JPS5939497B2 - Maraging steel with excellent delayed fracture resistance - Google Patents

Maraging steel with excellent delayed fracture resistance

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JPS5939497B2
JPS5939497B2 JP3573177A JP3573177A JPS5939497B2 JP S5939497 B2 JPS5939497 B2 JP S5939497B2 JP 3573177 A JP3573177 A JP 3573177A JP 3573177 A JP3573177 A JP 3573177A JP S5939497 B2 JPS5939497 B2 JP S5939497B2
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Japan
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delayed fracture
maraging steel
steel
maraging
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JP3573177A
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哲男 加藤
彰一 福井
紀興 上原
顕一 綱川
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水素環境下における遅れ破壊抵抗がきわめて
優れたマルエージング鋼に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a maraging steel that has excellent delayed fracture resistance in a hydrogen environment.

マルエージング鋼は極低炭素の高Ni系マルテンサイ
ト鋼に時効硬化元素を添加し、マルテンサイト地で時効
硬化する合金であり、適切な熱処理により100kg/
一以上の引張強さが得られる超高力鋼としてよく知られ
ている。
Maraging steel is an alloy made by adding age-hardening elements to ultra-low carbon, high Ni-based martensitic steel and age-hardening in martensite.
It is well known as an ultra-high strength steel that has a tensile strength of 1 or more.

マルエージング鋼は他の低合金鋼や中合金鋼に比較し
て切欠靭性がすぐれているため、安全性が重要視される
Maraging steel has superior notch toughness compared to other low-alloy steels and medium-alloy steels, so safety is important.

例えば宇宙航空機用の各種部品、超高圧部品などに使用
されている。しかし一方において高い強度を有する鋼は
特殊な環境下では時間依存型の破壊すなわち遅れ破壊が
発生する危険があることはよく知られており、大気環境
下では他の鋼に比較していちじるしく切欠靭性の高いマ
ルエージング鋼においても例外ではない。 そこで本発
明者等は遅れ破壊にたいしてより安全なマルエージング
鋼を開発するために膨大な研究を行ってきた結果以下に
示すマルエージング鋼は水素環境下における遅れ破壊特
性がきわめて優れていることを見い出した。
For example, it is used in various parts for spacecraft, ultra-high pressure parts, etc. However, on the other hand, it is well known that steels with high strength are at risk of time-dependent fracture, that is, delayed fracture, in special environments, and in atmospheric environments they exhibit significantly lower notch toughness than other steels. High maraging steel is no exception. Therefore, the inventors of the present invention have conducted extensive research in order to develop a maraging steel that is safer against delayed fracture, and have discovered that the maraging steel shown below has extremely excellent delayed fracture characteristics in a hydrogen environment. Ta.

すなわち本発明はC:0003%以下、Si:0.10
%以下、Mn■0.10%以下、P:0.01%以下、
Cu:0.10%以下、Ni二10.0〜20.0%、
Cr:6.0%以下、Mo■ 2.0〜12、0%、C
o:16.0%以下、A[:0.50%以下、Ti:2
、0%以下、S二0.0010%以下、残部鉄よりなる
ことを特徴とする耐遅れ破壊性の優れたマルエージング
鋼である。 本発明者等は従来のマルエージング鋼を用
いて、遅れ破壊性におよぼす合金元素の影響を多くの実
験により調査した結果、不純物元素中のSが大きく影響
していることをつきとめた。
That is, in the present invention, C: 0003% or less, Si: 0.10%
% or less, Mn■0.10% or less, P:0.01% or less,
Cu: 0.10% or less, Ni 10.0-20.0%,
Cr: 6.0% or less, Mo■ 2.0-12, 0%, C
o: 16.0% or less, A[: 0.50% or less, Ti: 2
It is a maraging steel with excellent delayed fracture resistance, characterized by comprising 0.0% or less, S2 0.0010% or less, and the balance iron. The present inventors investigated the influence of alloying elements on delayed fracture properties through many experiments using conventional maraging steel, and as a result, they found that S in the impurity element has a large influence.

