JPS60200952A - 大型厚肉オ−ステナイト系ステンレス鍛鋼 - Google Patents

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】 技術分野 大型厚肉化にともなうオーステナイト系ステンレス鍛鋼
の常温および高温における強度の低下を有利に回避する
ことに関して、この明細書で述べる技術内容は、鋼中０
．Ｎ量をむやみに増量することなく、微量のＭＯ、Ｈｂ
およびＶの複合添加による細粒化と析出強化、固溶強化
によって改善した常・高温強度のすぐれた大型厚肉オー
ステナイト系ステンレス鍛鋼についての開発成果を提案
するところにある。

問題点 従来より、幅広い用途に用いられるオーステナイト系ス
テンレス鋼として５ＵＳ８０４がよく知られているが、
この５ＵＳ８０４は大型厚肉鍛鋼成品としたとき・結晶
粒の微細化が困難となって粗粒になりやすく、かつ溶体
化処理後の冷却速度が遅いため、強度の低下を生じると
いう問題が生じている。

従来技術 このような強度低下を改善する方法として特開・昭５５
−１１９１５４号公報で、Ｇ、Ｎ１に増加することによ
ジ、（０＋Ｎ　）量に期待した強度の改善、又は微量の
Ｔｉ′Ｊｋ添加して結晶粒を微細化することに噛よる強
度の改善などが提案された。

しかしながら、前者の方法においては、多量の０又はＮ
に伴う新たな問題、すなわち耐応力腐食割れ性の劣化、
粒界における炭・窒化物の析出による耐食性の低下、お
よび溶接性の劣化などの問題が生じる。

また、後者の方法では結晶粒の微細化がある程度達成さ
れたにしても、大聖厚肉材では溶体化処理後の冷却速度
が遅くなるため、粗大な炭化物が析出し厚み７０騙以上
ともなると強度が著しく低下し、薄肉材で得られるよう
な強度は到底達成できない。

したがって、大型厚肉ステンレス鍛鋼の強度低下を耐応
力腐食割れ性などの他の特注を損なわずに改善するため
には上述の従来方法では不充分である゛ことがわかる。

発明の動機 上述の点に鑑み、Ｇ、Ｎ量をむやみに増電することなく
、大型厚肉オーステナイト系ステンレス鍛鋼の結晶粒粗
大化と溶体化処理の冷却速度低下にともなう粗大な炭化
物の析出による強度の低下を改善する方法について研究
全型ね、適ｔの０含有童において微量のＮｏ　、　Ｖ　
、およびＮｂ　ｉ複合含有させることによｐ　、Ｎｌ）
およびＶの微細な炭窒化物による結晶粒微細化と析出強
度のもとにＭ２８０６型炭化物の粗大化抑制効果さらに
ＭＯによる固溶強化の効果により、すぐれた常、高温強
度が耐応力腐食割れ性の劣化なしに実現され、大型厚肉
オーステナイト系ステンレス鋼を製造することが可能で
あることを発見した。

発明の目的 この発明は、オーステナイト系ステンレス鍛鋼の大型厚
肉化に伴う常温および高温における強度低下の有効な回
避を図ることを目的とする。

発明の構成 この発明は、 ｃ　：　ｏ、ｏａ重量％をこえ０．０８重量％以下Ｓｉ
：　１．０直量係以下 Ｉｎ：　２．０重量係以下 （ｊｒ：１７〜２０重量％ Ｎｉ：　８〜１２重量係 Ｍｏ：　０．１〜１．０重量％ Ｖ　：　０．０５〜０．５重量％ Ｎｂ：　０．０５〜０．３重量％ Ｎ　：　０．０８爪呈チ以下 を含み残部が実質的に１ｉ’ｅおよび不可避的不純物の
組成になることを特徴とする大型厚肉オーステナイト系
ステンレス鍛鋼である。

まず、この発明で成分組成を限定した理由について説明
する。

Ｃは、強ｇ−＋向上させるのに非常に有効な元素である
が、応力腐食割れ注を低下させるには、この含有が少な
い方がよいので０．０８％とした。また・Ｃ量がＯ，Ｏ
ａ％以下では強度の不足をきたすので、下限を０．０３
％とした。

ｓｉは・溶鋼の脱酸剤として必要であるが、多量に添加
する。と、溶接性を劣化するので、その含有を１．０％
以下とした。

Ｉｎは、脱酸剤およびオーステナイト形成元素であるが
、多量に添加すると加工性を害するので、その含有量を
２．０　％以下とした。

ＱｒおよびＮｉは、通常のオーステナイト系ステンレス
鋼に含有される程度で、必要なオーステナイト組成を有
するので、Ｏｒの含有量を１７〜２０チ、Ｎ１の含有量
は８〜１２％とした。

ＮはＣと同程度に強度を向上させる有効な元素であるが
、多量に添加すると溶接性を害するので・その含有を０
．０８％以下とした。

ＭＯ、ＶおよびＮｌ）はこの発明において大型厚肉ステ
ンレス鍛鋼の強度改善に重装な元素であり、Ｎｂ　、　
Ｖは結晶粒の微細化と析出強化、またＭＯは主として固
溶強化を図るために添加するものである。

