JPH1018002A - 耐孔食性の優れた高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼 - Google Patents
耐孔食性の優れた高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼Info
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- JPH1018002A JPH1018002A JP17093096A JP17093096A JPH1018002A JP H1018002 A JPH1018002 A JP H1018002A JP 17093096 A JP17093096 A JP 17093096A JP 17093096 A JP17093096 A JP 17093096A JP H1018002 A JPH1018002 A JP H1018002A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐孔食性が良好で、かつ高い硬さを得ること
ができる安価なマルテンサイト系ステンレス鋼を提供す
る。 【解決手段】 Ｃ ０．１５％を越え０．４０％以下、
Ｓｉ ２．０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、Ｃｒ １
１．０％以上１５．０％未満、ＭｏまたはＭｏとＷの２
種が、Ｍｏ＋１／２Ｗで１．０〜３．０％、Ｎ ０．０
１〜０．１５％を含有し、Ｎｉ ０．２を越え２．０％
以下およびＣｕ ２．０％を越え４％以下を含み、残部
が実質的にＦｅからなる。必要に応じて、Ｖ，Ｔｉ，Ｎ
ｂ，Ｂ，Ｍｇ，Ｃａ，Ａｌを特定範囲内で添加すること
ができる。
ができる安価なマルテンサイト系ステンレス鋼を提供す
る。 【解決手段】 Ｃ ０．１５％を越え０．４０％以下、
Ｓｉ ２．０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、Ｃｒ １
１．０％以上１５．０％未満、ＭｏまたはＭｏとＷの２
種が、Ｍｏ＋１／２Ｗで１．０〜３．０％、Ｎ ０．０
１〜０．１５％を含有し、Ｎｉ ０．２を越え２．０％
以下およびＣｕ ２．０％を越え４％以下を含み、残部
が実質的にＦｅからなる。必要に応じて、Ｖ，Ｔｉ，Ｎ
ｂ，Ｂ，Ｍｇ，Ｃａ，Ａｌを特定範囲内で添加すること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大気中で使用さ
れ、水道水、雨水、結露等にさらされる可能性のあるね
じ、釘、ボルト、刃物、ばね、あるいはプラスチック成
形用金型、プラスチック射出成形機部品等の、優れた耐
食性、特に耐孔食性と高い硬さが共に要求される用途に
使用されるのに適した耐孔食性の優れた高硬度マルテン
サイト系ステンレス鋼に関するものである。
れ、水道水、雨水、結露等にさらされる可能性のあるね
じ、釘、ボルト、刃物、ばね、あるいはプラスチック成
形用金型、プラスチック射出成形機部品等の、優れた耐
食性、特に耐孔食性と高い硬さが共に要求される用途に
使用されるのに適した耐孔食性の優れた高硬度マルテン
サイト系ステンレス鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、高い硬さが要求されるねじ、釘、
ボルト、刃物、ばね等には、炭素を比較的多く含む炭素
鋼や低合金鋼が一般に広く使用されている。しかし、こ
れらは耐食性に寄与するＣｒ等の合金量が少ないため、
水道水、雨水、結露等の比較的腐食性の少ない水にさら
された場合においても容易に発錆し、外観上および強度
上劣化するという問題があった。これに対して、耐食性
の要求される用途にはステンレス鋼が使用される。しか
し、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６等に代表されるオース
テナイト系ステンレス鋼は、耐食性が良好であるが、加
工硬化性が大きく冷間加工性が悪いこと、およびかなり
の強加工を行なっても硬さが４３ＨＲＣ程度までしかあ
がらないことから、高い硬さが要求される用途には不適
当である。また、ＳＵＳ４３０等に代表されるフェライ
ト系ステンレス鋼は、加工硬化性が小さく、冷間加工に
よる加工がしやすいが、硬さが非常に低く、高い硬さが
要求される用途には不適当である。
ボルト、刃物、ばね等には、炭素を比較的多く含む炭素
鋼や低合金鋼が一般に広く使用されている。しかし、こ
れらは耐食性に寄与するＣｒ等の合金量が少ないため、
水道水、雨水、結露等の比較的腐食性の少ない水にさら
された場合においても容易に発錆し、外観上および強度
上劣化するという問題があった。これに対して、耐食性
の要求される用途にはステンレス鋼が使用される。しか
し、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６等に代表されるオース
テナイト系ステンレス鋼は、耐食性が良好であるが、加
工硬化性が大きく冷間加工性が悪いこと、およびかなり
の強加工を行なっても硬さが４３ＨＲＣ程度までしかあ
がらないことから、高い硬さが要求される用途には不適
当である。また、ＳＵＳ４３０等に代表されるフェライ
ト系ステンレス鋼は、加工硬化性が小さく、冷間加工に
よる加工がしやすいが、硬さが非常に低く、高い硬さが
要求される用途には不適当である。
【０００３】一方、硬さの高いステンレス鋼としては、
マルテンサイト系ステンレス鋼が挙げられるが、自動車
用、産業用に多用されている代表的な材料であるＳＵＳ
４１０でも耐食性が不十分であること、および硬さもせ
いぜい４２ＨＲＣ前後であることから、耐食性、硬さと
もに十分とは言えない。硬さの非常に高いマルテンサイ
ト系ステンレス鋼としてＳＵＳ４４０Ｃがあるが、これ
はＣ量が約１％と高いために５８ＨＲＣ以上の高い硬さ
が得られるものの、耐食性はステンレス鋼としては必ず
しも良好とはいえない。また、ステンレス鋼は、発錆に
対する抵抗は比較的大きいが、発錆が少なくても、孔食
と呼ばれる局部的な孔状の腐食を起こすことがあり、高
強度材ではこれが破壊の起点となり易い問題があった。
この他、特開昭５７−７０２６５号には、高強度のマル
テンサイト系ステンレス鋼が、また特開平６−２６４１
９４号には、耐錆性に優れたマルテンサイト系ステンレ
ス鋼およびドリリングタッピンねじ、がそれぞれ提案さ
れている。
マルテンサイト系ステンレス鋼が挙げられるが、自動車
用、産業用に多用されている代表的な材料であるＳＵＳ
４１０でも耐食性が不十分であること、および硬さもせ
いぜい４２ＨＲＣ前後であることから、耐食性、硬さと
もに十分とは言えない。硬さの非常に高いマルテンサイ
ト系ステンレス鋼としてＳＵＳ４４０Ｃがあるが、これ
はＣ量が約１％と高いために５８ＨＲＣ以上の高い硬さ
が得られるものの、耐食性はステンレス鋼としては必ず
しも良好とはいえない。また、ステンレス鋼は、発錆に
対する抵抗は比較的大きいが、発錆が少なくても、孔食
と呼ばれる局部的な孔状の腐食を起こすことがあり、高
強度材ではこれが破壊の起点となり易い問題があった。
この他、特開昭５７−７０２６５号には、高強度のマル
テンサイト系ステンレス鋼が、また特開平６−２６４１
９４号には、耐錆性に優れたマルテンサイト系ステンレ
ス鋼およびドリリングタッピンねじ、がそれぞれ提案さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記、特開昭５７−７
０２６５号で提案されているマルテンサイト系ステンレ
ス鋼は、Ｃｕを1.0〜3.0%、Ｎｉを0.2%以下含み、また
必要に応じてＭｏを0.5〜3.0%添加するものである。し
かし、この鋼は、Ｃｕの含有量が多い反面、Ｎｉの添加
量が少ないため、熱間加工性の点で必ずしも満足できな
い問題があった。さらに、組成の組合せによっては、デ
ルタフェライトが形成され易く、この場合、耐孔食性が
