JPS61174361A - 焼入れ性と耐銹性の優れた低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼 - Google Patents
焼入れ性と耐銹性の優れた低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼Info
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- JPS61174361A JPS61174361A JP1608985A JP1608985A JPS61174361A JP S61174361 A JPS61174361 A JP S61174361A JP 1608985 A JP1608985 A JP 1608985A JP 1608985 A JP1608985 A JP 1608985A JP S61174361 A JPS61174361 A JP S61174361A
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- stainless steel
- rust resistance
- martensitic stainless
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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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、オートバイディスクブレーキ用など焼き入れ
硬化と耐食性が要求されるマルテンサイト系ステンレス
鋼に関するもので、焼入れ性と耐銹性の改善を目的とし
たものである。
硬化と耐食性が要求されるマルテンサイト系ステンレス
鋼に関するもので、焼入れ性と耐銹性の改善を目的とし
たものである。
（ロ）従来の技術
マルテンサイト系ステンレス鋼は、焼入れ硬化が可能で
あることから、耐食性が必要な強度部品に広く使用され
ている。特に、オートバイディスクブレーキには十分な
耐銹性と耐摩耗性が要求されることから、主として５Ｕ
Ｓ４２０Ｊ１鋼やＳＵＳ ４２０ Ｊ ２鋼を焼入れ焼
戻しして使用している。しかし近年、低炭素マルテンサ
イト系ステンレス鋼を用いて焼戻し処理をすることなく
使用可能な材料が特開昭５７−１９８２４９号公報−？
特開昭５９−７（１７４８号公報に提案されている。即
ち、鋼中のＭｎ″ｆ：増量してオーステナイト相を確保
し念上でＣおよびＮの含有量を制御して所定の硬さを得
る方法であり、製造工程が簡略化される上に焼戻しによ
るＣｒ炭化物の析出がないことからＣｒ欠乏相が生成せ
ず耐食性の劣化がないという利点がある。
あることから、耐食性が必要な強度部品に広く使用され
ている。特に、オートバイディスクブレーキには十分な
耐銹性と耐摩耗性が要求されることから、主として５Ｕ
Ｓ４２０Ｊ１鋼やＳＵＳ ４２０ Ｊ ２鋼を焼入れ焼
戻しして使用している。しかし近年、低炭素マルテンサ
イト系ステンレス鋼を用いて焼戻し処理をすることなく
使用可能な材料が特開昭５７−１９８２４９号公報−？
特開昭５９−７（１７４８号公報に提案されている。即
ち、鋼中のＭｎ″ｆ：増量してオーステナイト相を確保
し念上でＣおよびＮの含有量を制御して所定の硬さを得
る方法であり、製造工程が簡略化される上に焼戻しによ
るＣｒ炭化物の析出がないことからＣｒ欠乏相が生成せ
ず耐食性の劣化がないという利点がある。
しかし、これらの方法においてはオーステナイト相を確
保するためにＣｒはせいぜい１３％程度までしか上げら
れないため、他のオートバイ部品に比べて耐銹性のレベ
ルは低くせざるを得なかった。
保するためにＣｒはせいぜい１３％程度までしか上げら
れないため、他のオートバイ部品に比べて耐銹性のレベ
ルは低くせざるを得なかった。
また、硬さをＣとＮの含有量の和で制御するために焼き
入れ時にＣとＮの析出物（炭化物、窒化物）を全て固溶
させる必要があり、硬さを確保するためには溶体化時間
を十分に確保するか溶体化温度を必要以上に上げざるを
得なかった。
入れ時にＣとＮの析出物（炭化物、窒化物）を全て固溶
させる必要があり、硬さを確保するためには溶体化時間
を十分に確保するか溶体化温度を必要以上に上げざるを
得なかった。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
本発明は、低炭素全面マルテンサイト相を活用した鋼に
おいて以上の欠点即ち耐誘性のレベルが低い点および比
較的長時間の焼入れ溶体化時間を確保せざるｔ得ない点
を解決すべくなされたものである。
おいて以上の欠点即ち耐誘性のレベルが低い点および比
較的長時間の焼入れ溶体化時間を確保せざるｔ得ない点
を解決すべくなされたものである。
に）問題点を解決するための手段
まず、本発明者らは低炭素マルテンサイト系ステンレス
鋼において耐誘性に及ぼす合金元素の影Ｉ＃ヲ検討し、
耐誘性向上の九めにはＭｎの低下が必要であること業見
いだした。この理由を詳細に検討したところ、廊は耐誘
性を著しく劣化させるＭｎＳ ｆ生成し易いためである
