JPH0995755A - Ｂ入りオーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 - Google Patents
Ｂ入りオーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法Info
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- JPH0995755A JPH0995755A JP27503395A JP27503395A JPH0995755A JP H0995755 A JPH0995755 A JP H0995755A JP 27503395 A JP27503395 A JP 27503395A JP 27503395 A JP27503395 A JP 27503395A JP H0995755 A JPH0995755 A JP H0995755A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱間加工性、とくに耳割れや飛び込み疵のな
い表面性状の優れたオーステナイト系ステンレス鋼を高
い歩留りで製造すること。 【解決手段】 Ｃ：0.1 wt％以下、Si：0.10〜1.00wt
％、 Mn：0.10〜2.00wt％、Ｂ：0.05〜5.0 wt％、 C
r：11.0〜27.0wt％、Ni：7.0 〜25.0wt％、 Ｎ：0.3 w
t％以下、および必要に応じてMo：0.1 〜3.0 wt％を含
有する溶鋼を、造塊時における溶鋼過熱度ΔＴを30〜13
0 ℃として鋳込むことにより、鋼中に粒径が10μｍ以下
の大きさのボライドを分散析出させるＢ入りオーステナ
イト系ステンレス鋼とその製造方法。
い表面性状の優れたオーステナイト系ステンレス鋼を高
い歩留りで製造すること。 【解決手段】 Ｃ：0.1 wt％以下、Si：0.10〜1.00wt
％、 Mn：0.10〜2.00wt％、Ｂ：0.05〜5.0 wt％、 C
r：11.0〜27.0wt％、Ni：7.0 〜25.0wt％、 Ｎ：0.3 w
t％以下、および必要に応じてMo：0.1 〜3.0 wt％を含
有する溶鋼を、造塊時における溶鋼過熱度ΔＴを30〜13
0 ℃として鋳込むことにより、鋼中に粒径が10μｍ以下
の大きさのボライドを分散析出させるＢ入りオーステナ
イト系ステンレス鋼とその製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、中性子を放射する
原子力廃棄物の貯蔵、輸送あるいは中性子遮蔽材として
好適に用いられるＢ（ボロン）入りオーステナイト系ス
テンレス鋼およびその製造方法に関するものである。
原子力廃棄物の貯蔵、輸送あるいは中性子遮蔽材として
好適に用いられるＢ（ボロン）入りオーステナイト系ス
テンレス鋼およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】中性子を遮蔽しかつ耐食性を有する材料
としては、Ｂを含有するオーステナイト系ステンレス鋼
が知られている。しかし、Ｂを0.5 wt％以上含有するオ
ーステナイト系ステンレス鋼は、熱間での加工性が悪
く、しかもこのＢ％が高い材料ほど熱間加工性が悪いた
めに圧延中に耳割れが発生しやすく、歩留りの低下のみ
ならず、耳割れに起因する飛び込み疵が発生するなど多
くの問題が指摘されていた。
としては、Ｂを含有するオーステナイト系ステンレス鋼
が知られている。しかし、Ｂを0.5 wt％以上含有するオ
ーステナイト系ステンレス鋼は、熱間での加工性が悪
く、しかもこのＢ％が高い材料ほど熱間加工性が悪いた
めに圧延中に耳割れが発生しやすく、歩留りの低下のみ
ならず、耳割れに起因する飛び込み疵が発生するなど多
くの問題が指摘されていた。
【０００３】また、Ｂ添加ステンレス鋼は、一般に、鋳
造時の溶鋼過熱度ΔＴを大きくして鋳造していた。とい
うのは、このΔＴをあまり小さくすると湯流れ性が悪く
なり、ノズル閉塞などのトラブルが発生するため、鋳込
み時の過熱度ΔＴは 150℃位に高くして鋳造していたの
である。しかしながら、このような鋳込み条件では、溶
湯温度が高すぎるため、鋳型なめ（鋳型と溶湯が反応し
固着してしまう現象)が生じる他、凝固時のボライドの
一つ一つの形態が大きくなり、熱間加工性、室温での機
械的性質、いずれの点においても、良好な材料が得られ
ないという問題があった。
造時の溶鋼過熱度ΔＴを大きくして鋳造していた。とい
うのは、このΔＴをあまり小さくすると湯流れ性が悪く
なり、ノズル閉塞などのトラブルが発生するため、鋳込
