JPH10237597A - 抗菌性に優れた高強度高延性複相組織ステンレス鋼及びその製造方法 - Google Patents
抗菌性に優れた高強度高延性複相組織ステンレス鋼及びその製造方法Info
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- JPH10237597A JPH10237597A JP3902697A JP3902697A JPH10237597A JP H10237597 A JPH10237597 A JP H10237597A JP 3902697 A JP3902697 A JP 3902697A JP 3902697 A JP3902697 A JP 3902697A JP H10237597 A JPH10237597 A JP H10237597A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高強度で延性，耐食性，抗菌性に優れた複相
組織ステンレス鋼を得る。 【解決手段】 この複相組織ステンレス鋼は、Ｃ：０．
１％以下，Ｓｉ：２．０％以下，Ｍｎ：２．０％以下，
Ｃｒ：１０〜２０％，Ｎｉ：４．０％以下，Ｎ：０．１
％以下，Ｃｕ：０．４〜５％を含む組成で、マルテンサ
イト相とフェライト相からなる複相組織をもち、マトリ
ックスにＣｕを主体とする第２相が０．２体積％以上の
割合で分散している。必要に応じ、Ｍｏ：３％以下，Ａ
ｌ：０．２０％以下，希土類金属（ＲＥＭ）：０．２０
％以下，Ｙ：０．２０％以下，Ｃａ：０．１０％以下，
Ｍｇ：０．１０％以下，Ｂ：０．０１％以下の１種又は
２種以上を添加しても良い。熱延板に５００〜（Ａc1＋
１００）℃の温度範囲で均熱１時間以上のバッチ焼鈍を
施し、マトリックス中にＣｕを主体とする第２相の析出
を促進させた後、冷間圧延し、（Ａc1＋１００）〜１１
００℃の温度に加熱した後で冷却する複相化連続熱処理
を施すことにより製造される。
組織ステンレス鋼を得る。 【解決手段】 この複相組織ステンレス鋼は、Ｃ：０．
１％以下，Ｓｉ：２．０％以下，Ｍｎ：２．０％以下，
Ｃｒ：１０〜２０％，Ｎｉ：４．０％以下，Ｎ：０．１
％以下，Ｃｕ：０．４〜５％を含む組成で、マルテンサ
イト相とフェライト相からなる複相組織をもち、マトリ
ックスにＣｕを主体とする第２相が０．２体積％以上の
割合で分散している。必要に応じ、Ｍｏ：３％以下，Ａ
ｌ：０．２０％以下，希土類金属（ＲＥＭ）：０．２０
％以下，Ｙ：０．２０％以下，Ｃａ：０．１０％以下，
Ｍｇ：０．１０％以下，Ｂ：０．０１％以下の１種又は
２種以上を添加しても良い。熱延板に５００〜（Ａc1＋
１００）℃の温度範囲で均熱１時間以上のバッチ焼鈍を
施し、マトリックス中にＣｕを主体とする第２相の析出
を促進させた後、冷間圧延し、（Ａc1＋１００）〜１１
００℃の温度に加熱した後で冷却する複相化連続熱処理
を施すことにより製造される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、厨房機器，電気製品，
建築材料，各種機械，化学機器等の抗菌性，高強度，高
延性が要求される分野で使用される複相組織ステンレス
鋼及びその製造方法に関する。
建築材料，各種機械，化学機器等の抗菌性，高強度，高
延性が要求される分野で使用される複相組織ステンレス
鋼及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】厨房機器，病院等で使用される機材やバ
ス，電車等の輸送機器に使用される手摺り用パイプ等に
は、一般環境における耐食性が要求されるため、ＳＵＳ
３０４に代表されるステンレス鋼が従来から使用されて
きた。ところが、近年では黄色ブドウ球菌による院内感
染がクローズアップされ、バス，電車等の不特定多数の
人間が利用する環境においても衛生面の向上が望まれて
おり、フロッピーディスク等の電子機器製品，テーブル
ナイフ等の洋食器，手摺り用パイプ等の構造用高強度鋼
に至るまで抗菌性能が要求されるようになりつつある。
抗菌特性を付与する手段としては、特開平５−２２８２
０２号公報，特開平６−１０１９１号公報で紹介されて
いるように、有機皮膜やめっきによる抗菌コートが一般
的であった。しかし、抗菌コートでは、抗菌皮膜が消失
すると抗菌性が低下するため、抗菌特性を長期間にわた
って維持することが難しい。
ス，電車等の輸送機器に使用される手摺り用パイプ等に
は、一般環境における耐食性が要求されるため、ＳＵＳ
３０４に代表されるステンレス鋼が従来から使用されて
きた。ところが、近年では黄色ブドウ球菌による院内感
染がクローズアップされ、バス，電車等の不特定多数の
人間が利用する環境においても衛生面の向上が望まれて
おり、フロッピーディスク等の電子機器製品，テーブル
ナイフ等の洋食器，手摺り用パイプ等の構造用高強度鋼
に至るまで抗菌性能が要求されるようになりつつある。
抗菌特性を付与する手段としては、特開平５−２２８２
０２号公報，特開平６−１０１９１号公報で紹介されて
