JPS61130461A - 熱間加工性にすぐれた含窒素２相系ステンレス鋼 - Google Patents
熱間加工性にすぐれた含窒素２相系ステンレス鋼Info
- Publication number
- JPS61130461A JPS61130461A JP59252245A JP25224584A JPS61130461A JP S61130461 A JPS61130461 A JP S61130461A JP 59252245 A JP59252245 A JP 59252245A JP 25224584 A JP25224584 A JP 25224584A JP S61130461 A JPS61130461 A JP S61130461A
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- stainless steel
- hot workability
- corrosion resistance
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、熱間加工性にすぐれた含窒素２相系ステンレ
ス鋼に関する。
ス鋼に関する。
化学工業用熱交換器等のように耐応力腐食割れ性が要求
される用途には、従来、代表的に２相系ステンレス鋼で
あるＡＳＭＢ ＳＡ ６６９鋼が使用されている。しか
し、このステンレス鋼は、溶接に際しての高温加熱時に
フェライト量が多くなり、その後の冷却時にフェライト
粒界にＣｒ炭化物が析出する結果、溶接熱影響部を含む
溶接部の耐食性が劣化する問題を有する。
される用途には、従来、代表的に２相系ステンレス鋼で
あるＡＳＭＢ ＳＡ ６６９鋼が使用されている。しか
し、このステンレス鋼は、溶接に際しての高温加熱時に
フェライト量が多くなり、その後の冷却時にフェライト
粒界にＣｒ炭化物が析出する結果、溶接熱影響部を含む
溶接部の耐食性が劣化する問題を有する。
このような溶接部の耐食性の劣化を防止するために、オ
ーステナイト生成元素であるＮを鋼に加え、高温加熱部
にオーステナイト相を残存させるよもにした含Ｎ２相系
ステンレス鋼が既に提案されているが（特公昭５９−５
６６２号公報）、シかし、かかる含Ｎ２相・系ステンレ
ス鋼は、Ｎが主としてオーステナイト相に固溶する結果
、オーステナイトとフェライトの熱間変形抵抗の差が著
しく大きくなり、オーステナイトとフェライトとの境界
において割れが生じやすく、従って、熱間加工性に劣る
。
ーステナイト生成元素であるＮを鋼に加え、高温加熱部
にオーステナイト相を残存させるよもにした含Ｎ２相系
ステンレス鋼が既に提案されているが（特公昭５９−５
６６２号公報）、シかし、かかる含Ｎ２相・系ステンレ
ス鋼は、Ｎが主としてオーステナイト相に固溶する結果
、オーステナイトとフェライトの熱間変形抵抗の差が著
しく大きくなり、オーステナイトとフェライトとの境界
において割れが生じやすく、従って、熱間加工性に劣る
。
即ち、鋼塊の分塊方法には、一般に、分塊鍛造と分塊圧
延とがあるが、実用的且つ経済的に分塊するには分塊圧
延によることが必須である。そこで、本発明者らは、含
Ｎ２相系ステンレス鋼の熱間加工性を改善するために鋭
意研究した結果、特に、鋼におけるＳ量及びＣａ量を規
制すると共に、これらの量を相互に関連させることによ
り、すぐれた耐応力腐食割れ性を保持すると共に、分塊
圧延し得る含Ｎ２相系ステンレス鋼を得ることができる
ことを見出して、本発明に至ったものである。
延とがあるが、実用的且つ経済的に分塊するには分塊圧
延によることが必須である。そこで、本発明者らは、含
Ｎ２相系ステンレス鋼の熱間加工性を改善するために鋭
意研究した結果、特に、鋼におけるＳ量及びＣａ量を規
制すると共に、これらの量を相互に関連させることによ
り、すぐれた耐応力腐食割れ性を保持すると共に、分塊
圧延し得る含Ｎ２相系ステンレス鋼を得ることができる
ことを見出して、本発明に至ったものである。
本発明による熱間加工性にすぐれる含Ｎ２相系ステンレ
ス鋼は、重量％で Ｃ０．０３％以下、 Ｓｉ０．３〜２．０％、 Ｍｎ ０．４〜４．０％、 Ｃｒ １６〜２２％、 Ｎｉ ４〜７％、 Ｍｏ ２〜４％、 Ｎ ０．０６〜０．２０％、 Ｓ ０．００５％以下、 Ｃａ ０．００１〜０．０１％ を含有し、且つ、Ｃａ ／ Ｓ≧１．５を満足し、残部
