JPS59150017A - マルテンサイト系ステンレス鋼鋳鋼の熱処理法 - Google Patents

マルテンサイト系ステンレス鋼鋳鋼の熱処理法

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JPS59150017A
JPS59150017A JP1443883A JP1443883A JPS59150017A JP S59150017 A JPS59150017 A JP S59150017A JP 1443883 A JP1443883 A JP 1443883A JP 1443883 A JP1443883 A JP 1443883A JP S59150017 A JPS59150017 A JP S59150017A
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JP
Japan
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heat treatment
point
cast steel
temperature
normalizing
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Pending
Application number
JP1443883A
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English (en)
Inventor
Tatsuo Seguchi
瀬口 立雄
Tadashi Beniya
紅谷 忠
Nobumasa Moriyasu
森安 宣允
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、マルテンサイト系ステンレス鋼鋳鋼品の熱処
理法に関する。
〔発明の技術的背景〕
マルテンサイト系ステンレス鋼は、熱処理によって硬化
し強靭性と耐食性を併せ持つことができ、このマルテン
サイト系ステンレス鋼の鋳鋼品は、形状が複雑でしかも
強度が要求される機械部品や構造材料などの用途に広く
用いられている。
従来、マルテンサイト系ステンレス鋼鋳鋼品の熱処理は
、熱処理の目的に応じて通常焼なまし、焼入れ、焼なら
しもしくは焼もどし、またはこれらの組合せで行なわれ
ている。例えば、/3Cr −+Ni  マルテンサイ
ト系ステンレス鋼鋳鋼品の熱処理は、9!0− /10
0 ’Cの温度でio〜30時間保持して焼なましを行
な旨、次でりjO−10オO℃の温度で10−30時間
保持し室温まで急冷して焼たらしを行ない、さらに!!
0〜tro℃でj〜30時間保持して焼もどしを行なっ
て、実施されている。
しかしながら、従来の熱処理法では、鋳鋼品の材質面で
次のような問題がある。
第一に、マルテンサイト系ステンレス鋼鋳鋼品を腐食性
の強い雰囲気、高応力の下で利用するとき結晶粒の均一
性がより重要になってくるが、鋳鋼品が大型で肉厚変化
の大きいものである場合、結晶粒は凸起部および肉薄部
で微細であり、逆に肉厚部、T型またはX型等の交差部
で粗大となって結晶粒度の分布が不均一となることであ
る。こnは、鋳鋼品の太い部分で偏析が起り、この偏析
を拡散するために高温長時間の熱処理を行なうと結晶粒
が粗大化するからである。
第二に、マルテンサイト系ステンレス鋼鋳鋼品の用途に
応じ所望の結晶粒度を持つような熱処理が望まれている
が、例えば焼ならしを欲皮繰り返して結晶粒を全体的に
微細化することができても。
結晶粒を所望の大きさに均一化することはできてしない
ことである。
〔発明の目的〕
本発明は、マルテンサイト系ステンレス鋼鋳鋼品の結晶
粒の大きさを制御して所望の結晶粒度を均一にもつ鋳鋼
品を得ることのできる熱処理法を提供することである。
〔発明の概要〕
本発明者らは、マルテンサイト系ステンレス鋼鋳鋼品に
ついて上記の問題点を解決するために種々の熱処理条件
について研究を行なった結果、焼ならしまたは焼入れの
冷却温度によって結晶粒の大きさを制御できることを見
い出したOすなわち、マルテンサイト系ステンレス鋼鋳
鋼品を焼ならしまたは焼入れを行ないその後直ちに焼な
らしまたは焼入れを行なう熱処理の場合、最初の焼なら