ＭＯは強度改善に有効であり、かつ応力腐食割れ感受性
の上昇に影響するＱｒ炭化物の生成を抑制する効果があ
るが、Ｎｂ　、　Ｖとの複合添加の場合でも０．１％未
満ではその効果が得られず、また過剰に添加すると加工
性の劣化や脆化相の析出をきたすので経済性も考慮して
上限を】、０％とした。

Ｖ　、　Ｎｂは、その含有量が０．０５％未満では上記
の効果が得られず、また過剰に添加すると溶接性を損な
うので、Ｖ　：　０．０５〜０．５％、　Ｎｌ）　：　
０．０５〜０．３％とした。

この発明のオーステナイト系ステンレス鍛鋼の製造手順
は、次のとおりである。

転炉または電気炉溶製−造塊一鍛造一溶体化処理。

以下に、実施例をもってこの発明を具体的に説明する。

５ＵＳ８０４’！ｉ＝ベースに表１に示す化学成分を有
する（４）、　（Ｂ）　、　（０）　、　ＣＤ）　、（
ト））、伊）鋼（発明鋼〕と（Ｇ）。

卸、　（Ｉ）　、　（Ｊ）　、　（Ｋ）　、　（Ｌ）鋼
（比較鋼）を溶製し、大型厚肉鍛鋼の製造条件をシミュ
レートして鍛造板とした後溶体化処理を施した。

溶体化処理条件は、１０７０℃×８時間とし、冷却速度
は４００朋厚の製品全水冷した場合に相当する約り０℃
／分とした。

丑た（０）　Ｍと（３）調法冷却速度の影響を調べるた
め、とくに２℃／分〜２００℃／分の制御冷却を施した
。

このようにして製造した各階に、粒度の両足と常温およ
び５００℃での短時間引張り試験を行なった。粒度およ
び常温と５００℃における引張り試験結果を第２表に示
す。

また、冷却速度の影響に関し、発明鋼（Ｃ）とＴｉによ
り細粒化した比較鋼（８）についての常温および５００
℃における引張試験結果を第１図、第２図に示す。

結晶粒度については、第２表から明らかなように通常の
ＳＵＳ　８０４鋼（Ｇ）ではＡＳＴＭ粒度Ａ１，２と粗
粒であるのに対し、本発明鋼では粒度屋３．８〜５，６
と細粒化されている。

また発明鋼以外でもＮｂ、ＶまたはＴｉを添加した鋼（
Ｈｌ　、　（Ｉ）　、　（Ｊ）　、　（母および（Ｌ）
では粒度扁２，６〜１・、６と細粒化は達成されている
が、しかしながら常温と５００°Ｃに２ける引張試験結
果をみると、発明鋼は０．２％而面力、引張強さともに
各比較鋼に比しよシ旨い値を示している。

これは大型厚肉ステンし・ス鍛鋼の引張強度を改善する
ために、単なる細粒化では不十分で、溶体化処理後の冷
却速度の及ぼす影響を考ｋｌシた対策が必要であること
を示している。

この冷却速度の及ぼす影響については、第１図、第２図
から明らかのように、同じ結晶粒度でも発明鋼は厚肉と
なった場合の遅い冷却速度の領域で比較鋼よりも常温お
よび高温引張強度が優れている。

以上に述べた実施例からも明らかなように、大型厚肉オ
ーステナイト系ステンレス鍛鋼を製造した場合に生じる
常温および高温引張強度の低下を、０、Ｎ量を増量する
ことなく、すなわち耐応力腐食割れ注、溶接性を害する
ことなく、微量のＭＯ。

■およびＮｂヲ複合添加することにより結晶粒の細粒化
と析出強化、同浴強化によって改善することができる。

発明の効果 この発明によって常温および高温引張強度と耐応力腐食
肉刺れ註に優れた大型厚肉オーステナ１ト糸ステンレス
鍛鋼が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、溶体化処理後の冷却速度が常温における引張
強度に及ぼす影響ヲ示すグラフ、第２図は、溶体化処理
後の冷却速度が５００°０°における引張強度に及ぼす
影響を示すグラフである。 特許出願人　川崎製鉄株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｉ、ｃ：ｏ、ｏｇ重量％全こえ０．０８重量％以下Ｓｉ
   ：　１．０重量製以下 Ｍｎ；　２．０軍蓋係以下 Ｃｒ：　１７〜２０　重’１ｉｊｉ−％Ｎ１：８〜１２
   重量係 Ｎｏ：　０．１〜１．Ｏｉ量チ Ｖ　：　０．０５〜０．５重量係 Ｎｂ：　０．０５〜０．３重量係 Ｎｅｏ。０８重量％以下 を含み残部が笑實的にＦｅおよび不可避的不純物の組成
   に成ることを特徴とする大型厚肉オーステナイト系ステ
   ンレス鍛鋼。