み時の過熱度ΔＴは 150℃位に高くして鋳造していたの
である。しかしながら、このような鋳込み条件では、溶
湯温度が高すぎるため、鋳型なめ（鋳型と溶湯が反応し
固着してしまう現象)が生じる他、凝固時のボライドの
一つ一つの形態が大きくなり、熱間加工性、室温での機
械的性質、いずれの点においても、良好な材料が得られ
ないという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主目的は、Ｂ
添加オーステナイト系ステンレス鋼の熱間加工性を改善
することにある。また、本発明の他の目的は、熱間加工
性に優れたＢ添加オーステナイト系ステンレス鋼を有利
に製造する技術を提案することにある。本発明のさらに
他の目的は、耳割れや飛び込み傷のない表面性状の優れ
たオーステナイト系ステンレス鋼を高い歩留りで製造す
るための技術を提案するところにある。
添加オーステナイト系ステンレス鋼の熱間加工性を改善
することにある。また、本発明の他の目的は、熱間加工
性に優れたＢ添加オーステナイト系ステンレス鋼を有利
に製造する技術を提案することにある。本発明のさらに
他の目的は、耳割れや飛び込み傷のない表面性状の優れ
たオーステナイト系ステンレス鋼を高い歩留りで製造す
るための技術を提案するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上掲の各目的を実現する
ために鋭意研究した結果、発明者らは、上記の欠点なら
びに問題を克服するには、鋳造方法の制御を通じて凝固
組織とボライドの粒径を制御することが有効になるとの
知見を得、本発明に想到した。本発明の要旨構成を以下
に列挙する。 (1) Ｃ：0.1 wt％以下、 Si：0.10〜1.00wt％、Mn：
0.10〜2.00wt％、 Ｂ：0.05〜5.0 wt％、Cr：11.0〜2
7.0wt％、 Ni：7.0 〜25.0wt％およびＮ：0.3 wt％以
下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるＢ
入りオーステナイト系ステンレス鋼であって、鋼中に平
均粒径：10μｍ以下の大きさのボライドが分散している
ことを特徴とするＢ入りオーステナイト系ステンレス
鋼。 (2) Ｃ：0.1 wt％以下、 Si：0.10〜1.00wt％、Mn：
0.10〜2.00wt％、 Ｂ：0.05〜5.0 wt％、Cr：11.0〜2
7.0wt％、 Ni：7.0 〜25.0wt％、Mo：0.1 〜3.0 wt％
およびＮ：0.3 wt％以下を含有し、残部がFeおよび不可
避的不純物からなるＢ入りオーステナイト系ステンレス
鋼であって、鋼中に平均粒径：10μｍ以下の大きさのボ
ライドが分散していることを特徴とするＢ入りオーステ
ナイト系ステンレス鋼。 (3) 上記の各ステンレス鋼の凝固組織は、デンドライト
二次アーム間隔が10〜20μｍの大きさを有することを特
徴とする。
ために鋭意研究した結果、発明者らは、上記の欠点なら
びに問題を克服するには、鋳造方法の制御を通じて凝固
組織とボライドの粒径を制御することが有効になるとの
知見を得、本発明に想到した。本発明の要旨構成を以下
に列挙する。 (1) Ｃ：0.1 wt％以下、 Si：0.10〜1.00wt％、Mn：
0.10〜2.00wt％、 Ｂ：0.05〜5.0 wt％、Cr：11.0〜2
7.0wt％、 Ni：7.0 〜25.0wt％およびＮ：0.3 wt％以
下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるＢ
入りオーステナイト系ステンレス鋼であって、鋼中に平
均粒径：10μｍ以下の大きさのボライドが分散している
ことを特徴とするＢ入りオーステナイト系ステンレス
鋼。 (2) Ｃ：0.1 wt％以下、 Si：0.10〜1.00wt％、Mn：
0.10〜2.00wt％、 Ｂ：0.05〜5.0 wt％、Cr：11.0〜2
7.0wt％、 Ni：7.0 〜25.0wt％、Mo：0.1 〜3.0 wt％
およびＮ：0.3 wt％以下を含有し、残部がFeおよび不可
避的不純物からなるＢ入りオーステナイト系ステンレス
鋼であって、鋼中に平均粒径：10μｍ以下の大きさのボ
ライドが分散していることを特徴とするＢ入りオーステ
ナイト系ステンレス鋼。 (3) 上記の各ステンレス鋼の凝固組織は、デンドライト
二次アーム間隔が10〜20μｍの大きさを有することを特
徴とする。
【０００６】また、本発明の上記ステンレス鋼は、下記
の方法の実施によって製造する。 (4) Ｂ：0.05〜5.0 wt％を含有するオーステナイト系ス
