JPH0768584B2 - ばね特性に優れたばね用ステンレス鋼材の製造方法 - Google Patents
ばね特性に優れたばね用ステンレス鋼材の製造方法Info
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- JPH0768584B2 JPH0768584B2 JP61131960A JP13196086A JPH0768584B2 JP H0768584 B2 JPH0768584 B2 JP H0768584B2 JP 61131960 A JP61131960 A JP 61131960A JP 13196086 A JP13196086 A JP 13196086A JP H0768584 B2 JPH0768584 B2 JP H0768584B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、化学成分範囲がJIS規格に定めるSUS301、SUS
304であるオーステナイト系ステンレス鋼において、最
終冷間圧延の際、70℃以上に加熱した前記オーステナイ
ト系ステンレス鋼を冷間圧延（以下、温間圧延と称す
る。）することによって得られるばね特性に優れたばね
用ステンレス鋼材の製造方法に関するものである。
304であるオーステナイト系ステンレス鋼において、最
終冷間圧延の際、70℃以上に加熱した前記オーステナイ
ト系ステンレス鋼を冷間圧延（以下、温間圧延と称す
る。）することによって得られるばね特性に優れたばね
用ステンレス鋼材の製造方法に関するものである。
〈従来の技術〉 ばね用材料の用途としては、電気機器のスイッチの接
点、建築用部品、電子部品および各種車輌用部品等があ
り、従来、ベリリウム銅、リン青銅等が用いられてき
た。しかし、最近になり耐食性に優れ、曲げ加工性、打
抜き性が良好であり、しかも廉価なステンレス鋼製薄板
ばねや線状ばねが代替材料として多用されつつあり需要
も増加の一途をたどっている。このような市況の中にあ
り、ばね用ステンレス鋼に対し、ばね特性に優れ、成形
加工性が良好であり、より廉価に供給することが出来る
よう要求されている現状にあり、その要求はますます厳
しいものとなっている。
点、建築用部品、電子部品および各種車輌用部品等があ
り、従来、ベリリウム銅、リン青銅等が用いられてき
た。しかし、最近になり耐食性に優れ、曲げ加工性、打
抜き性が良好であり、しかも廉価なステンレス鋼製薄板
ばねや線状ばねが代替材料として多用されつつあり需要
も増加の一途をたどっている。このような市況の中にあ
り、ばね用ステンレス鋼に対し、ばね特性に優れ、成形
加工性が良好であり、より廉価に供給することが出来る
よう要求されている現状にあり、その要求はますます厳
しいものとなっている。
これらの用途に用いられているステンレス鋼の中にSUS3
01に代表される準安定オーステナイトステンレス鋼があ
る。準安定オーステナイトステンレス鋼は冷間加工され
ることでオーステナイトの一部が加工誘起マルテンサイ
トに変態することで硬化し、高強度なばね用ステンレス
鋼を得ることが出来る。
01に代表される準安定オーステナイトステンレス鋼があ
る。準安定オーステナイトステンレス鋼は冷間加工され
ることでオーステナイトの一部が加工誘起マルテンサイ
トに変態することで硬化し、高強度なばね用ステンレス
鋼を得ることが出来る。
これらばね用ステンレス鋼を製造するに当り、例えば、
SUS301の場合、冷間加工時の加工硬化が著しく、圧延機
のパワーの限界等から板幅の狭いステンレス鋼帯につい
て行なわれてきたが圧延パス回数が多いことにより作業
性、生産性が劣るなどの難点があった。
SUS301の場合、冷間加工時の加工硬化が著しく、圧延機
のパワーの限界等から板幅の狭いステンレス鋼帯につい
て行なわれてきたが圧延パス回数が多いことにより作業
性、生産性が劣るなどの難点があった。
このため、廉価なばね用ステンレス鋼を供給するために
も、圧延機の能力自体の向上と合いまって広幅における
ステンレス鋼帯を冷間圧延することが進められている。
も、圧延機の能力自体の向上と合いまって広幅における
ステンレス鋼帯を冷間圧延することが進められている。
しかしながら広幅ステンレス鋼帯を冷間圧延することに
よって得られたばね用ステンレス鋼材は、形状、光沢等
の問題は別として材質面におけるばね特性が従来のばね
用ステンレス鋼に比べ劣ることが問題となった。第１表
にSUS301における板幅約200mmのステンレス鋼帯をロー
ンミルにて冷間圧延して得られた材料と、板幅約1000mm
の広幅ステンレス鋼帯をセンジミアミルにて冷間圧延し
て得られたJISに定めるSUS301、3/4Hの材料を390℃で１
時間の時効処理を施した後のばね特性値を示した。また
第２表にこの供試材の化学成分を示した。
よって得られたばね用ステンレス鋼材は、形状、光沢等
の問題は別として材質面におけるばね特性が従来のばね
