JPH11106869A - 高強度かつ耐食性の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼 - Google Patents
高強度かつ耐食性の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼Info
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- JPH11106869A JPH11106869A JP26637097A JP26637097A JPH11106869A JP H11106869 A JPH11106869 A JP H11106869A JP 26637097 A JP26637097 A JP 26637097A JP 26637097 A JP26637097 A JP 26637097A JP H11106869 A JPH11106869 A JP H11106869A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高強度かつ耐食性の優れたマルテンサイト系
ステンレス鋼を提供すること。 【解決手段】 重量で、Ｃ：０．１〜０．５％未満、Ｓ
ｉ：０．２％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｓ：０．０１
％以下、Ｃｒ：１２〜１７％、Ｎ：０．０８〜０．２
％、Ｏ：０．００２％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不
可避的不純物からなることを特徴とする高強度かつ耐食
性の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼。さらに、付
加成分として、Ｍｏ：２．０％以下を含有させること。
ステンレス鋼を提供すること。 【解決手段】 重量で、Ｃ：０．１〜０．５％未満、Ｓ
ｉ：０．２％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｓ：０．０１
％以下、Ｃｒ：１２〜１７％、Ｎ：０．０８〜０．２
％、Ｏ：０．００２％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不
可避的不純物からなることを特徴とする高強度かつ耐食
性の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼。さらに、付
加成分として、Ｍｏ：２．０％以下を含有させること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高強度かつ耐食性
の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼に関するもので
ある。
の優れた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】近年、ねじ止め作業の能率を向上させる
ため、特に建築や自動車製造の分野において、下穴をあ
けてもタップはせず、タップをしながらねじ込んで行く
セルフ・タッピング・スクリューや、さらには下穴をあ
ける作業までねじ込みと同時に行うセルフ・ドリリング
・スクリューが使用されるようになった。このようにセ
ルフ・タッピングやセルフ・ドリリングができるために
は、ねじは高強度でなければならない。そこで、高強度
のステンレス鋼の開発が要請されている。
ため、特に建築や自動車製造の分野において、下穴をあ
けてもタップはせず、タップをしながらねじ込んで行く
セルフ・タッピング・スクリューや、さらには下穴をあ
ける作業までねじ込みと同時に行うセルフ・ドリリング
・スクリューが使用されるようになった。このようにセ
ルフ・タッピングやセルフ・ドリリングができるために
は、ねじは高強度でなければならない。そこで、高強度
のステンレス鋼の開発が要請されている。
【０００３】しかも、建築・建材等に幅広く使用される
ようになってきたことから、この種のステンレス鋼製品
として高耐食性をも要求されてきた。この種のステンレ
ス鋼製品としての耐銹性に優れた高強度ばね鋼として、
例えば、特開平６−２６４１９４号公報や、高強度且つ
耐食性、耐応力腐食割れ性の優れたマルテンサイト系ス
テンレス鋼としての特開平３−７５３３７号公報、およ
び特公昭６４−４５５号公報のマルテンサイト系ステン
レス鋼等が知られている。
ようになってきたことから、この種のステンレス鋼製品
として高耐食性をも要求されてきた。この種のステンレ
ス鋼製品としての耐銹性に優れた高強度ばね鋼として、
例えば、特開平６−２６４１９４号公報や、高強度且つ
耐食性、耐応力腐食割れ性の優れたマルテンサイト系ス
テンレス鋼としての特開平３−７５３３７号公報、およ
び特公昭６４−４５５号公報のマルテンサイト系ステン
レス鋼等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平６−２６４１９４号公報は、Ｎｉ添加を必須と
した成分であり、ＳＵＳ４３１をベースにＣｒの一部を
Ｍｏで置換し、かつＮの添加により耐食性と強度の向上
を図っているもので、この系の鋼種は公報にも記載して
いるように、冷間加工を可能とするための焼なましにつ
いて２回焼なましのような複雑な工程が必要であり、し