いるように、有機皮膜やめっきによる抗菌コートが一般
的であった。しかし、抗菌コートでは、抗菌皮膜が消失
すると抗菌性が低下するため、抗菌特性を長期間にわた
って維持することが難しい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、Ａｇ，Ｃｕ
等の金属元素は、元素自体で有効な抗菌作用を発揮する
ことが知られている。しかし、Ａｇは、非常に高価で耐
食性にも劣っていることから、腐食が予想される環境に
曝される用途で使用されていない。他方、Ｃｕは、比較
的安価な元素であり抗菌成分としても有効なことから、
ステンレス鋼等の材料に添加して抗菌性を付与すること
が検討されている。本発明者等も、Ｃｕ添加による抗菌
性の改善を種々検討し、ステンレス鋼表面のＣｕ濃度を
高めることによって抗菌性が改善されることを見い出
し、特開平８−５３７３８号公報，特開平８−２２５８
９５号公報等で提案した。また、Ｃｕを主体とする第２
相を析出させるとき、抗菌性が一層改善されることを特
願平７−３４７７３５号で提案した。本発明は、抗菌性
に及ぼすＣｕの作用・効果を種々鋼種について研究する
過程で見い出されたものであり、成分・組成を調整し、
Ｃｕを主体とする第２相を所定割合で分散させることに
より、高強度，高延性が要求される複相組織をもつ鋼材
においても、抗菌性及びその持続性に優れた鋼材を提供
することを目的とする。
等の金属元素は、元素自体で有効な抗菌作用を発揮する
ことが知られている。しかし、Ａｇは、非常に高価で耐
食性にも劣っていることから、腐食が予想される環境に
曝される用途で使用されていない。他方、Ｃｕは、比較
的安価な元素であり抗菌成分としても有効なことから、
ステンレス鋼等の材料に添加して抗菌性を付与すること
が検討されている。本発明者等も、Ｃｕ添加による抗菌
性の改善を種々検討し、ステンレス鋼表面のＣｕ濃度を
高めることによって抗菌性が改善されることを見い出
し、特開平８−５３７３８号公報，特開平８−２２５８
９５号公報等で提案した。また、Ｃｕを主体とする第２
相を析出させるとき、抗菌性が一層改善されることを特
願平７−３４７７３５号で提案した。本発明は、抗菌性
に及ぼすＣｕの作用・効果を種々鋼種について研究する
過程で見い出されたものであり、成分・組成を調整し、
Ｃｕを主体とする第２相を所定割合で分散させることに
より、高強度，高延性が要求される複相組織をもつ鋼材
においても、抗菌性及びその持続性に優れた鋼材を提供
することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の複相組織ステン
レス鋼は、その目的を達成するため、Ｃ：０．１重量％
以下，Ｓｉ：２．０重量％以下，Ｍｎ：２．０重量％以
下，Ｃｒ：１０〜２０重量％，Ｎｉ：４．０重量％以
下，Ｎ：０．１重量％以下，Ｃｕ：０．４〜５重量％を
含む組成で、マルテンサイト相とフェライト相からなる
複相組織をもち、複相組織中にＣｕを主体とする第２相
が０．２体積％以上の割合で分散していることを特徴と
する。この複相組織ステンレス鋼は、更にＭｏ：３重量
％以下，Ａｌ：０．２０重量％以下，希土類金属（ＲＥ
Ｍ）：０．２０重量％以下，Ｙ：０．２０重量％以下，
Ｃａ：０．１０重量％以下，Ｍｇ：０．１０重量％以
下，Ｂ：０．０１重量％以下の１種又は２種以上を含む
ことができる。
レス鋼は、その目的を達成するため、Ｃ：０．１重量％
以下，Ｓｉ：２．０重量％以下，Ｍｎ：２．０重量％以
下，Ｃｒ：１０〜２０重量％，Ｎｉ：４．０重量％以
下，Ｎ：０．１重量％以下，Ｃｕ：０．４〜５重量％を
含む組成で、マルテンサイト相とフェライト相からなる
複相組織をもち、複相組織中にＣｕを主体とする第２相
が０．２体積％以上の割合で分散していることを特徴と
する。この複相組織ステンレス鋼は、更にＭｏ：３重量
％以下，Ａｌ：０．２０重量％以下，希土類金属（ＲＥ
Ｍ）：０．２０重量％以下，Ｙ：０．２０重量％以下，
Ｃａ：０．１０重量％以下，Ｍｇ：０．１０重量％以
下，Ｂ：０．０１重量％以下の１種又は２種以上を含む
ことができる。
【０００５】抗菌性が付与された複相組織ステンレス鋼
は、前述した組成をもつ複相組織ステンレス鋼の熱延板
に５００〜（Ａc1＋１００）℃の温度範囲で均熱１時間
以上のバッチ焼鈍を施し、マトリックス中にＣｕを主体
とする第２相の析出を促進させた後、冷間圧延し、（Ａ
c1＋１００）〜１１００℃の温度に加熱した後で冷却す
る複相化連続熱処理を行うことにより製造される。変態
点Ａc1は、フェライト相がオーステナイト相に変態する
温度であり、次式に従って合金組成から算出できる。 Ａc1（℃）＝３５（Ｃｒ＋１．７２Ｍｏ＋２．０９Ｓｉ
＋１．７７Ｔｉ＋２１．４Ａｌ＋４０Ｂ−７．１４Ｃ−
８Ｎ−３．２８Ｎｉ−１．８９Ｍｎ−０．５１Ｃｕ）＋
３１０
は、前述した組成をもつ複相組織ステンレス鋼の熱延板
に５００〜（Ａc1＋１００）℃の温度範囲で均熱１時間
以上のバッチ焼鈍を施し、マトリックス中にＣｕを主体
とする第２相の析出を促進させた後、冷間圧延し、（Ａ
