JPS5938298B2 - 窒化処理用マルテンサイトステンレス鋼 - Google Patents
窒化処理用マルテンサイトステンレス鋼Info
- Publication number
- JPS5938298B2 JPS5938298B2 JP13076277A JP13076277A JPS5938298B2 JP S5938298 B2 JPS5938298 B2 JP S5938298B2 JP 13076277 A JP13076277 A JP 13076277A JP 13076277 A JP13076277 A JP 13076277A JP S5938298 B2 JPS5938298 B2 JP S5938298B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- grain size
- swelling
- nitriding treatment
- ferrite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は表面硬化処理に係り、特に処理により表面層の
脹れ及び剥離現象の発生を防止した新規な窒化処理用鋼
に関する。
脹れ及び剥離現象の発生を防止した新規な窒化処理用鋼
に関する。
表面硬化処理は、機構部材の表面を硬化するので、処理
層の性質を改善する。
層の性質を改善する。
中でも５００〜６００℃で処理する窒化処理は、材料表
層部に窒素を浸入拡散させるが、鋼種によつては窒素の
浸入拡散した表層部を著しく硬化させることができる。
したがつて機器機構部の摩擦接触部に耐摩粍性を賦与す
る場合、その一つの方法として従来より窒化処理が行わ
れており、出願者らも上述の目的から窒化処理を施し好
結果を得ている。しかし通常の窒化処理において処理後
の性質、すなわち窒化層の硬さ及び深さには満足する結
果が得られているか、処理自体によつて発生したと考え
られる窒化層表面の点状脹れ（０．２〜２．０ｍｍφ）
あるいは脹れ部が剥離したと思われる剥離現象がしばし
ば見られ、これらの現象の発生した部材を機器機構部に
適用した場合著し＜機能を低下する。特にマルテンサイ
ト系ステンレス鋼（ＪＩＳＳＵＳ４０３）において、こ
れらの発生頻度が著しく、これらの現象が発生した場合
その部材を不良としなければならず経済的にも損支が大
で、これらの問題に対する解決に苦慮していた。窒化処
理において、窒化層表面に発生する脹れ及び剥離現象を
皆無にし良好な窒化処理品を得る目的により、これら現
象がかなりの頻度で発生する１３Ｃｒステンレス鋼（Ｓ
ＵＳ４０３）について種々の研究を行つた。
層部に窒素を浸入拡散させるが、鋼種によつては窒素の
浸入拡散した表層部を著しく硬化させることができる。
したがつて機器機構部の摩擦接触部に耐摩粍性を賦与す
る場合、その一つの方法として従来より窒化処理が行わ
れており、出願者らも上述の目的から窒化処理を施し好
結果を得ている。しかし通常の窒化処理において処理後
の性質、すなわち窒化層の硬さ及び深さには満足する結
果が得られているか、処理自体によつて発生したと考え
られる窒化層表面の点状脹れ（０．２〜２．０ｍｍφ）
あるいは脹れ部が剥離したと思われる剥離現象がしばし
ば見られ、これらの現象の発生した部材を機器機構部に
適用した場合著し＜機能を低下する。特にマルテンサイ
ト系ステンレス鋼（ＪＩＳＳＵＳ４０３）において、こ
れらの発生頻度が著しく、これらの現象が発生した場合
その部材を不良としなければならず経済的にも損支が大
で、これらの問題に対する解決に苦慮していた。窒化処
理において、窒化層表面に発生する脹れ及び剥離現象を
皆無にし良好な窒化処理品を得る目的により、これら現
象がかなりの頻度で発生する１３Ｃｒステンレス鋼（Ｓ
ＵＳ４０３）について種々の研究を行つた。
その結果窒化処理において最も効果のある処理温度５０
０〜６００℃の間において、アンモニアガスの分解度の
変化及び１処理工程において温度とガス分解度を変化さ
