JPS58113322A - 共晶炭化物の少ないマルテンサイト系ステンレス鋼の鋼片を得る方法 - Google Patents

共晶炭化物の少ないマルテンサイト系ステンレス鋼の鋼片を得る方法

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JPS58113322A
JPS58113322A JP21455881A JP21455881A JPS58113322A JP S58113322 A JPS58113322 A JP S58113322A JP 21455881 A JP21455881 A JP 21455881A JP 21455881 A JP21455881 A JP 21455881A JP S58113322 A JPS58113322 A JP S58113322A
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temp
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martensitic stainless
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Kazuo Hoshino
和夫 星野
Morihiro Hasegawa
長谷川 守弘
Takashi Yamauchi
隆 山内
Akio Fujii
藤井 昭男
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni

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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、共晶炭化物の少なりマルテンサイト系ステン
レス鋼の鋼片を効果的に得る方法に関する。
マルテンサイト系ステンレス鋼は、これを大規模な鋼塊
とした場合には、周知の如く、マクロ偏析により網目状
の巨大共晶炭化物が生成する。このため、従来において
、高品質な鋼塊を得ようとすれば、マクロ偏析の程度が
できるだけ小さな小規模な鋼塊に指向せざるを得なかっ
た。しかしこれは生産性の低下を伴うことになる。
このようなことから、大規模鋼塊で生成する共晶炭化物
の溶体化処理が提案され、大規模鋼塊を共晶付近もしく
はこれ以上の温度で長時間均熱処理することも試みられ
たが、そのさいtcrt分塊時の破断等の製造上のトラ
ブルが発生し、工業的には未解決の問題として残されて
いた。これはいわゆるBurning現象にその因をな
している。すなわち、マルテンサイト系ステンレス鋼の
鋼塊を共晶温度以上に長時間加熱すると、共晶炭化物等
の低融点物質が粒界で溶融し、これと大気からの酸素の
供給とがプラスされて粒界に酸化物フィルムを生成する
というBurning現象によって、機械的性質が極度
に低下し、分塊圧延不能といった事態を引きおこす。特
に鋼塊の場合は、押湯部や押湯直下部に低融点の共晶炭
化物が網目状に存在1−1しかもこれらに押湯部で表面
に通じ易いのでBurning現象を起しやすいと考え
られており、さらに分塊時に相当な応力が加えられるの
で破断や押湯部の開口を生じさせる原因となるとされ又
いる。
一方、連鋳法によってマルテンサイト系ステンレス鋼の
連鋳スラブとした場合も、いわゆる中心偏析のためにス
ラブ厚中心部にかなり粗大な共晶炭化物が集中して偏析
する。この共晶炭化物は、凝固収縮やバルジング等のサ
クションにより生成すると言われており、小鋼塊で生成
するミクロ偏析による共晶炭化物とに比較にならない程
、大きなものとなる。この共晶炭化物全以後の工程で分
解消去することは、鋼塊の場合よりも圧下率が小さくな
るので一層困難とされていた。
このように、共晶炭化物め少ないマルテンサイト系ステ
ンレス鋼の鋼片を工業的に有利に製造することは従来か
ら困難視されていた。
本発明はこれの解決を目的としてなされたもので、Bu
rning現象を回避しながら共晶炭化物を低ルチンサ
イト鋼の鋼片を得る工業的に有効な方法を見い出したも
のである。すなわち本発明は、連続鋳造設備によってマ
ルテンサイト系ステンレス鋼のスラブを製造し、このス
ラブをこの鋼の共晶温度以上であって、かつ 1.54 ) log t ) 5920/ (θ+2
75) −2,87−’−(1)ただし、tは保持時間
(hrl、θはスラブ温度(tZ’lの式を満足する温
度と時間の条件のもとてスラブの自重がスラブ幅広面全
面で支持される状態で加熱処理することを特徴とするも