低下する問題もある。また、特開平６−２６４１９４号
で提案されるマルテンサイト系ステンレス鋼は、Ｃｕを
含まないが、Ｍｏを比較的多く含有するものである。し
かし、この鋼は、焼なまし後の硬さが１回の焼なまし処
理では十分低下しない問題がある。そのため、複数回の
焼なまし処理が必要となり、工程が煩雑になるだけでな
く、複数回の焼なまし処理後の硬さも必ずしも満足でき
る低い硬さが得られず、強度の冷間成形を行なうことが
困難な点があった。
０２６５号で提案されているマルテンサイト系ステンレ
ス鋼は、Ｃｕを1.0〜3.0%、Ｎｉを0.2%以下含み、また
必要に応じてＭｏを0.5〜3.0%添加するものである。し
かし、この鋼は、Ｃｕの含有量が多い反面、Ｎｉの添加
量が少ないため、熱間加工性の点で必ずしも満足できな
い問題があった。さらに、組成の組合せによっては、デ
ルタフェライトが形成され易く、この場合、耐孔食性が
低下する問題もある。また、特開平６−２６４１９４号
で提案されるマルテンサイト系ステンレス鋼は、Ｃｕを
含まないが、Ｍｏを比較的多く含有するものである。し
かし、この鋼は、焼なまし後の硬さが１回の焼なまし処
理では十分低下しない問題がある。そのため、複数回の
焼なまし処理が必要となり、工程が煩雑になるだけでな
く、複数回の焼なまし処理後の硬さも必ずしも満足でき
る低い硬さが得られず、強度の冷間成形を行なうことが
困難な点があった。
【０００５】そこで、最近、熱間加工や冷間成形が容易
で、かつ焼入れ焼戻し後に、良好な耐孔食性と高い硬さ
を兼備するマルテンサイト系ステンレス鋼が望まれてい
た。本発明の目的は、熱間加工性が良く、複雑な焼なま
し処理を行なわなくても冷間成形が可能であって、かつ
焼入れ焼戻し後に耐孔食性が良好で、かつ高い硬さを得
ることができる安価なマルテンサイト系ステンレス鋼を
提供することである。
で、かつ焼入れ焼戻し後に、良好な耐孔食性と高い硬さ
を兼備するマルテンサイト系ステンレス鋼が望まれてい
た。本発明の目的は、熱間加工性が良く、複雑な焼なま
し処理を行なわなくても冷間成形が可能であって、かつ
焼入れ焼戻し後に耐孔食性が良好で、かつ高い硬さを得
ることができる安価なマルテンサイト系ステンレス鋼を
提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】発明者は、１３％Ｃｒ系
のマルテンサイト系ステンレス鋼について、高い硬さと
良好な耐孔食性を両立させるべく、鋭意検討を行なっ
た。その結果、耐孔食性を高めるためには、Ｍｏ、Ｎを
必須添加とした上でＣｕの添加が非常に有効であるこ
と、またＣｕは一般に鋼の熱間加工性を害するとされて
いるが、本発明鋼の範囲であれば大幅な熱間加工性の劣
化はないこと，またＭｏを添加するとデルタフェライト
が生成しやすくなり、耐孔食性および熱間加工性を低下
させるため、有害なデルタフェライトの生成を抑制する
目的で少量のＮｉを同時に添加すること，望ましくはＮ
ｉをＮｉ／Ｃｕ＞０．２の範囲を保ちながら添加するこ
と、およびＮの多量添加が必要であることを見出した。
さらにデルタフェライトの抑制には、下記に示す（１）
式で示されるＣｒ当量に相当するＡ値を低く抑え、かつ
耐孔食性を高めるには、下記に示す（２）式に示される
Ｂ値を高くするように合金元素のバランスを適性化する
ことが本発明の特徴の一つである。 A=-40C+6Si-2Mn-4Ni+Cr+4Mo+2W-2Cu-30N+11V+10Ti+5Nb …………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算)
のマルテンサイト系ステンレス鋼について、高い硬さと
良好な耐孔食性を両立させるべく、鋭意検討を行なっ
た。その結果、耐孔食性を高めるためには、Ｍｏ、Ｎを
必須添加とした上でＣｕの添加が非常に有効であるこ
と、またＣｕは一般に鋼の熱間加工性を害するとされて
いるが、本発明鋼の範囲であれば大幅な熱間加工性の劣
化はないこと，またＭｏを添加するとデルタフェライト
が生成しやすくなり、耐孔食性および熱間加工性を低下
させるため、有害なデルタフェライトの生成を抑制する
目的で少量のＮｉを同時に添加すること，望ましくはＮ
ｉをＮｉ／Ｃｕ＞０．２の範囲を保ちながら添加するこ
と、およびＮの多量添加が必要であることを見出した。
さらにデルタフェライトの抑制には、下記に示す（１）
式で示されるＣｒ当量に相当するＡ値を低く抑え、かつ
耐孔食性を高めるには、下記に示す（２）式に示される
Ｂ値を高くするように合金元素のバランスを適性化する
ことが本発明の特徴の一つである。 A=-40C+6Si-2Mn-4Ni+Cr+4Mo+2W-2Cu-30N+11V+10Ti+5Nb …………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算)
【０００７】上記のうち、Ｃｕ添加は耐孔食性を向上さ
せるだけでなく、冷間加工性も向上させる効果もあるた
め、できるだけ多く含有させることが望ましいが、Ｃｕ
の添加量が多くなると熱間加工性が低下する問題が発生
する。しかも、熱間加工性を低下させる元素であるＭ
ｏ，Ｎ等を含有する１３Ｃｒ系高硬度マルテンサイト系
ステンレス鋼においては、ＮｉとＣｕをそれぞれ特定範
囲内で共同添加すると共に、ＮｉとＣｕの量比をＮｉ／
Ｃｕ＞０．２とすることで良好な耐食性と冷間加工性が
得られ、同時に熱間加工性も大きく損なわない点が本発
明の特徴の一つである。また、耐孔食性を損なうことな
く、高い硬さを得るには、Ｃ量をやや低めの適正量に抑
えた上でＮを多量に添加することが本発明の他の特徴で
ある。
せるだけでなく、冷間加工性も向上させる効果もあるた
め、できるだけ多く含有させることが望ましいが、Ｃｕ
の添加量が多くなると熱間加工性が低下する問題が発生
する。しかも、熱間加工性を低下させる元素であるＭ
ｏ，Ｎ等を含有する１３Ｃｒ系高硬度マルテンサイト系
ステンレス鋼においては、ＮｉとＣｕをそれぞれ特定範
囲内で共同添加すると共に、ＮｉとＣｕの量比をＮｉ／
Ｃｕ＞０．２とすることで良好な耐食性と冷間加工性が
得られ、同時に熱間加工性も大きく損なわない点が本発
明の特徴の一つである。また、耐孔食性を損なうことな
く、高い硬さを得るには、Ｃ量をやや低めの適正量に抑
えた上でＮを多量に添加することが本発明の他の特徴で
ある。
【０００８】すなわち、本発明の第１発明は、重量％に
て、Ｃ ０．１５％を越え０．４０％以下、Ｓｉ ２．
０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、Ｃｒ １１．０％以上
１５．０％未満、ＭｏまたはＭｏとＷの２種が、Ｍｏ＋
１／２Ｗで１．０〜３．０％、Ｎ ０．０１〜０．１５
％を含有し、Ｎｉ ０．２を越え２．０％以下およびＣ
ｕ ２．０％を越え４％以下を含み、残部が実質的にＦ
ｅからなり、かつ（１）式で示されるＡ値が１０以下、
（２）式で示されるＢ値が２０以上であることを特徴と
する耐孔食性の優れた高硬度マルテンサイト系ステンレ
ス鋼である。 A=-40C+6Si-2Mn-4Ni+Cr+4Mo+2W-2Cu-30N+11V+10Ti+5Nb …………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算)
て、Ｃ ０．１５％を越え０．４０％以下、Ｓｉ ２．
０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、Ｃｒ １１．０％以上
１５．０％未満、ＭｏまたはＭｏとＷの２種が、Ｍｏ＋
１／２Ｗで１．０〜３．０％、Ｎ ０．０１〜０．１５
％を含有し、Ｎｉ ０．２を越え２．０％以下およびＣ
ｕ ２．０％を越え４％以下を含み、残部が実質的にＦ
ｅからなり、かつ（１）式で示されるＡ値が１０以下、
（２）式で示されるＢ値が２０以上であることを特徴と
する耐孔食性の優れた高硬度マルテンサイト系ステンレ