すなわち通常のマルエージング鋼では強化後の靭性を考
慮して、不純物元素量をきびしく制限しているものの0
.003%以上のSを含有しているのが普通である。し
かしながらSが0.003%以上も含有していると水素
環境下における遅れ破壊特性がきわめて低く不安定な状
態にあることが判明した。 そこで従来のマルエージン
グ鋼を基本組成としてS量を種々に変化させた鋼を用い
て促進試験による遅れ破壊特性を調査した結果、S量を
0.001%以下に少なくすれば遅れ破壊にたいする安
定性が著るしく増すことが判明した。以上の実験事実は
本発明者等によって初めて見出されたものであり、マル
エージング鋼の遅れ破壊特性の改善に大きく貢献できる
ものである。次に本発明に係るマルエージング鋼の成分
組成範囲の限定理由を以下に述べる。
In other words, in ordinary maraging steel, the amount of impurity elements is strictly limited in consideration of toughness after strengthening, but
.. Usually contains 0.003% or more of S. However, it has been found that when the S content is 0.003% or more, the delayed fracture properties in a hydrogen environment are extremely low and the steel is in an unstable state. Therefore, as a result of investigating the delayed fracture characteristics through accelerated tests using conventional maraging steel as the basic composition and varying the S content, we found that reducing the S content to 0.001% or less improves stability against delayed fracture. was found to increase significantly. The above experimental facts were discovered for the first time by the present inventors, and can greatly contribute to improving the delayed fracture characteristics of maraging steel. Next, the reason for limiting the composition range of the maraging steel according to the present invention will be described below.

本発明鋼の基本組成は従来から用いられている12Ni
,13Niおよび18Niマルエージング鋼の成分組成
を対象としたものであって、これらの鋼種を包含する組
成範囲としてC:0.03%以下、Si:0.I0%以
下、Mn:0.I0%以下、p:0.0t%以下、Cu
:0.10%以下、Ni:10.0〜20.0%、Cr
:6.0%以下、MO:2.0〜12.0%以下、CO
:16.0%以下、Al:0.50%以下、Ti:2.
0%以下に定めた。
The basic composition of the steel of the present invention is 12Ni, which is conventionally used.
, 13Ni, and 18Ni maraging steel, and the composition range that includes these steel types is C: 0.03% or less, Si: 0. I0% or less, Mn: 0. I0% or less, p: 0.0t% or less, Cu
: 0.10% or less, Ni: 10.0-20.0%, Cr
: 6.0% or less, MO: 2.0 to 12.0% or less, CO
: 16.0% or less, Al: 0.50% or less, Ti: 2.
It was set at 0% or less.

なお上記範囲内では遅れ破壊特性におよばすSの影響は
いずれも同様な傾向を示すことを詳細な実験により確認
している。Sは上述したごとく遅れ破壊特性をいちじる
しく劣化させるため極微量にする必要があり、最大0.
0010%以下に限定した。次に本発明マルエージング
鋼の特徴を実施例により詳細に説明する。
It has been confirmed through detailed experiments that within the above range, the influence of S on delayed fracture characteristics shows a similar tendency. As mentioned above, S significantly deteriorates the delayed fracture characteristics, so it needs to be kept in an extremely small amount, with a maximum of 0.
0010% or less. Next, the characteristics of the maraging steel of the present invention will be explained in detail using examples.

実施例 l 遅れ破壊特性におよぼすS量の影響を調査するために第
1表に示すごとく種々のS量を含有する18Ni−5M
0−9C0−0.8Tiを主成分とするマルエージング
鋼を溶製した。
Example 1 In order to investigate the influence of S content on delayed fracture characteristics, 18Ni-5M containing various S content as shown in Table 1 was prepared.
A maraging steel whose main component is 0-9C0-0.8Ti was produced.

上記の供試鋼を熱間加工により棒材とした後、溶体化−
時効処理により引張強さ210kg/一級に調質し、促
進式遅れ破壊試験片を採取した。上記試験片により0.
i%H(l水溶中における応力ー破断時間曲線を求めた
結果S量が少ないほど、同一負荷応力における破断時間
が長いことが確認できた。第1図はこれらの多くのデー
タの一例で曲げ応力300kg/1nifLの場合の破
断時間をS量で整理した図である。
After hot working the above test steel into a bar, it was solution-treated.
It was tempered to a tensile strength of 210 kg/first grade by aging treatment, and accelerated delayed fracture test pieces were taken. 0.0 with the above test piece.
As a result of determining the stress-rupture time curve in i%H (l aqueous solution), it was confirmed that the smaller the amount of S, the longer the rupture time under the same applied stress. Figure 1 shows an example of many of these data. It is a diagram in which the rupture time in the case of a stress of 300 kg/1 nifL is arranged by the amount of S.

同図よりS含有量が多い鋼はど破断までの寿命時間が短
かく、遅れ破壊特性に大きく影響していることがわかる
。通常のマルエージング鋼では0.003%程度のSが
含有されているが、これと比較して本発明マルエージン
グ鋼のようにS量を0.0010%以下とすることによ
り破断まての寿命時間が2倍以上に増加する。
From the figure, it can be seen that steel with a high S content has a short life time until fracture, which greatly affects the delayed fracture characteristics. Normal maraging steel contains about 0.003% S, but compared to this, the maraging steel of the present invention has a S content of 0.0010% or less, which shortens the life before breakage. The time will more than double.