のであり、これによって、共晶炭化物が実質上存在しな
い健全なマルテンサイト系ステンレス鋼の鋼片を工業的
に生産できる有利な方法を提供するものである。
ここで、共晶温度はオーステナイトとM7C3の共晶組
成における共晶開始温度を意味する。この%Crステン
レス鋼では1220 tZ”、  17チCrステンレ
ス鋼では1240Cである。この共晶温度より低い温度
で処理しても、かなりの幅のC濃度域でM7C3が安定
であるので本発明の目的は十分に達成できない。なお、
本発明法を適用するマルテンサイト系ステンレス鋼は、
C; 0.16〜1.20 wt%、Si ; 1 w
t%以下、Mn ; 1.25 wt%以下、Or; 
11.5〜18wtチ、を含む鋼であって、さらに必要
に応じてこれにV、Mohるいはレアメタル等を適量含
有する鋼である。
さらに、本処理は高温でしかも長時間に及ぶことが特徴
である。従って、スラブのような偏平で長い形状のもの
を、クリープ変形なしに均熱することがきわめて重要で
ある。その理由はスラブが変形すると、熱延に先立つ連
続式加熱炉へ装入することが不能となる。スラブ厚き方
向の変形量は80m、以下に抑えられねばならない。本
発明者らは幾度かの失敗を重ねた結果、スラブを平坦な
ベット上にスラブ幅広面を下にして置くことにより、こ
の変形の問題を解決し得た。本系鋼の本処理温度域匡お
けるクリープ強度は低く、スラブの自重を局部的な面で
支持(例えばスキッドにて)したので(1、変形を起こ
し失敗に終る。
前掲の(1)式は一後述の試験例で詳述するように、本
発明者らが実験的に見い出したものである。この場合の
保持温度(のは先のように共晶温度以上とするが、あま
り高温に過ぎると、スラブ自体の変形およびスケール生
成が問題となるので、必要以上に高温とすることは適当
でなく、その上限は(共晶温度+801:: )とする
のがよい。
しかし、共晶炭化物の拡散を効果的に行なうためには可
能な限り高温で処理するのが望ましく、さらに好遣Vc
は、 1j4 ) log t ) 5920/ (θ+27
51−2.87  ・・・(11(その鋼の共晶温度+
80)〉θ) 1270    ・・・(2)(1)、
 (21式をともに満足する範囲で処理するのが望まし
い。
本発明法は連続鋳造設備を用いて鋼片を得ることを要件
とする。この連続鋳造に工って製造されたフルテンサイ
1ト系ステンレス鋼のスラブの形態は次のようなもので
ある。スラブの表層部、より具体的には表面から501
iIの深さのところまで、には共晶炭化物は少なく、存
在していたとしても極めて小さなものである。スラブの
厚さ方向でみた場合にはその中心部近傍の位置で、かつ
スラブの幅方向で見た場合VCハ両短辺から(スラブ浮
石)72以上内側によった内部位置において、いわゆる
中心偏析によって生成したものと考えられる粗大共晶炭
化物が存在する。スラブ切断面においては粗大共晶炭化
物域にパウダー力ツテングにより生成した組織でカバー
されていら 正常な連鋳マノン状態のもとでマルチ乙サイト系ステン
レス鋼を連続鋳造した場合に、共晶炭化物が密集した塊
状組織がスラブ厚さ中央部に分散して分布した状態のス
ラブを得ることができる。
例えば、1〜2朋径の塊状組織内に共晶炭化物が密集]
−て存在し、この共晶炭化物が存在する塊状組織が互い
に連結されていない独立状態となっているスラブを製造
することができる。なお、この塊状組織は鋳造方向に紐
状に連結されることもあるが、あまり長くはない。この
ような共晶炭化物が密集した塊状組織が分散したスラブ
を得ること、並びにこの塊状組織の存在位置がスラブ表
面がらする上で重要な役割を果たす。すなわち、仮に1
部の溶融し几含共晶訴化物域が酸化されることがあって
も、それが孤立していれば内部に伝播しないことになる
からである−0 なお、本発明法において連鋳スラブの形状は偏平比(長
辺長さ/短辺長さ)〉2のものを対象とする。これは、
中心偏析によって生ずる塊状組織存在帯の厚さが薄けれ
ば薄いほど本発明法に従う加熱処理によってCの拡散が
有利となり、低融点部分が早期に消滅するからである。
以下に本発明法を代表的な試験結果並びに実施例を挙げ
て説明する。
表1vc示した化学晟分値(重量%)の鋼の連鋳スラブ
(as cast )と分塊後スラブから、中心偏析部
分を含む1辺50朋の立方状のサンプルを切出し、電気
炉内でAr雰−気下(1atm )で均熱試験を行なつ
几。この均熱試験における温度は116DC,1220
C,1280Cとしまた保持時間はそれぞ謔亀度におい
て5 hr、  10 hr、 15 hr’の5水準
とした。この処理前後の共晶炭化物面積率をイメージア