ス鋼である。 A=-40C+6Si-2Mn-4Ni+Cr+4Mo+2W-2Cu-30N+11V+10Ti+5Nb …………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算)
【０００９】また第１発明の望ましい組成は、重量％に
て、Ｃ ０．１５％を越え０．４０％以下、Ｓｉ ２．
０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、Ｃｒ １１．０％以上
１５．０％未満、ＭｏまたはＭｏとＷの２種が、Ｍｏ＋
１／２Ｗで１．０〜３．０％、Ｎ ０．０１〜０．１５
％を含有し、Ｎｉ ０．２を越え２．０％以下およびＣ
ｕ ２．０％を越え４％以下を含み、かつＮｉとＣｕの
関係が（３）式を満足する範囲であって、残部が実質的
にＦｅからなり、かつ（１）式で示されるＡ値が１０以
下、（２）式で示されるＢ値が２０以上であることを特
徴とする耐孔食性の優れた高硬度マルテンサイト系ステ
ンレス鋼である。 A=-40C+6Si-2Mn-4Ni+Cr+4Mo+2W-2Cu-30N+11V+10Ti+5Nb …………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) Ｎｉ／Ｃｕ＞０．２ …………（３）
て、Ｃ ０．１５％を越え０．４０％以下、Ｓｉ ２．
０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、Ｃｒ １１．０％以上
１５．０％未満、ＭｏまたはＭｏとＷの２種が、Ｍｏ＋
１／２Ｗで１．０〜３．０％、Ｎ ０．０１〜０．１５
％を含有し、Ｎｉ ０．２を越え２．０％以下およびＣ
ｕ ２．０％を越え４％以下を含み、かつＮｉとＣｕの
関係が（３）式を満足する範囲であって、残部が実質的
にＦｅからなり、かつ（１）式で示されるＡ値が１０以
下、（２）式で示されるＢ値が２０以上であることを特
徴とする耐孔食性の優れた高硬度マルテンサイト系ステ
ンレス鋼である。 A=-40C+6Si-2Mn-4Ni+Cr+4Mo+2W-2Cu-30N+11V+10Ti+5Nb …………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) Ｎｉ／Ｃｕ＞０．２ …………（３）
【００１０】第２発明は、重量％にて、Ｃ ０．１５％
を越え０．４０％以下、Ｓｉ ２．０％以下、Ｍｎ
２．０％以下、Ｃｒ １１．０％以上１５．０％未満、
ＭｏまたはＭｏとＷの２種が、Ｍｏ＋１／２Ｗで１．０
〜３．０％、Ｎ ０．０１〜０．１５％を含有し、Ｎｉ
０．２を越え２．０％以下およびＣｕ ２．０％を越
え４％以下を含み、さらにＶ，Ｔｉ，Ｎｂのうち１種ま
たは２種以上を合計で０．２５％以下含み、残部が実質
的にＦｅからなり、かつ（１）式で示されるＡ値が１０
以下、（２）式で示されるＢ値が２０以上であることを
特徴とする耐孔食性の優れた高硬度マルテンサイト系ス
テンレス鋼である。 A=-40C+6Si-2Mn-4Ni+Cr+4Mo+2W-2Cu-30N+11V+10Ti+5Nb …………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算)
を越え０．４０％以下、Ｓｉ ２．０％以下、Ｍｎ
２．０％以下、Ｃｒ １１．０％以上１５．０％未満、
ＭｏまたはＭｏとＷの２種が、Ｍｏ＋１／２Ｗで１．０
〜３．０％、Ｎ ０．０１〜０．１５％を含有し、Ｎｉ
０．２を越え２．０％以下およびＣｕ ２．０％を越
え４％以下を含み、さらにＶ，Ｔｉ，Ｎｂのうち１種ま
たは２種以上を合計で０．２５％以下含み、残部が実質
的にＦｅからなり、かつ（１）式で示されるＡ値が１０
以下、（２）式で示されるＢ値が２０以上であることを
特徴とする耐孔食性の優れた高硬度マルテンサイト系ス
テンレス鋼である。 A=-40C+6Si-2Mn-4Ni+Cr+4Mo+2W-2Cu-30N+11V+10Ti+5Nb …………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算)
【００１１】また、第２発明の望ましい組成は、重量％
にて、Ｃ ０．１５％を越え０．４０％以下、Ｓｉ
２．０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、Ｃｒ １１．０％
以上１５．０％未満、ＭｏまたはＭｏとＷの２種が、Ｍ
ｏ＋１／２Ｗで１．０〜３．０％、Ｎ ０．０１〜０．
１５％を含有し、Ｎｉ ０．２を越え２．０％以下およ
びＣｕ ２．０％を越え４％以下を含み、かつＮｉとＣ
ｕの関係が（３）式を満足する範囲であって、さらに
Ｖ，Ｔｉ，Ｎｂのうち１種または２種以上を合計で０．
２５％以下含み、残部が実質的にＦｅからなり、かつ
（１）式で示されるＡ値が１０以下、（２）式で示され
るＢ値が２０以上であることを特徴とする耐孔食性の優
れた高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼である。 A=-40C+6Si-2Mn-4Ni+Cr+4Mo+2W-2Cu-30N+11V+10Ti+5Nb …………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) Ｎｉ／Ｃｕ＞０．２ …………（３）
にて、Ｃ ０．１５％を越え０．４０％以下、Ｓｉ
２．０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、Ｃｒ １１．０％
以上１５．０％未満、ＭｏまたはＭｏとＷの２種が、Ｍ
ｏ＋１／２Ｗで１．０〜３．０％、Ｎ ０．０１〜０．
１５％を含有し、Ｎｉ ０．２を越え２．０％以下およ
びＣｕ ２．０％を越え４％以下を含み、かつＮｉとＣ
ｕの関係が（３）式を満足する範囲であって、さらに
Ｖ，Ｔｉ，Ｎｂのうち１種または２種以上を合計で０．
２５％以下含み、残部が実質的にＦｅからなり、かつ
（１）式で示されるＡ値が１０以下、（２）式で示され
るＢ値が２０以上であることを特徴とする耐孔食性の優
れた高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼である。 A=-40C+6Si-2Mn-4Ni+Cr+4Mo+2W-2Cu-30N+11V+10Ti+5Nb …………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) Ｎｉ／Ｃｕ＞０．２ …………（３）
【００１２】なお、上記の第１または第２発明のステン
レス鋼の鋼組成には、必要に応じてＢ，Ｍｇ，Ｃａ，Ａ
ｌのうち１種または２種以上を合計で０．１０％以下
で、さらに焼入れ焼戻し後の強度を高める目的からは5%
以下のＣｏを含有させることができる。上記組成の本発
明鋼は、焼入れ焼戻し後の硬さが５０ＨＲＣ以上である
こと、また３０℃の脱気３．５％塩水中での孔食電位Ｖ
c'100が１００ｍＶ（ｖｓ Ｓ.Ｃ.Ｅ）以上であること
が好ましく、本発明の上記の新規な組成範囲によって、
この特性が達成できる。
レス鋼の鋼組成には、必要に応じてＢ，Ｍｇ，Ｃａ，Ａ
ｌのうち１種または２種以上を合計で０．１０％以下
で、さらに焼入れ焼戻し後の強度を高める目的からは5%
以下のＣｏを含有させることができる。上記組成の本発
明鋼は、焼入れ焼戻し後の硬さが５０ＨＲＣ以上である
こと、また３０℃の脱気３．５％塩水中での孔食電位Ｖ
c'100が１００ｍＶ（ｖｓ Ｓ.Ｃ.Ｅ）以上であること
が好ましく、本発明の上記の新規な組成範囲によって、
この特性が達成できる。
【００１３】一方、本発明鋼は比較的単純な１回の焼な
ましで十分低い硬さに下げることができる点にも特徴が
ある。特に冷間引抜、冷間圧延、冷間鍛造、ねじ転造、
冷間曲げ等の冷間成形を行なう場合には、焼なまし後の
硬さは、２５０ＨＶ以下であることが必要である。従来
の類似の鋼は焼なましを複数回繰り返さないと焼なまし
硬さを３００ＨＶ以下、望ましくは２５０ＨＶ以下にす
