JPS5926647B2 - 機械的性質にすぐれた非磁性鋼材の製造方法 - Google Patents
機械的性質にすぐれた非磁性鋼材の製造方法Info
- Publication number
- JPS5926647B2 JPS5926647B2 JP51068313A JP6831376A JPS5926647B2 JP S5926647 B2 JPS5926647 B2 JP S5926647B2 JP 51068313 A JP51068313 A JP 51068313A JP 6831376 A JP6831376 A JP 6831376A JP S5926647 B2 JPS5926647 B2 JP S5926647B2
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- magnetic
- magnetic steel
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- Hard Magnetic Materials (AREA)
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の製造方法に
関するものである。
関するものである。
近年、電磁気機器およびそれに関連した特殊機器あるい
は磁気浮上式超高速鉄道等の分野において、非磁性鋼材
の使用が多く行われるようになつてきた。
は磁気浮上式超高速鉄道等の分野において、非磁性鋼材
の使用が多く行われるようになつてきた。
しかるに非磁性鋼材として通常使用されるオーステナイ
ト系ステンレス鋼は、価格が極めて高いうえにその性質
として降伏点が極めて低く、且つレラクセーシヨン率が
高いので負荷が失われるという欠点を有しており、高い
強度を要求される非磁性構造物の材料として用いる場合
には安全確保および能率向上の面で問題が多いので、機
械的性質にすぐれた非磁性鋼材の開発に対し当該業界よ
り強い要望があつた。本発明は鋼の成分元素と熱処理方
法の両面からの実験研究の結果、機械的性質にすぐれた
非磁性鋼材を極めて安価に且つ大量生産可能な方式で製
造する方法を新らたに確立したものである。
ト系ステンレス鋼は、価格が極めて高いうえにその性質
として降伏点が極めて低く、且つレラクセーシヨン率が
高いので負荷が失われるという欠点を有しており、高い
強度を要求される非磁性構造物の材料として用いる場合
には安全確保および能率向上の面で問題が多いので、機
械的性質にすぐれた非磁性鋼材の開発に対し当該業界よ
り強い要望があつた。本発明は鋼の成分元素と熱処理方
法の両面からの実験研究の結果、機械的性質にすぐれた
非磁性鋼材を極めて安価に且つ大量生産可能な方式で製
造する方法を新らたに確立したものである。
本発明鋼はＣＯ．２〜１．５％，Ｍｎ５〜３０％，Ｓｌ
Ｏ．ｌ〜１．５％を含有し残部は実質的にＦｅよりなり
且つＣとＭｎが？〔Ｃ〕＋２〔Ｍｎ〕≧２５となるよう
に調整して鋼の基地を非磁性となし、さらに所望により
Ｃ〔１〜２５％を添加するかして、１１０００Ｃ〜１３
００℃に加熱しひきつづき６００℃以上当該温度以下の
温度域で圧延した後１〜５『Ｃ／秒の冷却速度で常温ま
で冷却することを基本的特徴とし、更に高い降伏強度を
得るためＱこは、前記の鋼にＴｉ，Ｎｂ，，Ｚｒ，Ｗ，
Ｐを添加したものを６００℃以上１１０『Ｃ〜１３００
℃の温度域で熱間圧延した後１〜５『Ｃ／秒の冷却速度
で常温まで冷却し、しかる後５０『Ｃ〜８５０℃の温度
域で時効強化させることを第二の特徴とするものである
。この場合時効強化処理の効果は、実施例に示す如く本
発明鋼においては極めて大きく具現している。かかる時
効強化処理の前に各種の加工を加え必要に応じてその加
工前もしくは加工後に溶体化処理を施した後、時効強化
処理を施したものは、本発明鋼による製品の強度が極め
て高いにも拘らず、加工が容易であるため、高強度の部
品を鍜造で製造する場合等においては極めてコスト的に
有利な製造方法となる。
Ｏ．ｌ〜１．５％を含有し残部は実質的にＦｅよりなり
且つＣとＭｎが？〔Ｃ〕＋２〔Ｍｎ〕≧２５となるよう
に調整して鋼の基地を非磁性となし、さらに所望により