c1＋１００）〜１１００℃の温度に加熱した後で冷却す
る複相化連続熱処理を行うことにより製造される。変態
点Ａc1は、フェライト相がオーステナイト相に変態する
温度であり、次式に従って合金組成から算出できる。 Ａc1（℃）＝３５（Ｃｒ＋１．７２Ｍｏ＋２．０９Ｓｉ
＋１．７７Ｔｉ＋２１．４Ａｌ＋４０Ｂ−７．１４Ｃ−
８Ｎ−３．２８Ｎｉ−１．８９Ｍｎ−０．５１Ｃｕ）＋
３１０
【０００６】
【作用】ステンレス鋼は、Ｃｒを主体とする水酸化物か
らなる不動態皮膜で覆われているため優れた耐食性を呈
する。なかでも、フェライト−マルテンサイト複相組織
ステンレス鋼は、高強度に加えて優れた延性をもつこと
から、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０１等の調質圧延材では
加工性の点で適用が困難であったフロッピーディスクセ
ンターコア，電池ケース等に使用されている。また、従
来は、高い焼入れ性を示すＳＵＳ４２０Ｊ２が使用され
ていたテーブルナイフ等の用途に、高加工性を活用して
複相組織ステンレス鋼が適用されるケースが増加してい
る。これらの用途では、高強度高延性に加えて、最近の
衛生意識の高まりから更に抗菌性を併せ持つことが要求
されている。ところで、フェライト−マルテンサイト複
相組織ステンレス鋼は、特開昭６３−７３３８号公報，
特開平７−１３８７０４号公報等で開示されているよう
に、高温でオーステナイト相を２０％以上生成させるた
めにオーステナイト生成元素であるＮｉやＣｕを添加し
ている。このうち、Ｃｕは、高強度を得る以外にも、前
述したように抗菌性の発現に有効な合金成分である。そ
こで、本発明者等は、複相組織ステンレス鋼に添加され
ているＣｕを利用して抗菌性を発現させるべく鋭意調査
検討した。その結果、ある程度以上の割合でＣｕを含有
させた複相組織ステンレス鋼は、抗菌性を示すことが判
った。しかし、数％以下のＣｕを単に固溶させただけで
は、抗菌性及びその持続性が必ずしも十分ではない場合
があった。
らなる不動態皮膜で覆われているため優れた耐食性を呈
する。なかでも、フェライト−マルテンサイト複相組織
ステンレス鋼は、高強度に加えて優れた延性をもつこと
から、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０１等の調質圧延材では
加工性の点で適用が困難であったフロッピーディスクセ
ンターコア，電池ケース等に使用されている。また、従
来は、高い焼入れ性を示すＳＵＳ４２０Ｊ２が使用され
ていたテーブルナイフ等の用途に、高加工性を活用して
複相組織ステンレス鋼が適用されるケースが増加してい
る。これらの用途では、高強度高延性に加えて、最近の
衛生意識の高まりから更に抗菌性を併せ持つことが要求
されている。ところで、フェライト−マルテンサイト複
相組織ステンレス鋼は、特開昭６３−７３３８号公報，
特開平７−１３８７０４号公報等で開示されているよう
に、高温でオーステナイト相を２０％以上生成させるた
めにオーステナイト生成元素であるＮｉやＣｕを添加し
ている。このうち、Ｃｕは、高強度を得る以外にも、前
述したように抗菌性の発現に有効な合金成分である。そ
こで、本発明者等は、複相組織ステンレス鋼に添加され
ているＣｕを利用して抗菌性を発現させるべく鋭意調査
検討した。その結果、ある程度以上の割合でＣｕを含有
させた複相組織ステンレス鋼は、抗菌性を示すことが判
った。しかし、数％以下のＣｕを単に固溶させただけで
は、抗菌性及びその持続性が必ずしも十分ではない場合
があった。
【０００７】そこで、更に検討を重ねた結果、同一のＣ
ｕ添加量であっても、Ｃｕの一部が図１に示すようにＣ
ｕを主体とする第２相（以下、Ｃｕリッチ相という）と
して析出していると、表面のＣｕ濃度が上昇すると共
に、抗菌性も改善されることが明らかになった。抗菌性
の改善は、析出したＣｕリッチ相が表面の一部に存在
し、この部分においてはＣｒを主体とする不動態皮膜が
存在せず、結果的にＣｕの溶出が容易になることに原因
があるものと推察される。また、Ｃｕリッチ相の析出量
が０．２体積％以上になると、抗菌性が著しく改善され
ることが判った。Ｃｕリッチ相の析出には、Ｃｕリッチ
相が析出し易い温度領域で時効等の等温加熱を施すこと
や、析出温度域の通過時間ができるだけ長くなるように
徐冷する手段等が考えられる。そこで、種々の条件につ
いて検討した結果、Ｃｕを含む複相組織ステンレス鋼に
おいて、５００〜（Ａc1＋１００）℃の温度域で均熱１
時間以上のバッチ焼鈍を熱延板に施し、マトリックス中
にＣｕリッチ相を０．２体積％以上の割合で析出分散さ
せることが有効であることを見い出した。バッチ焼鈍さ
れた熱延板は、更にその後、通常の冷間圧延を施し、最
終焼鈍として（Ａc1＋１００）〜１１００℃の２相域で
連続焼鈍する複相化処理しても抗菌性が維持される。
ｕ添加量であっても、Ｃｕの一部が図１に示すようにＣ
ｕを主体とする第２相（以下、Ｃｕリッチ相という）と
して析出していると、表面のＣｕ濃度が上昇すると共