ることが困難で煩雑な熱処理を行なっていた。本発明鋼
は７００〜９５０℃で１回の焼なましを行なうことで焼
なまし硬さを３００ＨＶ以下にすることができ、特にＮ
ｉの上限が１．０％以下の場合には、焼なまし状態の硬
さを２５０ＨＶ以下にすることができる。
ましで十分低い硬さに下げることができる点にも特徴が
ある。特に冷間引抜、冷間圧延、冷間鍛造、ねじ転造、
冷間曲げ等の冷間成形を行なう場合には、焼なまし後の
硬さは、２５０ＨＶ以下であることが必要である。従来
の類似の鋼は焼なましを複数回繰り返さないと焼なまし
硬さを３００ＨＶ以下、望ましくは２５０ＨＶ以下にす
ることが困難で煩雑な熱処理を行なっていた。本発明鋼
は７００〜９５０℃で１回の焼なましを行なうことで焼
なまし硬さを３００ＨＶ以下にすることができ、特にＮ
ｉの上限が１．０％以下の場合には、焼なまし状態の硬
さを２５０ＨＶ以下にすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に本発明鋼の各元素の作用に
ついて述べる。Ｃは、１３％Ｃｒ系ステンレス鋼の焼入
れ後にマルテンサイト組織を得るために必要である。ま
た、Ｃは炭化物生成元素と結び付いて炭化物を形成し、
さらに一部はマルテンサイト基地中に固溶することで硬
さを高めるのに有効な元素であるが、０．４０％を越え
て添加するとＣｒの炭化物を多く形成し過ぎ、基地のＣ
ｒ量を減少させて耐食性を劣化させる原因になる。一
方、０．１５％以下では十分な硬さが得られなくなるだ
けでなく、デルタフェライトを生成して耐孔食性、硬
さ、および熱間加工性を低下させることから、Ｃの含有
量を０．１５％を越え０．４０％以下とした。望ましい
Ｃの範囲は、０．２０〜０．３５％である。
ついて述べる。Ｃは、１３％Ｃｒ系ステンレス鋼の焼入
れ後にマルテンサイト組織を得るために必要である。ま
た、Ｃは炭化物生成元素と結び付いて炭化物を形成し、
さらに一部はマルテンサイト基地中に固溶することで硬
さを高めるのに有効な元素であるが、０．４０％を越え
て添加するとＣｒの炭化物を多く形成し過ぎ、基地のＣ
ｒ量を減少させて耐食性を劣化させる原因になる。一
方、０．１５％以下では十分な硬さが得られなくなるだ
けでなく、デルタフェライトを生成して耐孔食性、硬
さ、および熱間加工性を低下させることから、Ｃの含有
量を０．１５％を越え０．４０％以下とした。望ましい
Ｃの範囲は、０．２０〜０．３５％である。
【００１５】Ｓｉ、Ｍｎは、ともに脱酸のために少量添
加するが、２．０％を越えて添加してもより一層の向上
効果がみられないことから、いずれも２．０％以下とし
た。また、Ｓｉはフェライトを生成しやすい元素であ
り、一方Ｍｎはオーステナイトを生成しやすい元素であ
り、少量であっても基地の組織に多少影響を及ぼすの
で、望ましくは、いずれも１．０％以下がよい。Ｎｉ
は、デルタフェライトの生成を抑制して耐孔食性を高め
る。しかし，０．２％以下では、十分な効果が得られ
ず、一方２．０％を越えて添加するとマルテンサイト変
態点が低下しすぎ、焼入れ後に完全なマルテンサイト組
織が得られにくくなるだけでなく、焼なまし後の硬さが
高くなり、冷間加工性を害するので、０．２％を越え
２．０％以下とした。望ましいＮｉの範囲は、０．２％
を越え１．０％以下であり、さらに望ましくは０．３〜
０．８％である。
加するが、２．０％を越えて添加してもより一層の向上
効果がみられないことから、いずれも２．０％以下とし
た。また、Ｓｉはフェライトを生成しやすい元素であ
り、一方Ｍｎはオーステナイトを生成しやすい元素であ
り、少量であっても基地の組織に多少影響を及ぼすの
で、望ましくは、いずれも１．０％以下がよい。Ｎｉ
は、デルタフェライトの生成を抑制して耐孔食性を高め
る。しかし，０．２％以下では、十分な効果が得られ
ず、一方２．０％を越えて添加するとマルテンサイト変
態点が低下しすぎ、焼入れ後に完全なマルテンサイト組
織が得られにくくなるだけでなく、焼なまし後の硬さが
高くなり、冷間加工性を害するので、０．２％を越え
２．０％以下とした。望ましいＮｉの範囲は、０．２％
を越え１．０％以下であり、さらに望ましくは０．３〜
０．８％である。
【００１６】また，Ｎｉは，Ｃｕ添加による熱間加工性
の低下を防止するのに有効な元素であるのでＣｕの添加
量に応じて添加するのが望ましい。Ｃｕの他に熱間加工
性を低下させるＭｏやＮなどの元素を含有する本発明の
１３Ｃｒ系高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼におい
ては、とりわけＮｉ／Ｃｕの値を０．２を越え、望まし
くは０．３以上に規制することが望ましい。
の低下を防止するのに有効な元素であるのでＣｕの添加
量に応じて添加するのが望ましい。Ｃｕの他に熱間加工
性を低下させるＭｏやＮなどの元素を含有する本発明の
１３Ｃｒ系高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼におい
ては、とりわけＮｉ／Ｃｕの値を０．２を越え、望まし
くは０．３以上に規制することが望ましい。
【００１７】Ｃｒは、不動態皮膜を形成することで耐食
性、特に耐孔食性を高める効果を有する重要な元素であ
る。１１．０％より少ないと十分な耐食性が得られず、
一方、１５．０％を越えて添加するとデルタフェライト
を生成し、耐孔食性および熱間加工性を劣化させるの
で、１１．０％以上１５．０％未満とした。望ましいＣ
ｒの範囲は、１３．０〜１４．０％である。Ｍｏは、不
動態皮膜を強化することによって耐孔食性を高めるのに
非常に有効な元素であり、本発明鋼に必須添加される。
ＷもＭｏと同様、耐孔食性を高めるのに有効であるが、
Ｗ単独ではその効果は小さく、Ｗを添加する場合は、Ｍ
ｏの一部を当量のＷ（１／２Ｗが当量のＭｏに相当）で
置換する形で添加するのが望ましい。Ｍｏ単独、または
ＭｏとＷの両方がＭｏ＋１／２Ｗで１．０％より少ない
と耐孔食性が劣化し、一方、３．０％を越えて添加する
とデルタフェライトを生成し、逆に耐孔食性を劣化させ
るだけでなく、熱間加工性も劣化させるので、１．０〜
３．０％とした。望ましくは、１．５〜２．５％であ
る。
性、特に耐孔食性を高める効果を有する重要な元素であ
る。１１．０％より少ないと十分な耐食性が得られず、
一方、１５．０％を越えて添加するとデルタフェライト
を生成し、耐孔食性および熱間加工性を劣化させるの
で、１１．０％以上１５．０％未満とした。望ましいＣ
ｒの範囲は、１３．０〜１４．０％である。Ｍｏは、不
動態皮膜を強化することによって耐孔食性を高めるのに
非常に有効な元素であり、本発明鋼に必須添加される。
ＷもＭｏと同様、耐孔食性を高めるのに有効であるが、
Ｗ単独ではその効果は小さく、Ｗを添加する場合は、Ｍ
ｏの一部を当量のＷ（１／２Ｗが当量のＭｏに相当）で
置換する形で添加するのが望ましい。Ｍｏ単独、または
ＭｏとＷの両方がＭｏ＋１／２Ｗで１．０％より少ない
と耐孔食性が劣化し、一方、３．０％を越えて添加する
とデルタフェライトを生成し、逆に耐孔食性を劣化させ
るだけでなく、熱間加工性も劣化させるので、１．０〜
３．０％とした。望ましくは、１．５〜２．５％であ
る。
【００１８】Ｃｕは、Ｃｒ、Ｍｏ，Ｎを含む鋼に添加す
ると主としてデルタフェライトの生成を抑制することに
よって，焼きなまし後のかたさを上昇させることなく耐
孔食性を大幅に高めるのに非常に有効な元素である。デ
ルタフェライトを生成させない範囲で添加すれば少量で
も効果を発揮するが，安定してデルタフェライトの生成
を抑制するには２．０％を越えて添加することが望まし
い。しかし，４．０％を越えて添加すると熱間加工性を
害するだけでなく、焼入れ後に十分な硬さが得られなく
なるので、２．０％を越え４．０％以下とした。なお、
より安定した熱間加工性を得るためには，Ｎｉの限定理
由のところで述べたように、ＮｉとＣｕの関係がＮｉ／
Ｃｕ＞０．２、望ましくは０．３以上に制限することが
より望ましい。
