JPH11293405A - 高硬度高耐食ステンレス鋼 - Google Patents
高硬度高耐食ステンレス鋼Info
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- JPH11293405A JPH11293405A JP25209698A JP25209698A JPH11293405A JP H11293405 A JPH11293405 A JP H11293405A JP 25209698 A JP25209698 A JP 25209698A JP 25209698 A JP25209698 A JP 25209698A JP H11293405 A JPH11293405 A JP H11293405A
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- steel
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い硬さと耐食性がともに要求される部材、
部品、例えば板ばね、コイルばね、フラッパーバルブ、
メタルガスケット、カミソリ刃等の刃物類等に使用され
るのに適した高硬度高耐食ステンレス鋼を提供する。 【解決手段】 重量％にて、Ｃ ０．０１〜０．１０
％、Ｓｉ ３．０％以下、Ｍｎ ５．０％を超え１０．
０％以下、Ｎｉ １．０〜７．０％、Ｃｒ １２．０〜
１８．０％、ＭｏまたはＷの１種または２種が、Ｍｏ＋
１／２Ｗで３．０％以下（０％を含む）、Ｃｕ ２．０
％以下（０％を含む）、Ｎ ０．０２〜０．１５％、残
部が実質的にＦｅからなり、かつ（１）式で示されるＮ
ｉ当量を示すＡ値が２７以下、（２）式で示される耐食
性指標を示すＢ値が１５以上であって、オーステナイト
相中に加工誘起マルテンサイト相を体積％で３０％以上
含むことを特徴とする高硬度高耐食ステンレス鋼。
部品、例えば板ばね、コイルばね、フラッパーバルブ、
メタルガスケット、カミソリ刃等の刃物類等に使用され
るのに適した高硬度高耐食ステンレス鋼を提供する。 【解決手段】 重量％にて、Ｃ ０．０１〜０．１０
％、Ｓｉ ３．０％以下、Ｍｎ ５．０％を超え１０．
０％以下、Ｎｉ １．０〜７．０％、Ｃｒ １２．０〜
１８．０％、ＭｏまたはＷの１種または２種が、Ｍｏ＋
１／２Ｗで３．０％以下（０％を含む）、Ｃｕ ２．０
％以下（０％を含む）、Ｎ ０．０２〜０．１５％、残
部が実質的にＦｅからなり、かつ（１）式で示されるＮ
ｉ当量を示すＡ値が２７以下、（２）式で示される耐食
性指標を示すＢ値が１５以上であって、オーステナイト
相中に加工誘起マルテンサイト相を体積％で３０％以上
含むことを特徴とする高硬度高耐食ステンレス鋼。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高い硬さと耐食性
がともに要求される部材、部品、例えば板ばね、コイル
ばね、フラッパーバルブ、メタルガスケット、カミソリ
刃等の刃物類、等に使用されるのに適した高硬度高耐食
ステンレス鋼に関するものである。
がともに要求される部材、部品、例えば板ばね、コイル
ばね、フラッパーバルブ、メタルガスケット、カミソリ
刃等の刃物類、等に使用されるのに適した高硬度高耐食
ステンレス鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、高硬度と耐食性を必要とする
上記の用途には、主としてCを０．５％前後含む１３Ｃ
ｒ系のマルテンサイト系ステンレス鋼が使用されてい
る。これらのステンレス鋼は焼鈍で軟化させた状態で冷
間加工を加えて所定の寸法にした後、焼入れ焼戻しとい
う熱処理を行うことで製造される。この熱処理によって
Cを含む硬いマルテンサイト相が得られるため、非常に
高い硬さを得ることができる。しかし、高硬度を得るた
めに焼入れ焼戻しという熱処理を必要とするため、素材
の製造工程が多く、製造工程が複雑であるという問題が
あった。また、必要とする硬さがあまり高くない用途に
は、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ２０１のようなオーステナイ
ト系ステンレス鋼を冷間加工したものが使用されてい
る。これらはオーステナイト組織の素材を冷間加工する
ことで転位を多く導入して加工硬化するとともに、一部
のオーステナイト相が加工誘起マルテンサイト変態する
ことによって強化される。しかし、これらは上記のマル
テンサイト系ステンレス鋼並みの高硬度を得るには、オ
ーステナイトが安定なため、かなり強加工を行っても十
分な高硬度が得られないという問題があった。
上記の用途には、主としてCを０．５％前後含む１３Ｃ
ｒ系のマルテンサイト系ステンレス鋼が使用されてい
る。これらのステンレス鋼は焼鈍で軟化させた状態で冷
間加工を加えて所定の寸法にした後、焼入れ焼戻しとい
う熱処理を行うことで製造される。この熱処理によって
Cを含む硬いマルテンサイト相が得られるため、非常に
高い硬さを得ることができる。しかし、高硬度を得るた
めに焼入れ焼戻しという熱処理を必要とするため、素材
の製造工程が多く、製造工程が複雑であるという問題が
あった。また、必要とする硬さがあまり高くない用途に
は、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ２０１のようなオーステナイ
ト系ステンレス鋼を冷間加工したものが使用されてい
る。これらはオーステナイト組織の素材を冷間加工する
ことで転位を多く導入して加工硬化するとともに、一部
のオーステナイト相が加工誘起マルテンサイト変態する
ことによって強化される。しかし、これらは上記のマル
テンサイト系ステンレス鋼並みの高硬度を得るには、オ
ーステナイトが安定なため、かなり強加工を行っても十
分な高硬度が得られないという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで、最近、焼入れ
