JPH0770702A - 高腐食疲労強度及び良好なドリル加工性を備える二相ステンレス鋼 - Google Patents
高腐食疲労強度及び良好なドリル加工性を備える二相ステンレス鋼Info
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- JPH0770702A JPH0770702A JP21714293A JP21714293A JPH0770702A JP H0770702 A JPH0770702 A JP H0770702A JP 21714293 A JP21714293 A JP 21714293A JP 21714293 A JP21714293 A JP 21714293A JP H0770702 A JPH0770702 A JP H0770702A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製紙機械におけるサクションロール用二相ス
テンレス鋼に関して、良好なドリル加工性を具備させる
と共に、二次炭化物の析出を可及的に防ぐことにより所
定の耐食性及び腐食疲労強度を確保する。 【構成】 重量％にて、Ｃ：０.０８％以下、Ｓｉ：１.
５％以下、Ｍｎ：３.０％以下、Ｃｒ：２１〜２５％、
Ｎｉ：３〜５％、Ｍｏ：０.２〜１.０％、Ｃｕ：１.２
〜３.０％、Ｎ：０.０４％以下、残部実質的にＦｅから
なり、かつＣｕ／Ｎ＞４２である。
テンレス鋼に関して、良好なドリル加工性を具備させる
と共に、二次炭化物の析出を可及的に防ぐことにより所
定の耐食性及び腐食疲労強度を確保する。 【構成】 重量％にて、Ｃ：０.０８％以下、Ｓｉ：１.
５％以下、Ｍｎ：３.０％以下、Ｃｒ：２１〜２５％、
Ｎｉ：３〜５％、Ｍｏ：０.２〜１.０％、Ｃｕ：１.２
〜３.０％、Ｎ：０.０４％以下、残部実質的にＦｅから
なり、かつＣｕ／Ｎ＞４２である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高い腐食疲労強度と良
好なドリル加工性を備え、製紙機械のサクションロール
用材料として好適なフェライト−オーステナイト二相ス
テンレス鋼に関する。
好なドリル加工性を備え、製紙機械のサクションロール
用材料として好適なフェライト−オーステナイト二相ス
テンレス鋼に関する。
【０００２】
【従来技術】製紙機械におけるサクションロールは、中
空スリーブ構造であって、腐食雰囲気中で使用されるた
め、すぐれた耐食性と高い腐食疲労強度を有する必要が
ある。このため、ロール材料は、一般的にはフェライト
−オーステナイト二相組織のステンレス鋼が使用されて
いる。
空スリーブ構造であって、腐食雰囲気中で使用されるた
め、すぐれた耐食性と高い腐食疲労強度を有する必要が
ある。このため、ロール材料は、一般的にはフェライト
−オーステナイト二相組織のステンレス鋼が使用されて
いる。
【０００３】ところで、二相ステンレス鋼は、所望の耐
食性及び腐食疲労強度を具備させるために、鋳造後溶体
化処理を行ない、炭化物、窒化物等を固溶させて組織を
均一にせねばならない。二相ステンレス鋼の溶体化処理
は、通常、約1000〜1200℃の温度に加熱後急冷(水冷)さ
れる。しかし、サクションロールは大口径(外径約400mm
以上)、厚肉(肉厚約40mm以上)、長尺(長さ約3000mm以
上)であるから、溶体化温度に加熱後水冷した場合、ロ