テンレス溶鋼を、造塊時における溶鋼過熱度ΔＴを30〜
130 ℃として鋳込むことにより、鋼中に粒径が10μｍ以
下の大きさのボライドを分散析出させることを特徴とす
るＢ入りオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。 (5) Ｃ：0.1 wt％以下、 Si：0.10〜1.00wt％、Mn：
0.10〜2.00wt％、 Ｂ：0.05〜5.0 wt％、Cr：11.0〜2
7.0wt％、 Ni：7.0 〜25.0wt％およびＮ：0.3 wt％以
下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるＢ
入りステンレス溶鋼を、造塊時における溶鋼過熱度ΔＴ
を30〜130 ℃として鋳込むことにより、鋼中に粒径が10
μｍ以下の大きさのボライドを分散析出させることを特
徴とするＢ入りオーステナイト系ステンレス鋼の製造方
法。 (6) Ｃ：0.1 wt％以下、 Si：0.10〜1.00wt％、Mn：
0.10〜2.00wt％、 Ｂ：0.05〜5.0 wt％、Cr：11.0〜2
7.0wt％、 Ni：7.0 〜25.0wt％およびMo：0.1 〜3.0 w
t％およびＮ：0.3 wt％以下を含有し、残部がFeおよび
不可避的不純物からなるＢ入りステンレス溶鋼を、造塊
時における溶鋼過熱度ΔＴを30〜130 ℃として鋳込むこ
とにより、鋼中に粒径が10μｍ以下の大きさのボライド
を分散析出させることを特徴とするＢ入りオーステナイ
ト系ステンレス鋼の製造方法。
の方法の実施によって製造する。 (4) Ｂ：0.05〜5.0 wt％を含有するオーステナイト系ス
テンレス溶鋼を、造塊時における溶鋼過熱度ΔＴを30〜
130 ℃として鋳込むことにより、鋼中に粒径が10μｍ以
下の大きさのボライドを分散析出させることを特徴とす
るＢ入りオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。 (5) Ｃ：0.1 wt％以下、 Si：0.10〜1.00wt％、Mn：
0.10〜2.00wt％、 Ｂ：0.05〜5.0 wt％、Cr：11.0〜2
7.0wt％、 Ni：7.0 〜25.0wt％およびＮ：0.3 wt％以
下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるＢ
入りステンレス溶鋼を、造塊時における溶鋼過熱度ΔＴ
を30〜130 ℃として鋳込むことにより、鋼中に粒径が10
μｍ以下の大きさのボライドを分散析出させることを特
徴とするＢ入りオーステナイト系ステンレス鋼の製造方
法。 (6) Ｃ：0.1 wt％以下、 Si：0.10〜1.00wt％、Mn：
0.10〜2.00wt％、 Ｂ：0.05〜5.0 wt％、Cr：11.0〜2
7.0wt％、 Ni：7.0 〜25.0wt％およびMo：0.1 〜3.0 w
t％およびＮ：0.3 wt％以下を含有し、残部がFeおよび
不可避的不純物からなるＢ入りステンレス溶鋼を、造塊
時における溶鋼過熱度ΔＴを30〜130 ℃として鋳込むこ
とにより、鋼中に粒径が10μｍ以下の大きさのボライド
を分散析出させることを特徴とするＢ入りオーステナイ
ト系ステンレス鋼の製造方法。
【０００７】以下、上記要旨構成にかかる本発明に想到
する契機となった知見について説明する。発明者らは、
まずＢ添加オーステナイト系ステンレス鋼における破壊
挙動について調査した。その結果、ＢとFe、Crとの化合
物であるボライドが亀裂の起点となって破壊が進行する
ことを突きとめた。すなわち、Ｂ添加オーステナイト系
ステンレス鋼については、熱間加工性や室温における安
定した機械的強度を確保するには、ＢとFe, Crの化合物
であるボライドをできる限り小さくし、均一に分散させ
ることが有効であることがわかったのである。
する契機となった知見について説明する。発明者らは、
まずＢ添加オーステナイト系ステンレス鋼における破壊
挙動について調査した。その結果、ＢとFe、Crとの化合
物であるボライドが亀裂の起点となって破壊が進行する
ことを突きとめた。すなわち、Ｂ添加オーステナイト系
ステンレス鋼については、熱間加工性や室温における安
定した機械的強度を確保するには、ＢとFe, Crの化合物
であるボライドをできる限り小さくし、均一に分散させ
ることが有効であることがわかったのである。
【０００８】そこで発明者らは、そのボライドの粒径が
熱間加工性に与える影響, とくに凝固組織についての影
響を知るために、Ｂ添加オーステナイト系ステンレス鋼
のミクロ組織を観察した。その結果、鋳込み時の溶鋼過