ると主としてデルタフェライトの生成を抑制することに
よって，焼きなまし後のかたさを上昇させることなく耐
孔食性を大幅に高めるのに非常に有効な元素である。デ
ルタフェライトを生成させない範囲で添加すれば少量で
も効果を発揮するが，安定してデルタフェライトの生成
を抑制するには２．０％を越えて添加することが望まし
い。しかし，４．０％を越えて添加すると熱間加工性を
害するだけでなく、焼入れ後に十分な硬さが得られなく
なるので、２．０％を越え４．０％以下とした。なお、
より安定した熱間加工性を得るためには，Ｎｉの限定理
由のところで述べたように、ＮｉとＣｕの関係がＮｉ／
Ｃｕ＞０．２、望ましくは０．３以上に制限することが
より望ましい。
【００１９】Ｎは、マルテンサイト基地中に固溶して焼
入れ後の硬さを高めるとともに、耐孔食性を高めるのに
非常に有効な元素である。また、デルタフェライトの生
成を抑制する効果も大きく、Ｎｉのような高価な合金元
素を節約して、Ｎｉの代わりにＮを添加することでデル
タフェライトの生成を抑制し、安価に材料を製造するの
にも有効である。０．０１％より少ないと十分な効果が
得られず、一方、０．１５％を越えて添加すると、鋼塊
の健全性を害して製造性を劣化させることから、０．０
１％〜０．１５％とした。望ましいＮの範囲は、０．０
５〜０．１５％である。
入れ後の硬さを高めるとともに、耐孔食性を高めるのに
非常に有効な元素である。また、デルタフェライトの生
成を抑制する効果も大きく、Ｎｉのような高価な合金元
素を節約して、Ｎｉの代わりにＮを添加することでデル
タフェライトの生成を抑制し、安価に材料を製造するの
にも有効である。０．０１％より少ないと十分な効果が
得られず、一方、０．１５％を越えて添加すると、鋼塊
の健全性を害して製造性を劣化させることから、０．０
１％〜０．１５％とした。望ましいＮの範囲は、０．０
５〜０．１５％である。
【００２０】Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂは必ずしも添加する必要は
ないが、一次炭化物を形成することで結晶粒を微細化し
て硬さおよび延性を向上させるのに有効な元素であり、
１種または２種以上を必要に応じて添加する。これらの
うち、１種または２種以上が合計で、０．２５％を越え
て添加すると粗大な一次炭化物を形成し、冷間加工性を
害することから１種または２種以上を合計で０．２５％
以下とするのがよい。
ないが、一次炭化物を形成することで結晶粒を微細化し
て硬さおよび延性を向上させるのに有効な元素であり、
１種または２種以上を必要に応じて添加する。これらの
うち、１種または２種以上が合計で、０．２５％を越え
て添加すると粗大な一次炭化物を形成し、冷間加工性を
害することから１種または２種以上を合計で０．２５％
以下とするのがよい。
【００２１】Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌは、必ずしも添加す
る必要はないが、酸化物、硫化物を形成することで、結
晶粒界に偏析するＳ、Ｏを低減し、熱間加工性を向上さ
せるのに有効であり、１種または２種以上を必要に応じ
て添加する。Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌのうちの１種または
２種以上が合計で、０．１０％を越えて添加してもより
一層の向上効果が得られず、逆に清浄度を低下させて熱
間および冷間加工性を害するので、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａ
ｌのうちの１種または２種以上を合計で、０．１０％以
下とするのがよい。
る必要はないが、酸化物、硫化物を形成することで、結
晶粒界に偏析するＳ、Ｏを低減し、熱間加工性を向上さ
せるのに有効であり、１種または２種以上を必要に応じ
て添加する。Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌのうちの１種または
２種以上が合計で、０．１０％を越えて添加してもより
一層の向上効果が得られず、逆に清浄度を低下させて熱
間および冷間加工性を害するので、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａ
ｌのうちの１種または２種以上を合計で、０．１０％以
下とするのがよい。
【００２２】さらに上記に述べた合金元素は、個々の成
分範囲を満足するだけでなく、良好な耐孔食性を得るた
めには、本発明鋼において規定した式を満足する必要が
ある。（１）式に示すＡ値は、本発明鋼のＣｒ当量を示
しており、この式のＡ値の大小がデルタフェライトの生
成し易さを左右する重要な指標である。Ａ値は、フェラ
イトを生成しやすい元素であるＣｒ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｗ、
Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂの重量％に各元素の効果に応じて実験か
ら求めたそれぞれの係数を付した値から、オーステナイ
トを生成しやすい元素であるＣ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎ
の重量％に各元素の効果に応じてそれぞれ係数を付した
値を引いたものである。実験の結果、本発明鋼では、こ
のＡ値が１０を越えるとデルタフェライトを生成し、耐
孔食性が大きく低下するだけでなく、熱間加工性、焼入
れ後の硬さもやや低下することから、（１）式に示すＡ
値を１０以下とした。
分範囲を満足するだけでなく、良好な耐孔食性を得るた
めには、本発明鋼において規定した式を満足する必要が
ある。（１）式に示すＡ値は、本発明鋼のＣｒ当量を示
しており、この式のＡ値の大小がデルタフェライトの生
成し易さを左右する重要な指標である。Ａ値は、フェラ
イトを生成しやすい元素であるＣｒ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｗ、
Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂの重量％に各元素の効果に応じて実験か
ら求めたそれぞれの係数を付した値から、オーステナイ
トを生成しやすい元素であるＣ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎ
の重量％に各元素の効果に応じてそれぞれ係数を付した
値を引いたものである。実験の結果、本発明鋼では、こ
のＡ値が１０を越えるとデルタフェライトを生成し、耐
孔食性が大きく低下するだけでなく、熱間加工性、焼入
れ後の硬さもやや低下することから、（１）式に示すＡ
値を１０以下とした。
【００２３】（２）式に示すＢ値は、本発明鋼の耐孔食
性を左右する重要な指標であり、耐孔食性を直接的に向
上させる元素であるＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｎの重量％
に各元素の効果の寄与の程度を実験的に求めた係数を付
した値の和で示している。本発明鋼では、このＢ値が２
０より小さいと、良好な耐孔食性が得られないので、
（２）式に示すＢ値を２０以上とした。上記元素の他、
重量％で５％以下のＣｏを本発明鋼に添加してもよい。
Ｃｏは基地中に固溶して焼入れ焼戻し後の強度を高める
効果を有するが、Ｃｏは高価な元素であるので多量の添
加は必要でない。また、不純物元素であるＰ，Ｓについ
ては、通常の溶解工程で混入するレベルなら問題ないの
で特に規定はしないが、耐孔食性の点からは低い方が望
ましい。
性を左右する重要な指標であり、耐孔食性を直接的に向
上させる元素であるＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｎの重量％
に各元素の効果の寄与の程度を実験的に求めた係数を付
した値の和で示している。本発明鋼では、このＢ値が２
