JPH10195605A - Ferritic stainless steel - Google Patents
Ferritic stainless steelInfo
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- JPH10195605A JPH10195605A JP35002096A JP35002096A JPH10195605A JP H10195605 A JPH10195605 A JP H10195605A JP 35002096 A JP35002096 A JP 35002096A JP 35002096 A JP35002096 A JP 35002096A JP H10195605 A JPH10195605 A JP H10195605A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、人体に直接接触す
る腕時計側材等の素材として好適なフェライト系ステン
レス鋼に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ferritic stainless steel suitable as a material for a watch side member which comes into direct contact with a human body.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、人体に直接接触する腕時計側材等
の素材として、Ｎｉを含まないフェライト系ステンレス
鋼材が使用されている。Ｎｉを含むステンレス鋼材が人
体に直接触れると、Ｎｉアレルギーが発生する恐れがあ
るからである。2. Description of the Related Art In recent years, a ferrite stainless steel material containing no Ni has been used as a material for a watch side member or the like which comes into direct contact with the human body. This is because if a stainless steel material containing Ni directly touches the human body, Ni allergy may occur.
【０００３】フェライト系ステンレス鋼を人体に直接接
触する腕時計側材等の素材として用いる場合には、上記
のＮｉアレルギー問題の防止に加え、鋼材を所定の形状
に加工するための切削性、製品に加工した際の靭性、さ
らに近年、大腸菌等に対する抗菌性を有していることが
要求されてきた。[0003] When ferritic stainless steel is used as a material for a watch side member or the like which comes into direct contact with the human body, in addition to the above-mentioned prevention of the Ni allergy problem, machinability for processing a steel material into a predetermined shape, and It has been required to have toughness when processed and, more recently, antibacterial properties against Escherichia coli and the like.
【０００４】例えば、特開平７−２５２６０５号公報に
は、耐食性と切削性に優れるフェライト系ステンレス鋼
が開示されている。本公報に記載のフェライト系ステン
レス鋼は、切削性を改善するためにＳを０．２％まで含
有させ、それによって悪化する耐食性をＮｂとＴｉをそ
れぞれ０．１〜０．３重量％、０．１〜０．２重量％複
合添加して防止することを特徴としている。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-252605 discloses a ferritic stainless steel having excellent corrosion resistance and machinability. The ferritic stainless steel described in this publication contains S up to 0.2% in order to improve the machinability, and the corrosion resistance deteriorated by 0.1% to 0.3% by weight of Nb and Ti, respectively. It is characterized in that it is prevented by compound addition of 0.1 to 0.2% by weight.
【０００５】また、フェライト系ステンレス鋼に抗菌性
を持たせた例として、例えば、特開平８−６０３０３号
公報には、Ｃｕを０．０１〜３重量％含み、表層部に
０．１原子％以上のＣｕを濃化させたフェライト系ステ
ンレス鋼が開示されている。しかし、前記特開平７−２
５２６０５号公報に記載されている鋼は、抗菌性を有し
ていない。一方、前記特開平８−６０３０３号公報に記
載されている鋼は、切削性や靭性に対する配慮がされて
おらず、このままでは、腕時計側材等の素材として用い
ることができない。Further, as an example in which ferritic stainless steel is provided with antibacterial properties, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-60303 discloses that 0.01 to 3% by weight of Cu is contained, and 0.1 at. A ferrite-based stainless steel in which Cu is concentrated is disclosed. However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-2
The steel described in 52605 has no antibacterial properties. On the other hand, the steel described in JP-A-8-60303 does not consider the machinability and toughness, and cannot be used as a material such as a wristwatch side material as it is.
【０００６】このように、切削性、靭性、および抗菌性
を兼ね備える、Ｎｉを含有しないフェライト系ステンレ
ス鋼は未だ開発されていない。As described above, no Ni-containing ferritic stainless steel having both machinability, toughness and antibacterial properties has not been developed yet.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、切削
性、靭性および抗菌性を兼ね備えた従来にはないフェラ
イト系ステンレス鋼を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an unprecedented ferritic stainless steel having both machinability, toughness and antibacterial properties.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記の
フェライト系ステンレス鋼にある。The gist of the present invention resides in the following ferritic stainless steel.