熱℃ΔＴを変化させた凝固組織については、冷却速度を
表すデンドライド二次アーム間隔は、それほど大きく変
化していないにも拘わらず、ボライドの形態はそのΔＴ
によって大きく変化することがわかった。すなわち、デ
ンドライド二次アーム間隔に代表される凝固組織全体に
ついて見ると大きな変化はないものの、ボライドの塊を
１つの粒として見たときの粒の大きさは、ΔＴによって
大きく変化し、ΔＴを小さくすればするほど粒の大きさ
が小さくなっていることがわかったのである。
熱間加工性に与える影響, とくに凝固組織についての影
響を知るために、Ｂ添加オーステナイト系ステンレス鋼
のミクロ組織を観察した。その結果、鋳込み時の溶鋼過
熱℃ΔＴを変化させた凝固組織については、冷却速度を
表すデンドライド二次アーム間隔は、それほど大きく変
化していないにも拘わらず、ボライドの形態はそのΔＴ
によって大きく変化することがわかった。すなわち、デ
ンドライド二次アーム間隔に代表される凝固組織全体に
ついて見ると大きな変化はないものの、ボライドの塊を
１つの粒として見たときの粒の大きさは、ΔＴによって
大きく変化し、ΔＴを小さくすればするほど粒の大きさ
が小さくなっていることがわかったのである。
【０００９】かかる知見をもとに、発明者らはさらに、
種々の条件にて鋳造したＢ添加ステンレス鋼について、
その凝固組織と熱間加工性との関係を超高温引張試験に
て調査した。その結果、鋳込み時の前記溶鋼過熱度ΔＴ
を30〜130 ℃とすれば、少なくとも下記の成分組成の鋼
については良好な熱間加工性が得られることを突きとめ
た。
種々の条件にて鋳造したＢ添加ステンレス鋼について、
その凝固組織と熱間加工性との関係を超高温引張試験に
て調査した。その結果、鋳込み時の前記溶鋼過熱度ΔＴ
を30〜130 ℃とすれば、少なくとも下記の成分組成の鋼
については良好な熱間加工性が得られることを突きとめ
た。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明における好適実施形態とな
るＢ添加オーステナイト系ステンレス鋼の成分組成の範
囲ならびに製造条件限定の理由について説明する。
るＢ添加オーステナイト系ステンレス鋼の成分組成の範
囲ならびに製造条件限定の理由について説明する。
【００１１】(1) Ｃ：0.1 wt％以下 Ｃは、ステンレス鋼中でCr炭化物を形成し、耐食性, 耐
酸化性に寄与するCrを減少させてしまうので、0.1 wt％
以下とする。実用的には、0.08wt％以下とすることがよ
り好ましい。
酸化性に寄与するCrを減少させてしまうので、0.1 wt％
以下とする。実用的には、0.08wt％以下とすることがよ
り好ましい。
【００１２】(2) Si：0.10〜1.00wt％ Siは、脱酸元素であり、精錬上必要な元素である。ま
た、ステンレス鋼の耐食性, 耐酸化性を向上させる元素
であるが、1.0 wt％を超えると熱間加工性を悪くする。
これらのことからSiは、0.1 〜1.00wt％と限定する。好
ましくは0.30〜0.80wt％の範囲がよい。
た、ステンレス鋼の耐食性, 耐酸化性を向上させる元素
であるが、1.0 wt％を超えると熱間加工性を悪くする。
これらのことからSiは、0.1 〜1.00wt％と限定する。好
ましくは0.30〜0.80wt％の範囲がよい。
【００１３】(3) Mn：0.10〜2.00wt％ Mnは、Siと同様に脱酸元素として有効であり、またNiの
代替成分として利用される元素であるが、多量に添加す
ると誘導放射能の残留が多くなるので、2.00wt％以下、
好ましくは0.30〜1.50wt％の範囲とする。
代替成分として利用される元素であるが、多量に添加す
ると誘導放射能の残留が多くなるので、2.00wt％以下、
好ましくは0.30〜1.50wt％の範囲とする。
【００１４】(4) Ｂ：0.05〜5.0 wt％ Ｂは、この発明において最も重要な役割を担う成分であ
り、とくに中性子吸収能を確保するためには必要不可欠
な元素である。従って、中性子吸収能を発現させるため
に少なくとも0.05wt％以上の添加を必要とする。しかし
ながら、Ｂを5.0 wt％よりも多く添加した場合には、材
料強度の上昇, 耐摩耗性の上昇, 加工性の劣化など実用
上多くの問題が発生するため、5.0 wt％を上限とする。
より好ましくは加工性の面からは0.05〜2.0 wt％の範囲
内で添加することが望まれる。
り、とくに中性子吸収能を確保するためには必要不可欠
な元素である。従って、中性子吸収能を発現させるため
に少なくとも0.05wt％以上の添加を必要とする。しかし
ながら、Ｂを5.0 wt％よりも多く添加した場合には、材
