JPS5828328B2 - 非磁性鋼の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＦｅとＭｎとＣｒを含む非磁性鋼の製造方法に
関する。

ＦｅとＭｎとＣｒを含む非磁性鋼には、大別してＦｅ−
Ｍｎ−Ｃｒ系とＦｅ Ｍｎ−Ｃｒ−Ｎｉ系とがある。

これらの非磁性鋼に関する規格としては、米国のＡＳＴ
Ｍ Ａ２８９のクラスＡおよびＢがある。

これらの非磁性鋼の機械的強度を改善するために、従来
は製造に当たって冷間加工あるいは時効処理を施してき
た。

しかし、冷間加工を施す方法には下記の欠点があった。

（１） 加工温度が常温付近という低温であるため、
非磁性鋼の変形抵抗が大きく、適用対象が厚肉品の場合
に中心部１で一様に加工を施すことができない。

したがって、薄肉品に限定される。（２）犬きｉ残留応
力が発生し、その値が位置によってばらつく。

（３）冷間加工したものを機械加工すると残留応力の開
放によシ変形が生じる。

一方、時効処理を施す方法には下記の欠点があった。

（７）適用対象は限定されないが、冷間加工にくらべる
と機械的強度を改善する効果が少ない。

（イ）非磁性鋼中に析出硬化元素を含有させるので溶接
性が悪くなり、溶接時にクラックが入ったりする。

本発明の目的は、冷間加工したものと大差のない機械的
強度が得られ、かつ冷間加工あるいは時効処理にみられ
るような欠点を有しない非磁性鋼の製造方法を提供する
にある。

本発明はＦｅとＭｎ（！：Ｃｒを含むＦｅ−Ｍｎ−Ｃｒ
系あるいはＦ ｅ−Ｍｎ−Ｃｒ −Ｎ ｉ系の非磁性鋼
を熱間加工し、一旦冷却した後、再結晶温度域に加熱し
て加工し、その後、冷却するものである。

Ｍｎの量は６〜２０重量％とする。

その理由は６重−量％よりも少ないと非磁性が消滅する
ことがあり、２０重量％よりも多いと製鋼時にいろいろ
な幣害が生ずるようになるからである。

ＣｒＯ量は３．５〜６重量％とする。

これより少なくなると熱間加工によって脆化するおそれ
があり、また、これより多くなると組織の不安定化が生
じやすくなる。

Ｎｉを含有するとき、その量は６〜１０重量％の範囲と
する。

非磁性鋼中には以上の元素のほかに、さらに固溶硬化元
素や析出硬化元素を含有させることができる。

固溶硬化元素はたとえばＣｏ、Ｗ、Ｍｏから選ばれ、析
出硬化元素はたとえばＶ、Ｎ、Ｔｉ 、Ｚｒなどから選
ばれる。

Ｃｏを含有するとき、その量は０．１〜２重量％が望１
しく、ＷあるいはＭｏを含有するとき、それらの量はそ
れぞれＷは０．１〜５重量％、Ｍｏは０．１〜１重量％
が望ましい。

また■とＴｉとＺｒとＮなどを含有するときは、■とＴ
ｉ、！：Ｚｒはいずれも０．１〜４重量％の範囲が車重
しく、Ｎは０．３重量％を超えないことが望ましい。

析出硬化元素を含有したときは、再結晶温度域での加工
を終えたのちに時効処理を施すのが望１しく、これにょ
シ機械的強度の一層の改善がはかれる。

なお、この場合、溶接性の著しい低下は生じｈい。

時効処理の温度は５００〜６００℃が望ましい。

本発明の製造方法において、熱間加工ｕｉｏｏ。

〜１３００℃の温度範囲で行なうのが望１しく、特に１
１００〜１２００’Ｃの温度範囲が望ましい。

１０００℃よりも低いと炭化物の析出が起こりゃすくな
り、１３００℃よりも高くなるとバーニングが起こシや
すぐなる。

１１００−１２００’ｃの範囲内であればそのような心
配がない。

熱間加工したならば一旦冷却する。

これにより高強度が約束される。

非磁性鋼の特殊な製造方法として、再結晶温度以上の熱
間温度域に加熱したのち、引きつづいて再結晶温度域で
加工する方法があるが、この方法は熱間で加工していな
いのと熱間で加熱したのち一旦冷却していないことのた
めに、きわめて低い機械的強度、具体的には４０ｋｇ／
−程度の耐力しか得られていない。