ナライザVCJ:つて測定し、その結果を表2に示した
。表2において、○印な処理前に比べて共晶炭化物面積
率が50チ以上減少したもの、×印Vi50%未満のも
のである。なお、この供試鋼の共晶温度は1220C付
近である。
表1 Q;共晶炭化物面積率の低減率450%X;共晶旋化物
面積率の低減率と50%この試験結果から、前述の(1
1弐条件を満足する温度と時間のもとて均熱することが
、共晶炭化物のCの所定の拡散程度を得る上で重要であ
ることがわかった。すなわち、非定常拡散式とこの試験
結果とから、Cの所定の拡散程度を得るKHlある値以
上の拡散常数と保持時間が必要となるが、これVCは(
1)式の条件を満たすようにすればよいことになる。
なお、第2表の結果において、1160tTでは共晶炭
化物が安定であり長時間保持しても消え難い。
1220C以上の温度でも保持時間が短いと、共晶炭化
物が面積率としてハ姻千減少するものの、個々の共晶炭
化物の集合粗大化を招き好ましくない。
1220Cで15 hr 、  1280 Cで10h
r以上保持した場合は、−たん粗大化した共晶炭化物も
Cの拡散効果が大きいので、小さくなるか若しくは消失
することを示しτいる。
このことは、共晶温度以上に加熱した場合でも、共晶炭
化物は粗大集合する過程がまず優先し、ある時間経過し
たあとで、今度riCの拡散効果が優先して共晶炭化物
が消滅してゆくことになることを示している。したがっ
て、スラブ中の共晶炭化物ノ〕低減を図る場合には、共
晶温度以上であっても、(1)式の条件を満足しないよ
うな保持時間では、逆に共晶炭化物の集合粗大化を招く
だけであり、本発明の目的が達成できない。
連鋳スラブの塊状組、戟ハ、バルジングや凝固収縮に伴
うサクションにより生成したキャビティ内に濃化溶鋼が
吸い寄せられてできたものであり、その組織内の共晶炭
化物密度は小規模鋼塊で認められるミクロ偏析による共
晶炭化物とに比較にならないほど高い、従って、より長
時間の加熱をしなければ、かえって炭化物の集合粗大化
を招き易いものと考えられる、 実施例 表3に示す化学成分値の鋼を連続鋳造設備で鋳造し、1
55 HX 750 朋X 501JOgのスラブを製
造した。この鋼の共晶温度ハ1220C付近である。
このスラブを均熱炉に入れて1280 Cで15時間保
持したあと抽出した、なお、均熱中のスラブの変形を防
ぐために耐火物製σ)平坦なベント上にスラブの幅広面
を下にして置いて均熱した。スラブの変形量は問題にな
らないほど小さかった。
均熱前と後のスラブの中心偏析該当部の共晶炭化物面積
率を前記試験と同様な方法で測定した結果、均熱前では
2.3%、均熱後でHo、os%であった。
この均熱後のスラブは疵取り後に再加熱され5mm厚ま
で熱延されたが、破断等の製造上のトラブルはなく、健
全なホットコイルが得られた2、出願人  日新製鋼株
式会社 代理人  和 1)憲 治

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 連続鋳造設備によってマルテンサイト系ステンレス鋼の
    スラブヲ製造し、得られたスラブをその鋼の共晶温度以
    上であって、かつ 1.54 〉log t ) 5920/ (θ+27
    5) −2,87ただし、tは保持時間(hr) 、θ
    はスラブ温度(C)の式を満足する温度と時間の条件の
    もとてスラブの自重がスラブ幅広面全面で支持される状
    態で加熱処理することからなる共晶炭化物の少ないマル
    テンサイト系ステンレス鋼の鋼片を得る方法、
JP21455881A 1981-12-25 1981-12-25 共晶炭化物の少ないマルテンサイト系ステンレス鋼の鋼片を得る方法 Granted JPS58113322A (ja)

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JPH0114967B2 JPH0114967B2 (ja) 1989-03-15

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6213843B1 (en) 1997-10-14 2001-04-10 Agathon Ag Maschinenfabrik Method for grinding surfaces of workpieces
JP2002363640A (ja) * 2001-06-04 2002-12-18 Daido Steel Co Ltd マルテンサイト系耐熱鋼の製造方法

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