が鉄及び不可避的不純物からなることを特徴とする。
ス鋼は、重量％で Ｃ０．０３％以下、 Ｓｉ０．３〜２．０％、 Ｍｎ ０．４〜４．０％、 Ｃｒ １６〜２２％、 Ｎｉ ４〜７％、 Ｍｏ ２〜４％、 Ｎ ０．０６〜０．２０％、 Ｓ ０．００５％以下、 Ｃａ ０．００１〜０．０１％ を含有し、且つ、Ｃａ ／ Ｓ≧１．５を満足し、残部
が鉄及び不可避的不純物からなることを特徴とする。
本発明者らは、９５０〜１２００℃の範囲の温度におい
て、含Ｎ２相系ステンレス鋼を分塊圧延し得るには、鋼
塊から採取した試料が高温高速引張試験において、約６
０％以上の絞り値を有することが必要であることを見出
した。図面に０．０２Ｇ−２０Ｃｒ−５Ｎｉ−３Ｍｏ−
０，ＩＮ綱を基本鋼とし、これに種々の量のＣａ及びＳ
を添加し、９５０〜１２００℃の高温高速引張試験にお
ける絞り値との関係を調べた結果を示す０図面において
、○は絞り値が約６０％以上を示し、×は絞り値が約６
０％より小さい場合があることを示す、この結果から明
らかなように、９５０〜１２００℃の温度において、分
塊圧延に必要な約６０％以上の絞り値を鋼が有するため
には、Ｓをｏ、 ｏ ｏ ｓ％以下、Ｃａを０．００１
〜０．０１％とすると共に、Ｃａ ／ Ｓ重量比を１、
５以上とすることが必要である。
て、含Ｎ２相系ステンレス鋼を分塊圧延し得るには、鋼
塊から採取した試料が高温高速引張試験において、約６
０％以上の絞り値を有することが必要であることを見出
した。図面に０．０２Ｇ−２０Ｃｒ−５Ｎｉ−３Ｍｏ−
０，ＩＮ綱を基本鋼とし、これに種々の量のＣａ及びＳ
を添加し、９５０〜１２００℃の高温高速引張試験にお
ける絞り値との関係を調べた結果を示す０図面において
、○は絞り値が約６０％以上を示し、×は絞り値が約６
０％より小さい場合があることを示す、この結果から明
らかなように、９５０〜１２００℃の温度において、分
塊圧延に必要な約６０％以上の絞り値を鋼が有するため
には、Ｓをｏ、 ｏ ｏ ｓ％以下、Ｃａを０．００１
〜０．０１％とすると共に、Ｃａ ／ Ｓ重量比を１、
５以上とすることが必要である。
また、Ｎは、耐孔食性、耐隙間腐食性及び耐全面腐食性
を改善する効果を有するが、特に、オーステナイト生成
元素として溶接部の耐食性を確保するために、必要不可
欠の元素である。本発明鋼においては、かかる効果を有
効に得るために、少なくとも０．０６％の添加を必要と
する。しかし、Ｎはガス成分であるために、過度に添加
するときは造塊時に起泡を発生して、健全な鋼塊を得る
ことを困難とするので、添加量の上限は０．２０％とす
る。
を改善する効果を有するが、特に、オーステナイト生成
元素として溶接部の耐食性を確保するために、必要不可
欠の元素である。本発明鋼においては、かかる効果を有
効に得るために、少なくとも０．０６％の添加を必要と
する。しかし、Ｎはガス成分であるために、過度に添加
するときは造塊時に起泡を発生して、健全な鋼塊を得る
ことを困難とするので、添加量の上限は０．２０％とす
る。
本発明による含窒素２相系ステンレス鋼において、その
他の合金元素の限定理由は次のとおりである。
他の合金元素の限定理由は次のとおりである。
Ｃは、結晶粒界にＣｒｔ３Ｃｈとして析出するとき、粒
界腐食や粒界応力腐食割れの原因となる。特に、溶接部
におけるこれらの腐食を防止するためには、Ｃの添加量
は０．０３％以下に抑えることが必要である。
界腐食や粒界応力腐食割れの原因となる。特に、溶接部
におけるこれらの腐食を防止するためには、Ｃの添加量
は０．０３％以下に抑えることが必要である。
Ｓｔは、脱酸剤として必要であると共に、耐孔食性及び
耐粒内応力腐食割れ性の改善にも有効であり、少なくと
も０．３％の添加が必要である。しかし、過剰に加える
ときは、熱間加工性を劣化させるので、その添加量の上
限は２．０％とする必要がある。
耐粒内応力腐食割れ性の改善にも有効であり、少なくと
も０．３％の添加が必要である。しかし、過剰に加える
ときは、熱間加工性を劣化させるので、その添加量の上
限は２．０％とする必要がある。
Ｍｎも脱酸剤として添加され、更に、本発明鋼において
、オーステナイト組織を安定化すると共に、Ｎの固溶度
を増す効果を発揮させるために少なくとも０．４％の添
加が必要である。しかし、過多に添加するときは、熱間