料強度の上昇, 耐摩耗性の上昇, 加工性の劣化など実用
上多くの問題が発生するため、5.0 wt％を上限とする。
より好ましくは加工性の面からは0.05〜2.0 wt％の範囲
内で添加することが望まれる。
【００１５】(5) Ｎ：0.3 wt％以下 Ｎは、ステンレス鋼の強度と耐食性を向上させる元素で
あるが、0.3 wt％を超えて添加した場合、強度の上昇に
よる加工性の劣化が問題となるので 0.3wt％以下に規定
する。好ましくは0.20wt％以下に制御する。
あるが、0.3 wt％を超えて添加した場合、強度の上昇に
よる加工性の劣化が問題となるので 0.3wt％以下に規定
する。好ましくは0.20wt％以下に制御する。
【００１６】(6) Cr：11.0〜27.0wt％ Crは、ステンレス鋼における基本成分であり、耐食性の
付与に不可欠な元素である。顕著な耐食性の向上のため
には少なくとも11wt％を超えるCrの添加が必要であり、
Cr量が高いほど耐食性に優れる。しかしながら、Crを27
wt％を超えて添加した場合、材料の脆化が著しく、実用
上好ましくない。従って、Crの範囲を11.0〜27.0wt％と
限定した。より好ましくは優れた耐食性を示す18wt％以
上、脆化の生じない25wt％以下にするのがよい。
付与に不可欠な元素である。顕著な耐食性の向上のため
には少なくとも11wt％を超えるCrの添加が必要であり、
Cr量が高いほど耐食性に優れる。しかしながら、Crを27
wt％を超えて添加した場合、材料の脆化が著しく、実用
上好ましくない。従って、Crの範囲を11.0〜27.0wt％と
限定した。より好ましくは優れた耐食性を示す18wt％以
上、脆化の生じない25wt％以下にするのがよい。
【００１７】(7) Ni：7.0 〜25.0wt％ Niは、Crとともにステンレス鋼の基本成分であり、オー
ステナイト相を安定にするために必須の元素である。Ｂ
添加ステンレス鋼においてはNiがボロン化合物中にほと
んど固溶せず消費されないため、7 wt％の添加で充分に
オーステナイトを安定化する。しかしながら、25wt％を
超えて添加した場合、極めてコストが高くなるため上限
を25wt％とした。より好ましくはオーステナイトが安定
となる7.0 〜12.0wt％とすることが望ましい。
ステナイト相を安定にするために必須の元素である。Ｂ
添加ステンレス鋼においてはNiがボロン化合物中にほと
んど固溶せず消費されないため、7 wt％の添加で充分に
オーステナイトを安定化する。しかしながら、25wt％を
超えて添加した場合、極めてコストが高くなるため上限
を25wt％とした。より好ましくはオーステナイトが安定
となる7.0 〜12.0wt％とすることが望ましい。
【００１８】(8) Mo： 0.1〜3.0 wt％ Moは、Crに比較して約３倍の耐食性付与作用を有し、耐
食性の向上にきわめて有効な元素であって、0.1 wt％以
上の添加によってその効果を発現する。はっきりとした
耐食性向上の効果を得るためには1.0 wt％以上添加する
ことが好ましい。しかしながら、3.0 wt％を超えて添加
した場合には、コストが高くなる上、脆化が著しくなり
実用上好ましくない。従って、添加範囲を0.1 〜3.0 wt
％、より好ましくは 1.0〜2.5 wt％の範囲がよい。
食性の向上にきわめて有効な元素であって、0.1 wt％以
上の添加によってその効果を発現する。はっきりとした
耐食性向上の効果を得るためには1.0 wt％以上添加する
ことが好ましい。しかしながら、3.0 wt％を超えて添加
した場合には、コストが高くなる上、脆化が著しくなり
実用上好ましくない。従って、添加範囲を0.1 〜3.0 wt
％、より好ましくは 1.0〜2.5 wt％の範囲がよい。
【００１９】本発明にかかるオーステナイト系ステンレ
ス鋼は、上述した成分組成にすることと共に、後述する
鋳造条件（冷却条件）の選択により、鋼中に微細なボラ
イドを均一分散させることが必要である。即ち、ボライ
ドの平均粒径が10μｍ以下になるように制御する。それ
は、ボライドの平均粒径が10μｍを越える大きさとなる
と、ボライドまたはボライド／母相界面を起点とした破
壊が発生しやすくなり、熱間での加工性が大きく劣化す
るためである。
ス鋼は、上述した成分組成にすることと共に、後述する
鋳造条件（冷却条件）の選択により、鋼中に微細なボラ
イドを均一分散させることが必要である。即ち、ボライ
ドの平均粒径が10μｍ以下になるように制御する。それ
は、ボライドの平均粒径が10μｍを越える大きさとなる
と、ボライドまたはボライド／母相界面を起点とした破
