JPH11302799A - 耐食性に優れた高硬度鋼 - Google Patents

耐食性に優れた高硬度鋼

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JPH11302799A
JPH11302799A JP10970698A JP10970698A JPH11302799A JP H11302799 A JPH11302799 A JP H11302799A JP 10970698 A JP10970698 A JP 10970698A JP 10970698 A JP10970698 A JP 10970698A JP H11302799 A JPH11302799 A JP H11302799A
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JP
Japan
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corrosion resistance
steel
hardness
less
high hardness
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JP10970698A
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English (en)
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Tokuo Egawa
篤雄 江川
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 OA機器、電子機器の部品などの材料として
適した、すなわちHRC58以上で60程度の硬度と構
造用鋼に近い冷間加工性を有し、通常の室内では錆びる
ことがない耐食性に優れた高硬度鋼を提供すること。 【解決手段】 重量%で、C:0.35〜0.65%、
Si:0.25%以下、Mn:0.25%以下、Cr:
4.0〜11.0%及びN:0.04〜0.20%を含
み、残部実質的にFeからなるものとすること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷間加工性が良好
で、高硬度であって焼入れし易く、しかもゆるやかな酸
化環境では錆びないばかりでなく、ある程度の腐食環境
でも耐食性をもった高硬度鋼に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、プリンターのシャフト及び紙送り
ローラ、VTR用モーターシャフトなどのOA機器、電
子機器の部品は、HRC58以上で60程度の硬度と、
ある程度の耐食性を必要としていたため、SUJ2の軸
受鋼(C:0.95〜1.10%、Si:0.15〜
0.35%、Mn:0.50%以下、P:0.025%
以下、S:0.025%以下、Cr:1.30〜1.6
0%、残部実質的にFe)を用い、耐食性を高めるため
にNiめっきなどを施して製造されていた。
【0003】しかし、このNiめっきなどを施したもの
は、品質のばらつきが大きく、まためっき層が剥離する
恐れもあって信頼性が十分高いとはいえない。そこで、
SUS440C(C:0.95〜1.20%、Si:
1.00%以下、Mn:1.00%以下、P:0.04
0%以下、S:0.030%以下、Cr:16.00〜
18.00%、残部実質的にFe)などの高Cステンレ
ス鋼を用いれば、硬さと耐食性の点では満足できるが、
素材が高価であるし、冷間加工性が悪くて冷間鍛造や冷
間異形引抜きが工業的に実施できないという問題があ
る。また、精密な切削や研削を行ったときに加工面が粗
く、寸法精度が高くないという問題もあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、HRC58
以上で60程度の硬度と構造用鋼に近い冷間加工性を有
し、通常の室内では錆びることがない耐食性を有する高
硬度鋼を提供することを課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者は、HRC60程度の硬度と構造用鋼に近
い冷間加工性を有し、通常の室内では錆びることがない
鋼について、製造プロセス、成分組成、その熱処理など
を研究していたところ、耐食性は、上記SUJ2の軸受
鋼より優れ、上記SUS440Cより劣っていてもよい
こと、そのためにはCr量を上記SUJ2の軸受鋼より
多く、また上記SUS440Cより少なくしてもよいこ
と、耐食性を損なう粗大炭化物の生成を抑制するため、
Cを焼入れに必要な最少限の量にすればよいこと、耐食
性を向上させるためにはNを含有させればよいこと(理
由は不明である。)などの知見を得て本発明をなしたも
のである。すなわち、上記課題を解決するため、本発明
の耐食性に優れた高硬度鋼においては、C:0.35〜
0.65%、Si:0.25%以下、Mn:0.25%