Ｃ〔１〜２５％を添加するかして、１１０００Ｃ〜１３
００℃に加熱しひきつづき６００℃以上当該温度以下の
温度域で圧延した後１〜５『Ｃ／秒の冷却速度で常温ま
で冷却することを基本的特徴とし、更に高い降伏強度を
得るためＱこは、前記の鋼にＴｉ，Ｎｂ，，Ｚｒ，Ｗ，
Ｐを添加したものを６００℃以上１１０『Ｃ〜１３００
℃の温度域で熱間圧延した後１〜５『Ｃ／秒の冷却速度
で常温まで冷却し、しかる後５０『Ｃ〜８５０℃の温度
域で時効強化させることを第二の特徴とするものである
。この場合時効強化処理の効果は、実施例に示す如く本
発明鋼においては極めて大きく具現している。かかる時
効強化処理の前に各種の加工を加え必要に応じてその加
工前もしくは加工後に溶体化処理を施した後、時効強化
処理を施したものは、本発明鋼による製品の強度が極め
て高いにも拘らず、加工が容易であるため、高強度の部
品を鍜造で製造する場合等においては極めてコスト的に
有利な製造方法となる。
本発明において鋼の成分を前記の如くに限定した理由は
次ぎの如くである。
次ぎの如くである。
Ｃ：
鋼の組識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利であり、０．２％以上の添加
が望ましい。
を上昇させるに極めて有利であり、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識が安定化し
、加熱、曲げ加工を加えても非磁性を保つが１．５％を
超えると加熱時にインゴツトの割れが生じ、又は熱間圧
延後の冷却工程中で粒界に炭化物の析出を生じ、鋼が著
るしく脆化するので好ましくない。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。
、加熱、曲げ加工を加えても非磁性を保つが１．５％を
超えると加熱時にインゴツトの割れが生じ、又は熱間圧
延後の冷却工程中で粒界に炭化物の析出を生じ、鋼が著
るしく脆化するので好ましくない。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、製鋼コストが著るしく上昇するので好まし
くない。Ｃ＋Ｍｎ： ？〔Ｃ〕＋２〔Ｍｎ〕≧２５としたのは鋼を非磁性に安
定化しておくためであり、Ｃ及びＭｎがこの範囲外にあ
る時は透磁率が増大して非磁性でなくなる。
傷が大きく、製鋼コストが著るしく上昇するので好まし
くない。Ｃ＋Ｍｎ： ？〔Ｃ〕＋２〔Ｍｎ〕≧２５としたのは鋼を非磁性に安
定化しておくためであり、Ｃ及びＭｎがこの範囲外にあ
る時は透磁率が増大して非磁性でなくなる。
Ｓｉ：
鋼の脱酸剤としての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。Ｃｒ： １％以上の添加は、粒界に炭化物が析出して鋼が脆化す
るのを阻止することによりインゴツトの加熱時の割れ発
生および熱間圧延製品の脆化を防止するのに有効である
が、２５％を超えて添加する時は鋼の組識の不安定化を
誘発し脆化を伴うので好ましくない。
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。Ｃｒ： １％以上の添加は、粒界に炭化物が析出して鋼が脆化す
るのを阻止することによりインゴツトの加熱時の割れ発
生および熱間圧延製品の脆化を防止するのに有効である
が、２５％を超えて添加する時は鋼の組識の不安定化を
誘発し脆化を伴うので好ましくない。
Ｔｉ，Ｎｂ，，Ｗ，Ｚｒ，Ｐ：
いづれも鋼の強度上昇に有効であるとともに時効強化処
理において降伏強度を著るしく増大せしめ、且つレラク
セーシヨン率の低下に寄与するところが大きい。
理において降伏強度を著るしく増大せしめ、且つレラク
セーシヨン率の低下に寄与するところが大きい。
かかる強化作用はＴｌ，Ｎｂ，Ｖ，Ｗ，Ｚｒ、において
は０．１％添加から現われはじめるが、添加量がＴｌ，
Ｎｂ，，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。Ｐにおいては前記強化作用は０．０５％から現わ
れるが０．７％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。次ぎに本発明鋼の熱処理条件を前