ールに大きな残留応力が残り、ロール寿命が短くなる不
都合がある。このため、溶体化処理後の冷却には、水冷
よりも遥かに冷却速度の遅い強制空冷方式が一般的に採
用されている。しかし、冷却速度が遅いと一旦固溶した
炭化物等が再び析出するため、強制空冷方式の場合、冷
却速度の管理が非常に重要である。サクションロールは
質量効果が大きいため、ロールの内面側に熱が蓄積し、
内面側の冷却速度が遅くなる傾向にある。このため、冷
却速度が遅くなっても炭化物、窒化物が析出しにくい二
相ステンレス鋼の開発が要請されている。
食性及び腐食疲労強度を具備させるために、鋳造後溶体
化処理を行ない、炭化物、窒化物等を固溶させて組織を
均一にせねばならない。二相ステンレス鋼の溶体化処理
は、通常、約1000〜1200℃の温度に加熱後急冷(水冷)さ
れる。しかし、サクションロールは大口径(外径約400mm
以上)、厚肉(肉厚約40mm以上)、長尺(長さ約3000mm以
上)であるから、溶体化温度に加熱後水冷した場合、ロ
ールに大きな残留応力が残り、ロール寿命が短くなる不
都合がある。このため、溶体化処理後の冷却には、水冷
よりも遥かに冷却速度の遅い強制空冷方式が一般的に採
用されている。しかし、冷却速度が遅いと一旦固溶した
炭化物等が再び析出するため、強制空冷方式の場合、冷
却速度の管理が非常に重要である。サクションロールは
質量効果が大きいため、ロールの内面側に熱が蓄積し、
内面側の冷却速度が遅くなる傾向にある。このため、冷
却速度が遅くなっても炭化物、窒化物が析出しにくい二
相ステンレス鋼の開発が要請されている。
【０００４】また、サクションロールは、多湿紙の水分
を吸引するためのサクションホール(口径約３〜６mm)が
ロールの略全領域にわたって、数mmのピッチで開設さ
れ、その個数は数万個にも及ぶ。このサクションホール
の孔明けは、ドリル加工によって行なわれるため、二相
ステンレス鋼はドリル加工性にすぐれるものでなければ
ならない。
を吸引するためのサクションホール(口径約３〜６mm)が
ロールの略全領域にわたって、数mmのピッチで開設さ
れ、その個数は数万個にも及ぶ。このサクションホール
の孔明けは、ドリル加工によって行なわれるため、二相
ステンレス鋼はドリル加工性にすぐれるものでなければ
ならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ドリ
ル加工性にすぐれると共に、溶体化処理工程の冷却時に
炭化物等が析出し難い材質であって、結果的にすぐれた
耐食性と腐食雰囲気中での高い強度を備える二相ステン
レス鋼を提供することにある。
ル加工性にすぐれると共に、溶体化処理工程の冷却時に
炭化物等が析出し難い材質であって、結果的にすぐれた
耐食性と腐食雰囲気中での高い強度を備える二相ステン
レス鋼を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の二相ステンレス鋼は、重量％にて、Ｃ：
０.０８％以下、Ｓｉ：１.５％以下、Ｍｎ：３.０％以
下、Ｃｒ：２１〜２５％、Ｎｉ：３〜５％、Ｍｏ：０.
２〜１.０％、Ｃｕ：１.２〜３.０％、Ｎ：０.０４％以
下、残部実質的にＦｅからなり、かつＣｕ／Ｎの値は４
２よりも大きい。
め、本発明の二相ステンレス鋼は、重量％にて、Ｃ：
０.０８％以下、Ｓｉ：１.５％以下、Ｍｎ：３.０％以
下、Ｃｒ：２１〜２５％、Ｎｉ：３〜５％、Ｍｏ：０.