に、抗菌性も改善されることが明らかになった。抗菌性
の改善は、析出したＣｕリッチ相が表面の一部に存在
し、この部分においてはＣｒを主体とする不動態皮膜が
存在せず、結果的にＣｕの溶出が容易になることに原因
があるものと推察される。また、Ｃｕリッチ相の析出量
が０．２体積％以上になると、抗菌性が著しく改善され
ることが判った。Ｃｕリッチ相の析出には、Ｃｕリッチ
相が析出し易い温度領域で時効等の等温加熱を施すこと
や、析出温度域の通過時間ができるだけ長くなるように
徐冷する手段等が考えられる。そこで、種々の条件につ
いて検討した結果、Ｃｕを含む複相組織ステンレス鋼に
おいて、５００〜（Ａc1＋１００）℃の温度域で均熱１
時間以上のバッチ焼鈍を熱延板に施し、マトリックス中
にＣｕリッチ相を０．２体積％以上の割合で析出分散さ
せることが有効であることを見い出した。バッチ焼鈍さ
れた熱延板は、更にその後、通常の冷間圧延を施し、最
終焼鈍として（Ａc1＋１００）〜１１００℃の２相域で
連続焼鈍する複相化処理しても抗菌性が維持される。
【０００８】以下、本発明の複相組織ステンレス鋼に含
まれる合金成分，含有量等について説明する。 Ｃ：０．１重量％以下 マルテンサイト相の強度向上に有効な合金成分である
が、０．１重量％を超える多量のＣが含まれると靭性が
低下し、製造性及び製品特性が劣化する。また、最終焼
鈍でフェライト＋オーステナイト域に加熱・急冷すると
オーステナイト粒界に析出し、いわゆる鋭敏化が生じて
耐食性が低下する場合がある。そこで、本発明において
は、Ｃ含有量の上限を０．１重量％に設定した。 Ｓｉ：２．０重量％以下 フェライト生成元素であると共に、フェライト相及びマ
ルテンサイト相の双方に対して固溶強化能をもつので、
マルテンサイト量の制御及び強度の制御に有用である。
しかし、２．０重量％を超える多量のＳｉが含まれる
と、熱間加工性及び冷間加工性が低下する。
まれる合金成分，含有量等について説明する。 Ｃ：０．１重量％以下 マルテンサイト相の強度向上に有効な合金成分である
が、０．１重量％を超える多量のＣが含まれると靭性が
低下し、製造性及び製品特性が劣化する。また、最終焼
鈍でフェライト＋オーステナイト域に加熱・急冷すると
オーステナイト粒界に析出し、いわゆる鋭敏化が生じて
耐食性が低下する場合がある。そこで、本発明において
は、Ｃ含有量の上限を０．１重量％に設定した。 Ｓｉ：２．０重量％以下 フェライト生成元素であると共に、フェライト相及びマ
ルテンサイト相の双方に対して固溶強化能をもつので、
マルテンサイト量の制御及び強度の制御に有用である。
しかし、２．０重量％を超える多量のＳｉが含まれる
と、熱間加工性及び冷間加工性が低下する。
【０００９】Ｍｎ：２．０重量％以下 オーステナイト生成元素であり、複相化処理後のマルテ
ンサイト量及び強度の制御に有用な合金成分である。し
かし、２．０重量％を超える多量のＭｎが含まれると、
耐食性が劣化する。 Ｃｒ：１０〜２０重量％ 複相組織ステンレス鋼の耐食性を維持するために必要な
合金成分であり、１０重量％以上のＣｒ含有量で耐食性
改善の効果がみられる。しかし、２０重量％を超える多
量のＣｒが含まれると、靭性が劣化し、製造コストが上
昇する。 Ｎｉ：４．０重量％以下 オーステナイト生成元素であり、複相化処理後のマルテ
ンサイト相の量及び強度の制御に有用な合金成分であ
る。しかし、４．０重量％を超える多量添加は、製造コ
スト及び鋼材コストを上昇させる原因となる。
ンサイト量及び強度の制御に有用な合金成分である。し
かし、２．０重量％を超える多量のＭｎが含まれると、
耐食性が劣化する。 Ｃｒ：１０〜２０重量％ 複相組織ステンレス鋼の耐食性を維持するために必要な
合金成分であり、１０重量％以上のＣｒ含有量で耐食性
改善の効果がみられる。しかし、２０重量％を超える多
量のＣｒが含まれると、靭性が劣化し、製造コストが上
昇する。 Ｎｉ：４．０重量％以下 オーステナイト生成元素であり、複相化処理後のマルテ
ンサイト相の量及び強度の制御に有用な合金成分であ
る。しかし、４．０重量％を超える多量添加は、製造コ
スト及び鋼材コストを上昇させる原因となる。
【００１０】Ｎ：０．１重量％以下 オーステナイト生成元素であり、複相化熱処理後のマル
テンサイト相の高強度化に有効な合金成分である。しか
し、０．１重量％を超える多量のＮが含まれると、高強
度化は図られるものの、延性の低下を招く。 Ｃｕ：０．４〜５重量％、 Ｃｕリッチ相：０．２体
積％以上 本発明において最も重要な合金成分であり、良好な抗菌
性を維持するためにはＣｕリッチ相を０．２体積％以上
の割合で分散析出させることが必要である。０．２体積
％以上のＣｕリッチ相を析出させるためには、Ｃｕ含有
量を０．４重量％以上にすることが必要となる。しか
し、過剰量のＣｕを添加すると、製造性が阻害され、耐
食性も低下する。したがって、本発明においては、Ｃｕ
含有量の上限を５重量％に設定した。
テンサイト相の高強度化に有効な合金成分である。しか
し、０．１重量％を超える多量のＮが含まれると、高強