【０００９】『重量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：
０．０５ 〜０．４％、Ｍｎ：０．４％以下、Ｓ：０．
０６〜０．１２％、Ｃｕ：０．０５〜２．５％、Ｍｏ：
１．５〜２．５％、Ｃｒ：１９〜２１％、Ｔｉ：０．０
５〜０．３％、Ｎｂ：０．１〜０．２％、Ａｌ：０．０
２％以下を含み、残部はＦｅおよび不可避的不純物から
成るフェライト系ステンレス鋼。』 本発明のフェライト系ステンレス鋼（以下、本発明鋼と
もいう。）は、下記の技術思想により、切削性、靭性お
よび抗菌性を兼ね備えるものである。"In weight%, C: 0.01% or less, Si:
0.05-0.4%, Mn: 0.4% or less, S: 0.
06-0.12%, Cu: 0.05-2.5%, Mo:
1.5 to 2.5%, Cr: 19 to 21%, Ti: 0.0
5 to 0.3%, Nb: 0.1 to 0.2%, Al: 0.0
Ferritic stainless steel containing 2% or less, with the balance being Fe and unavoidable impurities. The ferritic stainless steel of the present invention (hereinafter also referred to as the steel of the present invention) has both machinability, toughness and antibacterial properties according to the following technical concept.
【００１０】（１）切削性について 本発明鋼の組成において切削性の向上に寄与する元素
は、Ｓ、Ｍｎ、ＣｒおよびＴｉである。Ｓは、Ｍｎ、Ｃ
ｒおよびＴｉと硫化物を形成する。これらの硫化物は、
複合化合物を形成する。硫化物がフェライト系ステンレ
ス鋼中に存在すると、切削抵抗が小さくなるとともに切
粉形状が断片状となり切削作業性が向上することによ
り、切削性が向上する。(1) Regarding machinability Elements that contribute to improvement of machinability in the composition of the steel of the present invention are S, Mn, Cr and Ti. S is Mn, C
Form sulfides with r and Ti. These sulfides
Form a complex compound. When the sulfide is present in the ferritic stainless steel, the cutting resistance is reduced and the shape of the chips becomes fragmented, thereby improving the cutting workability, thereby improving the cutting performance.
【００１１】（２）靭性について 本発明鋼の組成において靭性の向上に寄与する元素は、
ＴｉとＮｂである。ＴｉとＮｂは、鋼中のＣや不可避的
に混入しているＮと結合して炭窒化物を作り、結晶粒を
微細化して鋼の靭性を向上させる。(2) Regarding Toughness In the composition of the steel of the present invention, the elements that contribute to the improvement of toughness are:
Ti and Nb. Ti and Nb combine with C in the steel and N inevitably mixed to form carbonitrides, refine crystal grains and improve the toughness of the steel.
【００１２】（３）抗菌性について 本発明鋼の組成において抗菌性の向上に寄与する元素
は、ＣｕとＳである。Ｃｕは、それ自体優れた抗菌性を
有する元素である。本発明鋼が主に使用される、人体に
直接接触し、汗や水分等に接する湿潤環境下では、鋼表
面に水分が付着する。付着する水分がわずかな量であっ
ても極微量のＣｕがイオン化する。イオン化したＣｕ
は、わずかな量であっても、鋼表面の細菌の細胞や代謝
酵素反応して、細菌の繁殖を防止する。(3) Antibacterial properties In the composition of the steel of the present invention, the elements which contribute to the improvement of the antibacterial properties are Cu and S. Cu itself is an element having excellent antibacterial properties. In a humid environment where the steel of the present invention is mainly used, which is in direct contact with the human body and in contact with sweat, moisture, etc., moisture adheres to the steel surface. A very small amount of Cu is ionized even if a small amount of water adheres. Cu ionized
Even small amounts prevent bacterial growth by reacting with bacterial cells and metabolic enzymes on the steel surface.