２〜１.０％、Ｃｕ：１.２〜３.０％、Ｎ：０.０４％以
下、残部実質的にＦｅからなり、かつＣｕ／Ｎの値は４
２よりも大きい。
【０００７】
Ｃ：０.０８％以下 Ｃはオーステナイト生成元素であり、強度の向上及びド
リル加工性の向上に寄与する。あまりに多く含有する
と、クロム炭化物が析出しやすくなり、耐食性が損なわ
れる。このため、上限は０.０８％に規定する。
リル加工性の向上に寄与する。あまりに多く含有する
と、クロム炭化物が析出しやすくなり、耐食性が損なわ
れる。このため、上限は０.０８％に規定する。
【０００８】Ｓｉ：１.５％以下 Ｓｉは溶鋼の脱酸及び鋳造性確保のために必要な元素で
ある。しかし、あまりに多く含有すると靱性が損なわれ
るため、１.５％を上限とする。
ある。しかし、あまりに多く含有すると靱性が損なわれ
るため、１.５％を上限とする。
【０００９】Ｍｎ：３.０％以下 Ｍｎは上記Ｓｉと同様に脱酸剤として作用する他、オー
ステナイト相の安定化に有効な元素である。しかし、多
量に含有すると耐食性が低下するので上限は３.０％と
する。
ステナイト相の安定化に有効な元素である。しかし、多
量に含有すると耐食性が低下するので上限は３.０％と
する。
【００１０】Ｃｒ：２１〜２５％ Ｃｒは耐食性の向上に寄与し、またフェライト相の形成
により強度を高める。このため、少なくとも２１％以上
含有させる必要がある。一方、あまりに多く含有すると
靱性の低下を招き、また鋳造時に脆弱なシグマ相を形成
する。このため、上限を２５％と規定する。
により強度を高める。このため、少なくとも２１％以上
含有させる必要がある。一方、あまりに多く含有すると
靱性の低下を招き、また鋳造時に脆弱なシグマ相を形成
する。このため、上限を２５％と規定する。
【００１１】Ｎｉ：３〜５％ Ｎｉはオーステナイト相を安定化させ、靱性の向上に寄
与する。このため、少なくとも３％以上含有させる。一
方、Ｎｉは加工硬化を起こしやすい元素であり、ドリル
加工性を悪くするため、できるだけ少ない範囲で含有さ
せることが望ましい。このため、上限は５％とする。
与する。このため、少なくとも３％以上含有させる。一
方、Ｎｉは加工硬化を起こしやすい元素であり、ドリル
加工性を悪くするため、できるだけ少ない範囲で含有さ
せることが望ましい。このため、上限は５％とする。
【００１２】Ｍｏ：０.２〜１.０％ Ｍｏは耐食性及び腐食疲労強度の向上に大きく寄与する
が、ドリル加工性を悪くする。このため、本発明の二相
ステンレス鋼にあっては、０.２〜１.０％の範囲内で含
有させる。
が、ドリル加工性を悪くする。このため、本発明の二相
ステンレス鋼にあっては、０.２〜１.０％の範囲内で含
有させる。
【００１３】Ｃｕ：１.２〜３.０％ Ｃｕは耐食性の向上及びオーステナイト相の固溶強化に
寄与する。また、Ｎｉとは異なり加工硬化を起こし難い
ため、所望のドリル加工性を確保する上で有利である。
このため、少なくとも１.２％を含有させる。しかし、
あまりに多く含有するとフェライト中に金属間化合物を
生成し、靱性を著しく低下させる。このため、上限は
３.０％に規定する。なお、Ｃｕは、前記の如く耐食性
の向上に寄与する元素であるが、Ｃｕの含有量とＮの含
有量との関係が一定の比率を超えると、二次炭化物及び
窒化物の析出を促進する性質があることがわかった。溶
体化加熱後の冷却段階で炭化物、窒化物が析出すると、
Ｃｕのもつすぐれた耐食性、腐食疲労強度、加工性が損
なわれてしまう。サクションロールの場合、前述した如
く、溶体化加熱後の冷却は強制空冷方式を採用してお
り、冷却速度は水冷に比べてかなり遅くなるから、炭化
物、窒化物等の析出を防止するためにＮの含有量を厳密
にコントロールせねばならない。Ｎの含有量について
は、後述する。
寄与する。また、Ｎｉとは異なり加工硬化を起こし難い
ため、所望のドリル加工性を確保する上で有利である。
このため、少なくとも１.２％を含有させる。しかし、
あまりに多く含有するとフェライト中に金属間化合物を
生成し、靱性を著しく低下させる。このため、上限は
３.０％に規定する。なお、Ｃｕは、前記の如く耐食性
の向上に寄与する元素であるが、Ｃｕの含有量とＮの含
有量との関係が一定の比率を超えると、二次炭化物及び
窒化物の析出を促進する性質があることがわかった。溶
体化加熱後の冷却段階で炭化物、窒化物が析出すると、
Ｃｕのもつすぐれた耐食性、腐食疲労強度、加工性が損
なわれてしまう。サクションロールの場合、前述した如
く、溶体化加熱後の冷却は強制空冷方式を採用してお
り、冷却速度は水冷に比べてかなり遅くなるから、炭化
