JPS5841340B2 - 機械的性質のすぐれた非磁性鋼材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は機械的性質にすぐれた非磁性鋼材に関するもの
である。

近年電磁気機器及びそれらの関連機器では強い漏れ磁束
のために構造部材が磁化され種々の障害が生ずるおそれ
があるのでこの種機器の構造用鋼として非磁性のものが
要求されるようになってきた。

しかるに従来の非磁性鋼材としては通常オーステナイト
系ステンレス鋼が使用されているが、この鋼材は高価な
Ｎｉを多量に含有しているため価格が高く、しかも降伏
点が極めて低くて変形しやすいという欠点を有しており
、又レラクセーション率が犬なるため、ボルト、バネお
よびＰＣ鋼線として使用されるときには早急に弾力比が
失われてくるという欠点を有している。

従って電磁気機器業界においては、機械的に高い強度の
要求される非磁性の構造用部材としてオーステナイト系
ステンレス鋼を使用することは、安全確保のうえから、
問題が多いので、これより安価で機械的強度にすぐれた
新らしい非磁性鋼材の出現が望まれていた。

本発明鋼はＣ０，２〜１．０％未満、Ｍｎ５〜３０％、
Ｓｉ０．１〜１．５％を含有し、且つＣとＭｎの和が土
（Ｃ）＋ ２ （Ｍｎ ）≧２５となるように調整する
ことによって基地を非磁性とし、一方機械的強度とりラ
クセーション率にすぐれた性質を付与するため、更にＴ
ｉ２％をこえ４％まで、Ｎｂ２％をこえ４％まで、■２
％をこえ４％まで、Ｚｒ２％をこえ４％まで、Ｗ２％を
こえ５％までの１種もしくは２種以上を添加することを
特徴とする。

本発明による合金鋼は、通常の熱間圧延製品を自然放冷
したままのものでも非磁性を示し、且っＳＵＳ ３０１
ステンレス鋼に比して降伏点が高く、レラクセーション
率は小さい。

又伸び、絞りについてはフェライト系鋼材より格段に高
い値を示している。

本発明鋼は、熱間圧延温度を下げることにょって機械的
性質が向上する傾向を有しているが、さらに高い強度と
レラクセーション率の低下が要求される場合には、■熱
間圧延後の冷却速度を極端に小さくする。

■熱間圧延後直ちに５００°Ｃ〜７００°Ｃで加熱保持
する、又は■熱間圧延後自然放冷するかもしくは溶体化
処理した鋼材を７００℃付近で再加熱保持する等により
遠戚が可能である。

又■熱間圧延後の自然放冷材に冷間もしくは温間で加工
を加えた後７００℃に再加熱する時には、更に短時間で
強度の上昇が得られるという皮果も得ている。

本発明において鋼の成分を前記の如く限定した理由は次
の如くである。

Ｃ：鋼の組織を安定化し非磁性とするに有効であり、又
強度を上昇させるに極めて有効であり、０．２％以上の
添加が望ましい。

一方Ｃが増大すると強度の上昇とともに組織が安定化し
加熱、曲げ加工を加えても非磁性を保つがｉ、ｏ％以上
になると加熱時にインゴットの割れが生じ又は、熱間圧
延後の冷却の工程中で粒界に炭化物の析出を生じ鋼が著
しく脆化する。

１．０％未満が好ましい。

Ｍｎ： 鋼を非磁性に保つために必要な元素であるが、
５％未満になると非磁性が消滅するので下限を５％とし
た。

又３０％を超えると製鋼中溶鋼に接する炉壁レンガの損
傷が大きく製鋼コストが著しく上昇するので好ましくな
い。

Ｃ＋Ｍｎ：１００〔Ｃ〕＋２〔Ｍｎ〕≧２５としたのは
９ 鋼を非磁性に安定化しておくためであり、Ｃ＋’Ｍｎが
この範囲の外にある時は透磁率が増大して非磁性を消滅
する。