用ステンレス鋼に比べ劣ることが問題となった。第１表
にSUS301における板幅約200mmのステンレス鋼帯をロー
ンミルにて冷間圧延して得られた材料と、板幅約1000mm
の広幅ステンレス鋼帯をセンジミアミルにて冷間圧延し
て得られたJISに定めるSUS301、3/4Hの材料を390℃で１
時間の時効処理を施した後のばね特性値を示した。また
第２表にこの供試材の化学成分を示した。
なお，特開昭56-102519号公報にはオーステナイト系ス
テンレス鋼の圧延直前の材料温度を30℃以上として冷間
圧延すると0.2％耐力，引張強さおよび伸びの変化が減
少すると教示している。この公報において圧延直前の材
料温度は,0.2％耐力のバラツキについては80℃まで変化
させた例が示されている。また，実施例の圧延直前の材
料温度は33〜40℃についてのものである。だが，硬さの
変化については記載がなく，まして表層部と中心部の板
厚方向の硬さの変化については教示するところがない。
したがって，広幅圧延にともなう問題点について教示す
るところがない。
テンレス鋼の圧延直前の材料温度を30℃以上として冷間
圧延すると0.2％耐力，引張強さおよび伸びの変化が減
少すると教示している。この公報において圧延直前の材
料温度は,0.2％耐力のバラツキについては80℃まで変化
させた例が示されている。また，実施例の圧延直前の材
料温度は33〜40℃についてのものである。だが，硬さの
変化については記載がなく，まして表層部と中心部の板
厚方向の硬さの変化については教示するところがない。
したがって，広幅圧延にともなう問題点について教示す
るところがない。
〈発明が解決しようとする問題点〉 このように広幅ステンレス鋼ばね材は、ばね特性等材質
的に劣り、ますす厳しくなってくる客先の要求を満たす
ことが出来なくなってきた。
的に劣り、ますす厳しくなってくる客先の要求を満たす
ことが出来なくなってきた。
広幅ステンレス鋼ばね材が材質的に劣る原因として、材
料断面の板厚方向における硬度分布を測定すると表層部
に比べ中心部の方が硬度が高い結果になっていることが
あげられる。第２図にその測定結果を示す。従来のロー
ンミルによって圧延されたばね材は、表層部と中心部の
硬度差が少なく均一な硬度分布となっていることがわか
る。従って、表面の硬度が同等であったとしても断面で
の硬度分布は著しく異なった材料であることがわかる。
料断面の板厚方向における硬度分布を測定すると表層部
に比べ中心部の方が硬度が高い結果になっていることが
あげられる。第２図にその測定結果を示す。従来のロー
ンミルによって圧延されたばね材は、表層部と中心部の
硬度差が少なく均一な硬度分布となっていることがわか
る。従って、表面の硬度が同等であったとしても断面で
の硬度分布は著しく異なった材料であることがわかる。
このように硬度差が大きいこと、特に表層部の硬度が低
いことがばね特性の劣化につながる理由は、すなわち繰
返し曲げられる場合、応力が一番かかる部分は表層部で
あり表層部の強度がないことがへたりを生じさせばね特
性の劣化につながるのである。
いことがばね特性の劣化につながる理由は、すなわち繰
返し曲げられる場合、応力が一番かかる部分は表層部で
あり表層部の強度がないことがへたりを生じさせばね特
性の劣化につながるのである。
著しい硬度差が生じる理由としては、センジミアミルの
ように１回の圧延パスにおける圧下量が大きく、圧延ス
ピードが速い場合塑性変形量は表層部の方が中心部より
も多いが、そのため、ワークロールとの接触もあり表層
部の温度上昇が中心部よりも大きいことに帰因するもの
と考えられる。オーステナイトからマルテンサイトへの
変態量は温度と大きな相関があり温度が高い方が変態量
は少ない。従って、表層部が硬度が低く、中心部は硬度
が高くなる結果になるものと推察される。
ように１回の圧延パスにおける圧下量が大きく、圧延ス
ピードが速い場合塑性変形量は表層部の方が中心部より
も多いが、そのため、ワークロールとの接触もあり表層
部の温度上昇が中心部よりも大きいことに帰因するもの
と考えられる。オーステナイトからマルテンサイトへの
変態量は温度と大きな相関があり温度が高い方が変態量
は少ない。従って、表層部が硬度が低く、中心部は硬度
が高くなる結果になるものと推察される。
〈発明の構成〉 板厚方向における表層部と中心部の硬度差が少なく、ば
ね特性に優れたばね用ステンレス鋼材を得るために、本
発明は、オーステナイト安定度指標Md30（℃）で−50〜
70℃となるよう組成調整したオーステナイト系ステンレ
ス鋼を最終圧延前に溶体化処理を施した後、あらかじめ
70℃以上に加熱した前記オーステナイト系ステンレス鋼
を温間圧延することを特徴とするばね特性に優れたばね
用ステンレス鋼材の製造方法を提供する。
ね特性に優れたばね用ステンレス鋼材を得るために、本
発明は、オーステナイト安定度指標Md30（℃）で−50〜