【００１３】さらに、本発明鋼中のＳは、Ｃｕのイオン
化を促進する作用を有しているので、抗菌性がより一層
向上する。Further, since S in the steel of the present invention has an action of accelerating the ionization of Cu, the antibacterial property is further improved.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】本発明のフェライト系ステンレス
鋼（以下、本発明鋼ともいう。）は、切削性、靭性およ
び抗菌性を持たせるために、下記の組成を選んでいる。
なお、化学組成の％は、重量％を意味するものとする。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The ferritic stainless steel of the present invention (hereinafter also referred to as the present invention steel) is selected from the following compositions in order to impart machinability, toughness and antibacterial properties.
In addition,% of a chemical composition shall mean weight%.
【００１５】Ｃ：Ｃは耐食性、靭性を損なう元素である
ので、含有量の上限を０．０１％とする。C: Since C is an element that impairs corrosion resistance and toughness, the upper limit of the content is set to 0.01%.
【００１６】Ｓｉ：Ｓｉは、脱酸元素として必要な元素
であるので０．０５％以上含有させる必要がある。しか
し、過剰に含有させると靭性が低下するので、含有量の
上限を０．４％とする。Si: Since Si is a necessary element as a deoxidizing element, it must be contained in an amount of 0.05% or more. However, if the content is excessive, the toughness is reduced, so the upper limit of the content is set to 0.4%.
【００１７】Ｍｎ：Ｍｎも脱酸元素として有効な元素で
ある。また、Ｓと反応して硫化物を形成し、鋼の切削性
を向上させる。Ｍｎ含有量は、通常の不純物レベルでも
よいが上記脱酸効果と切削性を確実に得るためには、
０．１％以上含有させるのが望ましい。ただし、過剰に
含有させると、鋼の耐食性、靭性および熱間加工性が悪
化するので、０．４％を上限とする。Mn: Mn is also an effective element as a deoxidizing element. Further, it reacts with S to form a sulfide, thereby improving the machinability of steel. The Mn content may be at a normal impurity level, but in order to reliably obtain the deoxidizing effect and machinability,
It is desirable to contain 0.1% or more. However, if it is contained excessively, the corrosion resistance, toughness and hot workability of steel deteriorate, so the upper limit is 0.4%.
【００１８】Ｓ：Ｓは、硫化物を形成し、鋼の切削性を
向上させる元素である。その効果を得るためには、０．
０６％以上含有させる必要がある。一方、Ｓを過剰に含
有させると熱間脆性や耐食性悪化の問題が生じるので、
含有量の上限は、０．１２％とする。さらに望ましい含
有量は、０．０６〜０．０８％である。S: S is an element that forms sulfides and improves the machinability of steel. To obtain the effect, the
It is necessary to contain at least 06%. On the other hand, if S is excessively contained, problems such as hot brittleness and deterioration of corrosion resistance occur.
The upper limit of the content is 0.12%. A more desirable content is 0.06 to 0.08%.
【００１９】Ｃｕ：Ｃｕは、フェライト系ステンレス鋼
を電気化学的に貴にすることによって、鋼の耐食性を向
上させる効果と、使用環境下において、わずかな水分と
反応してＣｕイオンとして溶出し、それによって抗菌性
を生じさせる効果を有する元素である。これらの効果を
得るためには、０．０５％以上含有させる必要がある。
しかし、過剰に含有させると靭性が悪化するので含有量
の上限を２．５％とする。Cu: Cu has the effect of improving the corrosion resistance of ferritic stainless steel by making the ferritic stainless steel electrochemically noble. In addition, under the operating environment, Cu elutes as Cu ions by reacting with slight moisture. This is an element having an effect of causing antibacterial properties. In order to obtain these effects, it is necessary to contain 0.05% or more.
However, if the content is excessive, the toughness deteriorates. Therefore, the upper limit of the content is set to 2.5%.
