削性の良好な高Mn非磁性鋼。
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