JPH10237603A - 耐食性に優れた快削フェライト系ステンレス鋼 - Google Patents

耐食性に優れた快削フェライト系ステンレス鋼

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JPH10237603A
JPH10237603A JP7430997A JP7430997A JPH10237603A JP H10237603 A JPH10237603 A JP H10237603A JP 7430997 A JP7430997 A JP 7430997A JP 7430997 A JP7430997 A JP 7430997A JP H10237603 A JPH10237603 A JP H10237603A
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JP
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less
corrosion resistance
stainless steel
sulfide
free
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JP7430997A
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Takeshi Koga
猛 古賀
Tetsuya Shimizu
哲也 清水
Michio Okabe
道生 岡部
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】被削性を確保しつつ、硫化物の耐食性を向上さ
せ、且つ、硫化水素の発生を抑えたフェライト系快削ス
テンレス鋼を提供する。 【解決手段】C、N、Si、Mn、Cr、S、Se、M
o、Nb、Ta、Ti、V、W、Cu、Ni、B、M
g、Al、O、Pb、Bi、Te、Caの重量%を特定
し、硫化物、セレン化物中に20%以上のCrを含有
し、且つ、長さ10μm以上の硫化物、セレン化物系の
介在物の個数割合が80%以上であることを特徴とする
残部実質的にFeから成る組成を有することを特徴とす
る耐食住に優れた決削フェライト系ステンレス鋼。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、耐食性に優れた快削
フェライト系ステンレス鋼に関する。
【0002】
【従来の技術】SUS430Fに代表される従来のフェ
ライト系快削ステンレス鋼は、被削性が非常に優れる反
面、硫化物等の非金属介在物が孔食の起点となり耐食性
が劣化するため、例えば、屋内で使用される部品等に適
用範囲が限られていた。また、硫黄系快削ステンレス鋼
の不動態化処理品等では、高温多湿環境下で、硫化水素
を放出するため、電気製品に使用される銅線を腐食する
問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、被削性を確
保しつつ、硫化物の耐食性を向上させ、且つ、硫化水素
の発生を抑えたフェライト系快削ステンレス鋼を提供す
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明は、重量%でC:0.12%以下、N:0.0
5%以下、Si:0.10〜2.0%、Mn:1.0%
以下、Cr:15.0〜25.0%を含有させ、S :
0.50%以下、Se:0.30%以下(但し、S+S
e≧0.10%)の量で何れか一種または二種を添加さ
せ、Mn/(S+Se)比を2以下に調整し、硫化物、
セレン化物中に20%以上のCrを含有し、且つ、長さ
10μm以上の硫化物、セレン化物系の介在物の個数割
合が80%以上であることを特徴とする残部実質的にF
eから成る組成を有する耐食住に優れた快削フェライト
系ステンレス鋼を提供する。(請求項1)
【0005】本発明は、更にMo:1.0%以下の量で
含有させても良い。(請求項2)
【0006】本発明は、第1項又は第2項の鋼に、更に
Nb+Ta:0.3%以下、Ti:0.3%以下、V
:0.3%以下、W :0.3%以下の量で何れか1
種または2種以上を、C+Nの5倍未満の重量%を含有
させても良い。(請求項3)
【0007】本発明は、第1項から第3項の鋼に、更に
Cu:1.0%以下、Ni:1.0%以下の量で何れか
1種または2種を含有させさせても良い。(請求項4)
【0008】本発明は、第1項〜第4項の鋼に、更に
B:0.001〜0.02%、Mg:0.001〜0.
02%の量で何れか1種または2種を含有させさせても
良い。(請求項5)
【0009】本発明は、第1項〜第5項の鋼に、更にA
l:0.003〜0.020%、O:0.003〜0.