０より小さいと、良好な耐孔食性が得られないので、
（２）式に示すＢ値を２０以上とした。上記元素の他、
重量％で５％以下のＣｏを本発明鋼に添加してもよい。
Ｃｏは基地中に固溶して焼入れ焼戻し後の強度を高める
効果を有するが、Ｃｏは高価な元素であるので多量の添
加は必要でない。また、不純物元素であるＰ，Ｓについ
ては、通常の溶解工程で混入するレベルなら問題ないの
で特に規定はしないが、耐孔食性の点からは低い方が望
ましい。
【００２４】次に本発明鋼の特性値の限定理由について
述べる。本発明鋼は、適切な焼入れ焼戻しを行なうこと
によって、ＳＵＳ３０４の冷間加工材やＳＵＳ４１０の
焼入れ焼戻し材よりも高い硬さを得ることができる。特
に、本発明鋼をねじ、釘、ボルト、刃物、ばね等に使用
する場合には、その性能を十分発揮させるために、５０
ＨＲＣ以上が必要であるが、本発明鋼では約１０００℃
以上からの焼入後、約３００℃以下の低温焼戻しか、ま
たは約４００〜５００℃の高温焼戻しを行なうことによ
って、５０ＨＲＣ以上を得ることができる。但し、ね
じ、釘、ボルト等で耐遅れ破壊性が重視される場合は、
適正な焼戻し温度を選ぶことによって硬さを低くするこ
とも可能である。
述べる。本発明鋼は、適切な焼入れ焼戻しを行なうこと
によって、ＳＵＳ３０４の冷間加工材やＳＵＳ４１０の
焼入れ焼戻し材よりも高い硬さを得ることができる。特
に、本発明鋼をねじ、釘、ボルト、刃物、ばね等に使用
する場合には、その性能を十分発揮させるために、５０
ＨＲＣ以上が必要であるが、本発明鋼では約１０００℃
以上からの焼入後、約３００℃以下の低温焼戻しか、ま
たは約４００〜５００℃の高温焼戻しを行なうことによ
って、５０ＨＲＣ以上を得ることができる。但し、ね
じ、釘、ボルト等で耐遅れ破壊性が重視される場合は、
適正な焼戻し温度を選ぶことによって硬さを低くするこ
とも可能である。
【００２５】本発明鋼は、適切な焼入れ焼戻しを行なう
ことによって、高い硬さを維持しつつ、良好な耐孔食性
を得ることができる。耐孔食性の優劣を表す１つの指標
として孔食電位が挙げられるが、大気中で使用され、水
道水、雨水、結露等の比較的緩やかな腐食環境にさらさ
れる可能性のある部材、部品、工具等に使用しても良好
な耐孔食性を示すためには、３０℃の脱気３．５％塩水
中での孔食電位Ｖc'10 0が１００ｍＶ（ｖｓ Ｓ.Ｃ.
Ｅ）以上が必要であるが、本発明鋼では約１０００℃以
上からの焼入れ後、約３００℃以下の低温焼戻しを行な
うことによって、Ｖc'100を１００ｍＶ（ｖｓ Ｓ.Ｃ.
Ｅ）以上とすることができる。ここで孔食とは、鋼の表
面に所々に点状に小さな孔を形成する腐食形態であり、
ステンレス鋼においてよく見られる腐食の一種である。
この孔食が発生すると見栄えが悪くなるだけでなく、そ
の孔を起点として破壊に至る場合がある。なお、孔食電
位は、電気化学的な腐食評価試験法として、ＪＩＳ Ｇ
０５７７に規定される測定方法に従って測定し、電流密
度が１００μＡ／ｃｍ2となるときの電位Ｖc'100として
求める方法である。
ことによって、高い硬さを維持しつつ、良好な耐孔食性
を得ることができる。耐孔食性の優劣を表す１つの指標
として孔食電位が挙げられるが、大気中で使用され、水
道水、雨水、結露等の比較的緩やかな腐食環境にさらさ
れる可能性のある部材、部品、工具等に使用しても良好
な耐孔食性を示すためには、３０℃の脱気３．５％塩水
中での孔食電位Ｖc'10 0が１００ｍＶ（ｖｓ Ｓ.Ｃ.
Ｅ）以上が必要であるが、本発明鋼では約１０００℃以
上からの焼入れ後、約３００℃以下の低温焼戻しを行な
うことによって、Ｖc'100を１００ｍＶ（ｖｓ Ｓ.Ｃ.
Ｅ）以上とすることができる。ここで孔食とは、鋼の表
面に所々に点状に小さな孔を形成する腐食形態であり、
ステンレス鋼においてよく見られる腐食の一種である。
この孔食が発生すると見栄えが悪くなるだけでなく、そ
の孔を起点として破壊に至る場合がある。なお、孔食電
位は、電気化学的な腐食評価試験法として、ＪＩＳ Ｇ
０５７７に規定される測定方法に従って測定し、電流密
度が１００μＡ／ｃｍ2となるときの電位Ｖc'100として
求める方法である。
【００２６】上記に示す特性値は、本発明鋼の製造方
法、特に熱処理条件を適切に選ぶことで、用途に応じた
組合せとすることが可能である。例えば、冷間成形後、
熱処理されるねじ、釘、ボルト、刃物、ばね等において
は、２５０ＨＶ以下の低い焼なまし硬さと５０ＨＲＣ以
上の高い焼入れ焼戻し硬さを必要とし、さらに耐孔食性
も心配される時は、１００ｍＶ（ｖｓ Ｓ.Ｃ.Ｅ）以上
の高い孔食電位も併せ持たせることが可能である。ま
た、冷間成形をしないで、機械加工で成形されるねじ、
ボルト、刃物等の場合には、低温焼戻しによって焼入れ
焼戻し後の高い硬さと高い孔食電位の組合せとすること
ができる。また、金型等の工具として使用する場合に
は、用途によっては高い焼入れ焼戻し硬さのみが必要な
場合もあり、また、約３００℃以上の高温にさらされる
可能性のある工具に使用される場合には、高い焼入れ焼
戻し硬さのみを例えば４００〜５００℃の高温焼戻しで
得ることもできる。
法、特に熱処理条件を適切に選ぶことで、用途に応じた
組合せとすることが可能である。例えば、冷間成形後、
熱処理されるねじ、釘、ボルト、刃物、ばね等において
は、２５０ＨＶ以下の低い焼なまし硬さと５０ＨＲＣ以
上の高い焼入れ焼戻し硬さを必要とし、さらに耐孔食性
も心配される時は、１００ｍＶ（ｖｓ Ｓ.Ｃ.Ｅ）以上
の高い孔食電位も併せ持たせることが可能である。ま
た、冷間成形をしないで、機械加工で成形されるねじ、
ボルト、刃物等の場合には、低温焼戻しによって焼入れ
焼戻し後の高い硬さと高い孔食電位の組合せとすること
ができる。また、金型等の工具として使用する場合に
は、用途によっては高い焼入れ焼戻し硬さのみが必要な
場合もあり、また、約３００℃以上の高温にさらされる
可能性のある工具に使用される場合には、高い焼入れ焼
戻し硬さのみを例えば４００〜５００℃の高温焼戻しで
得ることもできる。
【００２７】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
表１に示す化学成分をもつ鋼を真空溶解によって溶解
し、１０ｋｇの鋼塊を得た。ここで、鋼Ｎｏ．１〜１７
は組成、Ａ値およびＢ値がいずれも本発明の限定範囲内
にある本発明鋼であり、Ｎｏ．３１〜３５は組成、Ａ値
およびＢ値のいずれか、またはいくつかが本発明の限定
範囲からはずれた比較鋼である。これらの鋼を熱間加工
によって３０ｍｍ角の棒材にし、８６０℃に加熱後、炉
冷の焼なましを行なった。さらに１０５０℃に加熱し３
０分保持後油冷の焼入れを行なった後、１８０℃で２時
間の焼戻しを行なった。
表１に示す化学成分をもつ鋼を真空溶解によって溶解
し、１０ｋｇの鋼塊を得た。ここで、鋼Ｎｏ．１〜１７
は組成、Ａ値およびＢ値がいずれも本発明の限定範囲内
にある本発明鋼であり、Ｎｏ．３１〜３５は組成、Ａ値
およびＢ値のいずれか、またはいくつかが本発明の限定
範囲からはずれた比較鋼である。これらの鋼を熱間加工
によって３０ｍｍ角の棒材にし、８６０℃に加熱後、炉
冷の焼なましを行なった。さらに１０５０℃に加熱し３
０分保持後油冷の焼入れを行なった後、１８０℃で２時
間の焼戻しを行なった。
【００２８】硬さは、焼なまし後についてはビッカース
硬度計で、また焼入れ焼戻し後についてはロックウェル
硬度計で測定した。また、耐孔食性についてはＪＩＳ
Ｇ０５７７に準じて脱気した３０℃の３．５％塩水中で
測定し、電流密度が１００μＡ／ｃｍとなるときの電位
Ｖc'100を孔食電位として求めた。また、熱間加工性
は、熱間加工時に表面部や角部に疵が多発したものは×
印を、疵がわずかではあるが発生したものは△印を，ま
た疵が発生しなかったものは○印を付して評価し、その
結果を表２に示す。
硬度計で、また焼入れ焼戻し後についてはロックウェル
硬度計で測定した。また、耐孔食性についてはＪＩＳ