焼戻しといった複雑な熱処理を必要とせず、主として冷
間加工によって強化することでマルテンサイト系ステン
レス鋼並みの高硬度が得られるステンレス鋼が望まれて
いる。本発明の目的は、複雑な熱処理を必要とせずに主
として冷間加工によって高硬度が得られ、かつ実用上問
題ないレベルの高耐食を有するステンレス鋼を提供する
ことである。
焼戻しといった複雑な熱処理を必要とせず、主として冷
間加工によって強化することでマルテンサイト系ステン
レス鋼並みの高硬度が得られるステンレス鋼が望まれて
いる。本発明の目的は、複雑な熱処理を必要とせずに主
として冷間加工によって高硬度が得られ、かつ実用上問
題ないレベルの高耐食を有するステンレス鋼を提供する
ことである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、オーステナ
イト系ステンレス鋼について、冷間加工によって高硬度
を得るべく、鋭意検討を行なった。その結果、冷間加工
後の硬さは加工誘起で変態するマルテンサイト量と関係
があり、マルテンサイト量が多い方が硬さが高くなる
が、所望の加工誘起マルテンサイトの量を得るには、個
々の成分を限定した上で、加工誘起マルテンサイト変態
のしやすさに関係するＮｉ当量の適正化が必要であるこ
とを見出した。また、耐食性を高めるためには、耐食性
を向上させる元素であるＣｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎの適正化
が必要であり、さらにはそれぞれの合金元素に依存する
製造性、硬さ、耐食性に基づいた合金添加量の最適化が
必要であり、これらの要件を満たす合金を検討し本発明
に到達した。
イト系ステンレス鋼について、冷間加工によって高硬度
を得るべく、鋭意検討を行なった。その結果、冷間加工
後の硬さは加工誘起で変態するマルテンサイト量と関係
があり、マルテンサイト量が多い方が硬さが高くなる
が、所望の加工誘起マルテンサイトの量を得るには、個
々の成分を限定した上で、加工誘起マルテンサイト変態
のしやすさに関係するＮｉ当量の適正化が必要であるこ
とを見出した。また、耐食性を高めるためには、耐食性
を向上させる元素であるＣｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎの適正化
が必要であり、さらにはそれぞれの合金元素に依存する
製造性、硬さ、耐食性に基づいた合金添加量の最適化が
必要であり、これらの要件を満たす合金を検討し本発明
に到達した。
【０００５】すなわち、本発明の第１発明は、重量％に
て、Ｃ ０．０１〜０．１０％、Ｓｉ ３．０％以下、
Ｍｎ ５．０％を超え１０．０％％以下、Ｎｉ １．０
〜７．０％、Ｃｒ １２．０〜１８．０％、Ｍｏまたは
Ｗの１種または２種が、Ｍｏ＋１／２Ｗで３．０％以下
（０％を含む）、Ｃｕ ２．０％以下（０％を含む）、
Ｎ ０．０２〜０．１５％、残部が実質的にＦｅからな
り、かつ（１）式で示されるＡ値が２７以下、（２）式
で示されるＢ値が１５以上であって、オーステナイト相
中に加工誘起マルテンサイト相を体積％で３０％以上含
むことを特徴とする高硬度高耐食ステンレス鋼。 A=Ni+0.65Cr+0.98Mo+0.49W+1.05Mn+0.35Si+Cu+12.6(C+N)…………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計
算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計
算)
て、Ｃ ０．０１〜０．１０％、Ｓｉ ３．０％以下、
Ｍｎ ５．０％を超え１０．０％％以下、Ｎｉ １．０
〜７．０％、Ｃｒ １２．０〜１８．０％、Ｍｏまたは
Ｗの１種または２種が、Ｍｏ＋１／２Ｗで３．０％以下
（０％を含む）、Ｃｕ ２．０％以下（０％を含む）、
Ｎ ０．０２〜０．１５％、残部が実質的にＦｅからな
り、かつ（１）式で示されるＡ値が２７以下、（２）式
で示されるＢ値が１５以上であって、オーステナイト相
中に加工誘起マルテンサイト相を体積％で３０％以上含
むことを特徴とする高硬度高耐食ステンレス鋼。 A=Ni+0.65Cr+0.98Mo+0.49W+1.05Mn+0.35Si+Cu+12.6(C+N)…………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計
算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計
算)
【０００６】また第２発明は、重量％にて、Ｃ ０．０
１〜０．１０％、Ｓｉ １．０％未満、Ｍｎ ５．０％
を超え７．０％％以下、Ｎｉ ２．０〜７．０％、Ｃｒ
１２．０〜１８．０％、ＭｏまたはＷの１種または２
種が、Ｍｏ＋１／２Ｗで１．０〜３．０％、Ｃｕ ２．
０％以下（０％を含む）、Ｎ ０．０２〜０．１５％、
残部が実質的にＦｅからなり、かつ（１）式で示される
Ａ値が２７以下、（２）式で示されるＢ値が１５以上で
あって、オーステナイト相中に加工誘起マルテンサイト
相を体積％で３０％以上含むことを特徴とする高硬度高
耐食ステンレス鋼。 A=Ni+0.65Cr+0.98Mo+0.49W+1.05Mn+0.35Si+Cu+12.6(C+N)…………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計
算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計
算)
１〜０．１０％、Ｓｉ １．０％未満、Ｍｎ ５．０％
を超え７．０％％以下、Ｎｉ ２．０〜７．０％、Ｃｒ
１２．０〜１８．０％、ＭｏまたはＷの１種または２
種が、Ｍｏ＋１／２Ｗで１．０〜３．０％、Ｃｕ ２．
０％以下（０％を含む）、Ｎ ０．０２〜０．１５％、
残部が実質的にＦｅからなり、かつ（１）式で示される
Ａ値が２７以下、（２）式で示されるＢ値が１５以上で