かもこの焼なましによっても２６０ＨＶ程度までしか軟
化できないという問題がある。また、特開平３−７５３
３７号公報にあっては、上述した公報と同様に、Ｎｉ無
添加マルテンサイト鋼よりも焼鈍硬さがかなり高くなる
し、さらには、特公昭６４−４５５号公報はＣｕ添加を
必須とした成分であり、耐食性の向上を図っているが、
しかしＣｕの添加は熱間加工性を著しく悪化させるとい
う問題がある。
た特開平６−２６４１９４号公報は、Ｎｉ添加を必須と
した成分であり、ＳＵＳ４３１をベースにＣｒの一部を
Ｍｏで置換し、かつＮの添加により耐食性と強度の向上
を図っているもので、この系の鋼種は公報にも記載して
いるように、冷間加工を可能とするための焼なましにつ
いて２回焼なましのような複雑な工程が必要であり、し
かもこの焼なましによっても２６０ＨＶ程度までしか軟
化できないという問題がある。また、特開平３−７５３
３７号公報にあっては、上述した公報と同様に、Ｎｉ無
添加マルテンサイト鋼よりも焼鈍硬さがかなり高くなる
し、さらには、特公昭６４−４５５号公報はＣｕ添加を
必須とした成分であり、耐食性の向上を図っているが、
しかしＣｕの添加は熱間加工性を著しく悪化させるとい
う問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述したよう
な問題を解決し、Ｎｉ，Ｃｕ等の添加で焼なまし硬さや
熱間加工性等の一部の特性を悪化させることなく、Ｓｉ
を低減させる簡単な方法とＮ添加、およびＭｏ添加によ
って耐食性の改善、焼なまし硬さ低減、強度向上を図る
高強度かつ耐食性の優れたマルテンサイト系ステンレス
鋼を提供することを目的とするものである。すなわち、
その発明の要旨とするところは、 （１）重量で、Ｃ：０．１〜０．５％未満、Ｓｉ：０．
２％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｓ：０．０１％以下、
Ｃｒ：１２〜１７％、Ｎ：０．０８〜０．２％、Ｏ：
０．００２％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不
純物からなることを特徴とする高強度かつ耐食性の優れ
たマルテンサイト系ステンレス鋼。 （２）付加成分として、重量で、Ｍｏ：２．０％以下を
含有することを特徴とする前記（１）記載の高強度かつ
耐食性の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼にある。
な問題を解決し、Ｎｉ，Ｃｕ等の添加で焼なまし硬さや
熱間加工性等の一部の特性を悪化させることなく、Ｓｉ
を低減させる簡単な方法とＮ添加、およびＭｏ添加によ
って耐食性の改善、焼なまし硬さ低減、強度向上を図る
高強度かつ耐食性の優れたマルテンサイト系ステンレス
鋼を提供することを目的とするものである。すなわち、
その発明の要旨とするところは、 （１）重量で、Ｃ：０．１〜０．５％未満、Ｓｉ：０．
２％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｓ：０．０１％以下、
Ｃｒ：１２〜１７％、Ｎ：０．０８〜０．２％、Ｏ：
０．００２％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不
純物からなることを特徴とする高強度かつ耐食性の優れ
たマルテンサイト系ステンレス鋼。 （２）付加成分として、重量で、Ｍｏ：２．０％以下を
含有することを特徴とする前記（１）記載の高強度かつ
耐食性の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼にある。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の高強度かつ耐食性
の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼の成分範囲の限
定理由について具体的に述べる。 Ｃ：０．１％〜０．５％未満 Ｃは焼入焼戻後の強度確保のため、０．１％以上必要で
ある。しかし、０．５％以上になると強度が過大になる
上、巨大炭化物が析出して耐食性を悪化させる。従っ
て、Ｃ含有量は０．１％〜０．５％未満とした。 Ｓｉ：０．２％以下 Ｓｉは０．２％以下に低減することで耐食性（耐候性）
が大きく向上する。また、焼なまし硬さが低下し、冷鍛
性の向上にも寄与する。なお、望ましくは０．１％以下
とする。
の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼の成分範囲の限
定理由について具体的に述べる。 Ｃ：０．１％〜０．５％未満 Ｃは焼入焼戻後の強度確保のため、０．１％以上必要で
ある。しかし、０．５％以上になると強度が過大になる
上、巨大炭化物が析出して耐食性を悪化させる。従っ
て、Ｃ含有量は０．１％〜０．５％未満とした。 Ｓｉ：０．２％以下 Ｓｉは０．２％以下に低減することで耐食性（耐候性）
が大きく向上する。また、焼なまし硬さが低下し、冷鍛
性の向上にも寄与する。なお、望ましくは０．１％以下
とする。
【０００７】Ｍｎ：１．０％以下 Ｍｎは脱酸に必要だが１％を超えると耐食性を悪化させ
る。従って、１％以下とした。 Ｓ：０．０１％以下 Ｓは快削性を付与するために添加することもあるが、
０．０１％を超えると耐食性および冷鍛性を悪化させ