加工性や耐食性を劣化させるので、その添加量は４．０
％以下の範囲とする。
、オーステナイト組織を安定化すると共に、Ｎの固溶度
を増す効果を発揮させるために少なくとも０．４％の添
加が必要である。しかし、過多に添加するときは、熱間
加工性や耐食性を劣化させるので、その添加量は４．０
％以下の範囲とする。
また、Ｃｒは鋼の一般耐食性を向上させるための必須の
合金成分であり、特に、塩化物に対する耐食性を確保す
るために１６％以上を添加することが必要である。しか
し、過多に添加するときは、σ相等の金属間化合物を析
出して、靭性を劣化させるので、上限を２２％とする。
合金成分であり、特に、塩化物に対する耐食性を確保す
るために１６％以上を添加することが必要である。しか
し、過多に添加するときは、σ相等の金属間化合物を析
出して、靭性を劣化させるので、上限を２２％とする。
Ｎｔは、鋼の機械的性質、加工性及び一般耐食性を改善
し、鋼の組織をオーステナイトとフエライトの２相＆ｌ
織とするために必要であり、特に、耐食性の観点から望
ましいフェライト量３０〜７０％を得るために、本発明
鋼においては、Ｎｉ量を４〜７％の範囲に限定する。
し、鋼の組織をオーステナイトとフエライトの２相＆ｌ
織とするために必要であり、特に、耐食性の観点から望
ましいフェライト量３０〜７０％を得るために、本発明
鋼においては、Ｎｉ量を４〜７％の範囲に限定する。
Ｍｏは、鋼の耐食性、特に、耐孔食性、耐隙間腐食性及
び耐全面腐食性の改善に必要不可欠の元素であり、本発
明においては、少なくとも２％を添加する。しかし、過
多に添加するときは、Ｃｒと同様に、金属間化合物を析
出して、脆化の原因となるので、添加量は４％以下の範
囲とする。
び耐全面腐食性の改善に必要不可欠の元素であり、本発
明においては、少なくとも２％を添加する。しかし、過
多に添加するときは、Ｃｒと同様に、金属間化合物を析
出して、脆化の原因となるので、添加量は４％以下の範
囲とする。
以下に実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。
実施例
第１表に示す化学成分組成の２相系ステンレス鋼を高周
波誘導炉にて溶製し、５０ｋｇ鋼塊を得た。
波誘導炉にて溶製し、５０ｋｇ鋼塊を得た。
これら鋼塊を１２５０℃の温度で１０時間加熱して均熱
処理を施した後、半裁し、一方はそのままから高温高速
引張試験片を採取し、応力腐食割れ試験片に加工した。
処理を施した後、半裁し、一方はそのままから高温高速
引張試験片を採取し、応力腐食割れ試験片に加工した。
高温高速引張試験は、引張試験片を高周波加熱によって
１２００℃、１１５０℃、１１００℃、１０５０℃、１
０００℃又は９５０℃の温度にそれぞれ加熱、保持し、
歪速度、１．０ ／秒の速度で引張破断させ、絞り値を
求めることにより行った。
１２００℃、１１５０℃、１１００℃、１０５０℃、１
０００℃又は９５０℃の温度にそれぞれ加熱、保持し、
歪速度、１．０ ／秒の速度で引張破断させ、絞り値を
求めることにより行った。
また、応力腐食割れ試験片の製作及び試験方法のとおり
である。即ち、上記鋼塊を熱間鍛造、熱間圧延及び冷間
圧延を経て、最終的に厚さ４１１ｍの鋼板とした後、１
０５０℃で３０分間加熱後、水冷する溶体化処理を施し
、更に、溶接継手を模擬するためにＴＩＧ法によるリメ
ルトを行なった。
である。即ち、上記鋼塊を熱間鍛造、熱間圧延及び冷間
圧延を経て、最終的に厚さ４１１ｍの鋼板とした後、１
０５０℃で３０分間加熱後、水冷する溶体化処理を施し
、更に、溶接継手を模擬するためにＴＩＧ法によるリメ
ルトを行なった。
この試験片からリメルト部が長手方向の中央部に位置す
るように、厚さ２ＩＩｍ、幅１５ｍ及び長さ６５酊の腐
食試験片を採取し、２枚重ねてＵ字曲げ加工し、ＳＯＳ
３１６製ボルト及びナツトにより試験片両端を固定し
て二重Ｕ字状試験片を製作した。
るように、厚さ２ＩＩｍ、幅１５ｍ及び長さ６５酊の腐
食試験片を採取し、２枚重ねてＵ字曲げ加工し、ＳＯＳ
３１６製ボルト及びナツトにより試験片両端を固定し
て二重Ｕ字状試験片を製作した。
これを１２０℃の３％塩化ナトリウム＋１／２０ Ｍ硫
酸ナトリウム水溶液中に６週間浸漬することにより、応
力腐食割れ性を試験した。
酸ナトリウム水溶液中に６週間浸漬することにより、応
力腐食割れ性を試験した。