実施例 2 工業的規模で生産された各種Ni量のマルエージング鋼
を準備し、これにたいしてS量を0.0010%以下に
調整した同一組成のマルエージング鋼を製造した。
Example 2 Maraging steels with various Ni contents produced on an industrial scale were prepared, and maraging steels of the same composition with the S content adjusted to 0.0010% or less were manufactured.

第2表に各供試材の化学成分を示した。第2表の供試材
を用いてM24のネジを有する大径ボルトを成形し、そ
れぞれの鋼様の常用強度に調質した後遅れ破壊試1験に
供した。遅れ破壊試験は第3表に示したごとくきわめて
苛酷な腐食環境を選び、供試ボルトにより締付られた実
験用鋼構造物を上記腐食環境中にさらした。なお締付け
応力はボルトに負荷される引張応力が当該ボルトの0.
2%耐力値の90%に相当する程度に締付けた。上記試
験において供試ボルトが破断するまでの寿命時間を測定
した結果を第3表に示した。
Table 2 shows the chemical components of each sample material. Large-diameter bolts with M24 threads were formed using the test materials shown in Table 2, and after being tempered to the usual strength of each steel, they were subjected to a delayed fracture test. For the delayed fracture test, an extremely severe corrosive environment was selected as shown in Table 3, and an experimental steel structure tightened with test bolts was exposed to the above corrosive environment. The tightening stress is defined as the tensile stress applied to the bolt when the bolt is 0.
It was tightened to an extent equivalent to 90% of the 2% proof stress value. Table 3 shows the results of measuring the life time until breakage of the test bolts in the above test.

同表にみられるようにS量を0.0010%以下に調整
した本発明マルエージング鋼により製造したボルトは、
従来から用いられている工業的規模で生産されたマルエ
ージング鋼により製造されたボルトにくらべて、どの腐
食環境下においても破断までの寿命時間が長く、遅れ破
壊にたいする安定性を有していることが明瞭に認められ
る。以上の実施例にみられるごとく本発明のマルエージ
ング鋼は不純物元素であるSが遅れ破壊特性をいちじる
しく低下させるという新規事実に基づいてS量を極く微
量化して遅れ破壊特性を改善したものであり、高い引張
強さと同時に遅れ破壊にたいする安全性が特に要求され
る例えば航空機用部品あるいは遠心分離機回転体などの
素材として信頼性の高い鋼を提供でき、本発明は極めて
工業的価値大なる発明である。
As shown in the table, bolts manufactured using the maraging steel of the present invention with an S content adjusted to 0.0010% or less are:
Compared to conventionally used bolts made from maraging steel produced on an industrial scale, it has a longer lifespan until fracture in any corrosive environment and has stability against delayed fracture. is clearly recognized. As seen in the above examples, the maraging steel of the present invention has improved delayed fracture characteristics by minimizing the amount of S based on the new fact that S, an impurity element, significantly reduces delayed fracture characteristics. This makes it possible to provide highly reliable steel as a material for, for example, aircraft parts or centrifuge rotating bodies, which particularly require high tensile strength and safety against delayed fracture, and the present invention is of great industrial value. It is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はマルエージング鋼の遅れ破壊特性におよぼすS
の影響を示す図である。
Figure 1 shows the effect of S on the delayed fracture characteristics of maraging steel.
FIG.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 C:0.03%以下、Si:0.10%以下、Mn
:0.10%以下、P:0.01%以下、Cu:0.1
0%以下、Ni:10.0〜20.0%、Cr:6.0
%以下、Mo:2.0〜12.0%、Co:16.0%
以下、Al:0.50%以下、Ti:2.0%以下、S
:0.0010%以下、残部鉄よりなることを特徴とす
る耐遅れ破壊性の優れたマルエージング鋼。
1 C: 0.03% or less, Si: 0.10% or less, Mn
: 0.10% or less, P: 0.01% or less, Cu: 0.1
0% or less, Ni: 10.0-20.0%, Cr: 6.0
% or less, Mo: 2.0 to 12.0%, Co: 16.0%
Below, Al: 0.50% or less, Ti: 2.0% or less, S
: A maraging steel with excellent delayed fracture resistance characterized by comprising 0.0010% or less, the balance being iron.
JP3573177A 1977-03-30 1977-03-30 Maraging steel with excellent delayed fracture resistance Expired JPS5939497B2 (en)

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