JPS5827954A - 機械加工性に優れた高マンガン非磁性鋼 - Google Patents

機械加工性に優れた高マンガン非磁性鋼

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JPS5827954A
JPS5827954A JP12599981A JP12599981A JPS5827954A JP S5827954 A JPS5827954 A JP S5827954A JP 12599981 A JP12599981 A JP 12599981A JP 12599981 A JP12599981 A JP 12599981A JP S5827954 A JPS5827954 A JP S5827954A
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steel
machinability
high manganese
magnetic
nonmagnetic
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Akishi Sasaki
佐々木 晃史
Kiyohiko Nohara
清彦 野原
Hiroshi Ono
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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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、機械加工性、すなわち旋削性、ドリル穿孔性
、鋸切断性及び剪断性などに優れた、非磁性を有する高
マンガン鋼に関するものである。
近年、電磁気を利用する施設及び周辺機器の材料として
、磁場の影響を受けることの少ない安価な非磁性鋼の需
要が増大している。たとえば核融合炉のように強力な磁
場を利用する施設、強力な磁場を発生する超電導マグネ
ット、磁気の反発力を利用して浮上する磁気浮上式鉄道
、変圧器、モーター類などの主要部品及び周辺機器材料
として、あるいはわずかな磁気の影響も好ましくない掃
海艇や精密機器の付属部品、周辺機器材料として要求が
強くなっている。
従来、非磁性鋼としては、オーステナイト系ステンレス
鋼が用いられているが、高価なN1を多量含有すること
のほか、加工および熱処理に対して磁性が不安定であり
、更に強度材料として使用する場合に耐力が低いという
欠点があった。そのため加工や熱処理に対して安定な非
磁性を保持し、かつ機械的特性にもすぐれ、価格も比較
的低廉な高マンガン非磁性鋼が注目されるようになった
しかし従来の高マンガン鋼、たとえば標準/3%Mn鋼
(H”mld f 1eld鋼)は、非磁性鋼として一
般に使用されているが、機械加工性が著しく悪くそのた
め使用上の大きな障害となっている。曳例えばドジル穴
あけ加工は、通常のハイスドリルでは困難であって、高
価な超硬のドリルの使用が必要であり、しかもその寿命
は短かい。鋸切断の場合も、同様に通常の鋸刃では切断
不能であり、超硬の鋸刃を使用せねばならず、その寿命
も短かい。さらに旋盤加工においても同様の事情が存在
する。また薄板類の剪断性も著しく悪い欠点がある。し
たがって上述の諸欠点を解決した高Mn非磁性鋼の開発
が従来より求められていた。
本発明の目的は、最近の需要家の要求に応えるため、従
来の高マンガン非磁性鋼の欠点を克服し、旋削性、ドリ
ル穿孔性、鋸切断性及び剪断加工性にすぐれた、コスト
の安い高マンガン非磁性鋼を提供することにある。
しかして本発明(1)の要旨とするところは、C:≦/
、!;0 % 、  81 :≦3.00 % 、 M
n : 、2A、!0〜ty−o、 ooチ含有し、残
部はFe及び不可避的不純物からなる、熱間圧延のまま
で機械加工性に優れ、非磁性に優れ\非磁性を有する高
マンガン鋼にあり、発明(コ)の要旨は、発明(1)の
上記組成の高マンガン鋼に、更にg、oo4以下のOr
及び(j、 00 %以下のN1の7種又は、2種を添
加含有させたものである。
本発明者らは本発明の目的を達成するために、以下のよ
うな考え方に基づいて種々の成分組成よ#)なる高マン
ガン非磁性鋼について検討を行い本発明を創案するに到
った。すなわち従来の高マンガン非磁性鋼の機械加工性
がわるい原因は、積層欠陥エネルギーが低いため、塑性
変形時の加工硬化が大きいことによるものであり、機械
加工性の改善は積層欠陥エネルギーを高めることによっ
て行うことができる。高マンガン鋼における積層欠陥エ
ネルギーの変化を調べてみるとMn含有量によってその
値が変化することがわかった。その積層欠陥エネルギー
とMn含有量との関係を示すと、第7図のとおりであっ
て、θ〜/j%Mnでは積層欠陥エネルギーが低く、更
にMn含有量の増加に伴って積層欠陥エネルギーが増加
する。また、これに伴い変形加工時の硬化の割合を示す
歪硬化指数立は減少する。この硬化指数iがMn含有量
によって変化する態様を示すと第2図のとおりであって
、高Mn鋼においては8.5%以上のMn濃度で加工硬
化の程度が著しく小さくなるために、機械加工性が改善
されることが知見されたのである。
すなわち、この機械加工性の改善は、被剛性の改善方法
としてよく行われるような、S、、 Pb、 Oa等の
快削元素を添加することによって行うのではなく、基本
成分系での加工硬化現象の解析に基づいている点に特徴
がある。
更に付言すると、一般に硬化した材料は、溶体化処理に
よシ軟化して、被剛性を向上させることができるが、本
発明では、溶体化処理を行う必要なしに、被剛性が改善
されるのである。次に本発明鋼の成分範囲の限定理由に
ついて説明する。
:0:Cの存在は、オーステナイト相を安定にして非磁
性とするのに有効であり、更に強度上昇の効果も大きい
。被剛性の点からは少ない程良好であるが、本発明鋼に
おけるMn含有量範囲ではCがi、sθチでも良好であ
る。しかしCが/、!rO%を超すと、熱間加工性が悪
くなり製造性に問題を生じるので/、!0チ以下に限定
した。
Sj、 : Siの増加により強度が」上昇するが3.