あって、オーステナイト相中に加工誘起マルテンサイト
相を体積％で３０％以上含むことを特徴とする高硬度高
耐食ステンレス鋼。 A=Ni+0.65Cr+0.98Mo+0.49W+1.05Mn+0.35Si+Cu+12.6(C+N)…………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計
算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計
算)
【０００７】本発明の第３発明は、第１発明ないし第２
発明のいずれかに記載の鋼組成に、Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂのう
ち１種または２種以上を合計で０．２％以下含むことを
特徴とする高硬度高耐食ステンレス鋼であり、また、第
１発明ないし第３発明のいずれかに記載の鋼組成に、
Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌのうち１種または２種以上を合計
で０．１０％以下含有することができる。また、本発明
のステンレス鋼は冷間加工によってビッカース硬さを５
００以上とすることができる。
発明のいずれかに記載の鋼組成に、Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂのう
ち１種または２種以上を合計で０．２％以下含むことを
特徴とする高硬度高耐食ステンレス鋼であり、また、第
１発明ないし第３発明のいずれかに記載の鋼組成に、
Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌのうち１種または２種以上を合計
で０．１０％以下含有することができる。また、本発明
のステンレス鋼は冷間加工によってビッカース硬さを５
００以上とすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、加工誘起マルテンサイ
ト変態のしやすさと、耐食性を向上させる元素であるＣ
ｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎの添加量の最適化を図るために、合
金元素のバランスを最適化することが本発明の特徴の一
つである。先ず、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｓｉ、
Ｃｕ、Ｃ、Ｎの元素は、個々の成分範囲を満足するだけ
でなく、高硬度および良好な耐食性を得るためには、本
発明鋼において規定した式を満足する必要がある。 （１）式に示すＡ値は、本発明鋼のＮｉ当量を示してお
り、この式のＡ値の大小が加工誘起マルテンサイト相の
生成し易さを左右する重要な指標である。Ａ値は、加工
誘起マルテンサイトへの変態しやすさに影響する各元素
の重量％に各元素の効果に応じてそれぞれ係数を付した
値を足したものである。実験の結果、本発明鋼では、こ
のＡ値が２７を越えると加工誘起マルテンサイトが生成
しにくくなり、十分な高硬度が得られにくくなることか
ら、（１）式に示すＡ値を２７以下とした。
ト変態のしやすさと、耐食性を向上させる元素であるＣ
ｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎの添加量の最適化を図るために、合
金元素のバランスを最適化することが本発明の特徴の一
つである。先ず、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｓｉ、
Ｃｕ、Ｃ、Ｎの元素は、個々の成分範囲を満足するだけ
でなく、高硬度および良好な耐食性を得るためには、本
発明鋼において規定した式を満足する必要がある。 （１）式に示すＡ値は、本発明鋼のＮｉ当量を示してお
り、この式のＡ値の大小が加工誘起マルテンサイト相の
生成し易さを左右する重要な指標である。Ａ値は、加工
誘起マルテンサイトへの変態しやすさに影響する各元素
の重量％に各元素の効果に応じてそれぞれ係数を付した
値を足したものである。実験の結果、本発明鋼では、こ
のＡ値が２７を越えると加工誘起マルテンサイトが生成
しにくくなり、十分な高硬度が得られにくくなることか
ら、（１）式に示すＡ値を２７以下とした。
【０００９】（２）式に示すＢ値は、本発明鋼の耐食性
を左右する重要な指標であり、耐孔食性を直接的に向上
させる元素であるＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｎの重量％に
各元素の効果の寄与の程度を示す係数を付した値の和で
示している。本発明鋼では、このＢ値が１５より小さい
と、良好な耐孔食性が得られないので、（２）式に示す
Ｂ値を１５以上とした。
を左右する重要な指標であり、耐孔食性を直接的に向上
させる元素であるＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｎの重量％に
各元素の効果の寄与の程度を示す係数を付した値の和で
示している。本発明鋼では、このＢ値が１５より小さい
と、良好な耐孔食性が得られないので、（２）式に示す
Ｂ値を１５以上とした。
【００１０】以下に本発明鋼の各元素の作用について述
べる。Ｃは、オーステナイト系ステンレス鋼において、
オーステナイト生成元素であり、固溶化処理後にオース
テナイト組織を得るために有効である。また冷間加工に
よって加工誘起変態したマルテンサイト組織を強化し、
硬度を高めるのに有効であるが、０．１０％を越えて添
加すると基地に固溶してオーステナイト相が安定になり
すぎ、加工誘起変態が起こりにくくなったり、オーステ
ナイト結晶粒界にＣｒの炭化物を形成し、基地のＣｒ量
を減少させて耐食性を劣化させる原因になる。一方、
０．０１％より少ないと、冷間加工後に十分な硬さが得
られなくなるだけでなく、デルタフェライトが多く生成
して耐食性、硬さ、および熱間加工性を低下させること
