JPS58107477A - 極低温用高強度高靭性非磁性鋼 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は極低温用高強度高靭性非磁性鋼に関する。

一般に一超電導マグネット構造用の極低温用非磁性鋼と
しては、極低温において耐力が高く、靭性の優れている
非磁性鋼が要求されている。

しかして、い１１での３０４Ｌ、３１６Ｌ等のステンレ
ス鋼ては伊靭性に優れているが耐力が低い。

そのため、Ｎを含有させることによって耐力を向上させ
た　３０４ＬＮ、３１６ＬＮ等が一部の設備に使用され
ている。しかし、これらの鋼種にしても大型超電導マグ
ネット構造用としては未だ不充分である。

また、超電導マグネット構造用材料の透磁率は安定して
低いことが要望されるのであるが、６０４ｒ、、３１６
Ｌ、　　５０４ＬＮ、　　３１６ＬＮ等は、４Ｋにおい
て加工貧形後の透磁率は上昇し不安定である。

その他、Ｎを含有させた２１Ｃｒ−６Ｎｉ　−９Ｍｎ銅
、１８　Ｃｒ　−３Ｎｉ　−１４Ｍｎ　鋼は極低温で耐
力が高いことは知られているが、靭性が低いということ
で実用性に問題がある。

本発明は上記に説明したように超電導マグネット構造用
の非磁性鋼の種々の欠点や問題点を解消したものであっ
て、将来の大型超電導マグネットＷＩＩ造用鋼として、
実用性のある極低温用高強度高靭性非磁性鋼を提供する
ことにある。

本発明に係る極低温用高強度高靭性非磁性鋼は書（１１
Ｃ０，２％以下、　　Ｓｉ２．０％以下、　　Ｍｎ　１
５〜３０％。

Ｃ「１５〜２０ｇｈ、Ｎｉ０６５〜１０暢、ＮＯ，０５
〜０．４悌、　　Ｃ十Ｎ０．２’１以上を含有し、残部
鉄及び不可避不純物であることを特徴とする極低温用高
強度高靭性非磁性鋼を牙１の発明とし、　（２）　Ｃ０
，２畳以下＊　　ｓｔ　２．０　僑以下ｅ　　Ｍｒｌｌ
　５〜３０　’ｌ　−Ｃｒ１５〜２０Ｌ　　Ｎｉ　ａ５
〜１０１１．　、−Ｎａ０５〜Ｇ、４　ｓｔＣ十ＮＯ，
２鴨以上を含有し、かつ、　　Ｃｕ５Ｏ暢以下を含有し
、残部鉄及び不可避不純物であることを特徴とする極低
温用高強度高靭性非磁性鋼を第２の発明としＩ（３）Ｃ
α２畳以下、Ｓｉ２．０憾以下。

Ｍｎ　１５〜３０１−　　Ｃｒ　１５〜２０慢、　Ｎａ
５〜１０１゜Ｎ１０５〜０．４　％　、　　Ｃ＋　Ｎ　
Ｏ，２鴨以上を含有し、かツ＠　　Ｔｔ　２５４以下、
Ｎｂ１１１以下、ｖ３ｓ以下の一種又は二種以上を含有
し！残部鉄及び不可避不純物であることを特徴とする極
低温用高強度高靭性非磁性鋼を第３の：ＩＲｉ明とし、
　（４）　ＣＱ、２嘔以下ｐＳｉ　２．０　’ＩＩ以下
、　　Ｍｎ　１５〜３０＊＊　　Ｃｒ　１５〜２０％、
　　ＮｉＯ，５〜１０１１９　　ＮＯ，０５〜αｊ＄Ｉ
　　Ｃ十Ｎα２Ｉｓ以上を含有し、かつ、ＣｕＡ０１１
以下を含有し、さらに、Ｔｉ２暢以下、Ｎｂ１’１以下
、Ｖ３１＋以下の一種又は二種以上を含有し、残部鉄及
び不可避不純物であることを％像とする極低温用高強度
高靭性非磁性鋼を第４のＩ？ｉ明とする４つの発明より
なるものである。

本発明に係る極低温用高強度高靭性非磁性鋼について以
下終細に説明する。

先づ１本Ｊ＃明に係る極低温用高強度高靭性非磁性鋼（
以下本発明鋼ということがある。）の含有成分―成分側
について説明する。

Ｃは、Ｎと同機に強度を向上させる元素であり１含有量
は多い方が好ましいが、靭性を低下させる１向がある、
よって、Ｃ含有量は０．２１ｉ以下とする。

Ｓｌは耐力を向上させる元素であるが、含有量が２鴨を
越えると非磁性か不安定となろうよって。

Ｓｉ　　含有量は２暢以Ｆとする。なお、Ｓｉは機械的
性質には大きい影響は与えないものである。

Ｍｎは非磁性のオーステナイトを形成する主要な元素で
あり、含有量が１５％未満ではオーステナイトが不安定
となり靭性が低くなプ、また。４Ｋにおいて加工後の透
磁率の上昇が大きくなり。

５０％を越えて含有されると靭性が低下する。よって１
Ｍｎ含有量は１５〜３０ｓとする。

Ｃｒは、ｌｄｎと同様に非磁性のオーステナイト形成し
、かつ、耐力、靭性を付与する元素であるが。

含有量が１５−未満では４に耐力が不充分であり。

また、２０鳴を越えて含有されると加工変形により透磁
率が上昇し非磁性が不安定となる。よって。

Ｃｒ含有量は１５〜２０饅とする。

Ｎ１は４Ｋにおける靭性を向上させる元素であり、含有
量はα５Ｉｓ未満ではこの効果がなく、１０嘩を越えて
含有されても効果の向上は認められない、よって、ＮＩ
含有量は１５〜１０ｓとする。