度化は図られるものの、延性の低下を招く。 Ｃｕ：０．４〜５重量％、 Ｃｕリッチ相：０．２体
積％以上 本発明において最も重要な合金成分であり、良好な抗菌
性を維持するためにはＣｕリッチ相を０．２体積％以上
の割合で分散析出させることが必要である。０．２体積
％以上のＣｕリッチ相を析出させるためには、Ｃｕ含有
量を０．４重量％以上にすることが必要となる。しか
し、過剰量のＣｕを添加すると、製造性が阻害され、耐
食性も低下する。したがって、本発明においては、Ｃｕ
含有量の上限を５重量％に設定した。
【００１１】本発明に従った複相組織ステンレス鋼は、
以上に掲げた合金成分の外に、耐食性の向上に有効なＭ
ｏ：３．０重量％以下，製鋼時の脱酸及びプレス成形性
に悪影響を及ぼすＡ２系介在物の低減に有効なＡｌ：
０．２０重量％以下，熱間加工性の改善に有効な希土類
金属（ＲＥＭ）：０．２０重量％以下，Ｙ：０．２０重
量％以下，Ｃａ：０．１０重量％以下，Ｍｇ：０．１０
重量％以下，Ｂ：０．０１重量％以下の１種又は２種以
上を含むこともできる。
以上に掲げた合金成分の外に、耐食性の向上に有効なＭ
ｏ：３．０重量％以下，製鋼時の脱酸及びプレス成形性
に悪影響を及ぼすＡ２系介在物の低減に有効なＡｌ：
０．２０重量％以下，熱間加工性の改善に有効な希土類
金属（ＲＥＭ）：０．２０重量％以下，Ｙ：０．２０重
量％以下，Ｃａ：０．１０重量％以下，Ｍｇ：０．１０
重量％以下，Ｂ：０．０１重量％以下の１種又は２種以
上を含むこともできる。
【００１２】バッチ焼鈍：５００〜（Ａc1＋１００）℃
の温度範囲で均熱１時間以上 Ｃｕリッチ相の析出には時効処理が有効である。本発明
に従ったステンレス鋼は、マルテンサイト相とフェライ
ト相からなる複相組織をもつことから、冷間圧延後に複
相化熱処理を施す。複相化熱処理では、連続ラインにお
いてＡc1点よりも高い温度に加熱してオーステナイト相
を現出させた後、急冷してマルテンサイト相に変態させ
る比較的短時間の熱処理である。そのため、複相化熱処
理によってＣｕリッチ相を析出させることは困難であ
る。そこで、本発明者等は、熱間圧延後のバッチ焼鈍に
よる時効処理でＣｕリッチ相を析出させる方法を採用し
た。時効処理では、加熱温度が低いほどマトリックスに
固溶できるＣｕ量が少なくなり、Ｃｕリッチ相が析出す
る傾向が強くなる。しかし、低過ぎる加熱温度では元素
の拡散速度が遅いため、必要量のＣｕリッチ相を析出さ
せるために必要な処理時間が長くなり、或いはＣｕリッ
チ相の析出量が少なくなる。
の温度範囲で均熱１時間以上 Ｃｕリッチ相の析出には時効処理が有効である。本発明
に従ったステンレス鋼は、マルテンサイト相とフェライ
ト相からなる複相組織をもつことから、冷間圧延後に複
相化熱処理を施す。複相化熱処理では、連続ラインにお
いてＡc1点よりも高い温度に加熱してオーステナイト相
を現出させた後、急冷してマルテンサイト相に変態させ
る比較的短時間の熱処理である。そのため、複相化熱処
理によってＣｕリッチ相を析出させることは困難であ
る。そこで、本発明者等は、熱間圧延後のバッチ焼鈍に
よる時効処理でＣｕリッチ相を析出させる方法を採用し
た。時効処理では、加熱温度が低いほどマトリックスに
固溶できるＣｕ量が少なくなり、Ｃｕリッチ相が析出す
る傾向が強くなる。しかし、低過ぎる加熱温度では元素
の拡散速度が遅いため、必要量のＣｕリッチ相を析出さ
せるために必要な処理時間が長くなり、或いはＣｕリッ
チ相の析出量が少なくなる。
【００１３】Ｃｕリッチ相の析出に及ぼす処理温度の影
響を調査・研究した結果、５００℃以上の加熱温度がＣ
ｕリッチ相の析出に効果的であることが判った。加熱温
度の上昇に伴ってＣｕ元素の拡散速度が大きくなり、Ｃ
ｕリッチ相の析出が促進される。しかし、加熱温度が変
態点Ａc1を超えると、Ｃｕの固溶限が大きなオーステナ
イト相が現出し、却ってＣｕリッチ相の析出が抑制され
る。したがって、加熱温度は、５００〜（Ａc1＋１０
０）℃の範囲に設定される。また、抗菌性発現に有効な
量のＣｕリッチ相を析出させるためには、均熱１時間以
上の加熱が要求される。
響を調査・研究した結果、５００℃以上の加熱温度がＣ
ｕリッチ相の析出に効果的であることが判った。加熱温
度の上昇に伴ってＣｕ元素の拡散速度が大きくなり、Ｃ
ｕリッチ相の析出が促進される。しかし、加熱温度が変
態点Ａc1を超えると、Ｃｕの固溶限が大きなオーステナ
イト相が現出し、却ってＣｕリッチ相の析出が抑制され
る。したがって、加熱温度は、５００〜（Ａc1＋１０
０）℃の範囲に設定される。また、抗菌性発現に有効な
量のＣｕリッチ相を析出させるためには、均熱１時間以
上の加熱が要求される。
【００１４】複相化熱処理：（Ａc1＋１００）〜１１０
０℃の温度に加熱した後で冷却 バッチ焼鈍による時効処理でＣｕリッチ相を析出させた
ステンレス鋼は、冷間圧延工程を経て、仕上げ処理とし
ての複相化連続熱処理が施される。複相化連続熱処理
は、フェライト−オーステナイトの二相域に鋼材を保持