せる通常２段窒化処理すなわち表１における処理条件と
窒化層表面に発生する脹れあるいは剥離現象との間には
有意差はなく関係ないことがわかつた。これらの実、験
において、上述の現象の有無の窒化層深さ及びその硬さ
はほぼ同じ値を示し、窒化層深さ及び硬さには影響しな
いが、処理条件において有意差が認められないことから
脹れ及び剥離現象の発生は材質的要因に基すくものと考
えられた。そこで第１表に示す化学組成のＳ［ＪＳ４０
３の規格範囲のものについて、材料のミクロ組織と脹れ
及び剥離現象との関係について研究した結果、材料の結
晶粒度とδフエライト量に起因していることがわかつた
。本発明の目的は、窒化層表面に発生する脹れあるいは
剥離現象を防止した窒化処理用マルテンサイトステンレ
ス鋼を提供するにある。本発明は、重量で、ＣＯ．ｌ５
％以下、ＳｉＯ．５Ｏ％以下、Ｍｎｌ，ＯＯ％以下、Ｐ
Ｏ．Ｏ４ＯＯｌ）以下、ＳＯ．Ｏ３Ｏ％以下、ＮｌＯ．
６Ｏ％以下、Ｃｒｌｌ．５Ｏ〜１３．００％及び残部Ｆ
ｅからなる鋼の結晶粒の大きさをＪＩＳ規格のオーステ
ナイト結晶粒度番号で４〜１０とし、更に鋼のδフエラ
イト量を面積率で３０１）以下とすることを特徴とする
。ここで結晶粒度を．Ｉ；．４〜１０としたのは、δフ
エライト量との関連性からで、結晶粒度？４以下では、
δフエライト量の有無に関係なく上述の現象が発生する
ためである。また結晶粒度Ｆｉ）．１０以下としたのは
、これ以上としても脹れ及び剥離現象に対する効果はほ
ぼ同じであるためである。次にδフエライト量を３０ｔ
）以下としたのは、結晶粒度煮４〜１０の範囲において
、これ以上では、脹れ及び剥離現象が発生するためであ
り、望むならばＯ（１６が最も良い。１３Ｃｒステンレ
ス鋼において、δフエライトとＣ％との間には関係あり
、δフエライト量をＣ％から限定するならば焼入加熱温
度約９３０〜１１００℃の間において、Ｃ（！）０．０
９以上とすればδフエライト量は３％以下となる。
０〜６００℃の間において、アンモニアガスの分解度の
変化及び１処理工程において温度とガス分解度を変化さ
せる通常２段窒化処理すなわち表１における処理条件と
窒化層表面に発生する脹れあるいは剥離現象との間には
有意差はなく関係ないことがわかつた。これらの実、験
において、上述の現象の有無の窒化層深さ及びその硬さ
はほぼ同じ値を示し、窒化層深さ及び硬さには影響しな
いが、処理条件において有意差が認められないことから
脹れ及び剥離現象の発生は材質的要因に基すくものと考
えられた。そこで第１表に示す化学組成のＳ［ＪＳ４０
３の規格範囲のものについて、材料のミクロ組織と脹れ
及び剥離現象との関係について研究した結果、材料の結
晶粒度とδフエライト量に起因していることがわかつた
。本発明の目的は、窒化層表面に発生する脹れあるいは
剥離現象を防止した窒化処理用マルテンサイトステンレ
ス鋼を提供するにある。本発明は、重量で、ＣＯ．ｌ５
％以下、ＳｉＯ．５Ｏ％以下、Ｍｎｌ，ＯＯ％以下、Ｐ
Ｏ．Ｏ４ＯＯｌ）以下、ＳＯ．Ｏ３Ｏ％以下、ＮｌＯ．
６Ｏ％以下、Ｃｒｌｌ．５Ｏ〜１３．００％及び残部Ｆ
ｅからなる鋼の結晶粒の大きさをＪＩＳ規格のオーステ
ナイト結晶粒度番号で４〜１０とし、更に鋼のδフエラ
イト量を面積率で３０１）以下とすることを特徴とする
。ここで結晶粒度を．Ｉ；．４〜１０としたのは、δフ
エライト量との関連性からで、結晶粒度？４以下では、
δフエライト量の有無に関係なく上述の現象が発生する
ためである。また結晶粒度Ｆｉ）．１０以下としたのは
、これ以上としても脹れ及び剥離現象に対する効果はほ
ぼ同じであるためである。次にδフエライト量を３０ｔ
）以下としたのは、結晶粒度煮４〜１０の範囲において
、これ以上では、脹れ及び剥離現象が発生するためであ
り、望むならばＯ（１６が最も良い。１３Ｃｒステンレ
ス鋼において、δフエライトとＣ％との間には関係あり
、δフエライト量をＣ％から限定するならば焼入加熱温
度約９３０〜１１００℃の間において、Ｃ（！）０．０