030%の量で何れか1種または2種を含有させても良
い。(請求項6)
【0010】本発明は、第1項〜第6項の鋼に、更にP
b:0.30%以下、Bi:0.30%以下、Te:
0.15%以下、Ca:0.0 3%以下の量で何れか
1種または2種以上を含有させても良い。(請求項7)
【0011】
【作用および発明の効果】本発明の成分範囲の限定理由
を述べる。
【0012】C:0.12%以下 Cは、代表的な固溶強化元素であるが、耐食性及び常温
靭性を低下させるといった害が大きいため低い方が望ま
しい。しかし、極端に低減することは製造コストを上げ
るため精錬技術を考慮し、その上限を0.12%とす
る。
【0013】N:0.05%以下 Nは、代表的な固溶強化元素であるが、耐食性及び常温
靭性を低下させるといった害が大きいため低い方が望ま
しい。しかし、極端に低減することは製造コストを上げ
るため精錬技術を考慮し、その上限を0.05%とす
る。
【0014】Si:0.10〜2.0% Siは、固溶強化元素であり、且つ脱酸剤である。必要
とされる強度に応じて添加しても良い。但し、2.0%
を超えた添加は熱間加工性を低下させるため、その上限
を2.0%とする。また、0.10%未満では、脱酸剤
として十分出ないため、その下限を0.10%とする。
【0015】Mn:1.0%以下 Mnは、S、Seと化合物を生成し、被削性向上の補助
的な役割を持つ元素であるが、その化合物が耐孔食性に
劣化させるため、その量をMn/(S+Se)≦2に規
制することで、MnがCrと置換し(Mn、Cr)
(S、Se)化合物を生成し、耐孔食性を向上させる。
しかし、1.0%を超える添加は、上記式を満たすS添
加が、熱間加工性を害するため、その上限を1.0%と
した。
【0016】Cr:15.0〜25.0% Crは、耐食性の確保に必須の元素であり、十分な耐食
性を持たせるためには15.0%以上の添加が必要であ
るが、25.0%を超えるとコストが高くなり、また、
熱間加工性が劣化するため、その範囲を15.0%〜2
5.0%とした。
【0017】S:0.50%以下 Sは、快削元素であり、鋼中で主に(Mn、Cr)Sを
形成し切り屑の切れ性を良くし工具寿命を伸ばす。しか
し、0.50%を超えた添加は熱間加工性を著しく低下
させるので、その上限を0.50%とする。
【0018】Se:0.30%以下 Seは、快削元素であり、鋼中で主に(Mn、Cr)S
eを形成し切り屑の切れ性を良くし工具寿命を伸ばす。
しかし、0.30%を超えた添加は熱間加工性を著しく
低下させるので、その上限を0.30%とする。尚、
S、Seは、その添加量の総和が0.10%未満では十
分な被削性が得られないため、その総和をS+Se≧
0.10%とする。
【0019】ここで、Mn/(S+Se)≦2に限定し
た理由は、Mn/(S+Se)が小さくなるに従って、
化合物中のMnがCrと置換し、Crの含有量が増加す
ることで化合物の耐孔食性が向上するためである。Mn
/(S+Se)>2場合、化合物中のCr含有量が少な
く十分な耐孔食性が得られないため、その上限を2とし
た。被削性は、硫化物、セレン化物が大きいほど優れる
ため、熱間加工後の冷却速度を調整し、長さ10μm以
上の硫化物、セレン化物系の介在物の個数割合が80%
以上とする。
【0020】Mo:1.0%以下 Moは、固溶強化元素であり、強度を向上させる。ま
た、耐食性も向上させるため必要に応じてその添加量を
調整して良い。但し、1.0%を超えた添加はコスト高
になるため、その上限を1.0%とする。
【0021】Nb+Ta:0.3%以下、Ti:0.3
%以下、V:0.3%以下、W:0.3%以下 Nb+Ta、Ti、V、Wの適量の添加は、炭窒化物の
生成により、C、Nの固溶量が減少し、母相を軟化さ
せ、被削性の向上に寄与する。しかしその総和が重量%
でC+Nの5倍以上では、逆に余剰Nb+Ta、Ti、
V、Wの固溶強化により、被削性が劣化するためその範
囲をNb+Ta+Ti+V+W<5とする。
【0022】Cu:1.0%以下、Ni:1.0%以下 Cu、Niは、耐食性の向上に寄与するが、オーステナ
イト生成元素であり、フェライト相を不安定にするた
め、その上限を1.0%とした。
【0023】B:0.001〜0.02%、Mg:0.
001〜0.02% B、Mgは、熱間加工性を向上させる元素である。その
効果は、0.001%未満では小さく、0.02%を超
えると、逆に熱間加工住を害するため、その範囲を0.
001〜0.02%とする。
【0024】Al:0.003〜0.020%、O:
0.003〜0.030% AlはOと酸化物を生成し、硫化物、セレン化物の核と
なる。0.003%未満では効果が薄く、0.020%
以上では逆に被削性を劣化させるためその範囲を0.0
03〜0.020%とする。また、酸素は、酸化物を生
成させるため必要な元素であり、0.003%未満では
効果が薄く、0.030%超えると被削性を劣化させる
ためその範囲を0.003〜0.030%とする。
【0025】Pb、Bi:0.30%以下 Pb、Biは、快削元素であり、鋼中にPb、Bi単体
で分散し、工具と切り屑間の潤滑作用により工具寿命を
伸ばす。しかし、0.30%を超えた添加は熱間加工性
を著しく低下させるので、その上限を0.30%とす
る。
【0026】Te:0.15%以下 Teは、S、Se系快削ステンレス鋼中で、硫化物、セ
レン化物を球状化させ、材料強度の異方性を小さくし、
加工性、被削性を向上させる。しかし、0.15%を超
えると、その効果が飽和することから、その上限を0.