から、Ｃの含有量を０．０１％〜０．１０％とした。
べる。Ｃは、オーステナイト系ステンレス鋼において、
オーステナイト生成元素であり、固溶化処理後にオース
テナイト組織を得るために有効である。また冷間加工に
よって加工誘起変態したマルテンサイト組織を強化し、
硬度を高めるのに有効であるが、０．１０％を越えて添
加すると基地に固溶してオーステナイト相が安定になり
すぎ、加工誘起変態が起こりにくくなったり、オーステ
ナイト結晶粒界にＣｒの炭化物を形成し、基地のＣｒ量
を減少させて耐食性を劣化させる原因になる。一方、
０．０１％より少ないと、冷間加工後に十分な硬さが得
られなくなるだけでなく、デルタフェライトが多く生成
して耐食性、硬さ、および熱間加工性を低下させること
から、Ｃの含有量を０．０１％〜０．１０％とした。
【００１１】Ｓｉは、脱酸のために少量添加するが、
３．０％を越えて添加してもより一層の向上効果がみら
れず、Ｃｒ炭化物をオーステナイト結晶粒界に多く生成
して耐食性が劣化することから、３．０％以下とした。
望ましくは１．０％未満がよい。Ｍｎは、オーステナイ
ト生成元素であり、固溶化処理後にオーステナイト組織
を得るために有効である。また、Ａ値で規定したＮｉ当
量の制御においてはＮｉの一部をＭｎに置換してＭｎを
多くできることから、Ｎｉと比べると原料が安価なＭｎ
を多く添加することで、コストを安くできるという利点
もある。また、オーステナイト相中へのＮの固溶度を増
加させ、Ｎの添加を容易にする。換言すれば、Ｎ添加を
安定して行う（つまりＮによる鋳造欠陥をつくらない）
ために非常に有効である。したがって、Ｎ含有鋼におい
てはＭｎを高くする必要があるが１０．０％を超えて添
加すると、耐食性が劣化する一方、５．０％以下では十
分な効果が得られないことから、５．０％を超え１０．
０％以下とした。望ましくは、５．０％を超え７．０％
以下がよい。
３．０％を越えて添加してもより一層の向上効果がみら
れず、Ｃｒ炭化物をオーステナイト結晶粒界に多く生成
して耐食性が劣化することから、３．０％以下とした。
望ましくは１．０％未満がよい。Ｍｎは、オーステナイ
ト生成元素であり、固溶化処理後にオーステナイト組織
を得るために有効である。また、Ａ値で規定したＮｉ当
量の制御においてはＮｉの一部をＭｎに置換してＭｎを
多くできることから、Ｎｉと比べると原料が安価なＭｎ
を多く添加することで、コストを安くできるという利点
もある。また、オーステナイト相中へのＮの固溶度を増
加させ、Ｎの添加を容易にする。換言すれば、Ｎ添加を
安定して行う（つまりＮによる鋳造欠陥をつくらない）
ために非常に有効である。したがって、Ｎ含有鋼におい
てはＭｎを高くする必要があるが１０．０％を超えて添
加すると、耐食性が劣化する一方、５．０％以下では十
分な効果が得られないことから、５．０％を超え１０．
０％以下とした。望ましくは、５．０％を超え７．０％
以下がよい。
【００１２】Ｎｉは、Ｍｎと同じくオーステナイト生成
元素であり、固溶化処理後にオーステナイト組織を得る
ために有効である。１．０％より少ないと十分な効果が
得られず、一方、７．０％を超えて添加するとオーステ
ナイト相が安定になりすぎ、加工誘起マルテンサイト変
態が起こりにくくなるため、十分な高硬度が得にくくな
ることから、１．０〜７．０％とした。望ましくは、
２．０〜７．０％がよい。Ｃｒは、不動態皮膜を形成す
ることで耐食性、特に耐孔食性を高める効果を有する重
要な元素である。１２．０％より少ないと十分な耐食性
が得られず、一方、１８．０％を越えて添加するとデル
タフェライトを生成しやすくなり、耐食性および熱間加
工性を劣化させるので、１２．０〜１８．０％とした。
元素であり、固溶化処理後にオーステナイト組織を得る
ために有効である。１．０％より少ないと十分な効果が
得られず、一方、７．０％を超えて添加するとオーステ
ナイト相が安定になりすぎ、加工誘起マルテンサイト変
態が起こりにくくなるため、十分な高硬度が得にくくな
ることから、１．０〜７．０％とした。望ましくは、
２．０〜７．０％がよい。Ｃｒは、不動態皮膜を形成す
ることで耐食性、特に耐孔食性を高める効果を有する重
要な元素である。１２．０％より少ないと十分な耐食性
が得られず、一方、１８．０％を越えて添加するとデル
タフェライトを生成しやすくなり、耐食性および熱間加
工性を劣化させるので、１２．０〜１８．０％とした。
【００１３】Ｍｏは、不動態皮膜を強化することによっ
て耐食性を高めるのに非常に有効な元素であり、耐食性
を重視する場合は添加することが望ましい。ＷもＭｏと
同様、耐食性を高めるのに有効であるが、Ｗ単独ではそ
の効果は小さく、Ｗを添加する場合は、Ｍｏの一部を当
量のＷ（１／２Ｗが当量のＭｏに相当）で置換する形で
添加するのが望ましい。３．０％を越えて添加するとデ
ルタフェライトを生成し、逆に耐食性を劣化させるだけ
でなく、熱間加工性、冷間鍛造性も劣化させるので、
３．０％以下とした。
て耐食性を高めるのに非常に有効な元素であり、耐食性
を重視する場合は添加することが望ましい。ＷもＭｏと
同様、耐食性を高めるのに有効であるが、Ｗ単独ではそ
の効果は小さく、Ｗを添加する場合は、Ｍｏの一部を当
量のＷ（１／２Ｗが当量のＭｏに相当）で置換する形で
添加するのが望ましい。３．０％を越えて添加するとデ
ルタフェライトを生成し、逆に耐食性を劣化させるだけ
でなく、熱間加工性、冷間鍛造性も劣化させるので、
３．０％以下とした。
【００１４】Ｃｕは、少量添加することで耐食性を高め
るのに有効な元素であり、また、オーステナイト相の加
工硬化指数を小さくして冷間加工性を向上させる効果が
あるので、冷間加工によって製造する場合に添加するの
が望ましい。２．０％を超えて添加すると熱間加工性が
劣化しやすいことから、Ｃｕは２．０％以下とした。Ｎ
は、オーステナイト相およびマルテンサイト相中に固溶
して硬さを高めるとともに、耐食性を高めるのに非常に