以下、P:0.04%以下、S:0.03%以下、C
r:4.0〜11.0%及びN:0.05〜0.20%
を含み、残部実質的にFeからなるものとすることであ
る。
【0006】また、本発明の耐食性に優れた高硬度鋼に
おいては、C:0.35〜0.65%、Si:0.25
%以下、Mn:0.25%以下、P:0.04%以下、
S:0.03%以下、Cr:4.0〜11.0%及び
N:0.04〜0.20%を含み、更にMo:0.2〜
1.0%若しくはV:0.05〜0.5%及びNb:
0.05〜0.5%の1種又は2種を含み、残部実質的
にFeからなるものとすることである。
【0007】次に、上記本発明の高窒素オーステナイト
系耐熱鋼の成分組成を上記のように限定している理由を
説明する。 C:0.35〜0.65% Cは、焼入れによりマトリックスをマルテンサイト組織
にするとともに、その中に固溶して硬度及び引張強度を
高くするので、そのために含有させる元素で、HRC≧
58の条件を満たすにためには0.35%以上含有させ
る必要があるが、0.65%を超えると未固溶の粗大炭
化物が生成して冷間加工性を低下するので、その含有範
囲を0.35〜0.65%とする。 Si:0.25%以下、Mn:0.25%以下 Si、Mnは、溶解精錬時の脱酸剤として含有させる元
素であるが、球状化組織においてマトリックスのフェラ
イト相を固溶強化して冷間加工性を低下するので、これ
らの作用と製造時のコストを考慮してその含有量をとも
に0.25%以下とする。
【0008】Cr:4.0〜11.0% Crは、マトリックスのマクテンサイト相に固溶し、表
面に保護皮膜を形成して耐食性を付与し、また焼戻しや
焼鈍時に炭化物を生成して材料を軟化するので、鋼の耐
食性及び冷間加工性を付与するために含有させる元素
で、比較的穏和な環境で錆びない程度の耐食性を得るた
めには4.0%以上含有させる必要があるが、11%を
超えると粗大な炭化物が生成し、冷間加工性を低下する
とともに未固溶の炭化物を残留させて硬さの確保を困難
にするので、その含有範囲を4.0〜11.0%とす
る。 N:0.04〜0.20% Nは、耐食性を向上させるために含有させる本発明の骨
格をなす元素で、その効果を得るためには0.04%以
上含有させる必要があるが、0.20%を超えると窒化
物が完全に固溶しないために加工性を低下するので、そ
の含有範囲を0.04〜0.20%とする。
【0009】Mo:0.2〜1.0% Moは、Crとともに耐食性を向上するために含有させ
る元素で、その効果を得るには0.2%以上含有させる
必要があるが、1.0%を超えると冷間加工性を低下す
るとともにコストを高くするので、その含有範囲を0.
2〜1.0%とする。 V:0.05〜0.5%、Nb:0.05〜0.5% V及びNbは、ともに安定した微細な炭化物を形成し、
結晶粒を微細化して強度及び靱延性を向上させる元素
で、その効果を得るためには0.05%以上含有させる
必要があるが、0.5%を超えると冷間加工性を低下す
るばかりでなく、靱延性もかえって低下するので、その
含有範囲を0.05〜0.5%とする。
【0010】P、S、O及びNi Pは、不純物であるので少ないほど好ましいが、0.0
3%以下であれば耐食性、靱延性などに及ぼす影響が少
ないので、その含有量を0.03%以下にするのが好ま
しい。Sは、不純物であるので少ないほど好ましいが、
0.005%以下であれば熱間加工性、耐食性及び冷間
加工性に及ぼす影響が少ないので、その含有量を0.0
05%以下にするのが好ましい。Oは、不純物であるの
で少ないほど好ましいが、0.005%以下であれば生
成される酸化物の量も僅かであり、冷間加工性、疲労強
度及び靱延性に及ぼす影響も少ないので、その含有量を
0.005%以下にするのが好ましい。Niは、原料の
スクラップから混入する不純物で、マルテンサイト相の
延性を若干向上させる効果があるが、多量になると軟化
焼鈍を困難にするので、0.6%以下にするのが好まし
い。
【0011】
【作用】本発明の耐食性に優れた高硬度鋼は、Cr量を
構造用鋼より多くしたので、耐食性が構造用鋼より優れ
たものとなり、更にCを所望の強度を得るために必要な
最小限の量にするとともにCr量を制限したので、耐食
性を低下する粗大炭化物の生成が抑制され、また焼入れ
温度の上昇が抑制されている。また、Nを含有させて耐
食性を向上し、またSi及びMnの量を0.25%以下
にしたので、マトリックスが硬化することがない。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を説明す
る。
【実施例】実施例1 下記表1の成分組成のものを高周波誘導炉で溶製し、鋳
造して鋳塊にした。この鋳塊を熱間鍛造及び圧延により
直径20mmの線材にし、850℃で3時間加熱し、1
5℃/hrの冷却速度で600℃まで冷却し、その後空
冷する球状化焼きなましをした。この処理をした線材か
ら試験片を切り出し、硬さ、据え込み試験による変形抵
抗及び割れ発生圧下率を測定し、その結果を下記表2の