９以上とすればδフエライト量は３％以下となる。
したがつてＳＵＳ４Ｏ３鋼では、窒化処理における窒化
層表面に発生する脹れ及び剥離現象を防止するためには
、結晶粒度を▲４〜１０とし、本鋼のＣ％を０．０９〜
０．１５としても達成できることが知られる。実施例 第１表に示す化学組成（重量％）の材料について、第２
表に示すガス窒化処理条件、すなわちＮＨ３ガスの分解
度及び処理温度を変化させ、窒化層表面に発生する脹れ
及び剥離現象との関係を求めた。
層表面に発生する脹れ及び剥離現象を防止するためには
、結晶粒度を▲４〜１０とし、本鋼のＣ％を０．０９〜
０．１５としても達成できることが知られる。実施例 第１表に示す化学組成（重量％）の材料について、第２
表に示すガス窒化処理条件、すなわちＮＨ３ガスの分解
度及び処理温度を変化させ、窒化層表面に発生する脹れ
及び剥離現象との関係を求めた。
その結果処理条件による有意差は認められず処理条件が
影響するものでないことがわかつた。図は、第１表の化
学組成内にある材料について、第２表の石６窒化条件に
より処理し、各材料の結晶粒度及びδフエライト量と脹
れ及び剥離現象との関係を示したものである。
影響するものでないことがわかつた。図は、第１表の化
学組成内にある材料について、第２表の石６窒化条件に
より処理し、各材料の結晶粒度及びδフエライト量と脹
れ及び剥離現象との関係を示したものである。
この場合のδフエライト量は、面積率で３％以下を無し
（●印）、それ以上のものを有（▲印）として整理した
ものである。これより知られるように結晶粒度煮４を境
いにして、これより微細では脹れあるいは剥離現象は発
生しにくくなつていることがわかる。これら現象の発生
度合は、結晶粒度ばかりでなくδフエライト量とも関係
していることがわかる。すな・わちδフエライトが存在
しても結晶粒度が微細になるほど脹れ及び剥離現象の発
生度合は低下することがこの図から知られ、結晶粒度が
？３と大きい場合、脹れ及び剥離現象発生度合として区
分した最大の４を示し著しく発生することがわかる。こ
のことから脹れ及び剥離現象の発生を皆無にするために
は、δフエライトを無くし、また結晶粒度を煮４以上と
すれば良いことがわかる。脹れ及び剥離現象の発生度合
は大（４）．小（３）、微小（２）、まだら状（１）、
なし（０）の等級で表わした。δフエライト量は、本組
成範囲内においては、Ｃ（ｆｌ）と密接な関係があり、
焼入加熱温度約９３０〜１１００℃の範囲では、０．０
９％以上含有すればδフエライトは無くなる。したがつ
てδフエライトを無くするためにはＣ％を０．０９（ｆ
）以上とし、その上限を本鋼の組成規格範囲の最大値０
．１５０／）とすれば良い。Ｃ％を０．１５％以上にし
たくないのは、規格ノ値化のみならず、これ以上になる
と遊離セメンタイトが析出湯合があること、また本鋼を
窒化処理後高温状態で用いると機械的性質を低下させる
からである。
（●印）、それ以上のものを有（▲印）として整理した
ものである。これより知られるように結晶粒度煮４を境
いにして、これより微細では脹れあるいは剥離現象は発
生しにくくなつていることがわかる。これら現象の発生
度合は、結晶粒度ばかりでなくδフエライト量とも関係
していることがわかる。すな・わちδフエライトが存在
しても結晶粒度が微細になるほど脹れ及び剥離現象の発
生度合は低下することがこの図から知られ、結晶粒度が
？３と大きい場合、脹れ及び剥離現象発生度合として区
分した最大の４を示し著しく発生することがわかる。こ
のことから脹れ及び剥離現象の発生を皆無にするために
は、δフエライトを無くし、また結晶粒度を煮４以上と
すれば良いことがわかる。脹れ及び剥離現象の発生度合
は大（４）．小（３）、微小（２）、まだら状（１）、
なし（０）の等級で表わした。δフエライト量は、本組
成範囲内においては、Ｃ（ｆｌ）と密接な関係があり、
焼入加熱温度約９３０〜１１００℃の範囲では、０．０
９％以上含有すればδフエライトは無くなる。したがつ