Ｇ０５７７に準じて脱気した３０℃の３．５％塩水中で
測定し、電流密度が１００μＡ／ｃｍとなるときの電位
Ｖc'100を孔食電位として求めた。また、熱間加工性
は、熱間加工時に表面部や角部に疵が多発したものは×
印を、疵がわずかではあるが発生したものは△印を，ま
た疵が発生しなかったものは○印を付して評価し、その
結果を表２に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
【００３１】表２からわかるように、本発明鋼Ｎｏ．１
〜１７はいずれも焼入れ焼戻し硬さがＨＲＣ５０以上と
高く、また孔食電位Ｖc'100も１００ｍＶ（ｖｓ Ｓ.
Ｃ.Ｅ）以上の高い値を示しており、良好な耐孔食性と
高硬度を兼備していることがわかる。また、これら本発
明鋼Ｎｏ．１〜１７は、焼なまし硬さが鋼Ｎｏ．４，５
を除いて、２５０ＨＶ以下であり、冷間加工性も十分可
能であることがわかる。鋼Ｎｏ．４，５は、Ｎｉが規定
値内であるものの高めであるため、焼なまし硬さが若干
高めではあるものの、３００ＨＶ以下であり、軽度の冷
間加工は可能であり、大きな加工率を伴う冷間加工を必
要としない場合には、他の発明鋼と同様に良好な耐孔食
性と高い焼入れ焼戻し硬さを有するので十分使用可能で
ある。また、本発明鋼Ｎｏ．１〜１７のうち，Ｎｏ．
１，６，１１，１３を除いて熱間加工性は良好であっ
た。また本発明鋼Ｎｏ．１，６，１１，１３はＮｉ／Ｃ
ｕ比が０．２以下であり，わずかに疵の発生がみられた
が，大きな問題はなく，熱間鍛造、熱間圧延等の熱間加
工工程によって、素材の製造が可能である。
〜１７はいずれも焼入れ焼戻し硬さがＨＲＣ５０以上と
高く、また孔食電位Ｖc'100も１００ｍＶ（ｖｓ Ｓ.
Ｃ.Ｅ）以上の高い値を示しており、良好な耐孔食性と
高硬度を兼備していることがわかる。また、これら本発
明鋼Ｎｏ．１〜１７は、焼なまし硬さが鋼Ｎｏ．４，５
を除いて、２５０ＨＶ以下であり、冷間加工性も十分可
能であることがわかる。鋼Ｎｏ．４，５は、Ｎｉが規定
値内であるものの高めであるため、焼なまし硬さが若干
高めではあるものの、３００ＨＶ以下であり、軽度の冷
間加工は可能であり、大きな加工率を伴う冷間加工を必
要としない場合には、他の発明鋼と同様に良好な耐孔食
性と高い焼入れ焼戻し硬さを有するので十分使用可能で
ある。また、本発明鋼Ｎｏ．１〜１７のうち，Ｎｏ．
１，６，１１，１３を除いて熱間加工性は良好であっ
た。また本発明鋼Ｎｏ．１，６，１１，１３はＮｉ／Ｃ
ｕ比が０．２以下であり，わずかに疵の発生がみられた
が，大きな問題はなく，熱間鍛造、熱間圧延等の熱間加
工工程によって、素材の製造が可能である。
【００３２】これに対して、組成、Ａ値、Ｂ値、Ｎｉ／
Ｃｕ比のいずれか一つ以上が本発明に規定した範囲から
外れる比較鋼Ｎｏ．３１〜３５は、焼入れ焼戻し硬さ、
孔食電位、焼なまし硬さ、熱間加工性の一つ以上の特性
が本発明に比べて悪いことがわかる。特にＡ値、Ｂ値の
いずれかが外れる比較鋼Ｎｏ．３３，３５は孔食電位が
低い値となっており、耐孔食性が不十分である。また、
Ｃｕ量が高くＮｉ／Ｃｕ比の低い比較鋼Ｎｏ．３１およ
びＮｉ，Ｃｕが高い比較鋼Ｎｏ．３４は熱間加工性が悪
く、素材の製造性が悪い。また、Ｎｉ量の高い比較鋼Ｎ
ｏ．３２〜３５は、焼なまし硬さが３００ＨＶより高
く、冷間加工性が悪いため、素材、部品、部材等の製造
性が低下する。
Ｃｕ比のいずれか一つ以上が本発明に規定した範囲から
外れる比較鋼Ｎｏ．３１〜３５は、焼入れ焼戻し硬さ、
孔食電位、焼なまし硬さ、熱間加工性の一つ以上の特性
が本発明に比べて悪いことがわかる。特にＡ値、Ｂ値の
いずれかが外れる比較鋼Ｎｏ．３３，３５は孔食電位が
低い値となっており、耐孔食性が不十分である。また、
Ｃｕ量が高くＮｉ／Ｃｕ比の低い比較鋼Ｎｏ．３１およ
びＮｉ，Ｃｕが高い比較鋼Ｎｏ．３４は熱間加工性が悪
く、素材の製造性が悪い。また、Ｎｉ量の高い比較鋼Ｎ
ｏ．３２〜３５は、焼なまし硬さが３００ＨＶより高
く、冷間加工性が悪いため、素材、部品、部材等の製造
性が低下する。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のマルテン
サイト系ステンレス鋼は、熱間加工性が良好で、焼なま
し硬さが低く、焼入れ焼戻し後の耐孔食性に優れ、かつ
高硬度を有する。本発明鋼はこれらの４つの特性を組み
合わせることも兼ね備えることもできる。したがって、
大気中で使用し、水道水、雨水、結露等にさらされる、
ねじ、釘、ボルト、刃物、ばね等の部品、部材、工具等
に用いれば、安価で、かつ信頼性および寿命を大幅に向
上でき、工業上顕著な効果を有する。
サイト系ステンレス鋼は、熱間加工性が良好で、焼なま
し硬さが低く、焼入れ焼戻し後の耐孔食性に優れ、かつ
高硬度を有する。本発明鋼はこれらの４つの特性を組み
合わせることも兼ね備えることもできる。したがって、
大気中で使用し、水道水、雨水、結露等にさらされる、
ねじ、釘、ボルト、刃物、ばね等の部品、部材、工具等
に用いれば、安価で、かつ信頼性および寿命を大幅に向
上でき、工業上顕著な効果を有する。
Claims (8)
- 【請求項１】 重量％にて、Ｃ ０．１５％を越え０．
４０％以下、Ｓｉ２．０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、
Ｃｒ １１．０％以上１５．０％未満、ＭｏまたはＭｏ
とＷの２種が、Ｍｏ＋１／２Ｗで１．０〜３．０％、Ｎ
０．０1〜０．１５％を含有し、Ｎｉ ０．２を越え
２．０％以下およびＣｕ ２．０％を越え４％以下を含
み、残部が実質的にＦｅからなり、かつ（１）式で示さ
れるＡ値が１０以下、（２）式で示されるＢ値が２０以
上であることを特徴とする耐孔食性の優れた高硬度マル
テンサイト系ステンレス鋼。 A=-40C+6Si-2Mn-4Ni+Cr+4Mo+2W-2Cu-30N+11V+10Ti+5Nb …………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) - 【請求項２】 重量％にて、Ｃ ０．１５％を越え０．
４０％以下、Ｓｉ２．０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、
Ｃｒ １１．０％以上１５．０％未満、ＭｏまたはＭｏ
とＷの２種が、Ｍｏ＋１／２Ｗで１．０〜３．０％、Ｎ
０．０1〜０．１５％を含有し、Ｎｉ ０．２を越え
２．０％以下およびＣｕ ２．０％を越え４％以下を含
み、かつＮｉとＣｕの関係が（３）式を満足する範囲で
あって、残部が実質的にＦｅからなり、かつ（１）式で
示されるＡ値が１０以下、（２）式で示されるＢ値が２
０以上であることを特徴とする耐孔食性の優れた高硬度
マルテンサイト系ステンレス鋼。 A=-40C+6Si-2Mn-4Ni+Cr+4Mo+2W-2Cu-30N+11V+10Ti+5Nb …………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) Ｎｉ／Ｃｕ＞０．２ …………（３） - 【請求項３】 重量％にて、Ｃ ０．１５％を越え０．
４０％以下、Ｓｉ２．０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、
Ｃｒ １１．０％以上１５．０％未満、ＭｏまたはＭｏ
とＷの２種が、Ｍｏ＋１／２Ｗで１．０〜３．０％、Ｎ
０．０1〜０．１５％を含有し、Ｎｉ ０．２を越え
２．０％以下およびＣｕ ２．０％を越え４％以下を含
み、さらにＶ，Ｔｉ，Ｎｂのうち１種または２種以上を
合計で０．２５％以下含み、残部が実質的にＦｅからな
り、かつ（１）式で示されるＡ値が１０以下、（２）式
で示されるＢ値が２０以上であることを特徴とする耐孔