る。従って、０．０１％以下とした。 Ｃｒ：１２％〜１７％ Ｃｒは耐食性を与える元素で一般的な耐食性（耐候性）
を確保するためには、１２％以上必要である。しかも、
フェライト安定化元素であり、１７％を超えるとフェラ
イトが残留し特性を劣化させる。従って、１２％〜１７
％とした。
る。従って、１％以下とした。 Ｓ：０．０１％以下 Ｓは快削性を付与するために添加することもあるが、
０．０１％を超えると耐食性および冷鍛性を悪化させ
る。従って、０．０１％以下とした。 Ｃｒ：１２％〜１７％ Ｃｒは耐食性を与える元素で一般的な耐食性（耐候性）
を確保するためには、１２％以上必要である。しかも、
フェライト安定化元素であり、１７％を超えるとフェラ
イトが残留し特性を劣化させる。従って、１２％〜１７
％とした。
【０００８】Ｎ：０．０８〜０．２％ ＮはＣと同様、強度向上に効果があるが、Ｃと異なり耐
食性を劣化させないため、Ｃと置換させる。０．０８％
未満では耐食性の効果が薄く、０．２％を超える添加は
困難なため制限する。特に、Ｎ添加によって耐食性改
善、強度向上を図ったものであり、０．０８〜０．２％
とした。 Ｏ：０．００２％以下 Ｏは酸化物の存在により冷鍛時の割れを助長するため、
０．００２％以下に制限する。 Ｍｏ：≦２．０％ ＭｏはＣｒの不働態化皮膜を強化し耐食性の一層の向上
に有効で少量の添加でも効果があるが、２．０％を超え
ると高価になるため制限する。
食性を劣化させないため、Ｃと置換させる。０．０８％
未満では耐食性の効果が薄く、０．２％を超える添加は
困難なため制限する。特に、Ｎ添加によって耐食性改
善、強度向上を図ったものであり、０．０８〜０．２％
とした。 Ｏ：０．００２％以下 Ｏは酸化物の存在により冷鍛時の割れを助長するため、
０．００２％以下に制限する。 Ｍｏ：≦２．０％ ＭｏはＣｒの不働態化皮膜を強化し耐食性の一層の向上
に有効で少量の添加でも効果があるが、２．０％を超え
ると高価になるため制限する。
【０００９】
【実施例】１００ｋｇ真空誘導溶解炉にて溶製した表１
に示す各成分の鋼塊を熱間鍛造にて、径２０ｍｍに鍛伸
し、以下の実験に供した。その結果を表２に示す。表２
に示す焼なまし硬さは、冷間加工により成形される用途
では、加工時の変形抵抗が大きいと設備への負担が過大
になるため、焼なまし時の硬さが低いことが重要であ
る。そこで焼なまし時の硬さを測定した。焼なまし条件
は、８７０℃で２時間保持後、２０℃／ｈの速度で５７
０℃まで冷却、その後放冷した。
に示す各成分の鋼塊を熱間鍛造にて、径２０ｍｍに鍛伸
し、以下の実験に供した。その結果を表２に示す。表２
に示す焼なまし硬さは、冷間加工により成形される用途
では、加工時の変形抵抗が大きいと設備への負担が過大
になるため、焼なまし時の硬さが低いことが重要であ
る。そこで焼なまし時の硬さを測定した。焼なまし条件
は、８７０℃で２時間保持後、２０℃／ｈの速度で５７
０℃まで冷却、その後放冷した。
【００１０】
【表１】
【００１１】また、焼入焼戻硬さは、スチールハウス等
に用いられるタッピングネジとしては熱処理後刃先の硬
さが約５０ＨＲＣ以上であることが必要であることから
定めた。また、焼入条件は１０００℃で３０分保持後油
冷、焼戻条件は１５０℃で１時間保持後空冷した。さら
に、耐食性については、上記用途ではネジ頭部は外気に
さらされ、発銹が生じると外観を損ねるため、耐食性
（耐候性）を有することが必要である。そこで上記条件
にて焼入焼戻しを行い、径１２ｍｍ×長さ２１ｍｍの試
験片に加工したものについて、塩水噴霧試験を行い耐候
性を評価した。試験は、５％塩化ナトリウム溶液を３５
℃で１６時間噴霧して行った。その評価は、発銹が認め
られなかったものをＡ、やや発銹したもの（発銹箇所の
試験片表面積全体に対する面積率２０％以下）をＢ、強
く発銹したものをＣとして行った。
に用いられるタッピングネジとしては熱処理後刃先の硬
さが約５０ＨＲＣ以上であることが必要であることから
定めた。また、焼入条件は１０００℃で３０分保持後油
冷、焼戻条件は１５０℃で１時間保持後空冷した。さら
に、耐食性については、上記用途ではネジ頭部は外気に
さらされ、発銹が生じると外観を損ねるため、耐食性
（耐候性）を有することが必要である。そこで上記条件
にて焼入焼戻しを行い、径１２ｍｍ×長さ２１ｍｍの試
験片に加工したものについて、塩水噴霧試験を行い耐候
性を評価した。試験は、５％塩化ナトリウム溶液を３５
℃で１６時間噴霧して行った。その評価は、発銹が認め
られなかったものをＡ、やや発銹したもの（発銹箇所の
試験片表面積全体に対する面積率２０％以下）をＢ、強
く発銹したものをＣとして行った。
【００１２】
【表２】
【００１３】表１に示すように、Ｎｏ１〜Ｎｏ７を本発
明の実施例としての化学成分を掲げ、Ｎｏ８〜Ｎｏ１２
を比較例の化学成分組成とした。その実験結果を表２に
示す。この表２に示すように、比較例Ｎｏ８はＣが低い
ため焼入焼戻硬さが低い。比較例Ｎｏ９はＳｉが高く、
そのために耐食性が劣る。比較例Ｎｏ１０はＭｎが高
く、耐食性が悪化している。比較例Ｎｏ１１はＣｒが低
く、そのために耐食性が充分得られず、比較例Ｎｏ１２
はＮが低く、Ｃで硬さを補ったいるために耐食性が充分
得られていない。
明の実施例としての化学成分を掲げ、Ｎｏ８〜Ｎｏ１２
を比較例の化学成分組成とした。その実験結果を表２に
