JPH10265905A - 高ｂ合金鋼 - Google Patents
高ｂ合金鋼Info
- Publication number
- JPH10265905A JPH10265905A JP6938097A JP6938097A JPH10265905A JP H10265905 A JPH10265905 A JP H10265905A JP 6938097 A JP6938097 A JP 6938097A JP 6938097 A JP6938097 A JP 6938097A JP H10265905 A JPH10265905 A JP H10265905A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel
- ductility
- alloy steel
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- reduced
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】特別な元素を大量使用せずに加工性の良好な含
Ｂ合金鋼を得る。 【解決手段】含Ｂ合金鋼を、Ｂを０．２〜５wt％含有
し、Ｃが０．０１wt％以下、Ｏが０．０１wt％以下で、
残部が主としてFeになるものにて構成する。
Ｂ合金鋼を得る。 【解決手段】含Ｂ合金鋼を、Ｂを０．２〜５wt％含有
し、Ｃが０．０１wt％以下、Ｏが０．０１wt％以下で、
残部が主としてFeになるものにて構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は原子炉の中性子遮蔽材
や一般機械分野で使用する耐摩耗材に適用できる加工性
に優れた高Ｂ合金高に関するものである。
や一般機械分野で使用する耐摩耗材に適用できる加工性
に優れた高Ｂ合金高に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｂを０．２wt％（wt％を以下単に％で示
す。）以上含んだ鋼は中性子吸収能に優れているため、
とくに原子炉の中性子遮蔽材に用いられ、また、耐摩耗
性に優れているため一般機械分野の耐摩耗材としての用
途が期待されている。
す。）以上含んだ鋼は中性子吸収能に優れているため、
とくに原子炉の中性子遮蔽材に用いられ、また、耐摩耗
性に優れているため一般機械分野の耐摩耗材としての用
途が期待されている。
【０００３】ところで、Ｂを０．２％含有する鋼は延性
に極めて乏しい材料となるため加工が困難であるところ
に問題を残していた。
に極めて乏しい材料となるため加工が困難であるところ
に問題を残していた。
【０００４】この点に関する文献として、「High-boron
Alloy Steels 」(Journal of theIron Steel Institut
e, September,1957, Ｐ１〜１４) においては、Alを10
％程度まで添加して加工性の改善を図る試みがなされた
けれども、熱間での鍛造性についてはある程度の効果が
見られたものの、冷間での延性は乏しく極めて脆いため
に自由な加工は困難であった。
Alloy Steels 」(Journal of theIron Steel Institut
e, September,1957, Ｐ１〜１４) においては、Alを10
％程度まで添加して加工性の改善を図る試みがなされた
けれども、熱間での鍛造性についてはある程度の効果が
見られたものの、冷間での延性は乏しく極めて脆いため
に自由な加工は困難であった。
【０００５】また、最近では、オーステナイト系ステン
レス鋼にＢを添加して延性の劣化を少なくするとともに
耐食性の改善を図るようにしたものが主流になってきて
おり、例えば、特開昭６３−６２８５０号公報、特開昭
６３−２９３１３９号公報、特開平２−２５５４１号公
報、特開平２−１７０９４７号公報、特開平３−４７９
４６号公報、あるいは特許第２５４６５４９号公報等を
挙げることができる。
レス鋼にＢを添加して延性の劣化を少なくするとともに
耐食性の改善を図るようにしたものが主流になってきて
おり、例えば、特開昭６３−６２８５０号公報、特開昭
６３−２９３１３９号公報、特開平２−２５５４１号公
報、特開平２−１７０９４７号公報、特開平３−４７９
４６号公報、あるいは特許第２５４６５４９号公報等を
挙げることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オース
テナイト系ステンレス鋼をベースとしたものでは大量の
NiおよびCrの添加が必要であり、耐食性の要否に係わら
ず合金コストの上昇が避けられず、材料の価格を低下さ
せるうえで大きな障害になっていた。
テナイト系ステンレス鋼をベースとしたものでは大量の
NiおよびCrの添加が必要であり、耐食性の要否に係わら
ず合金コストの上昇が避けられず、材料の価格を低下さ
せるうえで大きな障害になっていた。
【０００７】ステンレス鋼の適用に関しては、比較的安
価なフェライト系ステンレス鋼を適用することが考えら