食性の優れた高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼。 A=-40C+6Si-2Mn-4Ni+Cr+4Mo+2W-2Cu-30N+11V+10Ti+5Nb …………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) - 【請求項４】 重量％にて、Ｃ ０．１５％を越え０．
４０％以下、Ｓｉ２．０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、
Ｃｒ １１．０％以上１５．０％未満、ＭｏまたはＭｏ
とＷの２種が、Ｍｏ＋１／２Ｗで１．０〜３．０％、Ｎ
０．０1〜０．１５％を含有し、Ｎｉ ０．２を越え
２．０％以下およびＣｕ ２．０％を越え４％以下を含
み、かつＮｉとＣｕの関係が（３）式を満足する範囲で
あって、さらにＶ，Ｔｉ，Ｎｂのうち１種または２種以
上を合計で０．２５％以下含み、残部が実質的にＦｅか
らなり、かつ（１）式で示されるＡ値が１０以下、
（２）式で示されるＢ値が２０以上であることを特徴と
する耐孔食性の優れた高硬度マルテンサイト系ステンレ
ス鋼。 A=-40C+6Si-2Mn-4Ni+Cr+4Mo+2W-2Cu-30N+11V+10Ti+5Nb …………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計算) Ｎｉ／Ｃｕ＞０．２ …………（３） - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の鋼
組成に、Ｂ，Ｍｇ，Ｃａ，Ａｌのうち１種または２種以
上を合計で０．１０％以下含有する耐孔食性の優れた高
硬度マルテンサイト系ステンレス鋼。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の
マルテンサイト系ステンレス鋼からなり、焼入れ焼戻し
後の硬さが５０ＨＲＣ以上であることを特徴とする耐孔
食性の優れた高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼。 - 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載のマ
ルテンサイト系ステンレス鋼からなり、３０℃の脱気
３．５％塩水中での孔食電位Ｖc'100が１００ｍＶ（ｖ
ｓ Ｓ.Ｃ.Ｅ）以上であることを特徴とする耐孔食性の
優れた高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼。 - 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかに記載のマ
ルテンサイト系ステンレス鋼からなり、７００〜９５０
℃で１回の焼なましを行なった後の硬さが２５０ＨＶ以
下であることを特徴とする耐孔食性の優れた高硬度マル
テンサイト系ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17093096A JPH1018002A (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 耐孔食性の優れた高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17093096A JPH1018002A (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 耐孔食性の優れた高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1018002A true JPH1018002A (ja) | 1998-01-20 |
Family
ID=15914005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17093096A Pending JPH1018002A (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 耐孔食性の優れた高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1018002A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004036791A (ja) * | 2002-07-04 | 2004-02-05 | Shinjo Mfg Co Ltd | 耐熱ドリルねじ |
| WO2007016004A1 (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Crs Holdings, Inc. | Corrosion-resistant, cold-formable, machinable, high strength, martensitic stainless steel |
| EP3031942A1 (en) * | 2014-12-09 | 2016-06-15 | voestalpine Precision Strip AB | Stainless steel strip for flapper valves |
| CN105934530A (zh) * | 2014-12-09 | 2016-09-07 | 奥钢联精密带钢公司 | 用于挡板阀的不锈钢 |
| CN108342660A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-07-31 | 明光市瑞丰五金制品有限公司 | 多用途全帽纸排钉合金材料及其生产工艺 |
-
1996
- 1996-07-01 JP JP17093096A patent/JPH1018002A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004036791A (ja) * | 2002-07-04 | 2004-02-05 | Shinjo Mfg Co Ltd | 耐熱ドリルねじ |
| WO2007016004A1 (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Crs Holdings, Inc. | Corrosion-resistant, cold-formable, machinable, high strength, martensitic stainless steel |
| JP2009503257A (ja) * | 2005-07-29 | 2009-01-29 | シーアールエス ホールディングス，インコーポレイテッド | 耐食性・冷間成形性・切削性高強度マルテンサイト系ステンレス鋼 |
| EP3031942A1 (en) * | 2014-12-09 | 2016-06-15 | voestalpine Precision Strip AB | Stainless steel strip for flapper valves |
| CN105934530A (zh) * | 2014-12-09 | 2016-09-07 | 奥钢联精密带钢公司 | 用于挡板阀的不锈钢 |
| KR20170092675A (ko) * | 2014-12-09 | 2017-08-11 | 푀스트알피네 프리시전 스트립 아베 | 플래퍼 밸브들용 스테인레스강 스트립 |
| US9890436B2 (en) | 2014-12-09 | 2018-02-13 | Voestalpine Precision Strip Ab | Stainless steel strip for flapper valves |
| CN108342660A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-07-31 | 明光市瑞丰五金制品有限公司 | 多用途全帽纸排钉合金材料及其生产工艺 |
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