【００２０】Ｍｏ：Ｍｏは、耐食性を向上するために有
効な元素である。その効果を得るためには、１．５％以
上含有させる必要がある。しかし、過剰に含有させると
靱性が低下する。したがって、含有量の上限を２．５％
とした。Mo: Mo is an element effective for improving corrosion resistance. In order to obtain the effect, it is necessary to contain 1.5% or more. However, if it is contained excessively, the toughness decreases. Therefore, the upper limit of the content is 2.5%
And
【００２１】Ｃｒ：Ｃｒは、フェライト系ステンレス鋼
の基本的特性である耐食性を確保するために必須の元素
である。本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼に匹
敵する耐食性を得るために含有量を１９％以上とした。
しかし、過剰に含有させると鋼の靭性が低下する。した
がって、含有量の上限を２１％とした。Cr: Cr is an element essential for ensuring corrosion resistance, which is a basic property of ferritic stainless steel. In the present invention, the content is set to 19% or more in order to obtain corrosion resistance comparable to austenitic stainless steel.
However, if it is contained excessively, the toughness of the steel decreases. Therefore, the upper limit of the content is set to 21%.
【００２２】Ｔｉ：Ｔｉは、鋼中のＣおよびＮと結合し
て炭窒化物を形成し、結晶粒を微細化して鋼の靭性を改
善する元素である。また、Ｔｉは、優先的にＳと結合し
て硬い硫化物となる。ＴｉＳは、ＭｎやＣｒとともに複
合化合物となり、熱間脆性を起こすＭｎＳやＣｒＳ等の
延性介在物が単独に存在することを防ぐ重要な硫化物で
ある。ＴｉＳ、ＭｎＳやＣｒＳ等からなる複合介在物
は、延性介在物ではなく、熱間加工時に細切れになる介
在物なので熱間脆性を起こさない。これらの効果を得る
ためには、０．０５％以上Ｔｉを含有させる必要があ
る。しかし、過剰に含有させるとＴｉＳが過剰に析出し
て切削性や研磨性が悪化する。したがって、含有量の上
限を０．３％とした。さらに望ましい含有量は、０．０
５〜０．１２％である。Ti: Ti is an element that combines with C and N in steel to form a carbonitride, refines crystal grains, and improves the toughness of the steel. Further, Ti is preferentially combined with S to form a hard sulfide. TiS is an important sulfide that forms a composite compound with Mn and Cr and prevents the presence of ductile inclusions such as MnS and CrS that cause hot embrittlement alone. Composite inclusions made of TiS, MnS, CrS, etc. are not ductile inclusions but inclusions that are cut during hot working, so that they do not cause hot embrittlement. To obtain these effects, it is necessary to contain 0.05% or more of Ti. However, if it is contained excessively, TiS precipitates excessively and the machinability and the abrasion deteriorate. Therefore, the upper limit of the content is set to 0.3%. A more desirable content is 0.0
5 to 0.12%.
【００２３】Ｎｂ：Ｎｂは、Ｔｉと同様にＣおよびＮと
結合して炭窒化物となり、結晶粒を微細化して鋼の靭性
を改善する元素である。この効果を得るためには、０．
１％以上含有させる必要がある。しかし、過剰に含有さ
せると鋼の靱性がかえって低下し、研磨性も悪化する。
したがって、含有量の上限を０．２％とした。Nb: Like Ti, Nb is an element that combines with C and N to form a carbonitride, refines crystal grains, and improves the toughness of steel. In order to obtain this effect, it is necessary to use 0.
It is necessary to contain 1% or more. However, if it is contained excessively, the toughness of the steel is rather reduced, and the abrasion is also deteriorated.
Therefore, the upper limit of the content is set to 0.2%.
【００２４】Ａｌ：Ａｌは、鋼を脱酸する元素である
が、過剰に含有すると硬いＡｌＮやＡｌ2Ｏ３が析出
し、鋼の靱性および研磨性を低下させる。したがって、
Ａｌの含有量は０．０２％までとする。なお、含有量の
下限は、不可避的不純物として混入する程度の量でよ
い。Al: Al is an element that deoxidizes steel, but if contained excessively, hard AlN or Al 2 O 3 precipitates and lowers the toughness and abrasiveness of the steel. Therefore,
The content of Al is limited to 0.02%. Note that the lower limit of the content may be an amount that is mixed as unavoidable impurities.