９５０〜１２００℃の高温高速引張試験と応力腐食割れ
試験の結果を第２表に示す。
試験の結果を第２表に示す。
第２表
「−
１で
比
第２表の高温高速引張試験において、○は９５０〜１２
００℃で絞り値が約６０％以上であることを示し、×は
絞り値が約６０％より小さい場合があったことを示す、
また、応力腐食割れ試験において、Ｏは応力腐食割れが
認められないことを、×は溶接熱影響部に粒界応力腐食
割れが発生したことを示す。
００℃で絞り値が約６０％以上であることを示し、×は
絞り値が約６０％より小さい場合があったことを示す、
また、応力腐食割れ試験において、Ｏは応力腐食割れが
認められないことを、×は溶接熱影響部に粒界応力腐食
割れが発生したことを示す。
本発明鋼はいずれの試験にも合格した。
比較鋼４はＮ含有量が低いため、高温高速引張試験では
６０％以上の絞り値を示したが、溶接熱影響部で粒界応
力腐食割れを生じた。一方、比較鋼５及び６は、適正量
のＮを含有するために溶接熱影響部の耐食性は良好であ
ったが、Ｃａ添加量が過少であるため、高温高速引張試
験で６０％以下の絞り値を示す場合があり、分解圧延の
適用は困難である。
６０％以上の絞り値を示したが、溶接熱影響部で粒界応
力腐食割れを生じた。一方、比較鋼５及び６は、適正量
のＮを含有するために溶接熱影響部の耐食性は良好であ
ったが、Ｃａ添加量が過少であるため、高温高速引張試
験で６０％以下の絞り値を示す場合があり、分解圧延の
適用は困難である。
以上のように、本発明鋼は、熱間加工性にすぐれている
と共に、塩化物環境下における耐食性にもすぐれている
ので、例えば、化学工業用熱交換器等への用途に好適に
使用することができる。
と共に、塩化物環境下における耐食性にもすぐれている
ので、例えば、化学工業用熱交換器等への用途に好適に
使用することができる。
図面は、鋼におけるＳ量及びＣａ量と高温高速引張試験
における絞り値との関係を示すグラフである。 ０ ０．００５ ０．０
１０Ｓ合肩量（％）
における絞り値との関係を示すグラフである。 ０ ０．００５ ０．０
１０Ｓ合肩量（％）
Claims (1)
- （１）重量％で Ｃ ０．０３％以下、 Ｓｉ ０．３〜２．０％、 Ｍｎ ０．４〜４．０％、 Ｃｒ １６〜２２％、 Ｎｉ ４〜７％、 Ｍｏ ２〜４％、 Ｎ ０．０６〜０．２０％、 Ｓ ０．００５％以下、 Ｃａ ０．００１〜０．０１％ を含有し、且つ、Ｃａ／Ｓ≧１．５を満足し、残部が鉄
及び不可避的不純物からなることを特徴とする熱間加工
性にすぐれた含窒素２相系ステンレス鋼。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59252245A JPS61130461A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | 熱間加工性にすぐれた含窒素２相系ステンレス鋼 |
| US06/795,413 US4664725A (en) | 1984-11-28 | 1985-11-06 | Nitrogen-containing dual phase stainless steel with improved hot workability |
| SE8505602A SE464636B (sv) | 1984-11-28 | 1985-11-27 | Kvaevehaltigt ferrit-austenitiskt rostfritt staal med hoeg varmbearbetbarhet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59252245A JPS61130461A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | 熱間加工性にすぐれた含窒素２相系ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61130461A true JPS61130461A (ja) | 1986-06-18 |
| JPS645101B2 JPS645101B2 (ja) | 1989-01-27 |
Family