記の如く限定した理由を述べる。
は０．１％添加から現われはじめるが、添加量がＴｌ，
Ｎｂ，，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。Ｐにおいては前記強化作用は０．０５％から現わ
れるが０．７％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。次ぎに本発明鋼の熱処理条件を前
記の如く限定した理由を述べる。
加熱温度を１１００℃以上１３００℃以下としたのは、
１１００゜Ｃ未満の場合には炭化物の鋼の基地への溶け
込みが不光分となり、圧延時の疵、割れの発生および製
品の延性、靭性の劣化が顕著となるからである。
１１００゜Ｃ未満の場合には炭化物の鋼の基地への溶け
込みが不光分となり、圧延時の疵、割れの発生および製
品の延性、靭性の劣化が顕著となるからである。
又１３００靭Ｃを超えると鋼塊の加熱割れ、バーニング
が起り、脱炭が著るしくなり、強度が低下し非磁性がそ
こなわれるので好ましくない。圧延温度を６００℃以上
鋼塊の加熱温度以下の温度域としたのは、通常圧延温度
は低い方が鋼の強度、延性ならびに靭性の向上がもたら
せるが、６０『Ｃ未満の場合には変形抵抗が著るしく増
大して圧延不能になるからである。
が起り、脱炭が著るしくなり、強度が低下し非磁性がそ
こなわれるので好ましくない。圧延温度を６００℃以上
鋼塊の加熱温度以下の温度域としたのは、通常圧延温度
は低い方が鋼の強度、延性ならびに靭性の向上がもたら
せるが、６０『Ｃ未満の場合には変形抵抗が著るしく増
大して圧延不能になるからである。
圧延後の冷却速度は炭化物の粒界析出に関連゛して鋼の
強度、延性ならびに靭性に極めて大きな影響を与える。
強度、延性ならびに靭性に極めて大きな影響を与える。
冷却速度を１〜５０℃／秒としたのは、１℃／秒以上で
あれば全成分系に亘り、前記の如き強度、延性ならびに
靭性の低下は認められない。一般的に冷却速度は大きい
方が有利ではあるが５０℃／秒を超えると冷却設備が極
めて太大になり且つ冷却工程が複雑化するので経済的に
好ましくない。時効温度については、５００℃未満の場
合には時効強化量が極めて小さく、又強度上昇までの時
間が１００時間以上のもの長時間となるので好ましくな
い。
あれば全成分系に亘り、前記の如き強度、延性ならびに
靭性の低下は認められない。一般的に冷却速度は大きい
方が有利ではあるが５０℃／秒を超えると冷却設備が極
めて太大になり且つ冷却工程が複雑化するので経済的に
好ましくない。時効温度については、５００℃未満の場
合には時効強化量が極めて小さく、又強度上昇までの時
間が１００時間以上のもの長時間となるので好ましくな
い。
又８５『Ｃを超えると強度が速やかに低下し、延性、靭
性の劣化が顕著となるので好ましくない。又時効時間は
５０『Ｃ時効の場合略４０ｈｒ，８５０℃時効の場合３
０ｍｉｎ前後がそれぞれ最も機械的件質にすぐれた性質
を示す。次ぎに本発明の実施例について説明する。第１
表は１１種の本発明による鋼と７種の従来法による鋼の
成分、製造および引張試験結果、透磁率測定結果、レラ
クセーシヨン率測定結果を示す。
性の劣化が顕著となるので好ましくない。又時効時間は
５０『Ｃ時効の場合略４０ｈｒ，８５０℃時効の場合３
０ｍｉｎ前後がそれぞれ最も機械的件質にすぐれた性質
を示す。次ぎに本発明の実施例について説明する。第１
表は１１種の本発明による鋼と７種の従来法による鋼の
成分、製造および引張試験結果、透磁率測定結果、レラ
クセーシヨン率測定結果を示す。
引張式験は１０ｍＴ１Ｌφの素材よりＪＩＳｌ４Ａ号に
準拠して第１図に示す試験片（Ｄ：５ｍｍ、平行部長さ
Ｌ：４０ｍｍ、標式距離：２５ｍＴｆＬ）を用いＪｌＳ
に準拠して行つた。
準拠して第１図に示す試験片（Ｄ：５ｍｍ、平行部長さ
Ｌ：４０ｍｍ、標式距離：２５ｍＴｆＬ）を用いＪｌＳ
に準拠して行つた。
透磁率は磁気天秤を用いて測定した。レラクセーシヨン
率は槓桿型自動制御試験機を用い、ＪＩＳＺ２２７６に
準拠して行つた。初期応力は室温降伏点の８０％、試験
温度２０℃および２００℃における１０時間後のレラク