れるが、このような鋼をベースとしたものにおいては延
性が乏しくなり実用には耐えない。
価なフェライト系ステンレス鋼を適用することが考えら
れるが、このような鋼をベースとしたものにおいては延
性が乏しくなり実用には耐えない。
【０００８】一方、特公昭５７−９４１７号公報にはＢ
の優れた耐摩耗性等の効果を生かし、しかも加工性の問
題を回避するため、粉末冶金法によって最終部材形状近
くまで成形し、脆い状態での塑性加工を行わない方法が
提案されているが、このような粉末冶金法はあくまで特
殊な製造方法であって、できあがる部材の大きさが制約
される他、どうしてもプロセスコストが高価になるため
汎用性のある解決法にはならず、今だ有効な手段がない
のが現状であった。
の優れた耐摩耗性等の効果を生かし、しかも加工性の問
題を回避するため、粉末冶金法によって最終部材形状近
くまで成形し、脆い状態での塑性加工を行わない方法が
提案されているが、このような粉末冶金法はあくまで特
殊な製造方法であって、できあがる部材の大きさが制約
される他、どうしてもプロセスコストが高価になるため
汎用性のある解決法にはならず、今だ有効な手段がない
のが現状であった。
【０００９】この発明の目的は特別な元素の大量添加を
必要とせずにFeあるいはフェライト鋼をベースとした加
工性の良好な含Ｂ合金鋼を提案するところにある。
必要とせずにFeあるいはフェライト鋼をベースとした加
工性の良好な含Ｂ合金鋼を提案するところにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】高純度のFeに種々の合金
元素を添加して作られる鋼において不純物、とくに、Ｃ
やＯの量を厳密に制限すれば相当量のＢを含有させても
冷間での延性、加工性に優れた鋼の製造が可能であるこ
との知見に立脚するものである。すなわち、この発明
は、Ｂを０．２〜５wt％含有し、Ｃが０．０１wt％以
下、Ｏが０．０１wt％以下で、残部が主としてFeになる
高Ｂ合金鋼である。
元素を添加して作られる鋼において不純物、とくに、Ｃ
やＯの量を厳密に制限すれば相当量のＢを含有させても
冷間での延性、加工性に優れた鋼の製造が可能であるこ
との知見に立脚するものである。すなわち、この発明
は、Ｂを０．２〜５wt％含有し、Ｃが０．０１wt％以
下、Ｏが０．０１wt％以下で、残部が主としてFeになる
高Ｂ合金鋼である。
【００１１】
【発明の実施の形態】この発明は、Ｂを大量に含む鋼に
おける不純物と冷間での加工性との関係につき種々実験
と検討を重ねた結果、鋼の溶製段階において溶湯中のＣ
とＯを同時に低減すれば冷間状態での延性、すなわち、
加工性が飛躍的に改善されることの知見に立脚するもの
であり、その理由は、ＣやＯがＢと結合すると延性を阻
害するＢの酸化物や炭化物が析出するのに対し、ＣやＯ
が十分に低減されていればＢはFe2Bとして存在すること
になりこれが延性の劣化をくい止めるためと推定され
る。
おける不純物と冷間での加工性との関係につき種々実験
と検討を重ねた結果、鋼の溶製段階において溶湯中のＣ
とＯを同時に低減すれば冷間状態での延性、すなわち、
加工性が飛躍的に改善されることの知見に立脚するもの
であり、その理由は、ＣやＯがＢと結合すると延性を阻
害するＢの酸化物や炭化物が析出するのに対し、ＣやＯ
が十分に低減されていればＢはFe2Bとして存在すること
になりこれが延性の劣化をくい止めるためと推定され
る。
【００１２】この発明においてこの点が明らかになった
のはＢはＣやＯとの親和力が大きいため、ＣもＯも同時
に低い状態にして製造することが困難であった点にあ
る。
のはＢはＣやＯとの親和力が大きいため、ＣもＯも同時
に低い状態にして製造することが困難であった点にあ
る。
【００１３】この発明は、鋼の製造に際しては高真空の
高周波誘導加熱溶解炉を適用し真空溶解時のＣとＯとを
同時に低減する手法、すなわち、真空脱酸法によって低
Ｃ、低Ｏの含Ｂ鋼を製造するのであり、冷間での材料の
加工性は良好なものとなる。
高周波誘導加熱溶解炉を適用し真空溶解時のＣとＯとを
同時に低減する手法、すなわち、真空脱酸法によって低
Ｃ、低Ｏの含Ｂ鋼を製造するのであり、冷間での材料の
加工性は良好なものとなる。
【００１４】Ｂの添加量は０. ２〜５％としたが、その
理由は中性子吸収能や耐摩耗性を発現させるためには少
なくとも０. ２％とする必要があるからであり、一方、
５％を超える場合にはＣやＯを低減しても所望の延性が
確保できず引張試験における破断伸びが１％未満となる
うえ、圧延におけるクラックが深刻なることによる。
理由は中性子吸収能や耐摩耗性を発現させるためには少
なくとも０. ２％とする必要があるからであり、一方、
５％を超える場合にはＣやＯを低減しても所望の延性が
確保できず引張試験における破断伸びが１％未満となる
うえ、圧延におけるクラックが深刻なることによる。
【００１５】ＣやＯの量は従来の量である０. ０２％を
超える場合に比較して顕著な延性改善効果を確保するた
めに何れも０. ０１％以下に制限した。