ID=17234533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59252245A Granted JPS61130461A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | 熱間加工性にすぐれた含窒素２相系ステンレス鋼 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4664725A (ja) |
| JP (1) | JPS61130461A (ja) |
| SE (1) | SE464636B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004520491A (ja) * | 2001-04-27 | 2004-07-08 | リサーチ インスティチュート オブ インダストリアル サイエンス アンド テクノロジー | 優れた熱間加工性を持つ高マンガン二相ステンレス鋼及びその製造方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4828630A (en) * | 1988-02-04 | 1989-05-09 | Armco Advanced Materials Corporation | Duplex stainless steel with high manganese |
| JP6327633B2 (ja) * | 2013-09-19 | 2018-05-23 | セイコーインスツル株式会社 | 二相ステンレス鋼からなるダイヤフラム |
| CN115948698A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-04-11 | 广东省科学院新材料研究所 | 一种双相不锈钢材料及其在制备海水换热器中的应用 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4172716A (en) * | 1973-05-04 | 1979-10-30 | Nippon Steel Corporation | Stainless steel having excellent pitting corrosion resistance and hot workabilities |
| SE7705578L (sv) * | 1976-05-15 | 1977-11-16 | Nippon Steel Corp | Tvafasigt rostfritt stal |
| DE3024380C2 (de) * | 1980-06-25 | 1983-09-29 | Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf | Verwendung einer Stahllegierung |
-
1984
- 1984-11-28 JP JP59252245A patent/JPS61130461A/ja active Granted
-
1985
- 1985-11-06 US US06/795,413 patent/US4664725A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-11-27 SE SE8505602A patent/SE464636B/sv not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004520491A (ja) * | 2001-04-27 | 2004-07-08 | リサーチ インスティチュート オブ インダストリアル サイエンス アンド テクノロジー | 優れた熱間加工性を持つ高マンガン二相ステンレス鋼及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS645101B2 (ja) | 1989-01-27 |
| SE8505602L (sv) | 1986-05-29 |
| SE8505602D0 (sv) | 1985-11-27 |
| US4664725A (en) | 1987-05-12 |
| SE464636B (sv) | 1991-05-27 |
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