なお、Ｎ１は耐力の向上には殆んど影４１ｔ−与えない
が、加工変形による透磁率の安定性に寄与する亀のであ
る。

Ｎは耐力を向上させる元素であシ、高強度鋼としてはα
０５９６以上含有させる必要がある。なお。

靭性には影響を与えない。なお、Ｎ）１４畳以上では健
全鋼塊が得られないのでＮは０．４　’Ｉ以下とする。

Ｃ＋ＮはＭｎ、Ｃｒ含有量とも関係するが、耐力を向上
させる友めにはｅｃ＋Ｎｅｔα２１以上とするのである
。

Ｃｕはオーステナイト組織を安定にし、耐力を向上させ
る元素であり、含有量が６昏を越えると鋼材の熱間加工
性を愚くする。よってｅ　　Ｃｕ含有量は３囁以下とす
る、なお＋　Ｃｕは靭性には殆んと影響を及ぼさない。

Ｔｉ、　凧ＶはＣ，Ｎとの結合力が強く一部に微細析出
愉がでて耐力向上に有効な元素であるが。

靭性に対するマイナスの効果が認められる。よって、Ｔ
ｉ含有量は２−以下ｓ　　Ｎｂ含有量は１饅以下。

■含有量は６鴨以下とする。

次に９本発明に係る極低温用高強度高靭性非磁性鋼の実
施例を比較例と共に説明する。

実施例 第１表に示す含有成分、成分割合の材料を通常の方法に
より製造し、ｆｆｊ体化処理を行なつ之。

第２表に機械的性質（４Ｋにおける。）、透磁車、及び
判定について示す。

第１表、牙２表を参照して９本発明に係る極低温用高強
度高靭性非磁性鋼は、４に耐力１１０Ｋｌ／■１以上が
得られることを一応の基準とし、ＩｇＪ性については４
にでの小型疲労切欠付引張試験によシ求めた破壊靭性値
（ＪＣ）の外、７７Ｋにおけるシャルピー衝撃値によっ
て判断した。

この材料試験結果から、含有成分、成分割合と機械的性
質との関係をみると＊　Ｍｎｔ　ｃｒの高い含有量の中
に耐力、靭性が共に良好な領域があり。

この領域においてはＣ＋Ｎ含有量が耐力の向上に極めて
有効であシｔ　Ｎｉの含有は靭性をさらに向上させるこ
とがわかつ次。を魁Ｎ−？Ｃがステンレス鋼の耐力を向
上させることは知られていることがあるが＊　Ｍｎｔ　
Ｃｒ含有量の多い領域において極めて有効なことがわか
ったのである。さらに。

ＭｎｔＣｒの高含有量においてＮトの靭性への効果もま
た明らかとなったのである。

以上説明したように９本発明に係る極低温用高強度高靭
性非磁性鋼は上記の構成を有しているものであるから、
超電導マグネット構造用の極低温における高強度、かつ
、高靭性の非磁性鋼として極めて優れたものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ＩＩ　　Ｃ０，２１！以下、　　Ｓｉ２．０１１以下
   、Ｍｎ１５〜３０　ｍｅ　　　Ｃｒ１５〜２０９１．　
   　Ｎｉ　［ｌＬ５〜１０１ｉｅＮ１１１Ｌ０５〜α４＊
   、Ｃ＋Ｎ　　ａ２ｓ２ｓを含有し、残部鉄及び不可避不
   純物であることを特徴とする極低温用高強度高靭性非磁
   性鋼。 （２）Ｃα２ｓ以下、Ｓｉ２．Ｏ憾以下、　Ｍｌ　１５
   〜３０１　　Ｃｒ　１５〜２０ｓ＊　　Ｎｉ　Ｑ、５〜
   １０１１．　　Ｎα０５〜０．４鳴＊　　Ｃ十Ｎα２ｓ
   以上を含有し、かつ・　Ｃｕ　５．０　％以下を含有し
   １、残部鉄及び不可避不純物であることを％像とする極
   低温用高強度高靭性非磁性鋼。 ＋３）Ｃ［Ｌ２１ｉ以下、８１２．０％以下−Ｍｎ１５
   〜３０ｉ　　Ｃｒ　１５〜２０　暢ｅ　　Ｎｉ　０．５
   〜１０ｓ、ＮＯ，０５〜０．４１Ｇ、　　Ｃ＋Ｎ　Ｃｌ
   ３　僑Ｊｌｈｔ−含有Ｌ、カつ。 Ｔｉ２１１以下、Ｎｂ１１Ｇ以下ｅＶ３１６以下の一種
   又は二種以上を含有し、残部鉄及び不可避不純物である
   ことを特徴とする極低温用高強度高靭性非磁性鋼。 （４）Ｃ０，２暢以下ｅｓｔ２．０−以下ｅ　　Ｍｎ　
   １５〜３０１１−、　　Ｃｒ　　１５〜２０　ｌｉｅ　
   　Ｎｌα５〜１０１１　、　ＮＯ，０５〜α４１１．　
   　Ｃ＋Ｎ　ａ２１１以上を含有し、かつ、Ｃｕ五〇慢以
   下を含有しくさらＫＬ　Ｔｉ　２饅以下。 Ｎｂ　１憾以下、　　Ｖ３−以下の一種又は二種以上を
   含有し参残部鉄及び不可避不純物であることを特徴とす
   る極低温用高強度高靭性非磁性鋼。