に記載した。なお、変形抵抗は、据え込み試験により求
めたもので、直径6mm×高さ12mmの試験片に上方
から荷重をかけ、真ひずみ1のときのものである。ま
た、割れ発生圧下率は、変形抵抗と同様な試験により割
れが始めて見えたときの圧下率である。
【0013】
【表1】
【0014】次に、上記球状化焼きなましをした線材を
1050℃で30分間加熱した後油冷して焼入れし、そ
の後150℃で1時間加熱して急冷する低温焼戻しをし
た。この焼入れー焼戻し処理をした線材から試験片を切
り出し、硬さ、耐食性及び酸化減量を測定し、その結果
を下記表2の焼入れ焼戻し状態の欄に記載した。なお、
耐食性は、直径15mm、長さ105mmの試験片を湿
潤(50℃,98%RH(相対湿度),4hrs )と乾燥
(70℃,2hrs )とを4回繰り返し(4サイクル)、
点食の有無で評価した。また、酸化減量は、直径15m
m、長さ20mmの試験片の重量を測定した後大気中で
500℃に加熱し、50hrs 保持し、酸化スケールを除
去して、その試験片の重量を測定して当初の重量との差
を酸化減量とした。
【0015】
【表2】
【0016】これらの結果より、本発明の耐食性に優れ
た高硬度鋼は、比較例 No.13(SUJ2)と比較すると、変形
抵抗が小さく、割れ発生圧下率が高く、耐食性が優れ、
また酸化減量が大幅に小さくなっており、更に比較例 N
o.14(SUS420J2)と比較すると、変形抵抗が小さく、No.1
4(SUS420J2) はその硬さが所望の範囲以下になってお
り、また、比較例 No.15(SUS440C) と比較すると、変形
抵抗が小さく、割れ発生圧下率が高くなっており、ま
た、比較例 No.16(SUH11) と比較すると、変形抵抗が小
さく、割れ発生圧下率が高くなっている。
【0017】
【発明の効果】本発明の耐食性に優れた高硬度鋼は、上
記構成にしたことにより、冷間の変形抵抗及び割れ発生
圧下率、すなわち冷間加工性と硬さのバランスがよく、
しかも必要な腐食環境(ゆるやかな腐食環境)において
も、耐食性が優れ、酸化減量が少ないという優れた効果
を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C22C 38/26 C22C 38/26

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で(以下同じ)、C:0.35〜
    0.65%、Si:0.25%以下、Mn:0.25%
    以下、Cr:4.0〜11.0%及びN:0.04〜
    0.20%を含み、残部実質的にFeからなることを特
    徴とする耐食性に優れた高硬度鋼。
  2. 【請求項2】 C:0.35〜0.65%、Si:0.
    25%以下、Mn:0.25%以下、Cr:4.0〜1
    1.0%、N:0.04〜0.20%及びMo:0.2
    〜1.0%を含み、残部実質的にFeからなることを特
    徴とする耐食性に優れた高硬度鋼。
  3. 【請求項3】 C:0.35〜0.65%、Si:0.
    25%以下、Mn:0.25%以下、Cr:4.0〜1
    1.0%及びN:0.04〜0.20%を含み、更に
    V:0.05〜0.5%及びNb:0.05〜0.5%
    の1種又は2種を含み、残部実質的にFeからなること
    を特徴とする耐食性に優れた高硬度鋼。
  4. 【請求項4】 C:0.35〜0.65%、Si:0.
    25%以下、Mn:0.25%以下、Cr:4.0〜1
    1.0%、N:0.04〜0.20%及びMo:0.2
    〜1.0%を含み、更にV:0.05〜0.5%及びN
    b:0.05〜0.5%の1種又は2種を含み、残部実
    質的にFeからなることを特徴とする耐食性に優れた高
    硬度鋼。
JP10970698A 1998-04-20 1998-04-20 耐食性に優れた高硬度鋼 Pending JPH11302799A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002212679A (ja) * 2001-01-10 2002-07-31 Daido Steel Co Ltd 刃物及びそれに用いるFe系刃物用合金
KR101356951B1 (ko) * 2011-12-26 2014-01-28 주식회사 포스코 고경도 마르텐사이트계 스테인리스강 및 그 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002212679A (ja) * 2001-01-10 2002-07-31 Daido Steel Co Ltd 刃物及びそれに用いるFe系刃物用合金
KR101356951B1 (ko) * 2011-12-26 2014-01-28 주식회사 포스코 고경도 마르텐사이트계 스테인리스강 및 그 제조방법

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