70℃となるよう組成調整したオーステナイト系ステンレ
ス鋼を最終圧延前に溶体化処理を施した後、あらかじめ
70℃以上に加熱した前記オーステナイト系ステンレス鋼
を温間圧延することを特徴とするばね特性に優れたばね
用ステンレス鋼材の製造方法を提供する。
前記目的を達するために本発明においては、オーステナ
イト安定度指標Md30（℃）をC,N,Si,Mn,NiおよびCrの全
体的なバランスにより調整する。Md30が−50℃未満では
オーステナイトが非常に安全で冷間圧延によるマルテン
サイトへの変態量が十分でなく所望する硬度が得られず
作業性が低下する。また、70℃をこえるとオーステナイ
トが不安定であり溶体化処理後に完全なオーステナイト
組織が得られなくなる。従って、Md30の指標により−50
〜70℃の範囲に限定する。
イト安定度指標Md30（℃）をC,N,Si,Mn,NiおよびCrの全
体的なバランスにより調整する。Md30が−50℃未満では
オーステナイトが非常に安全で冷間圧延によるマルテン
サイトへの変態量が十分でなく所望する硬度が得られず
作業性が低下する。また、70℃をこえるとオーステナイ
トが不安定であり溶体化処理後に完全なオーステナイト
組織が得られなくなる。従って、Md30の指標により−50
〜70℃の範囲に限定する。
このMd30の指標自体は周知のとおり、真歪30％の引張歪
みを与えたときに体積の50％がマルテンサイトに変態す
る温度を意味している。本発明においてはこのMd30が−
50℃以上70℃以下の範囲となるような成分組成に調整さ
れた準安定オーステナイト系ステンレス鋼を本発明は対
象とするものであり，より具体的には，通常の準安定オ
ーステナイト系ステンレス鋼，すなわちC:0,15％以下,M
n:0.5〜2.0％,Ni:5.0〜10.0％,Cr:13.0〜20.0％,N:0.10
％以下を含有する組成のもとで，Md30が−50℃以上70℃
以下の範囲となるように調節されたものである。
みを与えたときに体積の50％がマルテンサイトに変態す
る温度を意味している。本発明においてはこのMd30が−
50℃以上70℃以下の範囲となるような成分組成に調整さ
れた準安定オーステナイト系ステンレス鋼を本発明は対
象とするものであり，より具体的には，通常の準安定オ
ーステナイト系ステンレス鋼，すなわちC:0,15％以下,M
n:0.5〜2.0％,Ni:5.0〜10.0％,Cr:13.0〜20.0％,N:0.10
％以下を含有する組成のもとで，Md30が−50℃以上70℃
以下の範囲となるように調節されたものである。
第１図にSUS301鋼を圧下率30％で冷延する場合の圧延前
のステンレス鋼帯の温度と断面における板厚方向の硬度
分布の関係を示す。常温で硬度差がΔHv＝50あるもの
が、50℃でΔHv＝30、70℃でΔHv＝15、100℃でΔHv＝1
0、150℃でΔHv＝８、200℃でΔHv＝７である。ローン
ミルで圧延した材料の硬度差がΔHv＝13であるから70℃
以上に加熱することで硬度差については同等の材料が得
られることがわかった。しかしながら150℃以上に加熱
するとマルテンサイトの変態量が抑えられ硬度が上がら
ず作業性が低下する。従って、温間圧延する際のステン
レス鋼帯の加熱温度は70℃以上であり、あまり高温すぎ
ない方が望ましい。
のステンレス鋼帯の温度と断面における板厚方向の硬度
分布の関係を示す。常温で硬度差がΔHv＝50あるもの
が、50℃でΔHv＝30、70℃でΔHv＝15、100℃でΔHv＝1
0、150℃でΔHv＝８、200℃でΔHv＝７である。ローン
ミルで圧延した材料の硬度差がΔHv＝13であるから70℃
以上に加熱することで硬度差については同等の材料が得
られることがわかった。しかしながら150℃以上に加熱
するとマルテンサイトの変態量が抑えられ硬度が上がら
ず作業性が低下する。従って、温間圧延する際のステン
レス鋼帯の加熱温度は70℃以上であり、あまり高温すぎ
ない方が望ましい。
以上にような本発明を実施してばね用ステンレス鋼を製
造する場合、得ようとする板厚に応じて中間圧延および
中間焼鈍を２〜４回繰返し、最終焼鈍において約1100℃
の温度で溶体化処理した後に最終冷間加工前に70℃以上
に加熱したステンレス鋼帯を温間圧延する。
造する場合、得ようとする板厚に応じて中間圧延および
中間焼鈍を２〜４回繰返し、最終焼鈍において約1100℃
の温度で溶体化処理した後に最終冷間加工前に70℃以上
に加熱したステンレス鋼帯を温間圧延する。
〈実施例〉 本発明を実施してJISに定めるSUS301、3/4H、SUS304、
Ｈの板幅約1000mmの広幅ばね用ステンレス鋼帯を製造し
た。第３表に得られたばね用ステンレス鋼材（発明鋼と
称す。）と従来の広幅ステンレス鋼帯をセンジミアミル
により圧延して得られるばね用ステンレス鋼材（従来鋼
と称す。）の素材の引張特性値と素材を390℃および450
℃で１時間の時効処理した後の材料のばね特性値を示し