することから（Ａc1＋１００）〜１１００℃に加熱温度
が設定される。複相化熱処理は、通常、連続ラインで行
われる短時間処理であり、時効処理で析出させたＣｕリ
ッチ相はオーステナイト相に実質的に再固溶しない。そ
のため、複相化熱処理により抗菌性が低下することはな
い。
０℃の温度に加熱した後で冷却 バッチ焼鈍による時効処理でＣｕリッチ相を析出させた
ステンレス鋼は、冷間圧延工程を経て、仕上げ処理とし
ての複相化連続熱処理が施される。複相化連続熱処理
は、フェライト−オーステナイトの二相域に鋼材を保持
することから（Ａc1＋１００）〜１１００℃に加熱温度
が設定される。複相化熱処理は、通常、連続ラインで行
われる短時間処理であり、時効処理で析出させたＣｕリ
ッチ相はオーステナイト相に実質的に再固溶しない。そ
のため、複相化熱処理により抗菌性が低下することはな
い。
【００１５】
【実施例】表１に示した合金組成をもつ各種ステンレス
鋼を３０ｋｇ真空溶解炉で溶製し、得られた鋳塊を幅２
００ｍｍ，厚み６ｍｍに熱間圧延した。熱延板に時効処
理を施したが、本発明例では処理温度を５００〜（Ａc1
＋１００）℃又は９００℃の範囲に設定した。比較例で
は、Ｃｕリッチ相が十分粗大化しない低温域及びＣｕリ
ッチ相が固溶する高温域を含む４００〜９５０℃の温度
範囲で均熱時間を種々変化させた時効処理を施した。時
効処理で生成した酸化スケールを研磨除去した後、冷間
圧延により板厚１．５ｍｍの冷延板を製造した。そし
て、仕上げの複相化熱処理として、９５０〜１０５０℃
で均熱１分の連続熱処理を施し、フェライト＋マルテン
サイトの複相組織に調整した。複相化熱処理したステン
レス鋼板を透過型電子顕微鏡で観察し、Ｃｕリッチ相の
析出量を定量した。走査型電子顕微鏡で観察した鋼種番
号Ｄ−１の金属組織を示す図１にみられるように、本発
明に従ったステンレス鋼板では、Ｃｕリッチ相がマトリ
ックスに分散析出していた。
鋼を３０ｋｇ真空溶解炉で溶製し、得られた鋳塊を幅２
００ｍｍ，厚み６ｍｍに熱間圧延した。熱延板に時効処
理を施したが、本発明例では処理温度を５００〜（Ａc1
＋１００）℃又は９００℃の範囲に設定した。比較例で
は、Ｃｕリッチ相が十分粗大化しない低温域及びＣｕリ
ッチ相が固溶する高温域を含む４００〜９５０℃の温度
範囲で均熱時間を種々変化させた時効処理を施した。時
効処理で生成した酸化スケールを研磨除去した後、冷間
圧延により板厚１．５ｍｍの冷延板を製造した。そし
て、仕上げの複相化熱処理として、９５０〜１０５０℃
で均熱１分の連続熱処理を施し、フェライト＋マルテン
サイトの複相組織に調整した。複相化熱処理したステン
レス鋼板を透過型電子顕微鏡で観察し、Ｃｕリッチ相の
析出量を定量した。走査型電子顕微鏡で観察した鋼種番
号Ｄ−１の金属組織を示す図１にみられるように、本発
明に従ったステンレス鋼板では、Ｃｕリッチ相がマトリ
ックスに分散析出していた。
【００１６】複相化熱処理された各ステンレス鋼板から
試験片を切り出し、抗菌性試験に供した。抗菌性試験で
は、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ Ｉ
ＦＯ１２７３２（黄色ブドウ球菌）を普通ブイヨン培地
で３５℃，１６〜２４時間振盪培養し、培養液を用意し
た。培養液を減菌リン酸緩衝液で２０，０００倍に希釈
し、菌液を調製した。５ｃｍ×５ｃｍの試験片を＃４０
０研磨した表面に菌液１ｍｌを滴下し、２５℃で２４時
間保存した。保存後、試験片をＳＣＤＬＰ培地（日本製
薬株式会社製）９ｍｌで洗い流し、得られた液について
標準寒天培地を用いた混釈平板培養法（３５℃，２日間
培養）で生菌数をカウントした。また、参照としてシャ
ーレに菌液を直接滴下し、同様に生菌数をカウントし
た。生菌が検出されなかったものを◎，参照の生菌数と
比較して９５％以上が死滅したものを○，６０〜９５％
未満の範囲で死滅したものを△，６０％未満の死滅量で
あったものを×として抗菌性を評価した。熱延板焼鈍条
件及び複相化熱処理がＣｕリッチ相及び抗菌性に及ぼす
影響を表２（本発明例）及び表３（比較例）に示す。
試験片を切り出し、抗菌性試験に供した。抗菌性試験で
は、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ Ｉ
ＦＯ１２７３２（黄色ブドウ球菌）を普通ブイヨン培地
で３５℃，１６〜２４時間振盪培養し、培養液を用意し
た。培養液を減菌リン酸緩衝液で２０，０００倍に希釈
し、菌液を調製した。５ｃｍ×５ｃｍの試験片を＃４０
０研磨した表面に菌液１ｍｌを滴下し、２５℃で２４時
間保存した。保存後、試験片をＳＣＤＬＰ培地（日本製
薬株式会社製）９ｍｌで洗い流し、得られた液について
標準寒天培地を用いた混釈平板培養法（３５℃，２日間
培養）で生菌数をカウントした。また、参照としてシャ
ーレに菌液を直接滴下し、同様に生菌数をカウントし
た。生菌が検出されなかったものを◎，参照の生菌数と
比較して９５％以上が死滅したものを○，６０〜９５％
未満の範囲で死滅したものを△，６０％未満の死滅量で