てδフエライトを無くするためにはＣ％を０．０９（ｆ
）以上とし、その上限を本鋼の組成規格範囲の最大値０
．１５０／）とすれば良い。Ｃ％を０．１５％以上にし
たくないのは、規格ノ値化のみならず、これ以上になる
と遊離セメンタイトが析出湯合があること、また本鋼を
窒化処理後高温状態で用いると機械的性質を低下させる
からである。
窒化処理により、窒化層表面に点状（約０．２〜２．０
ｍＩｎφ）脹れ及び剥離現象の発生したものを摩擦接触
部に適用した場合異常摩耗の原因となつていた。
ｍＩｎφ）脹れ及び剥離現象の発生したものを摩擦接触
部に適用した場合異常摩耗の原因となつていた。
したがつてこれら現象の発生を防止でき異常摩耗等の問
題がなくなつた。またこれらが発生した場合、それら部
品を再表しなければならなかつたので経済的にも有利で
ある。
題がなくなつた。またこれらが発生した場合、それら部
品を再表しなければならなかつたので経済的にも有利で
ある。
図は結晶粒度と膨れ発生度との関係を示す線図である。
Claims (1)
- １ 重量で、Ｃ０．１５％以下、Ｓｉ０．５０％以下、
Ｍｎ１．００％以下、Ｐ０．０４０％以下、Ｓ０．０３
０％以下、Ｎｉ０．６０％以下、Ｃｒ１１．５０〜１３
．００％及び残部Ｆｅからなる鋼の結晶粒の大きさがＪ
ＩＳ規格のオーステナイト結晶粒度番号で４〜１０であ
り、前記鋼のδフェライト量が面積率で３％以下である
ことを特徴とする窒化処理用マルテンサイトステンレス
鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13076277A JPS5938298B2 (ja) | 1977-11-02 | 1977-11-02 | 窒化処理用マルテンサイトステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13076277A JPS5938298B2 (ja) | 1977-11-02 | 1977-11-02 | 窒化処理用マルテンサイトステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5465140A JPS5465140A (en) | 1979-05-25 |
| JPS5938298B2 true JPS5938298B2 (ja) | 1984-09-14 |
Family
ID=15042039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13076277A Expired JPS5938298B2 (ja) | 1977-11-02 | 1977-11-02 | 窒化処理用マルテンサイトステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5938298B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106637057A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-05-10 | 滨中元川金属制品（昆山）有限公司 | 一种高硬度不锈钢的制备工艺 |
-
1977
- 1977-11-02 JP JP13076277A patent/JPS5938298B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106637057A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-05-10 | 滨中元川金属制品（昆山）有限公司 | 一种高硬度不锈钢的制备工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5465140A (en) | 1979-05-25 |
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