壊が発生しやすくなり、熱間での加工性が大きく劣化す
るためである。
【００２０】また、本発明のオーステナイト系ステンレ
ス鋼は、鋳造後の凝固組織におけるデンドライト二次ア
ームの大きさは、20μｍ未満の大きさとなるように制御
されなければならない。というのは、20μｍ以上の大き
さとなると、ボライドの平均粒径を10μｍ以下に保つこ
とが難しくなり、結果として、粗大ボライドによる熱間
加工性の劣化を生じるからである。
ス鋼は、鋳造後の凝固組織におけるデンドライト二次ア
ームの大きさは、20μｍ未満の大きさとなるように制御
されなければならない。というのは、20μｍ以上の大き
さとなると、ボライドの平均粒径を10μｍ以下に保つこ
とが難しくなり、結果として、粗大ボライドによる熱間
加工性の劣化を生じるからである。
【００２１】次に、本発明製造方法、とくに鋳造の条件
即ち、冷却環境について説明する。本発明においては、
鋳込み時の溶鋼過熱度ΔＴを30〜130 度の範囲とする。
その理由は、上記の説明からわかるように、鋳込み時の
ΔＴを低くすればするほど、熱間加工性のよいＢ添加オ
ーステナイト系ステンレス鋼が得られるからである。即
ち、この温度は、実用的な鋳込み装置においてはΔＴを
30℃以下に下げた場合ノズル閉塞などの問題があり、特
別な装置がない限り実用的でない。一方、ΔＴが130 ℃
より高くても鋳込みを行うことができるが、凝固時のボ
ライド形態による熱間加工性向上の効果が見られなくな
るからである。そこで、ΔＴの範囲を30〜130 ℃に限定
した。より好ましいΔＴの範囲は50〜120 ℃である。
即ち、冷却環境について説明する。本発明においては、
鋳込み時の溶鋼過熱度ΔＴを30〜130 度の範囲とする。
その理由は、上記の説明からわかるように、鋳込み時の
ΔＴを低くすればするほど、熱間加工性のよいＢ添加オ
ーステナイト系ステンレス鋼が得られるからである。即
ち、この温度は、実用的な鋳込み装置においてはΔＴを
30℃以下に下げた場合ノズル閉塞などの問題があり、特
別な装置がない限り実用的でない。一方、ΔＴが130 ℃
より高くても鋳込みを行うことができるが、凝固時のボ
ライド形態による熱間加工性向上の効果が見られなくな
るからである。そこで、ΔＴの範囲を30〜130 ℃に限定
した。より好ましいΔＴの範囲は50〜120 ℃である。
【００２２】
【実施例】本発明の効果を験証するために、表１に示す
種々の成分組成のオーステナイト系ステンレス鋼につい
て、過熱度ΔＴを変化させたときの、デンドライト二次
アーム間隔、ボライド粒径および中性子遮蔽用材料特性
である超高温引張絞りについて試験した。その結果を表
１にあわせて示す。なお、デンドライト二次アーム間隔
は鋳物素材の金型から５mm離れた部分での測定値であ
る。また、ボライド結晶の平均粒径は、Ｘ線マイクロア
ナライザー（×2500倍) にて撮影した写真に格子を描い
てボライド粒径の大きさとした。さらに、超高温引張絞
りは、1000℃にて５mmφ×60mmの丸棒を破断まで引張試
験した場合の断面減少率で示した。
種々の成分組成のオーステナイト系ステンレス鋼につい
て、過熱度ΔＴを変化させたときの、デンドライト二次
アーム間隔、ボライド粒径および中性子遮蔽用材料特性
である超高温引張絞りについて試験した。その結果を表
１にあわせて示す。なお、デンドライト二次アーム間隔
は鋳物素材の金型から５mm離れた部分での測定値であ
る。また、ボライド結晶の平均粒径は、Ｘ線マイクロア
ナライザー（×2500倍) にて撮影した写真に格子を描い
てボライド粒径の大きさとした。さらに、超高温引張絞
りは、1000℃にて５mmφ×60mmの丸棒を破断まで引張試
験した場合の断面減少率で示した。
【００２３】表１に示すNo. １（本発明鋼）とNo. 11
（比較鋼）について、それらの金属組織のＳＥＭ写真を
図１，図２に比較して示すが、明らかに本発明鋼のボラ
イドの方が小さく均一に分散していることがわかる。ま
た、表１に示すとおり、同じ成分組成のものでは、ΔＴ
を制御した本発明鋼の方が、高い超高温引張絞り値を示
しており、中性子遮蔽用材料としての適性が高いという
結果が得られた。
（比較鋼）について、それらの金属組織のＳＥＭ写真を
図１，図２に比較して示すが、明らかに本発明鋼のボラ
イドの方が小さく均一に分散していることがわかる。ま
た、表１に示すとおり、同じ成分組成のものでは、ΔＴ
を制御した本発明鋼の方が、高い超高温引張絞り値を示
しており、中性子遮蔽用材料としての適性が高いという
結果が得られた。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明にかかるボロ