あったものを×として抗菌性を評価した。熱延板焼鈍条
件及び複相化熱処理がＣｕリッチ相及び抗菌性に及ぼす
影響を表２（本発明例）及び表３（比較例）に示す。
【００１７】表２にみられるようにＣｕ含有量０．４重
量％以上のステンレス鋼熱延板に５００〜（Ａc1＋１０
０）℃又は９００℃×均熱１時間以上の焼鈍を施し、最
終焼鈍として（Ａc1＋１００）〜１０５０℃×均熱１分
の複相化熱処理を施したものでは、０．２体積％以上の
Ｃｕリッチ相が析出しており、優れた抗菌性を呈してい
た。また、何れの材料においても、硬さ２７０ＨＶ〜３
２５ＨＶの高強度を示した。他方、Ｃｕ含有量が０．４
重量％未満のステンレス鋼では、表３にみられるよう
に、５００〜（Ａc1＋１００）℃の熱延板焼鈍を施して
もＣｕリッチ相の析出量が０．２体積％に達せず、抗菌
性が劣っていた。また、Ｃｕ含有量が０．４重量％以上
であっても、熱延板焼鈍温度が５００℃未満或いは（Ａ
c1＋１００）℃を超えると、同様にＣｕリッチ相の析出
量が０．２体積％に達せず、抗菌性が劣っていた。ま
た、本発明複相組織ステンレス鋼は、Ｃｕリッチ相が析
出しているにも拘らず、比較鋼と同等又はそれ以上の高
い伸び値を示し、マルテンサイト相を含む鋼としては高
水準の延性を示している。延性に関しては、ＪＩＳ Ｚ
２２０１に準拠した引張試験の伸びにより調査し、表
２，３に掲げた。
量％以上のステンレス鋼熱延板に５００〜（Ａc1＋１０
０）℃又は９００℃×均熱１時間以上の焼鈍を施し、最
終焼鈍として（Ａc1＋１００）〜１０５０℃×均熱１分
の複相化熱処理を施したものでは、０．２体積％以上の
Ｃｕリッチ相が析出しており、優れた抗菌性を呈してい
た。また、何れの材料においても、硬さ２７０ＨＶ〜３
２５ＨＶの高強度を示した。他方、Ｃｕ含有量が０．４
重量％未満のステンレス鋼では、表３にみられるよう
に、５００〜（Ａc1＋１００）℃の熱延板焼鈍を施して
もＣｕリッチ相の析出量が０．２体積％に達せず、抗菌
性が劣っていた。また、Ｃｕ含有量が０．４重量％以上
であっても、熱延板焼鈍温度が５００℃未満或いは（Ａ
c1＋１００）℃を超えると、同様にＣｕリッチ相の析出
量が０．２体積％に達せず、抗菌性が劣っていた。ま
た、本発明複相組織ステンレス鋼は、Ｃｕリッチ相が析
出しているにも拘らず、比較鋼と同等又はそれ以上の高
い伸び値を示し、マルテンサイト相を含む鋼としては高
水準の延性を示している。延性に関しては、ＪＩＳ Ｚ
２２０１に準拠した引張試験の伸びにより調査し、表
２，３に掲げた。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の複相組
織ステンレス鋼板では、熱延板焼鈍で所定量のＣｕリッ
チ相を析出させた後で複相化熱処理している。析出した
Ｃｕリッチ相は、複相化熱処理時にマトリックスへほと
んど再固溶せず、最終製品においてもマトリックスに分
散している。このようにして製造されたステンレス鋼
は、高強度，延性，耐食性，抗菌性が要求される厨房機
器，電気製品，建築材料，各種機械，化学機器，公共機
関等の鋼材，部品等として使用される。
織ステンレス鋼板では、熱延板焼鈍で所定量のＣｕリッ
チ相を析出させた後で複相化熱処理している。析出した
Ｃｕリッチ相は、複相化熱処理時にマトリックスへほと
んど再固溶せず、最終製品においてもマトリックスに分
散している。このようにして製造されたステンレス鋼
は、高強度，延性，耐食性，抗菌性が要求される厨房機
器，電気製品，建築材料，各種機械，化学機器，公共機
関等の鋼材，部品等として使用される。
【図１】 本発明鋼Ｄ−１の金属組織を示す走査型電子
顕微鏡写真
顕微鏡写真
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年２月２５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
フロントページの続き (72)発明者 中村 定幸 山口県新南陽市野村南町4976番地 日新製 鋼株式会社技術研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｃ：０．１重量％以下，Ｓｉ：２．０重
量％以下，Ｍｎ：２．０重量％以下，Ｃｒ：１０〜２０
重量％，Ｎｉ：４．０重量％以下，Ｎ：０．１重量％以
下，Ｃｕ：０．４〜５重量％を含む組成で、マルテンサ
イト相とフェライト相からなる複相組織をもち、複相組
織中にＣｕを主体とする第２相が０．２体積％以上の割
合で分散している抗菌性に優れた高強度高延性複相組織
ステンレス鋼。 - 【請求項２】 更にＭｏ：３重量％以下，Ａｌ：０．２
０重量％以下，希土類金属（ＲＥＭ）：０．２０重量％
以下，Ｙ：０．２０重量％以下，Ｃａ：０．１０重量％
以下，Ｍｇ：０．１０重量％以下，Ｂ：０．０１重量％
以下の１種又は２種以上を含む請求項１記載の抗菌性に
優れた高強度高延性複相組織ステンレス鋼。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の組成をもつ複相組