有効な元素である。０．０２％より少ないと十分な効果
が得られず、一方、０．１５％を越えて添加すると、鋼
塊の健全性を害して製造性を劣化させることから、０．
０２％〜０．１５％とした。望ましいＮの範囲は、０．
０５〜０．１２％である。
るのに有効な元素であり、また、オーステナイト相の加
工硬化指数を小さくして冷間加工性を向上させる効果が
あるので、冷間加工によって製造する場合に添加するの
が望ましい。２．０％を超えて添加すると熱間加工性が
劣化しやすいことから、Ｃｕは２．０％以下とした。Ｎ
は、オーステナイト相およびマルテンサイト相中に固溶
して硬さを高めるとともに、耐食性を高めるのに非常に
有効な元素である。０．０２％より少ないと十分な効果
が得られず、一方、０．１５％を越えて添加すると、鋼
塊の健全性を害して製造性を劣化させることから、０．
０２％〜０．１５％とした。望ましいＮの範囲は、０．
０５〜０．１２％である。
【００１５】Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂは必ずしも添加する必要は
ないが、一次炭化物を形成することで結晶粒を微細化し
て硬さおよび延性を向上させるのに有効な元素であり、
１種または２種以上を必要に応じて添加する。これらの
うち、１種または２種以上が合計で、０．２％を越えて
添加すると粗大な一次炭化物を形成し、冷間加工性を害
することから１種または２種以上を合計で０．２％以下
とするのがよい。
ないが、一次炭化物を形成することで結晶粒を微細化し
て硬さおよび延性を向上させるのに有効な元素であり、
１種または２種以上を必要に応じて添加する。これらの
うち、１種または２種以上が合計で、０．２％を越えて
添加すると粗大な一次炭化物を形成し、冷間加工性を害
することから１種または２種以上を合計で０．２％以下
とするのがよい。
【００１６】Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌは、必ずしも添加す
る必要はないが、酸化物、硫化物を形成することで、結
晶粒界に偏析するＳ、Ｏを低減し、熱間加工性を向上さ
せるのに有効であり、１種または２種以上を必要に応じ
て添加する。Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌのうちの１種または
２種以上が合計で、０．１０％を越えて添加してもより
一層の向上効果が得られず、逆に清浄度を低下させて熱
間加工性、冷間加工性を害するので、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、
Ａｌのうちの１種または２種以上を合計で、０．１０％
以下とするのがよい。また、不純物元素であるＰについ
ては、通常の溶解工程で混入するレベルなら問題ないの
で特に規定はしないが、耐食性の点からは低い方が望ま
しい。本発明鋼は上記の成分範囲を満足しただけでは、
所望の高硬度が得られず、冷間圧延、冷間引抜、冷間鍛
造等の冷間加工を加えることによって、加工誘起マルテ
ンサイトを生成させる必要がある。加工誘起マルテンサ
イト相が体積率で３０％より少ないと、十分な高硬度が
得られないことから、加工誘起マルテンサイト相の体積
率は３０％以上とした。
る必要はないが、酸化物、硫化物を形成することで、結
晶粒界に偏析するＳ、Ｏを低減し、熱間加工性を向上さ
せるのに有効であり、１種または２種以上を必要に応じ
て添加する。Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌのうちの１種または
２種以上が合計で、０．１０％を越えて添加してもより
一層の向上効果が得られず、逆に清浄度を低下させて熱
間加工性、冷間加工性を害するので、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、
Ａｌのうちの１種または２種以上を合計で、０．１０％
以下とするのがよい。また、不純物元素であるＰについ
ては、通常の溶解工程で混入するレベルなら問題ないの
で特に規定はしないが、耐食性の点からは低い方が望ま
しい。本発明鋼は上記の成分範囲を満足しただけでは、
所望の高硬度が得られず、冷間圧延、冷間引抜、冷間鍛
造等の冷間加工を加えることによって、加工誘起マルテ
ンサイトを生成させる必要がある。加工誘起マルテンサ
イト相が体積率で３０％より少ないと、十分な高硬度が
得られないことから、加工誘起マルテンサイト相の体積
率は３０％以上とした。
【００１７】本発明鋼は、冷間加工を加えることによっ
て高硬度を得ることができる。適正な冷間加工によって
所望の量の加工誘起マルテンサイトを生成させること
で、ビッカース硬さを５００以上とすることができる。
また、本発明鋼は、硬さを低下させずに延性、ばね特性
等の向上のために、必要に応じて、冷間加工後に４００
〜６００℃で時効処理を行うことができる。
て高硬度を得ることができる。適正な冷間加工によって
所望の量の加工誘起マルテンサイトを生成させること
で、ビッカース硬さを５００以上とすることができる。
また、本発明鋼は、硬さを低下させずに延性、ばね特性
等の向上のために、必要に応じて、冷間加工後に４００
〜６００℃で時効処理を行うことができる。
【００１８】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
表１に示す化学成分を持つ鋼を真空溶解によって溶解
し、１０ｋｇの鋼塊を得た。ここで、鋼Ｎｏ．１〜１４
は組成、Ａ値、Ｂ値および冷間加工後の加工誘起マルテ
ンサイト相量がいずれも本発明の限定範囲内にある本発
明鋼であり、Ｎｏ．３１〜３５は組成、Ａ値、Ｂ値、冷
間加工後の加工誘起マルテンサイト相量のいずれか、ま
たはいくつかが本発明の限定範囲からはずれた比較鋼、
Ｎｏ．３６は従来の焼入れ焼戻し鋼の一種ＳＵＳ４２０
Ｊ２である。Ｎｏ．１〜３５の鋼を熱間鍛造、熱間圧延
によって厚さ２ｍｍの板材にし、１０５０℃に加熱後、