物、窒化物等の析出を防止するためにＮの含有量を厳密
にコントロールせねばならない。Ｎの含有量について
は、後述する。
【００１４】Ｎ：０.０４％以下 Ｎはオーステナイト相を強化するため、あまりに多く含
むと加工硬化が起こり易くなる。このため、本発明の二
相ステンレス鋼にあっては、含有量は０.０４％を超え
ないようにする。ところで、本発明者は、前述した如
く、ＣｕとＮの含有量の比率は二次炭化物の析出に密接
な関係を有していること、より具体的には、Ｃｕに対す
るＮの含有量が多すぎると、溶体化処理工程の冷却時に
炭化物、窒化物等の析出が促進され、結果的に耐食性及
び腐食疲労強度及び加工性が著しく損なわれることを見
出した。このため、Ｎ％は、Ｃｕ％の４２分の１よりも
小さくなるように、換言すればＣｕ％：Ｎ％の比の値が
４２よりも大きくなるように規定する。
むと加工硬化が起こり易くなる。このため、本発明の二
相ステンレス鋼にあっては、含有量は０.０４％を超え
ないようにする。ところで、本発明者は、前述した如
く、ＣｕとＮの含有量の比率は二次炭化物の析出に密接
な関係を有していること、より具体的には、Ｃｕに対す
るＮの含有量が多すぎると、溶体化処理工程の冷却時に
炭化物、窒化物等の析出が促進され、結果的に耐食性及
び腐食疲労強度及び加工性が著しく損なわれることを見
出した。このため、Ｎ％は、Ｃｕ％の４２分の１よりも
小さくなるように、換言すればＣｕ％：Ｎ％の比の値が
４２よりも大きくなるように規定する。
【００１５】本発明の二相ステンレス鋼は、上記各成分
を含有し、不可避的に混入するＰ、Ｓ等の不純物元素及
びＦｅからなる。
を含有し、不可避的に混入するＰ、Ｓ等の不純物元素及
びＦｅからなる。
【００１６】
【実施例】表１に示す各種化学成分の供試材を溶製し、
各供試材から作製した供試片について、腐食疲労強度強
度試験及びドリル加工による切削抵抗試験を行なった。
各供試材から作製した供試片について、腐食疲労強度強
度試験及びドリル加工による切削抵抗試験を行なった。
【００１７】腐食疲労強度試験は、腐食性液(Ｃｌ-200p
pm、ＳＯ4 2-500ppm、pH4.0)中における小野式回転曲げ
疲労試験により、応力150MPa下で破断に至るまでの回数
を調べた。ドリル加工性試験は、ドリル加工の難易性を
調べるもので、ドリル孔明時に試験片に作用するスラス
ト方向の抵抗(切削切込み方向の反発力)を測定した。加
工条件は、ドリル径4.0mm、送り速度0.01mm／rev.、回
転数450rpmで行なった。これらの試験結果を表２に示
す。
pm、ＳＯ4 2-500ppm、pH4.0)中における小野式回転曲げ
疲労試験により、応力150MPa下で破断に至るまでの回数
を調べた。ドリル加工性試験は、ドリル加工の難易性を
調べるもので、ドリル孔明時に試験片に作用するスラス
ト方向の抵抗(切削切込み方向の反発力)を測定した。加
工条件は、ドリル径4.0mm、送り速度0.01mm／rev.、回
転数450rpmで行なった。これらの試験結果を表２に示
す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】表１において、供試No.１〜No.４は本発明
の実施例であり、供試No.11〜No.16は比較例である。比
較例中、供試No.11はＭｏの含有量が本発明の規定より
も少なく、供試No.12は、Ｍｏの含有量が本発明の規定
よりも多い。供試No.13は、Ｃｕの含有量が本発明の規
定よりも少ない。供試No.14は、Ｃｕ及びＮの含有量が
何れも本発明の規定より多く、またＣｕ／Ｎの値が本発
明の規定よりも小さい。供試No.15は、Ｎの含有量が本
発明の規定よりも多く、またＣｕ／Ｎの値が本発明の規
定よりも小さい。供試No.16は、全ての化学成分が本発
明の範囲内に含まれるが、Ｃｕ／Ｎの値が本発明の規定
よりも小さい。
の実施例であり、供試No.11〜No.16は比較例である。比
較例中、供試No.11はＭｏの含有量が本発明の規定より
も少なく、供試No.12は、Ｍｏの含有量が本発明の規定
よりも多い。供試No.13は、Ｃｕの含有量が本発明の規
定よりも少ない。供試No.14は、Ｃｕ及びＮの含有量が
何れも本発明の規定より多く、またＣｕ／Ｎの値が本発
明の規定よりも小さい。供試No.15は、Ｎの含有量が本
発明の規定よりも多く、またＣｕ／Ｎの値が本発明の規
定よりも小さい。供試No.16は、全ての化学成分が本発
明の範囲内に含まれるが、Ｃｕ／Ｎの値が本発明の規定
よりも小さい。
【００２１】表２から明らかなように、本発明の供試材
は、腐食疲労強度試験では、破断に至るまでの回数は1.