oo’lyより多くなると冷間加工性が悪くなり割れが
生じるようになるので、3.0Oチ以下に限定した。
Mn : Mnはオーステナイト相を安定にして非磁性
鋼とするのに欠かせない元素である。Mn 、2ti、
 00%以上では常にμくへ00ユとなり、安定した非
磁性状態が得られる。本発明鋼においてMn含有量が2
A、 !;0%以上であると、ドリル穿孔性、鋸切断刊
す打抜加工性等の機械加工性が著しく改善されることが
知見されたことによる。この機械加工性向上には、Mn
の増加は好ましいがyo、00%を越えると製造上の困
難さが生じるので、弘θ、oo%以下に限定した。
Cr二  本発明鋼におけるMn組成量に対して、Cr
を適量添加することにより積層欠陥エネルギーが増加し
、機械加工性を改善することができる。そしてこの効果
を十分に得るためには0.50%以上を添加することが
望ましい。しかしg、 ooチを越えて添加すると、む
しろ機械加工性の低下が生じるのでg、 ooチ以下に
限定した。
Ni : Niはオーステナイト相を安定にする効果が
太きい。更に本発明鋼のMn組成量に対してNiを添加
することにより積層欠陥エネルギーの値を増加させ、機
械加工性を向上させる作用がある。そしてこの効果を十
分に得るためにはo、3o%以上を添加することが望ま
しい。しかし多量に加えてもその効果の増加は緩慢化し
、コストの上昇が大きいので3.00%以下に限定する
次に本発明(1)及び本発明(2)の実施例について述
べる。
実施例 本発明(1)および本発明(2)の高マンガン非磁性鋼
を溶製し、従来の高マンガン鋼とあわせて、旋削性、ド
リル穿孔性、鋸切断性、剪断性についての機械加工性を
比較し、さらに透磁率の測定を行った。第7表にこれら
の供試鋼の組成を示す。
従来鋼Aは標準/3Mn鋼、従来鋼BはOr 3 %を
添加した1g Mn鋼である。本発明鋼/I6/〜グば
Cを/、θチ含有し、Mn含有量がそれぞれ1.5 、
30゜35、リチである高マンガン鋼であり、/165
〜gはCを0.6チ含有し、Mn含有量がそれぞれ、2
t、、S。
、30,33.qO係である高マンガン鋼であり1./
I6t〜/θはCを0. l1%含有し、Mnをそれぞ
れJ6゜左、3θチ含有した高マンガン鋼であり、腐/
/〜17けCを0.6チ含有し7たユ乙、SチMn鋼も
しくは30チMn鋼・において、Si 、 Or、 N
iの含有量が異なっている高マンガン鋼である。
これらの供試材は、旋削性試験には熱間圧延を施したま
まの25fl厚の鋼片より採取し他の試験についてはま
ず、熱間圧延を施したま捷のJMN厚の鋼片より丸棒の
試験片を採取して、この試験片について振動試料型磁力
計にて透磁率の測定を行い更に第3表〜第6表に示す試
験条件で、それぞれ旋削性試験、篤※−ドリル穿孔性試
験、鋸切断性試、5 験、剪断性試験を行った。なお剪断性試験片にっ、。
いては熱間圧延にて3.3 B厚の板を作成j〜で試験
に供した。」−記すべての試験結果は第、2表に示すと
おりである。
第二衣 餐/)第3表に示す旋削性試験条件による工具寿命数 餐3)第5表に示す鋸切断性試験条件による1分当りの
切断面積 l)第6表に示す剪断性試験条件による剪断性の判定結
果 第3表 第ダ表 第5表 第6表 第2表により明らかな如く、本発明鋼の透磁率はいずれ
も/、O0コであり、良好な非磁性を示している。本発
明鋼の旋削性は、従来鋼A、Bと比較して大幅に改善さ
れている。ドリル穿孔性についても、従来鋼については
ドリル穴あけが不可能であったものが、本発明鋼の場合
大幅に改善されている。また鋸切断性についても、本発
明鋼は従来鋼より大幅に改善されている。更に剪断性試
験においても、本発明鋼は良好な剪断性を示し、従来鋼
より改善されている。
次に第7表に示す鋼種Mに対してs ton鋼塊を高周
波誘導加熱溶解炉で溶製し、これを/ 200℃で加熱
後分塊圧延して得られたスラブを7200℃で再加熱後