超える場合に比較して顕著な延性改善効果を確保するた
めに何れも０. ０１％以下に制限した。
【００１６】この発明においては、鋼の成分組成として
Ｂ以外に、鋼の強度や延性、さらには靱性、耐食性を改
善する目的でSi、Mn、Al、Mo、Cr、Ni、Ti、Ｖ等を添加
することを妨げるものではないが、オーステナイト鋼に
なるようなNiやCr等が合計で２０％を超えるような大量
添加は除外される。
Ｂ以外に、鋼の強度や延性、さらには靱性、耐食性を改
善する目的でSi、Mn、Al、Mo、Cr、Ni、Ti、Ｖ等を添加
することを妨げるものではないが、オーステナイト鋼に
なるようなNiやCr等が合計で２０％を超えるような大量
添加は除外される。
【００１７】この発明に適合する他の成分組成としは、
例えばSi、Al、Mo、Cr、Niにおいては４％以内、Mnにお
いては１％以内、Ti、Ｖにおいては２％以内になるもの
が有利に適合する。
例えばSi、Al、Mo、Cr、Niにおいては４％以内、Mnにお
いては１％以内、Ti、Ｖにおいては２％以内になるもの
が有利に適合する。
【００１８】
【実施例】溶解原料として純度９９. ９５％の電解鉄と
純度９９％の精製Ｂを用い、真空中の高周波溶解によっ
て合金鋼を１０ｋｇづつ溶製した。ここに、この実施例
では比較例も含めて不純物としてのＣ、Ｏ量の異なる合
金を得る必要があったため、Ｃ量はFe−５％Ｃ母合金を
添加して、またＯ量は溶解時の真空度を変化させて調整
した。次に、上記の要領で得た溶湯を鋳造したのち、幅
６０mm、長さ１５０mm、厚さ３０mmの形状に切出し、Ar
雰囲気中１１００℃に３０分保持して加熱し、３パスで
熱間圧延して厚さ５mmに仕上げた。そして、圧延板の両
面を研削して３mm厚としてからAr雰囲気中で８２０℃,
１５分の焼鈍処理を施し、その厚さのまま標点間距離５
０mmの試験片 (ＪＩＳ５号) を採取して引張試験を行っ
た。
純度９９％の精製Ｂを用い、真空中の高周波溶解によっ
て合金鋼を１０ｋｇづつ溶製した。ここに、この実施例
では比較例も含めて不純物としてのＣ、Ｏ量の異なる合
金を得る必要があったため、Ｃ量はFe−５％Ｃ母合金を
添加して、またＯ量は溶解時の真空度を変化させて調整
した。次に、上記の要領で得た溶湯を鋳造したのち、幅
６０mm、長さ１５０mm、厚さ３０mmの形状に切出し、Ar
雰囲気中１１００℃に３０分保持して加熱し、３パスで
熱間圧延して厚さ５mmに仕上げた。そして、圧延板の両
面を研削して３mm厚としてからAr雰囲気中で８２０℃,
１５分の焼鈍処理を施し、その厚さのまま標点間距離５
０mmの試験片 (ＪＩＳ５号) を採取して引張試験を行っ
た。
【００１９】比較例１ 表１はＣ、Ｏを従来の水準、すなわち、双方とも０. ０
３〜０. ０５％程度にし、Fe−Ｂ合金を０. ２〜５％の
範囲で含む合金鋼の鋳造後における鋼の成分組成、引張
試験における破断強さ、破断伸びを示したものである。
この例では、Ｂの添加量が増えていくに従い延性が阻害
され、Ｂを添加しない場合において５０％程度の伸びが
得られるのに比較すると著しい劣化が認められた。とく
にＢを５％程度含有するものについては熱間圧延時にク
ラックが入り正常な圧延ができたとはいえなかった。
３〜０. ０５％程度にし、Fe−Ｂ合金を０. ２〜５％の
範囲で含む合金鋼の鋳造後における鋼の成分組成、引張
試験における破断強さ、破断伸びを示したものである。
この例では、Ｂの添加量が増えていくに従い延性が阻害
され、Ｂを添加しない場合において５０％程度の伸びが
得られるのに比較すると著しい劣化が認められた。とく
にＢを５％程度含有するものについては熱間圧延時にク
ラックが入り正常な圧延ができたとはいえなかった。
【００２０】
【表１】
【００２１】実施例１ 表２は比較例１と同等のＢ量を含有するが、ＣおよびＯ
については極力低減して溶製した合金鋼の例である。Ｂ
の含有量が表１と同程度であってもＣ、Ｏを低減するこ
とにより破断伸び (延性) に顕著な向上が認められた。
表２中の比較例についてはＢの含有量を０. ４％未満に
しないと１０％以上の伸びが得られなかったのに対して
Ｂの含有量が２％程度のものであっても１０％以上の伸
びとなり、高い延性が確保できた。また、Ｂの含有量が
５％になる例では伸びが２％以上であり、Ｂを１〜２％
含む従来の鋼と同等の伸びを示した。なお、Ｂが６％近
くまで含有する鋼については熱間圧延時にクラックが発
生 (試験片はクラックのないところから採取) し、伸び
についても１％未満であった。
については極力低減して溶製した合金鋼の例である。Ｂ
の含有量が表１と同程度であってもＣ、Ｏを低減するこ
とにより破断伸び (延性) に顕著な向上が認められた。
表２中の比較例についてはＢの含有量を０. ４％未満に
しないと１０％以上の伸びが得られなかったのに対して
Ｂの含有量が２％程度のものであっても１０％以上の伸
びとなり、高い延性が確保できた。また、Ｂの含有量が
５％になる例では伸びが２％以上であり、Ｂを１〜２％
含む従来の鋼と同等の伸びを示した。なお、Ｂが６％近