しまたは焼入nの冷却温度をマルテンサイト変態開始温
度(以下Ms点と込う)に下げるとマルテンサイト変態
と共に結晶粒の微細化も始まシ冷却温度によって結晶粒
の微細化の程度が決まることがわかった0こ扛は、マル
テンサイト変態の進行度が冷却速度や保持時間とは無関
係で冷却温度に依存することより説明づけられる。上述
の知見にもとすいて、マルテンサイト変態を利用して冷
却温度を制御す扛ば所望の結晶粒度に微細化できること
を確認し、本発明を完成するに至った○すなわち、本発
明は、マルテンサイト系ステンレス鋼鋳鋼なAc3変態
点を超える温度からマルテンサイト変態開始点(Ms点
〕とマルテンサイト変態終了点(以下w点という)との
間の温度まで冷却する焼ならしまたは焼入牡な行な込、
その後直も、に焼ならしまたは焼入れを行なうことによ
り、結晶粒度を制御することを特徴とするマルテンサイ
ト系ステンレス鋼鋳鋼の熱処理法である0〔発明の詳細
な説明〕 本発明の熱処理法はマルテンサイト系ステンレス鋼に適
用され、ここでマルテンサイト系ステンレス鋼とは焼入
硬化する性質をもつステンレス鋼をいう。化学成分の組
成によシ例えばJIS規格でSU8.!/、SUS刀、
SUS、?7および5C8tなどがある。
本発明による熱処理法では、第一の焼ならしまたは焼入
れ後直ちに第二の焼ならし1fこは焼入れが実施される
。ここで「直ちに」とは所定温度に冷却した後さらに冷
却することなく次の焼ならしまたは焼入れが施されるこ
とを指す0また、第一の焼入nまたは焼ならしの熱処理
条件は、冷却以外通常の操作と同様である。
本発明の第一の焼入れまたは焼ならしの冷却は、Ac3
変態点を超える温度からMs点とMf点との間の温度に
冷却して行なう。Ms点はオーステナイトからマルテン
サイトに転移が始まる温度であシ、冷却速度にほとんど
無関係で組成によって定まる。
またMs点はマルテンサイトへの転移が終了する温度で
あシ、鋼の組成によって定せるoしたがって、本発明の
熱処理にお込で前もって滴点およびMf点を測定してお
く必要がある。たとえばnCr −4tNi  マルテ
ンサイト系ステンレス鋼では、滴点が、24Lθ〜、2
10℃であり、■点が幻〜go ”cである0冷却源度
と結晶粒の微細化の関係については、滴点に近い程結晶
粒が粗大であわ、逆にMf点に近づく程結晶粒が微細と
なる。しかし、冷却温度と結晶粒の微細化の程度とは必
ずしも直線の比例関係になく、例えば/3Cr−≠Nl
系ステンレス鋼鋳鋼(JISでSCS夕に該当)では滴
から(Ms +Mf)/2までの冷却温度で微細化効果
はほとんど飽和し、■点までは微細化の程度が微増する
にすぎない。ところで、滴点を超える冷却温度ではマル
テンサイト変態が起らな因ために結晶粒の微細化がみら
れず、逆にw点未満の冷却温度では既に微細化が飽和し
ているためにそれ以上の結晶粒の微細化が期待できない
。また、結晶粒の均一化を目的とする場合、鋳鋼品全体
を所望の温度に保持することが好ましい。
炊込で、本発明の熱処理法による第二の焼ならしまたは
焼入fLは、熱処理の目的に応じ通常の操作で行なうこ
とができる。ただし、結晶粒が再び粗大化するために長
時間高温に保持する焼ならしは好ましくない。また、本
発明の熱処理法の第一の焼ならしまたは焼入nおよび第
二の焼ならしまたは焼入れの前後に、熱処理の目的に応
じ焼入れ、焼もどし、焼なましなどを実施することがで
きる○例えば、第一の焼ならしの前に焼なましを、第二
の焼ならしの後に焼もどしを実施することができるO 〔実施例および比較例〕 以下、例を利用して本発明の詳細な説明する。
例ノ(比較例) 主な化学成分についての第1表の組成を持つ13Cr−
4tNiマルテンサイト系ステンレス鋼鋳鋼品(JIS
規格で5cstに該当)につbて従来の熱処理を行なっ
た。
第  l  表 (重量係) この鋳鋼品は、第7図のような形状をもつポンプインペ
ラーであシ、クラウンl、羽根コ、およびバント3から
なっている。このインペラーは第2図に示すように熱処
理を施した。すなわち、り50〜7100°Cの温度で
10〜30時間保持して焼なましくa)V行な−、次い
で730〜10J−0°Cの温度で10〜30時間保持
し室温まで急冷して焼ならしくb)を行ない、さらに3
!TO−4夕0℃の温度で5〜30時間保持して焼もど