示す。この表２に示すように、比較例Ｎｏ８はＣが低い
ため焼入焼戻硬さが低い。比較例Ｎｏ９はＳｉが高く、
そのために耐食性が劣る。比較例Ｎｏ１０はＭｎが高
く、耐食性が悪化している。比較例Ｎｏ１１はＣｒが低
く、そのために耐食性が充分得られず、比較例Ｎｏ１２
はＮが低く、Ｃで硬さを補ったいるために耐食性が充分
得られていない。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明はＮｉ，Ｃｕ
等の添加で焼なまし硬さや熱間加工性等の一部の特性を
悪化させることなく、Ｓｉを低減させる簡単な方法とＮ
添加、さらにはＭｏ添加によって耐食性の改善、焼なま
し硬さ低減、強度向上を図ることが可能となり、特に耐
食性に優れたねじ打ち抜き性、および耐食性に優れた
釘、高強度ばね等を安価に提供することが出来る、優れ
た効果を奏するものである。
等の添加で焼なまし硬さや熱間加工性等の一部の特性を
悪化させることなく、Ｓｉを低減させる簡単な方法とＮ
添加、さらにはＭｏ添加によって耐食性の改善、焼なま
し硬さ低減、強度向上を図ることが可能となり、特に耐
食性に優れたねじ打ち抜き性、および耐食性に優れた
釘、高強度ばね等を安価に提供することが出来る、優れ
た効果を奏するものである。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量で、 Ｃ：０．１〜０．５％未満、 Ｓｉ：０．２％以下、 Ｍｎ：１．０％以下、 Ｓ：０．０１％以下、 Ｃｒ：１２〜１７％、 Ｎ：０．０８〜０．２％、 Ｏ：０．００２％以下 を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなること
を特徴とする高強度かつ耐食性の優れたマルテンサイト
系ステンレス鋼。 - 【請求項２】 付加成分として、重量で、Ｍｏ：２．０
％以下を含有することを特徴とする請求項１記載の高強
度かつ耐食性の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26637097A JPH11106869A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 高強度かつ耐食性の優れた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 |
|---|---|---|---|
| JP26637097A JPH11106869A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 高強度かつ耐食性の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11106869A true JPH11106869A (ja) | 1999-04-20 |
Family
ID=17430008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26637097A Pending JPH11106869A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 高強度かつ耐食性の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11106869A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1052304A1 (de) * | 1999-05-10 | 2000-11-15 | Böhler Edelstahl GmbH & Co KG | Martensitischer korrosionsbeständiger Chromstahl |
| DE102020131031A1 (de) | 2020-11-24 | 2022-05-25 | Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg | Martensitische Stahllegierung mit optimierter Härte und Korrosionsbeständigkeit |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26637097A patent/JPH11106869A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1052304A1 (de) * | 1999-05-10 | 2000-11-15 | Böhler Edelstahl GmbH & Co KG | Martensitischer korrosionsbeständiger Chromstahl |
| DE102020131031A1 (de) | 2020-11-24 | 2022-05-25 | Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg | Martensitische Stahllegierung mit optimierter Härte und Korrosionsbeständigkeit |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030225 |