織ステンレス鋼の熱延板に５００〜（Ａc1＋１００）℃
の温度範囲で均熱１時間以上のバッチ焼鈍を施し、マト
リックス中にＣｕを主体とする第２相の析出を促進させ
た後、冷間圧延し、（Ａc1＋１００）〜１１００℃の温
度に加熱した後で冷却する複相化連続熱処理を行うこと
を特徴とする抗菌性に優れた高強度高延性複相組織ステ
ンレス鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3902697A JPH10237597A (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | 抗菌性に優れた高強度高延性複相組織ステンレス鋼及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3902697A JPH10237597A (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | 抗菌性に優れた高強度高延性複相組織ステンレス鋼及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10237597A true JPH10237597A (ja) | 1998-09-08 |
Family
ID=12541607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3902697A Pending JPH10237597A (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | 抗菌性に優れた高強度高延性複相組織ステンレス鋼及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10237597A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000202939A (ja) * | 1999-01-14 | 2000-07-25 | Kawasaki Steel Corp | 抗菌性積層体 |
| JP2003171744A (ja) * | 2001-12-03 | 2003-06-20 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 複層組織クロム系ステンレス鋼材とその製造方法 |
| KR100562660B1 (ko) * | 2001-12-14 | 2006-03-20 | 주식회사 포스코 | 22크롬계 2상 스테인레스 냉연재의 연속소둔 열처리 방법 |
| CN111411309A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-07-14 | 江苏铭星供水设备有限公司 | 一种可抑制细菌生物膜形成的不锈钢及其制备方法 |
| CN111593269A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-28 | 上海大学 | 船舶泵阀用抗微生物黏附耐海水腐蚀双相不锈钢及其制备方法和应用 |
-
1997
- 1997-02-24 JP JP3902697A patent/JPH10237597A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000202939A (ja) * | 1999-01-14 | 2000-07-25 | Kawasaki Steel Corp | 抗菌性積層体 |
| JP2003171744A (ja) * | 2001-12-03 | 2003-06-20 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 複層組織クロム系ステンレス鋼材とその製造方法 |
| KR100562660B1 (ko) * | 2001-12-14 | 2006-03-20 | 주식회사 포스코 | 22크롬계 2상 스테인레스 냉연재의 연속소둔 열처리 방법 |
| CN111411309A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-07-14 | 江苏铭星供水设备有限公司 | 一种可抑制细菌生物膜形成的不锈钢及其制备方法 |
| CN111593269A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-28 | 上海大学 | 船舶泵阀用抗微生物黏附耐海水腐蚀双相不锈钢及其制备方法和应用 |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050421 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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