Ｓｉ：鋼の脱酸剤として０．１％以上の含有が必要であ
る。

又Ｓｉは鋼の降伏点の上昇に効果があるが、１．５％を
超えると鋼の非磁性を安定に保つ事が困難となるので上
限を１．５％とした。

Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｗ、Ｚｒ：いずれも鋼の強度上昇に有
効であるとともに、時効処理において降伏強度を著しく
増大せしめるものである。

本発明の主要点であるレラクセーション率を低下させる
効果はＴｉ 、Ｎｂ、Ｖ、Ｗ、Ｚｒにおいては２％添加
から顕著に現われるが、添加量がＴｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ
においては４％を超え、Ｗにおいては５％を超えると飽
和し、あとは脆化のみ増大するので好ましくない。

次に本発明の実施例について説明する。

表１は従来鋼（試料１）と本発明鋼の代表例（試料２，
３，４，５．６〜９）の成分を示したものである。

これらの１１試料はいずれも大気中で低周波誘導炉を使
用して溶解しインゴットにしたもので、それらを１２０
０°Ｃに加熱した後９００°Ｃ以上の温度域にて熱間鍛
伸および熱間圧延を行って得られた厚さ４０ｍｍの鋼板
である。

表２は、表１に示した鋼板を試験素材として行った圧延
および熱処理の条件を示したものである。

表３は前記衣１に示す１１試料についが表２に示す条件
で製造した場合得られた機械的性質および磁気的性質を
示したものである。

試験方法については、引張試験は素材よりＪＩＳ１４Ａ
号に準拠して製作された試験片を用い、ＪＩＳＺ２２０
１に準拠して行い、透磁率の測定は磁気天秤を用いて行
い、又レラクセーション率の測定は次の試験条件にて行
った。

初期応カニ室温でのＹＰＸｏ、８ 試験温度＝２０℃、２０００Ｃ 試験時間： １０ ｈｒ 試験機：自動制御式横枠型 試験片：板状、標点距離１００間 従来鋼（試料１）はＳＵＳ ３０１ステンレス鋼であり
、非磁性であるが、表３に示す如く降伏点が２２ｋｇ／
ｍ？ｔと極端に低く又レラクセーション率も２０’Ｃで
１３．５％、２００℃で１５，２％と非常に高く機械的
性質において不充分である。

−古本発明鋼（試料２，３，４，５．６〜９）はレラク
セーション率はいずれも非常に小さく、２０℃で０．７
〜２．２％、２００℃で２．３〜６．７％であり、強度
に関しては熱間圧延−自然放冷によるものでも８４ｋｇ
／ｍａ以上の降伏点を有し、更に６００’Ｃで時効した
ものは９５に９／７ｎ１？Ｌ以上にもなっている。

このように本発明鋼は従来鋼に比し強度、レラクセーシ
ョン率ともに格段にすぐれていることが明らかである。

以上の実施例が示すように本発明鋼はＮｉの如き高価な
材料を使用しないで鋼材に非磁性を付与せしめ、且つ機
械的性質にすぐれた全く新しい鋼材の出現をもたらした
ものであり、電磁気機器およびそれに関連した特殊機器
の非磁性鋼材の分野に寄与するところが極めて大きい。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｉ Ｃ０，２〜１．０％未満、Ｍｎ５〜３０％、但し
   ” ’ （Ｃ）＋２ （Ｍｎ）≧２５、Ｓｉ０．１〜１
   ．５％、残部は実質的にＦｅなる紐取の鋼に、さらにＴ
   ｉ ２％をこえ５％まで、Ｎｂ ２％をこえ４％まで、
   ■２％をこえ４％まで、Ｚｒ ２％をこえ４％まで、Ｗ
   ２％をこえ５％までの１種もしくは２種以上を添加して
   なる機械的性質のす七゛れた非磁性鋼材。