ン添加オーステナイト系ステンレス鋼は、熱間加工性に
優れるから、耳割れや飛び込み疵を発生することなく、
高歩留りで、原子力用材料とくに中性子遮蔽用材料を安
価に提供することができる。
ン添加オーステナイト系ステンレス鋼は、熱間加工性に
優れるから、耳割れや飛び込み疵を発生することなく、
高歩留りで、原子力用材料とくに中性子遮蔽用材料を安
価に提供することができる。
【図１】本発明鋼のボライドの形態を示す金属組織の顕
微鏡写真である。
微鏡写真である。
【図２】比較鋼のボライドの形態を示す金属組織の顕微
鏡写真である。
鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 及川 誠 神奈川県川崎市川崎区小島町４番２号 日 本冶金工業株式会社技術研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】Ｃ：0.1 wt％以下、 Si：0.10〜1.00wt
％、 Mn：0.10〜2.00wt％、 Ｂ：0.05〜5.0 wt％、 Cr：11.0〜27.0wt％、 Ni：7.0 〜25.0wt％および Ｎ：0.3 wt％以下 を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるＢ入
りオーステナイト系ステンレス鋼であって、鋼中に平均
粒径：10μｍ以下の大きさのボライドが分散しているこ
とを特徴とするＢ入りオーステナイト系ステンレス鋼。 - 【請求項２】Ｃ：0.1 wt％以下、 Si：0.10〜1.00wt
％、 Mn：0.10〜2.00wt％、 Ｂ：0.05〜5.0 wt％、 Cr：11.0〜27.0wt％、 Ni：7.0 〜25.0wt％、 Mo：0.1 〜3.0 wt％およびＮ：0.3 wt％以下 を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるＢ入
りオーステナイト系ステンレス鋼であって、鋼中に平均
粒径：10μｍ以下の大きさのボライドが分散しているこ
とを特徴とするＢ入りオーステナイト系ステンレス鋼。 - 【請求項３】デンドライト二次アーム間隔が10〜20μｍ
の大きさの凝固組織を有することを特徴とする請求項１
または２に記載の中性子遮蔽用のＢ入りオーステナイト
系ステンレス鋼。 - 【請求項４】Ｂ：0.05〜5.0 wt％を含有するオーステナ
イト系ステンレス溶鋼を、造塊時における溶鋼過熱度Δ
Ｔを30〜130 ℃として鋳込むことにより、鋼中に粒径が
10μｍ以下の大きさのボライドを分散析出させることを
特徴とするＢ入りオーステナイト系ステンレス鋼の製造
方法。 - 【請求項５】Ｃ：0.1 wt％以下、 Si：0.10〜1.00wt
％、 Mn：0.10〜2.00wt％、 Ｂ：0.05〜5.0 wt％、 Cr：11.0〜27.0wt％、 Ni：7.0 〜25.0wt％および Ｎ：0.3 wt％以下 を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるＢ入
りステンレス溶鋼を、造塊時における溶鋼過熱度ΔＴを
30〜130 ℃として鋳込むことにより、鋼中に粒径が10μ
ｍ以下の大きさのボライドを分散析出させることを特徴
とするＢ入りオーステナイト系ステンレス鋼の製造方
法。 - 【請求項６】Ｃ：0.1 wt％以下、 Si：0.10〜1.00wt
％、 Mn：0.10〜2.00wt％、 Ｂ：0.05〜5.0 wt％、 Cr：11.0〜27.0wt％、 Ni：7.0 〜25.0wt％および Mo：0.1 〜3.0 wt％およびＮ：0.3 wt％以下 を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるＢ入
りステンレス溶鋼を、造塊時における溶鋼過熱度ΔＴを
30〜130 ℃として鋳込むことにより、鋼中に粒径が10μ
ｍ以下の大きさのボライドを分散析出させることを特徴
とするＢ入りオーステナイト系ステンレス鋼の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27503395A JP3169326B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | Ｂ入りオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP27503395A JP3169326B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | Ｂ入りオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP29410299A Division JP3794220B2 (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | Ｂ入りオーステナイト系ステンレス鋼 |