くまで含有する鋼については熱間圧延時にクラックが発
生 (試験片はクラックのないところから採取) し、伸び
についても１％未満であった。
【００２２】
【表２】
【００２３】実施例２ 表３はＢをほぼ２％含有する鋼につき、Ｃ量と延性との
関係を調査した結果を示したものである。Ｏの量を極力
抑えた状態にしてＣ含有量を０. ０１％以下とすれば伸
びが５％以上に、また、Ｃ含有量を０. ００２％以下と
すれば伸びが９％以上となり延性の改善効果が著しいこ
とが確認できた。
関係を調査した結果を示したものである。Ｏの量を極力
抑えた状態にしてＣ含有量を０. ０１％以下とすれば伸
びが５％以上に、また、Ｃ含有量を０. ００２％以下と
すれば伸びが９％以上となり延性の改善効果が著しいこ
とが確認できた。
【００２４】
【表３】
【００２５】実施例３ 表４は上記の実施例２と同様に、Ｂの含有量が２％程度
の鋼についてＯと延性との関係を調査した結果を示した
ものである。Ｃの含有量を極力低減した状態でＯを０.
０１％以下とすれば伸びが６％以上となり、さらにＯを
０. ００４％以下とすることにより伸びが９％以上とな
りＣ、Ｏ量の同時低減の効果が明瞭に現れていることが
認められた。
の鋼についてＯと延性との関係を調査した結果を示した
ものである。Ｃの含有量を極力低減した状態でＯを０.
０１％以下とすれば伸びが６％以上となり、さらにＯを
０. ００４％以下とすることにより伸びが９％以上とな
りＣ、Ｏ量の同時低減の効果が明瞭に現れていることが
認められた。
【００２６】
【表４】
【００２７】実施例４ 表５はFe−Ｂの他にSi、Mn、Alを添加した場合について
延性の改善度合いを調査した結果を示したものである。
表５より明らかな如くＣ、Ｏを低減することにより延性
が顕著に改善された。
延性の改善度合いを調査した結果を示したものである。
表５より明らかな如くＣ、Ｏを低減することにより延性
が顕著に改善された。
【００２８】
【表５】
【００２９】
【発明の効果】この発明によれば従来、延性に乏しく加
工が困難とされていた高Ｂ含有鋼の延性が大幅に改善さ
れるため、中性子遮断材や耐摩耗材として使用する場合
において加工が極めて容易となり、材料コスト、加工コ
ストの低減を図ることが可能になる。
工が困難とされていた高Ｂ含有鋼の延性が大幅に改善さ
れるため、中性子遮断材や耐摩耗材として使用する場合
において加工が極めて容易となり、材料コスト、加工コ
ストの低減を図ることが可能になる。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｂを０．２〜５wt％含有し、Ｃが０．０
１wt％以下、Ｏが０．０１wt％以下で、残部が主として
Feになる高Ｂ合金鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6938097A JPH10265905A (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 高ｂ合金鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6938097A JPH10265905A (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 高ｂ合金鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10265905A true JPH10265905A (ja) | 1998-10-06 |
Family
ID=13400921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6938097A Pending JPH10265905A (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 高ｂ合金鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10265905A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104390882A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-03-04 | 内蒙古包钢钢联股份有限公司 | 一种一次沉淀测定硅钙钡中钡含量的方法 |
-
1997
- 1997-03-24 JP JP6938097A patent/JPH10265905A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104390882A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-03-04 | 内蒙古包钢钢联股份有限公司 | 一种一次沉淀测定硅钙钡中钡含量的方法 |
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