空冷の固溶化処理を行なった。その後、５０〜７０％の
圧下率で冷間圧延した。Ｎｏ．３６の鋼は９５０℃から
焼入れた後、３００℃で焼戻しを行った。
表１に示す化学成分を持つ鋼を真空溶解によって溶解
し、１０ｋｇの鋼塊を得た。ここで、鋼Ｎｏ．１〜１４
は組成、Ａ値、Ｂ値および冷間加工後の加工誘起マルテ
ンサイト相量がいずれも本発明の限定範囲内にある本発
明鋼であり、Ｎｏ．３１〜３５は組成、Ａ値、Ｂ値、冷
間加工後の加工誘起マルテンサイト相量のいずれか、ま
たはいくつかが本発明の限定範囲からはずれた比較鋼、
Ｎｏ．３６は従来の焼入れ焼戻し鋼の一種ＳＵＳ４２０
Ｊ２である。Ｎｏ．１〜３５の鋼を熱間鍛造、熱間圧延
によって厚さ２ｍｍの板材にし、１０５０℃に加熱後、
空冷の固溶化処理を行なった。その後、５０〜７０％の
圧下率で冷間圧延した。Ｎｏ．３６の鋼は９５０℃から
焼入れた後、３００℃で焼戻しを行った。
【００１９】上記の加工誘起マルテンサイト相量はＸ線
回折法によって測定した。硬さについては、冷間圧延し
た板の縦断面でビッカース硬さを測定することによって
求めた。耐食性については、ＪＩＳＺ２３７１に規定さ
れる３５℃の５％塩水による塩水噴霧試験を１００時間
行い、発錆の有無で評価した。これらの結果を表２に示
す。ここで耐食試験による発錆の有無については、発錆
のなかったものを○印、発錆したものを×印を付して示
した。また、本発明鋼Ｎｏ．２、４および従来鋼Ｎｏ．
３６については、５０℃の５％硫酸、２０％硝酸、２０
％塩酸、２０％水酸化ナトリウム溶液中での耐食試験を
行い、試験後の重量減を測定し、水溶液中での耐食性を
評価した。
回折法によって測定した。硬さについては、冷間圧延し
た板の縦断面でビッカース硬さを測定することによって
求めた。耐食性については、ＪＩＳＺ２３７１に規定さ
れる３５℃の５％塩水による塩水噴霧試験を１００時間
行い、発錆の有無で評価した。これらの結果を表２に示
す。ここで耐食試験による発錆の有無については、発錆
のなかったものを○印、発錆したものを×印を付して示
した。また、本発明鋼Ｎｏ．２、４および従来鋼Ｎｏ．
３６については、５０℃の５％硫酸、２０％硝酸、２０
％塩酸、２０％水酸化ナトリウム溶液中での耐食試験を
行い、試験後の重量減を測定し、水溶液中での耐食性を
評価した。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】表２からわかるように、本発明鋼Ｎｏ．１
〜１４はいずれも冷間加工後のビッカース硬さが５００
以上の高硬度を示している。また、本発明鋼は塩水噴霧
試験による発錆もみられず、高い硬度と良好な耐食性を
持つことがわかる。これに対して、組成、Ａ値、Ｂ値、
冷間加工後の加工誘起マルテンサイト相量のいずれか一
つ以上が本発明に規定した範囲から外れる比較鋼Ｎｏ．
３１〜３５および従来鋼Ｎｏ．３６は、硬さ、塩水噴霧
による耐食性の一つ以上の特性が本発明鋼に比べて悪い
ことがわかる。特にＡ値および加工誘起マルテンサイト
相量が規定した範囲から外れる比較鋼Ｎｏ．３２〜３４
は硬さが低く、高硬度が得られない。またＢ値が規定し
た範囲から外れる比較鋼Ｎｏ．３１は発錆がみられてお
り、耐食性が不十分である。
〜１４はいずれも冷間加工後のビッカース硬さが５００
以上の高硬度を示している。また、本発明鋼は塩水噴霧
試験による発錆もみられず、高い硬度と良好な耐食性を
持つことがわかる。これに対して、組成、Ａ値、Ｂ値、
冷間加工後の加工誘起マルテンサイト相量のいずれか一
つ以上が本発明に規定した範囲から外れる比較鋼Ｎｏ．
３１〜３５および従来鋼Ｎｏ．３６は、硬さ、塩水噴霧
による耐食性の一つ以上の特性が本発明鋼に比べて悪い
ことがわかる。特にＡ値および加工誘起マルテンサイト
相量が規定した範囲から外れる比較鋼Ｎｏ．３２〜３４
は硬さが低く、高硬度が得られない。またＢ値が規定し
た範囲から外れる比較鋼Ｎｏ．３１は発錆がみられてお
り、耐食性が不十分である。
【００２４】また、図1に本発明鋼と従来鋼の硫酸、硝
酸、塩酸、水酸化ナトリウム溶液中での耐食性を比較し
て示す。図１より、本発明鋼は、各種酸、アルカリ水溶
液に浸漬後の腐食減量が従来鋼より小さく、各種酸、ア
ルカリ水溶液に対する耐食性が、従来鋼より優れている
ことがわかる。また、表３に、本発明鋼Ｎｏ．２、４の
冷間加工前の固溶化処理状態の常温引張特性を示すが、
本発明鋼は固溶化処理状態のビッカース硬さが３００以
下と低く、伸び、絞りが大きい値を示している。このこ
とから、本発明鋼は冷間加工性が良好であり、冷間成形
も容易であることがわかる。
酸、塩酸、水酸化ナトリウム溶液中での耐食性を比較し
て示す。図１より、本発明鋼は、各種酸、アルカリ水溶
液に浸漬後の腐食減量が従来鋼より小さく、各種酸、ア
ルカリ水溶液に対する耐食性が、従来鋼より優れている
ことがわかる。また、表３に、本発明鋼Ｎｏ．２、４の
冷間加工前の固溶化処理状態の常温引張特性を示すが、
本発明鋼は固溶化処理状態のビッカース硬さが３００以
下と低く、伸び、絞りが大きい値を示している。このこ
とから、本発明鋼は冷間加工性が良好であり、冷間成形
も容易であることがわかる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高硬度高
耐食ステンレス鋼は、高硬度を持ち、かつ耐食性に優れ
ることから、高い硬さと耐食性がともに要求される部
材、部品、例えば板ばね、コイルばね、フラッパーバル
ブ、メタルガスケット、カミソリ刃等の刃物類、等に用
いれば、寿命が向上し、工業上顕著な効果を有する。
耐食ステンレス鋼は、高硬度を持ち、かつ耐食性に優れ
ることから、高い硬さと耐食性がともに要求される部
材、部品、例えば板ばね、コイルばね、フラッパーバル
ブ、メタルガスケット、カミソリ刃等の刃物類、等に用
いれば、寿命が向上し、工業上顕著な効果を有する。
【図1】耐食性を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項１】 重量％にて、Ｃ ０．０１〜０．１０