た。
Ｈの板幅約1000mmの広幅ばね用ステンレス鋼帯を製造し
た。第３表に得られたばね用ステンレス鋼材（発明鋼と
称す。）と従来の広幅ステンレス鋼帯をセンジミアミル
により圧延して得られるばね用ステンレス鋼材（従来鋼
と称す。）の素材の引張特性値と素材を390℃および450
℃で１時間の時効処理した後の材料のばね特性値を示し
た。
これを見れば発明鋼は従来鋼に比べばね特性において、
ヤング率、ばね限界値ともに向上しており、引張特性に
おいても良好な結果が得られた。またローンミルにより
冷間圧延し製造した狭幅のばね用ステンレス鋼と比較し
ても同等かそれ以上の特性値を得ることが出来た。特に
ばね限界値はローンミル材より著しく優れた値を示して
いる。
ヤング率、ばね限界値ともに向上しており、引張特性に
おいても良好な結果が得られた。またローンミルにより
冷間圧延し製造した狭幅のばね用ステンレス鋼と比較し
ても同等かそれ以上の特性値を得ることが出来た。特に
ばね限界値はローンミル材より著しく優れた値を示して
いる。
〈発明の効果〉 従来の広幅ステンレス鋼帯のセンジミアミルによる製造
方法ではばね特性が劣るばね用ステンレス鋼しか製造出
来なかったものが、本発明によれば従来鋼よりばね特性
に優れ、さらにローンミルにより製造したばね用ステン
レス鋼と同等か、それ以上のばね材が製造可能となっ
た。
方法ではばね特性が劣るばね用ステンレス鋼しか製造出
来なかったものが、本発明によれば従来鋼よりばね特性
に優れ、さらにローンミルにより製造したばね用ステン
レス鋼と同等か、それ以上のばね材が製造可能となっ
た。
従って、広幅ステンレス鋼帯であるため製造コストが低
く、作業性に優れた製造方法であるから廉価でばね特性
に優れたばね用ステンレス鋼を供給することが出来るよ
うになった。
く、作業性に優れた製造方法であるから廉価でばね特性
に優れたばね用ステンレス鋼を供給することが出来るよ
うになった。
また、従来冷間圧延により得られる硬度は圧延前の材料
温度に大きく左右されていた。すなわち季節的な要因
で、冬場は硬度が高く、夏場は硬度が低くなっていた。
このため、目標とする硬度の材料を得るため圧延率を変
更して製造せざるをえなかった。従って、作業の煩雑さ
を生じさせ生産性にも支障をきたしていた。しかし、冷
間圧延前に加熱することで材料温度は一定であるから、
一年を通じて同一の作業条件で通板出来ることから作業
性、生産性も大幅に向上する結果となった。
温度に大きく左右されていた。すなわち季節的な要因
で、冬場は硬度が高く、夏場は硬度が低くなっていた。
このため、目標とする硬度の材料を得るため圧延率を変
更して製造せざるをえなかった。従って、作業の煩雑さ
を生じさせ生産性にも支障をきたしていた。しかし、冷
間圧延前に加熱することで材料温度は一定であるから、
一年を通じて同一の作業条件で通板出来ることから作業
性、生産性も大幅に向上する結果となった。
第１図は圧延前の材料温度と断面の板厚方向の硬度分布
を示す図、第２図はセンジミアミル工程材とローンミル
工程材の断面の板厚方向の硬度分布を示す図である。
を示す図、第２図はセンジミアミル工程材とローンミル
工程材の断面の板厚方向の硬度分布を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】重量％において， C:0.15％以下， Mn:0.5〜2.0％， Ni:5.0〜10.0％， Cr:13.0〜20.0％， N:0.10％以下， を含有し、残部はFeおよび不可避元素からなり，オース
テナイト安定度指標Md30（℃）が−50℃以上70℃以下の
範囲とするように成分調整されたオーステナイト系ステ
ンレス鋼を最終冷間圧延前に溶体化処理を施した後，あ
らかじめ70℃以上150℃以下に加熱した前記オーステナ
イト系ステンレス鋼を冷間圧延することを特徴とするば
ね特性に優れたばね用ステンレス鋼材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61131960A JPH0768584B2 (ja) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | ばね特性に優れたばね用ステンレス鋼材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61131960A JPH0768584B2 (ja) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | ばね特性に優れたばね用ステンレス鋼材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62290829A JPS62290829A (ja) | 1987-12-17 |