05×108回以上、ドリル加工性試験における切削抵抗は5
11MPa以下であり、両特性においてすぐれている。これ
に対して、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎ、Ｃｕ／Ｎの数値に関し、少
なくともどれか１つが本発明の規定から逸脱する比較例
は、腐食疲労強度とドリル加工性の両特性を同時に満足
させることはできない。例えば、供試No.11はドリル加
工性にすぐれるが、腐食疲労強度が十分でない。一方、
供試No.12及びNo.14は高い腐食疲労強度を備えている
が、スラスト抵抗は611MPa以上であり、切削性に劣る。
また、供試No.13、No.15及びNo.16は、腐食疲労強度及
び切削抵抗の両特性とも十分でない。
は、腐食疲労強度試験では、破断に至るまでの回数は1.
05×108回以上、ドリル加工性試験における切削抵抗は5
11MPa以下であり、両特性においてすぐれている。これ
に対して、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎ、Ｃｕ／Ｎの数値に関し、少
なくともどれか１つが本発明の規定から逸脱する比較例
は、腐食疲労強度とドリル加工性の両特性を同時に満足
させることはできない。例えば、供試No.11はドリル加
工性にすぐれるが、腐食疲労強度が十分でない。一方、
供試No.12及びNo.14は高い腐食疲労強度を備えている
が、スラスト抵抗は611MPa以上であり、切削性に劣る。
また、供試No.13、No.15及びNo.16は、腐食疲労強度及
び切削抵抗の両特性とも十分でない。
【００２２】
【発明の効果】本発明の二相ステンレス鋼は、すぐれた
ドリル加工性と高い腐食疲労強度を具備しているから、
製紙機械用サクションロール用の材料として好適であ
る。
ドリル加工性と高い腐食疲労強度を具備しているから、
製紙機械用サクションロール用の材料として好適であ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％にて、Ｃ：０.０８％以下、Ｓ
ｉ：１.５％以下、Ｍｎ：３.０％以下、Ｃｒ：２１〜２
５％、Ｎｉ：３〜５％、Ｍｏ：０.２〜１.０％、Ｃｕ：
１.２〜３.０％、Ｎ：０.０４％以下、残部実質的にＦ
ｅからなり、かつＣｕ／Ｎの値が４２よりも大である、
高腐食疲労強度及び良好なドリル加工性を備える二相ス
テンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21714293A JPH0770702A (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | 高腐食疲労強度及び良好なドリル加工性を備える二相ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21714293A JPH0770702A (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | 高腐食疲労強度及び良好なドリル加工性を備える二相ステンレス鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0770702A true JPH0770702A (ja) | 1995-03-14 |
Family
ID=16699517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21714293A Withdrawn JPH0770702A (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | 高腐食疲労強度及び良好なドリル加工性を備える二相ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0770702A (ja) |
-
1993
- 1993-09-01 JP JP21714293A patent/JPH0770702A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001107 |