％、Ｓｉ ３．０％以下、Ｍｎ ５．０％を超え１０．
０％以下、Ｎｉ １．０〜７．０％、Ｃｒ １２．０〜
１８．０％、ＭｏまたはＷの１種または２種が、Ｍｏ＋
１／２Ｗで３．０％以下（０％を含む）、Ｃｕ ２．０
％以下（０％を含む）、Ｎ ０．０２〜０．１５％、残
部が実質的にＦｅからなり、かつ（１）式で示されるＡ
値が２７以下、（２）式で示されるＢ値が１５以上であ
って、オーステナイト相中に加工誘起マルテンサイト相
を体積％で３０％以上含むことを特徴とする高硬度高耐
食ステンレス鋼。 A=Ni+0.65Cr+0.98Mo+0.49W+1.05Mn+0.35Si+Cu+12.6(C+N)…………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計
算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計
算) - 【請求項２】 重量％にて、Ｃ ０．０１〜０．１０
％、Ｓｉ １．０％未満、Ｍｎ ５．０％を超え７．０
％％以下、Ｎｉ ２．０〜７．０％、Ｃｒ １２．０〜
１８．０％、ＭｏまたはＷの１種または２種が、Ｍｏ＋
１／２Ｗで１．０〜３．０％、Ｃｕ ２．０％以下（０
％を含む）、Ｎ ０．０２〜０．１５％、残部が実質的
にＦｅからなり、かつ（１）式で示されるＡ値が２７以
下、（２）式で示されるＢ値が１５以上であって、オー
ステナイト相中に加工誘起マルテンサイト相を体積％で
３０％以上含むことを特徴とする高硬度高耐食ステンレ
ス鋼。 A=Ni+0.65Cr+0.98Mo+0.49W+1.05Mn+0.35Si+Cu+12.6(C+N)…………（１） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計
算) B=Cr+3.3Mo+1.65W+Cu+30N …………（２） (ただし、選択元素のうち無添加の元素はゼロとして計
算) - 【請求項３】 請求項１ないし２のいずれかに記載の鋼
組成に、Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂのうち１種または２種以上を合
計で０．２％以下含むことを特徴とする高硬度高耐食ス
テンレス鋼。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の鋼
組成に、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌのうち１種または２種以
上を合計で０．１０％以下含有することを特徴とする高
硬度高耐食ステンレス鋼。 - 【請求項５】 ビッカース硬さが５００以上であること
を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の高硬
度高耐食ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25209698A JP4207137B2 (ja) | 1998-02-16 | 1998-09-07 | 高硬度高耐食ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-33031 | 1998-02-16 | ||
| JP3303198 | 1998-02-16 | ||
| JP25209698A JP4207137B2 (ja) | 1998-02-16 | 1998-09-07 | 高硬度高耐食ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11293405A true JPH11293405A (ja) | 1999-10-26 |
| JP4207137B2 JP4207137B2 (ja) | 2009-01-14 |
Family
ID=26371667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25209698A Expired - Fee Related JP4207137B2 (ja) | 1998-02-16 | 1998-09-07 | 高硬度高耐食ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4207137B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1091006A1 (en) * | 1999-10-04 | 2001-04-11 | Hitachi Metals, Ltd. | Strain-induced type martensitic steel having high hardness and high fatigue strength |
| FR2827876A1 (fr) * | 2001-07-27 | 2003-01-31 | Usinor | Acier inoxydable austenitique pour deformation a froid pouvant etre suivi d'un usinage |
| JP2004509762A (ja) * | 2000-09-19 | 2004-04-02 | ティッセンクルップ ニロスタ ゲー エム ベー ハー | Ｍｎ−オーステナイトから主としてなる鋼ストリップ又はシートの製造方法 |
| JP2004183001A (ja) * | 2002-11-29 | 2004-07-02 | Toyo Kohan Co Ltd | ガスケット用材料、その製造方法およびガスケット |
| WO2005045082A1 (ja) * | 2003-11-07 | 2005-05-19 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | 加工性に優れたオーステナイト系高Mnステンレス鋼 |