15%とする。また、Pb単味の快削ステンレス鋼には
添加する必要は無い。
【0027】Ca:0.03%以下 Caは、被削性を向上させる元素である。しかし、多量
の添加は酸化物の生成で歩留まりが悪くなるため、その
上限を0.03%とする。
【0028】
【実施例】次に本発明の特徴を更に明確にすべく、以下
にその実施例を詳述する。表1に示す化学成分のものを
50kg高周波誘導炉で溶製した後、50kg鋼塊に鋳
造し、グリーブル試験片を採取。続いて残りの鋼片を一
辺60mmの角材と直径20mmの丸棒に鍛伸、900
℃まで徐冷し、780℃×4Hr加熱冷却の熱処理を施
し、その後、角材よりドリル寿命試験片を、丸棒より引
張試験片、塩水噴霧試験片を採取した。
【0029】ここで、グリーブル試験は、M6×110
1の試験片を採取し、100secで所望の温度に加
熱、60sec保持後に2in/secの速度で引っ張
った。その時の絞り値が60%以上である温度範囲が2
00℃以上ある場合に熱間加工良好と判断した。ドリル
寿命試験はφ5のドリル(SKH51)を使用し、潤滑
油を用いず、切削不能になる切削距離が1000mmと
なる(VL=1000)切削速度を、比較鋼1を1.0
として比較した。塩水噴霧試験は、JIS Z2371
に沿って実施した。試験後の評価は、A:腐食せず、
B:若干の腐食あり、C:腐食あり、D:全面腐食の四
段階で評価した。また、硫化水素ガス放出性は、少量の
純水を入れたビーカーに、10mm四方の薄い銀板とφ
20×50lの60℃の30%硝酸水溶液中で1Hr不
動態化処理を施した供試材を、純水に触れないように底
上げした試料台の上に、お互い接触しないように入れた
後、ビーカーの蓋を閉じて、80℃の恒温槽に24Hr
放置後、銀板の変色の有無を確認した。硫化物、セレン
化物中のCr含有量は、EPMAにて分析した。それら
の結果を表2に示す。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】表2に示すように、請求範囲外の比較鋼
は、熱間加工性、硬さ、被削性、耐食性のいずれかに問
題があることがわかる。
【0033】
【発明の効果】以上の説明の通り、本発明は、耐食性の
低下させないフェライト系快削ステンレス鋼が提供で
き、耐食性や硫化水素ガス発生が問題となる切削部品等
に最適である。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で C:0.12%以下 N:0.05%以下 Si:0.10〜2.0% Mn:1.0%以下 Cr:15.0〜25.0% の量で含有させ、S、Seの何れか一種または二種を S :0.50%以下 Se:0.30%以下(但し、S+Se≧0.10%) の量で、Mn/(S+Se)比を2以下に調整し、硫化
    物、セレン化物中に20%以上のCrを含有し、且つ、
    長さ10μm以上の硫化物、セレン化物系の介在物の個
    数割合が80%以上であることを特徴とする残部実質的
    にFeから成る組成を有する耐食性に優れた快削フェラ
    イト系ステンレス鋼。
  2. 【請求項2】請求項1の成分に加え更にMoを Mo:1.0%以下 の量で、含有させたことを特徴とする耐食性に優れた快
    削フェライト系ステンレス鋼。
  3. 【請求項3】請求項1または2の成分に加え更にNb+
    Ta、Ti、V、Wの何れか1種または2種以上を Nb+Ta:0.3%以下 Ti:0.3%以下 V :0.3%以下 W :0.3%以下 の量で、C+Nの5倍未満の重量%を含有させたことを
    特徴とする耐食性に優れた快削フェライト系ステンレス
    鋼。
  4. 【請求項4】請求項1又は2又は3の成分に加え更にC
    u、Niの何れか1種または2種を Cu:1.0%以下 Ni:1.0%以下 の量で含有させたことを特徴とする耐食住に優れた快削
    フェライト系ステンレス鋼。
  5. 【請求項5】請求項1又は2又は3又は4の成分に加え
    更にB、Mgの何れか1種または2種を B:0.001〜0.02% Mg:0.001〜0.02% の量で含有させたことを特徴とする耐食性に優れた快削
    フェライト系ステンレス鋼。
  6. 【請求項6】請求項1又は2又は3又は4又は5の成分
    に加え更にAl、Oの何れか1種または2種を Al:0.003〜0.020% O :0.003〜0.030% の量で含有させたことを特徴とする耐食性に優れた快削
    フェライト系ステンレス鋼。
  7. 【請求項7】請求項1又は2又は3又は4又は5又は6
    の成分に加え更にPb、Bi、Te、Caの何れか1種
    または2種以上を Pb:0.30%以下 Bi:0.30%以下 Te:0.15%以下 Ca:0.0 3%以下 の量で含有させたことを特徴とする耐食性に優れた快削
    フェライト系ステンレス鋼。
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