【００２５】本発明鋼は、通常の溶解および精錬工程で
溶製したのち、鋳造し、鋳造のままで使用されるか、さ
らには、鍛造、圧延、押し出し等の加工工程を経て板、
管などの製品として成形されて使用される。[0025] The steel of the present invention is melted in a usual melting and refining process, then cast and used as it is, or further subjected to a working process such as forging, rolling, extrusion, etc.
Molded and used as products such as tubes.
【００２６】[0026]
【実施例】本発明のフェライト系ステンレス鋼を、１７
ｋｇ真空高周波炉で溶解し、インゴットを熱間圧延し、
試験材を作製した。その後、切削性、靭性および抗菌性
を調査した。なお、比較のために、成分のいずれかが本
発明鋼で規定する含有量の範囲から外れる鋼（以下、比
較鋼という。）を同様に溶製し、熱延し、試験材を作製
し各性能を調査した。EXAMPLE The ferritic stainless steel of the present invention was
kg in a vacuum high frequency furnace, hot rolled ingot,
Test materials were prepared. Thereafter, the machinability, toughness and antibacterial properties were investigated. For comparison, a steel in which one of the components is out of the range of the content specified in the steel of the present invention (hereinafter referred to as comparative steel) is similarly melted, hot rolled, and a test material is prepared. The performance was investigated.
【００２７】表１に、本発明鋼および比較鋼の化学組成
を示した。Table 1 shows the chemical compositions of the steel of the present invention and the comparative steel.
【００２８】[0028]
【表１】 [Table 1]
【００２９】Ｎｏ．１〜７が本発明鋼であり、Ｎｏ．Ａ
〜Ｏは、比較鋼である。No. Nos. 1 to 7 are steels of the present invention. A
ＯO is a comparative steel.
【００３０】これらの試験材に対して、ＪＩＳ Ｚ ２
２４２に準拠して靭性を調査した。靭性は、長さ５５ｍ
ｍ×縦１０ｍｍ×横１０ｍｍの試験片にＶノッチを付与
して測定した。常温において衝撃値で５０Ｊ／ｃｍ2以
上有する試験片を靭性に優れているとした。For these test materials, JIS Z 2
242 was examined for toughness. 55m long toughness
A V-notch was applied to a test piece of mx 10 mm in length x 10 mm in width and measured. A test piece having an impact value of 50 J / cm 2 or more at room temperature was determined to have excellent toughness.
【００３１】また、切削性の調査は、直径４ｍｍドリル
を使用して、１０００rpm、荷重６ｋｇｆの条件で、合
計で１０００ｍｍを穿孔するまでの時間で評価した。切
削時間が２０分以下のものを切削性が良好であるとし
た。In addition, the machinability was evaluated using a 4 mm diameter drill under the conditions of 1000 rpm and a load of 6 kgf, and the time required to drill a total of 1000 mm. Those having a cutting time of 20 minutes or less were regarded as having excellent cutting properties.
【００３２】抗菌性については、熱延板を酸洗して表面
のＣｕをＣｕイオンとして溶出させた後、表面に大腸菌
液を塗抹し、その上にポリエチレンフィルムを被せて２
４時間静置後、菌液を採取し培地で４８時間培養した後
の生存菌数(発生集落数)を計測することにより調査し
た。減菌率９９％以上で抗菌性が良好であると判断し
た。なお、滅菌率は、顕微鏡観察視野内において、培養
直後の生存菌数と４８時間培養後の生存菌数をカウント
することにより求めた。Regarding the antibacterial activity, hot-rolled sheets were pickled to elute Cu on the surface as Cu ions, and then E. coli solution was smeared on the surface, and a polyethylene film was placed on the solution.