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|---|---|
| JPH0995755A true JPH0995755A (ja) | 1997-04-08 |
| JP3169326B2 JP3169326B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=17549941
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27503395A Expired - Lifetime JP3169326B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | Ｂ入りオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
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| JP (1) | JP3169326B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100450612B1 (ko) * | 1999-08-19 | 2004-09-30 | 주식회사 포스코 | 고 Ｓｉ 함유 오스테나이트계 스테인레스강의 연속주조방법 |
| CN107532265A (zh) * | 2014-12-16 | 2018-01-02 | 思高博塔公司 | 含多种硬质相的韧性和耐磨铁合金 |
| US11085102B2 (en) | 2011-12-30 | 2021-08-10 | Oerlikon Metco (Us) Inc. | Coating compositions |
| US11253957B2 (en) | 2015-09-04 | 2022-02-22 | Oerlikon Metco (Us) Inc. | Chromium free and low-chromium wear resistant alloys |
| CN114525451A (zh) * | 2022-02-08 | 2022-05-24 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种屏蔽型非等原子比高熵合金钢及其制备方法 |
| US11939646B2 (en) | 2018-10-26 | 2024-03-26 | Oerlikon Metco (Us) Inc. | Corrosion and wear resistant nickel based alloys |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102051531B (zh) * | 2009-10-27 | 2012-11-14 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高硼含量奥氏体不锈钢及其制造方法 |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP27503395A patent/JP3169326B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN107532265A (zh) * | 2014-12-16 | 2018-01-02 | 思高博塔公司 | 含多种硬质相的韧性和耐磨铁合金 |
| CN107532265B (zh) * | 2014-12-16 | 2020-04-21 | 思高博塔公司 | 含多种硬质相的韧性和耐磨铁合金 |
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| CN114525451A (zh) * | 2022-02-08 | 2022-05-24 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种屏蔽型非等原子比高熵合金钢及其制备方法 |
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