セーシヨン率を測定した。記号が１から１１までの試料
は成分、製造条件とも本発明によるものの代表例であり
、いづれも非磁性であるとともに機械的性質にすぐれれ
ている。
率は槓桿型自動制御試験機を用い、ＪＩＳＺ２２７６に
準拠して行つた。初期応力は室温降伏点の８０％、試験
温度２０℃および２００℃における１０時間後のレラク
セーシヨン率を測定した。記号が１から１１までの試料
は成分、製造条件とも本発明によるものの代表例であり
、いづれも非磁性であるとともに機械的性質にすぐれれ
ている。
記号１２はＣ（５′Ｍｎの量が本発明の条件にはずれて
おり、透磁率が高く非磁性材Ｆ４．として認められない
。
おり、透磁率が高く非磁性材Ｆ４．として認められない
。
記号１３は冷却速度が極めて小さく本法の条件とはずれ
ているため同じ成分の記号３に比較して降伏点、伸び、
およびレラクセーシヨン率で劣つているとともに透磁率
も若干高い。記号１４は記号４と同じ成分であるが冷却
速度が極めて小さいため降伏点、伸び、レラクセーシヨ
ン率で劣つている。記号１５，１６，１８は記号５，７
，９と同じ成分であるが冷却速度が極めて小さいため強
度、伸び、透磁率、レラクセーシヨン率のいづれも劣つ
ている。以上の実施例に示す如く、本発明は安価な材料
にて機械的性質にすぐれた非磁性鋼材の製造を可能にす
るとともに、一方高い強度を要求される非磁性構造用鋼
に対しては新らたな熱処理条件を加えることによつて安
価に且つ大量に生産することの可能な新らしい製造方法
を確立したもので、電磁気機器およびそれに関連した特
殊機器の非磁性部材の分野に寄与するところが極めて大
きい。
ているため同じ成分の記号３に比較して降伏点、伸び、
およびレラクセーシヨン率で劣つているとともに透磁率
も若干高い。記号１４は記号４と同じ成分であるが冷却
速度が極めて小さいため降伏点、伸び、レラクセーシヨ
ン率で劣つている。記号１５，１６，１８は記号５，７
，９と同じ成分であるが冷却速度が極めて小さいため強
度、伸び、透磁率、レラクセーシヨン率のいづれも劣つ
ている。以上の実施例に示す如く、本発明は安価な材料
にて機械的性質にすぐれた非磁性鋼材の製造を可能にす
るとともに、一方高い強度を要求される非磁性構造用鋼
に対しては新らたな熱処理条件を加えることによつて安
価に且つ大量に生産することの可能な新らしい製造方法
を確立したもので、電磁気機器およびそれに関連した特
殊機器の非磁性部材の分野に寄与するところが極めて大
きい。
第１図は実施例で記載の試験片の形状を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ０．２〜１．５％、Ｍｎ５〜３０％、但し１００
／９〔Ｃ〕＋２〔Ｍｎ〕≧２５、Ｓｉ０．１〜１．５％
、残部は実質的にＦｅなる組成の鋼を、１１００℃〜１
３００℃に加熱しひきつづき６００℃以上の温度域で圧
延した後１〜５０℃／秒の冷却速度で常温まで冷却する
ことを特徴とする非磁性鋼材の製造方法。 ２ Ｃ０．２〜１．５％、Ｍｎ５〜３０％、但し１００
／９〔Ｃ〕＋２〔Ｍｎ〕≧２５、Ｓｉ０．１〜１．５％
、Ｃｒ１〜２５％、残部は実質的にＦｅなる組成の鋼を
、１１００℃〜１３００℃に加熱しひきつづき６００℃
以上の温度域で圧延した後１〜５０℃／秒の冷却速度で
常温まで冷却することを特徴とする非磁性鋼材の製造方
法。 ３ Ｃ０．２〜１．５％、Ｍｎ５〜３０％、但し１００
／９〔Ｃ〕＋２〔Ｍｎ〕≧２５、Ｓｉ０．１〜１．５％
、残部は実質的にＦｅなる組成の鋼に、Ｔｉ０．１〜４
％、Ｎｂ０．１〜４％、Ｖ０．１〜４％、Ｚｒ０．１〜
４％、Ｗ０．１〜５％、Ｐ０．０５〜０．７％の１種も
しくは２種以上を添加した鋼を１１００℃〜１３００℃
に加熱しひきつづき６００℃以上の温度域で圧延した後
１〜５０℃／秒の冷却速度で室温まで冷却し然る後５０
０℃以上８５０℃以下の温度域で３０分以上４０時間以
下加熱保持した後自然放冷することを特徴とする非磁性
鋼材の製造方法。 ４ Ｃ０．２〜１．５％、Ｍｎ５〜３０％、但し１００
／９〔Ｃ〕＋２〔Ｍｎ〕≧２５、Ｓｉ０．１〜１．５％
、Ｃｒ１〜２５％、残部は実質的にＦｅなる組成の鋼に
、Ｔｉ０．１〜４％、Ｎｂ０．１〜４％、Ｖ０．１〜４