After standing for 4 hours, the bacterial solution was collected, and the number of surviving bacteria (the number of emerged colonies) after culturing in a medium for 48 hours was examined by counting. It was determined that the antibacterial property was good when the sterilization rate was 99% or more. The sterilization rate was determined by counting the number of surviving bacteria immediately after culturing and the number of surviving bacteria after culturing for 48 hours in a microscope observation visual field.
【００３３】これらの調査結果を表２に示した。The results of these investigations are shown in Table 2.
【００３４】[0034]
【表２】 [Table 2]
【００３５】表２より、本発明鋼は、靭性、切削性およ
び抗菌性に優れていることが分かった。本発明鋼は、
Ｓ、ＭｎおよびＣｒを適量含むので、切削性が向上して
いた。また、本発明鋼は、ＴｉとＮｂを適量含むので、
靭性が向上していた。また、本発明鋼は、ＣｕとＳを適
量含むので、抗菌性が向上していた。From Table 2, it was found that the steel of the present invention was excellent in toughness, machinability and antibacterial properties. The steel of the present invention
Since appropriate amounts of S, Mn and Cr were contained, the machinability was improved. Further, since the steel of the present invention contains appropriate amounts of Ti and Nb,
The toughness was improved. Further, since the steel of the present invention contains appropriate amounts of Cu and S, the antibacterial property was improved.
【００３６】一方、比較鋼Ｎｏ．Ａ〜Ｏは、本発明で規
定する組成から外れているので、切削性、靭性および抗
菌性のいずれかが劣っていた。On the other hand, the comparative steel No. Since A to O deviated from the composition specified in the present invention, any of machinability, toughness and antibacterial properties were inferior.
【００３７】[0037]
【発明の効果】本発明のフェライト系ステンレス鋼は、
切削性、靭性および抗菌性を兼ね備え、しかもＮｉを含
有しないので、人体に直接触れる製品の素材として使用
してもＮｉアレルギーを起こす問題が生じない。The ferritic stainless steel of the present invention
Since it has both machinability, toughness and antibacterial properties and does not contain Ni, it does not cause a problem of causing Ni allergy even when used as a material of a product that directly touches the human body.
Claims (1)
０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．４％以下、Ｓ：０．０
６〜０．１２％、Ｃｕ：０．０５〜２．５％、Ｍｏ：
１．５〜２．５％、Ｃｒ：１９〜２１％、Ｔｉ：０．０
５〜０．３％、Ｎｂ：０．１〜０．２％、Ａｌ：０．０
２％以下を含み、残部はＦｅおよび不可避的不純物から
成るフェライト系ステンレス鋼。(1) In weight%, C: 0.01% or less, Si:
0.05-0.4%, Mn: 0.4% or less, S: 0.0
6-0.12%, Cu: 0.05-2.5%, Mo:
1.5 to 2.5%, Cr: 19 to 21%, Ti: 0.0
5 to 0.3%, Nb: 0.1 to 0.2%, Al: 0.0
Ferritic stainless steel containing 2% or less, with the balance being Fe and unavoidable impurities.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35002096A JPH10195605A (en) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Ferritic stainless steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35002096A JPH10195605A (en) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Ferritic stainless steel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10195605A true JPH10195605A (en) | 1998-07-28 |
Family
ID=18407700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35002096A Pending JPH10195605A (en) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Ferritic stainless steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10195605A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001140034A (en) * | 1999-09-03 | 2001-05-22 | Kiyohito Ishida | Free-cutting alloy material |
| US7297214B2 (en) | 1999-09-03 | 2007-11-20 | Kiyohito Ishida | Free cutting alloy |
| CN100385032C (en) * | 2006-02-17 | 2008-04-30 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | Middle content chromium copper, iron-containing antiseptic anticreas rustless steel sheet belt and its production method |
| US7381369B2 (en) | 1999-09-03 | 2008-06-03 | Kiyohito Ishida | Free cutting alloy |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP35002096A patent/JPH10195605A/en active Pending
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