| JPH0768584B2 true JPH0768584B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=15070239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61131960A Expired - Lifetime JPH0768584B2 (ja) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | ばね特性に優れたばね用ステンレス鋼材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0768584B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017124081A1 (en) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | Ak Steel Properties, Inc. | Warm rolling of steels containing metastable austenite |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3542239B2 (ja) * | 1996-10-15 | 2004-07-14 | 新日本製鐵株式会社 | 耐伸線縦割れ性に優れた高強度ステンレス線材及びその鋼線 |
| JP3691341B2 (ja) * | 2000-05-16 | 2005-09-07 | 日新製鋼株式会社 | 精密打抜き性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼板 |
| JP5467408B2 (ja) * | 2008-12-19 | 2014-04-09 | 日本金属株式会社 | ばね用ステンレス鋼板およびその製造方法 |
| BR112013005758B1 (pt) * | 2010-09-10 | 2021-01-05 | Ykk Corporation | cursor para fecho de correr |
| JP6259579B2 (ja) * | 2012-03-29 | 2018-01-10 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 耐熱へたり性に優れた高強度ステンレス鋼線、高強度ばね並びにその製造方法 |
| CN113396239B (zh) * | 2019-06-14 | 2022-11-08 | 日铁不锈钢株式会社 | 奥氏体系不锈钢及其制造方法 |
| CN113088652A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-09 | 长春工业大学 | 一种弥撒强化、高稳定性医用高氮无镍奥氏体不锈钢的制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5633163A (en) * | 1979-08-28 | 1981-04-03 | Kobe Steel Ltd | Manufacture of consumable electrode by melting |
| JPS56102519A (en) * | 1980-01-12 | 1981-08-17 | Nippon Steel Corp | Cold rolling method for stainless steel of high strength |
| JPS5719735A (en) * | 1980-07-10 | 1982-02-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | Photographic sensitive material |
-
1986
- 1986-06-09 JP JP61131960A patent/JPH0768584B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017124081A1 (en) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | Ak Steel Properties, Inc. | Warm rolling of steels containing metastable austenite |
| TWI623622B (zh) * | 2016-01-14 | 2018-05-11 | Ａｋ鋼鐵資產公司 | 溫軋含介穩態奧氏體的鋼 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62290829A (ja) | 1987-12-17 |
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