％、Ｚｒ０．１〜４％、Ｗ０．１〜５％、Ｐ０．０５〜
０．７％の１種もしくは２種以上を添加した鋼を、１１
００℃〜１３００℃に加熱しひきつづき６００℃以上の
温度池で圧延した後１〜５０℃／秒の冷却速度で常温ま
で冷却し、然る後５００℃以上８５０℃以下の温度域で
３０分以上４０時間以下加熱保持した後自然放冷するこ
とを特徴とする非磁性鋼材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51068313A JPS5926647B2 (ja) | 1976-06-10 | 1976-06-10 | 機械的性質にすぐれた非磁性鋼材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51068313A JPS5926647B2 (ja) | 1976-06-10 | 1976-06-10 | 機械的性質にすぐれた非磁性鋼材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52150722A JPS52150722A (en) | 1977-12-14 |
| JPS5926647B2 true JPS5926647B2 (ja) | 1984-06-29 |
Family
ID=13370189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51068313A Expired JPS5926647B2 (ja) | 1976-06-10 | 1976-06-10 | 機械的性質にすぐれた非磁性鋼材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5926647B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62107824U (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-09 | ||
| CN105886947A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-08-24 | 和县隆盛精密机械有限公司 | 一种耐磨锥柄麻花钻头及其制备方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5931569B2 (ja) * | 1979-01-30 | 1984-08-02 | 日本鋼管株式会社 | 低熱膨脹率高降状点非磁性鋼の製造方法 |
| JPS55154524A (en) * | 1979-05-18 | 1980-12-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Manufacture of nonmagnetic steel material having high yield ratio and high proportional limit ratio |
| JPS5867824A (ja) * | 1981-10-17 | 1983-04-22 | Kawasaki Steel Corp | 高靭性高マンガン非磁性鋼の熱間加工方法 |
-
1976
- 1976-06-10 JP JP51068313A patent/JPS5926647B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62107824U (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-09 | ||
| CN105886947A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-08-24 | 和县隆盛精密机械有限公司 | 一种耐磨锥柄麻花钻头及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52150722A (en) | 1977-12-14 |
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