熱間圧延を施し、板厚、i5 Bの熱延鋼板に仕上げた
。現場製造上の問題は特になく、いずれも良好な熱延製
品を得ることができた。第g表果と更に透磁率の測定結
果を示す。なお剪断性試験の板は前記−1!1WWIQ
板をさらに熱間圧延にて3.5目の板に作成したもので
ある。鋼種Mけすぐれた特性が得られることを示してい
る。
第に表 以上詳しく述べてきたとおり、本発明鋼は、Mn:ム、
5−4’θチの品マンガン鋼であり、積層欠陥エネルギ
ーが大きく、加工硬化が小さくなり得るMn組成量を限
定し、場合によってはOr、Niの1種又は2種を適正
量添加することにより加工硬化を更に小さくして、従来
の高マンガン非磁性鋼の欠点を克服して、次の如き性質
を具有させることができた。
(イ)旋削性、ドリル穿孔性、鋸切断性ならびに剪断性
が従来鋼よりも大幅に改善されている。
(ロ)透磁率はいずれの鋼種とも/、 60.2を示し
、すぐれた非磁性を呈する。
上記のとおり本発明鋼Y:I−1非磁性でかつ機械加工
性にすぐれているので、非磁性構造用鋼材一般として適
用できるほか、特にボルト締めが要求される場合の非磁
性構造物並びに周辺付属機器拐料として、またトランス
用側板としてこれに特に穴あけ、ネジ止めなどの機械加
工性が要求される場合、1だ鋸切断や剪断加工などで板
取りを行い、ボルト締めにて組みたてを行う場合などの
非磁性鋼材として特に適している。
【図面の簡単な説明】
第1図は、高マンガン鋼における積層欠陥エネルギーγ
(θrF!7c町のMn含有量依存性を示したグラフで
あり、第2図は遇マンガン鋼における変形幅加工時の硬
化の割合を示す歪硬化指数nのMn含有量依存性を示し
たグラフである。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 代理人弁理士  村  1)  政  治第1図 Mn儒損+(’/、)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、C:≦/0.50 % + S i:≦3.00 
    % 、 Mn :8.50〜tlO,00%含有し、残
    部はFθ及び不可避的不純物からなる、熱間圧延のま壕
    で機械加工性に優れた高マンガン非磁性鋼。 2 C:≦/、3;0 % 、 Si :≦、?、00
     % 、 Mn :、2A、 5θ〜ヶ0.00%と、
    更にCr:≦g、 00 % 。 Ni:≦3.00チの7種又はコ種を含み、残部はFθ
    及び不0■避的不純物よりなる、熱間圧延のままで機械
    加工性に優れた高マンガン非磁性鋼。
JP12599981A 1981-08-13 1981-08-13 機械加工性に優れた高マンガン非磁性鋼 Granted JPS5827954A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120160363A1 (en) * 2010-12-28 2012-06-28 Exxonmobil Research And Engineering Company High manganese containing steels for oil, gas and petrochemical applications

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20120160363A1 (en) * 2010-12-28 2012-06-28 Exxonmobil Research And Engineering Company High manganese containing steels for oil, gas and petrochemical applications

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