本発明において、熱間加工後に冷却する温度は３００℃
以下であれば機械的強度の改善に対してかなり効果があ
る。

冷却する温度は低ければ低いほど好ましいが、氷点下に
冷却すると諸設備が大川かりになるおそれがある。

一般には常温に冷却すればよく、これで十分に効果があ
る。

冷却速度も炭化物の析出を抑えるために速いほど好まし
い。

１〜ｂならびに延性に悪影響を与えることはない。

冷却後に再結晶温度域に加熱し、そこで加工すると結晶
粒の微細化がほかられ、機械的強度が著しく増大する。

再結晶温度域は鋼種によって異なるが、本発明の場合は
６５０〜９００’Ｃに加熱すれば大体、再結晶温度域に
入る。

この温度域のなかでは７００〜８００℃に加熱するのが
望ましい。

なぜならば７００℃よりも低いと変形抵抗が小さくなり
、−力、８００℃を超えると結晶粒が成長段階に入るか
らである。

本発明によって得られる非磁性鋼はオーステナイト組織
を有する。

熱間加工したｉｔの状態では結晶粒が大きいが、再結晶
温度域で加工した後では結晶粒が細かくなる。

この加工の後の冷却速度も速いほどよい。

それは、再結晶温度域に加熱した状態では炭化物の析出
かいくらかあるので、冷却を速めて炭化物の析出を強制
的に抑えることにある。

この速度も１〜ｂある。

実施例 Ｉ ＡＳＴＭ Ａ２８９クラスＡを修正したＭｎ７重量％
、Ｎｉ８．５重量％、Ｃｒ ４重量％を含む非磁性鋼お
よびＭｎ１８重量％、Ｃｒ５重量％を含むＡＳＴＭ
Ａ２８９クラスＢ相当の非磁性鋼について本発明の方法
を施した。

非磁性鋼の具体的な組成を第１表に示す。

最初に上記非磁性鋼の再結晶温度域の調査を行ない、試
料ｌは約７００〜約９００℃の範囲釦よび試料２は約７
５０〜約９５０℃の範囲にあることをつきとめた。

次いで、試料ｌおよび試料２ともにいずれも約１１５０
’Ｃの温度に加熱して熱間鍛造を施し、その後、約３°
Ｃ／秒の速度で常温１で冷却した。

その後、試料１釦よび試料２とも約８００℃に加熱し、
その温度で加工率２０％で鍛造を施した。

そして、約り℃／秒の速度で冷却した。

得られた非磁性鋼の機械的性質を第２表に示す。耐力は
試料１トよび２ともに６０ｋｇ／ｍ４程度であり、従来
の冷間加工する方法と大差がなかった。

残留応力も小さく殆んど問題とならなかった。

また、超音波探傷試料の結果、超音波の透過度は非常に
良好であり、溶接試験でも良好な結果が得られた。

実施例 ２ 第３表に示すＡＳＴＭ Ａ２８９クラスＢ相当の非磁
性鋼について、実施例１と同じように加工を施した。

但し、再結晶温度域での加工条件については、第４表に
示すように変えた。

得られた非磁性鋼の機械的性質を第４表に示す。

別途、機械加工後の曲シを測定した結果、曲り量は最大
で０゜３ ｍｍ （冷間加工材では通常、５間前後の曲
がりがある。

）であり、変形の少ないことが確認された。

以上のように、本発明によれば機械的強度の大きい非磁
性鋼を得ることができる。

しかも冷間加工を施す方法や冷間加工しないで時効処理
だけを施す方法にみられるような欠点を有しないものが
得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｉ Ｍｎを６〜２０重量％、Ｃｒを３．５〜６重量％
   含むＦｅ−Ｍｎ−Ｃｒ系非磁性鋼を熱間加工し、冷却後
   、再結晶温度域１で再加熱して加工し、その後、冷却す
   ることを特徴とする非磁性鋼の製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項に釦いて、上記熱間加工を１
   ｏｏｏ〜１３００℃の温度範囲で行ｉうことを特徴とす
   る非磁性鋼の製造方法。 ３ 特許請求の範囲第１項において、上記熱間加工後の
   冷却速度を１〜ｂ 徴とする非磁性鋼の製造方法。 ４ 特許請求の範囲第１項において、上記熱間加工後、
   ３００°Ｃ以下に冷却することを特徴とする非磁性鋼の
   製造方法。 ５ Ｍｎを６〜２０重量％、Ｃｒを３．５〜６重量％
   、Ｎｉを６〜１０重量％含むＦ ｅ−Ｍｎ−Ｃｒ −Ｎ
   ｉ系非磁性鋼を熱間加工し、冷却後、再結晶温度減寸
   で再加熱して加工し、その後、冷却することを特徴とす
   る非磁性鋼の製造方法。 ６ 特許請求の範囲第５項にふ・いて、上記熱間加工を
   １ｏｏｏ〜１３００℃の温度範囲で行ｉうことを特徴と
   する非磁性鋼の製造方法。 ７ ％許請求の範囲第５項において、上記熱間加工後の
   冷却速度を１〜ｂ 徴とする非磁性鋼の製造方法。 ８ 特許請求の範囲第５項において、上記熱間加工後、
   ３００℃以下に冷却することを特徴とする非磁性鋼の製
   造方法。