| EP1514948A4 (en) * | 2002-06-20 | 2006-01-04 | Honda Motor Co Ltd | STEEL BAND COMPRISING MARTENSITIC STEEL AND METHOD FOR MANUFACTURING BELT FOR CONTINUOUSLY CHANGING TRANSMISSION USING SUCH STEEL BAND |
| WO2007000156A1 (de) * | 2005-06-28 | 2007-01-04 | Scheller Pjotr R | Hochfester austenitisch-martensitischer leichtbaustahl und seine verwendung |
| EP1769760A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-04 | MANI Inc. | Medical knife |
| DE102007006000A1 (de) * | 2007-02-07 | 2008-08-21 | Elringklinger Ag | Federstahlblech für Flachdichtungen sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
| US8052703B2 (en) * | 2005-06-29 | 2011-11-08 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Medical devices with cutting elements |
| WO2023023083A1 (en) * | 2021-08-17 | 2023-02-23 | Tesla, Inc. | Ultra-hard cold-worked steel alloy |
-
1998
- 1998-09-07 JP JP25209698A patent/JP4207137B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FR2827876A1 (fr) * | 2001-07-27 | 2003-01-31 | Usinor | Acier inoxydable austenitique pour deformation a froid pouvant etre suivi d'un usinage |
| EP1281785A2 (fr) * | 2001-07-27 | 2003-02-05 | Usinor | Acier inoxydable austénique pour déformation à froid pouvant être suivi d'un usinage |
| EP1281785A3 (fr) * | 2001-07-27 | 2003-05-14 | Usinor | Acier inoxydable austénique pour déformation à froid pouvant être suivi d'un usinage |
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| US7459034B2 (en) | 2002-06-20 | 2008-12-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Steel hoop made from a martensitic steel strip |
| JP2004183001A (ja) * | 2002-11-29 | 2004-07-02 | Toyo Kohan Co Ltd | ガスケット用材料、その製造方法およびガスケット |
| JP2005154890A (ja) * | 2003-11-07 | 2005-06-16 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp | 加工性に優れたオ−ステナイト系高Ｍｎステンレス鋼 |
| WO2005045082A1 (ja) * | 2003-11-07 | 2005-05-19 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | 加工性に優れたオーステナイト系高Mnステンレス鋼 |
| WO2007000156A1 (de) * | 2005-06-28 | 2007-01-04 | Scheller Pjotr R | Hochfester austenitisch-martensitischer leichtbaustahl und seine verwendung |
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| DE102007006000A1 (de) * | 2007-02-07 | 2008-08-21 | Elringklinger Ag | Federstahlblech für Flachdichtungen sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
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| WO2023023083A1 (en) * | 2021-08-17 | 2023-02-23 | Tesla, Inc. | Ultra-hard cold-worked steel alloy |
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|---|---|
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