しくc)を行なった。なお、焼なましく、)と焼ならし
くb)の間に押湯切断等が行なわれ、場合によって!0
0− tjO℃の温度での焼もどしまたは応力除去焼な
ましが実施され、さらに焼もどしくc)後に、鋳造欠陥
等の補修および数回の応力除去焼なましが施された。こ
の従来の熱処理後のインペラーの結晶粒度は、第1表に
示すようにインペラーの部位によシ大きく異なっていた
第  λ  表 なお、インペラーの部位を示す番号は、第1図で示す部
位に相当し、結晶粒度の表示はJIS  GOJ′jl
 (lり77)による。
例、2(実施例および比較例) 例1と同じ鋳鋼品を用いて、第3図に示すように焼なら
しを行ないその後直ちに次の焼ならしを行ない、最初の
焼ならしの冷却温度を室温(第3図で(ホ)に該当)、
■点(に)に該当)、(1!vif+Ms )/2((
ハ)に該当)、一点((ロ)に該当)、およびMs+s
o″C((イ)に該当)の場合に変えて熱処理を施した
。それぞれの温度条件での試料について結晶粒度を測定
し、第1図で示す結果を得た。
なお、h点と■点とは/3Cr−4(Niマルテンサイ
ト系ステンレス鋼鋳鋼をlojO℃に十分に焼なましし
た後に測定され、各々λpo−,2ro℃と侵〜ざ0℃
であった。
第j図の結果から、焼ならしの冷却温度によって結晶粒
の大きさが著しく変化し、h点に近い冷却温度では結晶
粒が大きく、冷却温度が低下するにしたがって結晶粒が
小さくなシ、しかも(Ms+Mf)7.2の温度で微細
化効果が飽和することがわかった。
例3(実施例) 例/と同じ鋳鋼品インペラーを用いて、第1図に示す本
発明の一実施例の熱処理を施した。すなわち、1000
℃の温度で70時間保持して拡散を目的とした焼なまし
くd)を行ない、次いで、場合によって押湯切断または
補修等を行ない、その後700〜ノ000℃の温度で7
0時間保持しく Mf +Ms ) / −2すなわち
約ljO℃まで冷却して焼ならしく、)を行ない、鋳鋼
品の全体が均一となった後すみやかに再度加熱してり0
0〜1ooo℃の温度で5時間保持し7て焼ならしくf
)を行なった。さらに、焼ならしで生じたマルテンサイ
トを軟化するためにtoo℃の温度で72時間保持して
焼もどしを行なった。この本発明の実施例の熱処理後の
インペラーの各部位の結晶粒度を測定した結果、どの部
位も3〜≠の粒度であった。
〔発明の効果〕
本発明の熱処理によって、マルテンサイト系ステンレス
鋼鋳鋼品の結晶粒の大きさを制御することができ、しか
も鋳鋼品全体を均一な冷却温度にすれば所望の結晶粒度
を持つ鋳鋼品を得ることもできる。
さらに、上述の材質面の効果のみならず、鋳鋼製造工程
中の早期に結晶粒を微細化および均一化することができ
るので超音波および磁粉探傷等の非破壊検査の精度を上
げることが可能となって品質面での効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ポンプインペラーの断面図、第2図は従来の
熱処理を示す線図、第3図は例3で行った熱処理を示す
線図、第1図は焼ならしの冷却温度と結晶粒の大きさと
の関係図、第j図q本発明の一実施例の熱処理を示す線
図である。 /・・・クラウン、 λ・・羽根、 3・・・ハンド。 出願人代理人  猪 股   清 第1図 第2図 引 1(冥ン)占( 時間 度 1 h間

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. マルテンサイト系ステンレス鋼鋳鋼なAe3変態点を超
    える温度からマルテンサイト変態開始温度とマルテンサ
    イト変態終了温度との間の温度まで冷却する焼ならしま
    たは焼入れを行ない、その後直ちに焼ならしまたは焼入
    れを行なうことにより、結晶粒度を制御することを特徴
    とするマルテンサイト系ステンレス鋼鋳鋼の熱処理法。
JP1443883A 1983-01-31 1983-01-31 マルテンサイト系ステンレス鋼鋳鋼の熱処理法 Pending JPS59150017A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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