ことが判明した。ＭｎＳの悪影響を除く之めには、例え
ば直接ｓｌ−低減すること一？（特開昭５７−１９８２
４９号公報）、Ｔｉを添加してｓ２化学的に固定する方
法（特開昭５７−１９８２４９号公報）が提案されてい
る。
鋼において耐誘性に及ぼす合金元素の影Ｉ＃ヲ検討し、
耐誘性向上の九めにはＭｎの低下が必要であること業見
いだした。この理由を詳細に検討したところ、廊は耐誘
性を著しく劣化させるＭｎＳ ｆ生成し易いためである
ことが判明した。ＭｎＳの悪影響を除く之めには、例え
ば直接ｓｌ−低減すること一？（特開昭５７−１９８２
４９号公報）、Ｔｉを添加してｓ２化学的に固定する方
法（特開昭５７−１９８２４９号公報）が提案されてい
る。
しかしこれらの方法は、著しくコストがかかったり、本
発明の必須条件である全面をオーステナイト相にする合
金設計に反するなど、本発明には適用できないものであ
る。本発明者らはこれに対して、他の合金元素によって
ｓｌ安定化する方法を検討し九ところ、Ｃｕが有効であ
ることを見いだした・即ち、ＣｕはＭｎに先だってＳと
反応しなおかつ反応生成物のＣｕＳはＭｎＳとは異なり
化学的に安定で発銹の起点とならないのである。
発明の必須条件である全面をオーステナイト相にする合
金設計に反するなど、本発明には適用できないものであ
る。本発明者らはこれに対して、他の合金元素によって
ｓｌ安定化する方法を検討し九ところ、Ｃｕが有効であ
ることを見いだした・即ち、ＣｕはＭｎに先だってＳと
反応しなおかつ反応生成物のＣｕＳはＭｎＳとは異なり
化学的に安定で発銹の起点とならないのである。
次に、本発明者らは焼入れ性、特に焼入れ溶体化時間て
及ぼす炭化物、窒化物のサイズや形状の影畳を横割した
結果、溶体化に最も時間の要する析出物の形状は、０．
５μｍ以上の球状を呈したものであり、次いでそれより
小さい球状析出物が溶体化しにくく針状の析出物は最も
容易に短時間で固溶することを見いだした。
及ぼす炭化物、窒化物のサイズや形状の影畳を横割した
結果、溶体化に最も時間の要する析出物の形状は、０．
５μｍ以上の球状を呈したものであり、次いでそれより
小さい球状析出物が溶体化しにくく針状の析出物は最も
容易に短時間で固溶することを見いだした。
以下に調査結果に基づいて詳細に説明する。第１図（Ａ
）は、第１表の４１に示した鋼の焼入れ処理直前の抽出
レプリカによる析出物の電子顕微鏡写真である。焼き入
れ処理前の試料には、粗大な球状析出物と針状の析出物
が多数認められる。電子線回折の結果、粗大な球状析出
物は”ＱＳＣ６タイプの結晶であり、針状の析出物はβ
−Ｃｒ ＺＮタイプの構造であった。そして、それぞれ
の結晶中にはＣあるいはＮだけでなく、いずれもＣ，Ｎ
の両者が固溶しておシ、どちらの析出物も結晶構造は異
なっても炭窒化物であると言うことができる。
）は、第１表の４１に示した鋼の焼入れ処理直前の抽出
レプリカによる析出物の電子顕微鏡写真である。焼き入
れ処理前の試料には、粗大な球状析出物と針状の析出物
が多数認められる。電子線回折の結果、粗大な球状析出
物は”ＱＳＣ６タイプの結晶であり、針状の析出物はβ
−Ｃｒ ＺＮタイプの構造であった。そして、それぞれ
の結晶中にはＣあるいはＮだけでなく、いずれもＣ，Ｎ
の両者が固溶しておシ、どちらの析出物も結晶構造は異
なっても炭窒化物であると言うことができる。
第１図■）は、同じ鋼の９５０℃−１ｍｉｎの焼入れ処
理直後の抽出レプリカによる析出物の電子顕微鏡写真で
ある。焼入れ溶体化処理を実施しているが焼入れ前の析
出物は完全には溶けきっておらず、一部に未固溶のまま
で残留していることが認められる。そして、特徴的なの
は未固溶の析出物は全て球状析出物である点である。こ
のように球状析出物は針状の析出物に比べて溶体化しに
くいことが確認された。
理直後の抽出レプリカによる析出物の電子顕微鏡写真で
ある。焼入れ溶体化処理を実施しているが焼入れ前の析
出物は完全には溶けきっておらず、一部に未固溶のまま
で残留していることが認められる。そして、特徴的なの
は未固溶の析出物は全て球状析出物である点である。こ
のように球状析出物は針状の析出物に比べて溶体化しに
くいことが確認された。
さらに、この知見に基づき鋼中のＣ−？Ｎの含有量と析
出する炭窒化物の結晶系との関係を検討した結果、Ｃが
０．１０チ以下の場合、Ｎが０．０３％以上含有してい
ると主として針状のβ−Ｃｒ ＺＮタイプの炭窒化物が
析出することが判明し几。
出する炭窒化物の結晶系との関係を検討した結果、Ｃが
０．１０チ以下の場合、Ｎが０．０３％以上含有してい
ると主として針状のβ−Ｃｒ ＺＮタイプの炭窒化物が
析出することが判明し几。
本発明は、以上の知見に基づいてなされたものである。
次に、本発明の限定理由を示す。
Ｃは、焼入れ後所定の硬度を得るためには必須の元素で
あり、要求される硬度レベルに応じてＮと組み合わせて
添加する。しかし、０．１０％を超えて添加するといわ
ゆる焼戻し材で得られる硬度レベル以上の硬度となり、
本発明の目的とする焼戻し不要型のマルテンサイト系ス
テンレス鋼の範ｋｓヲはずれることから上限とした。ま
た０、０４％未満では、焼入れ後の硬度が低すぎるので
下限とした。
あり、要求される硬度レベルに応じてＮと組み合わせて
添加する。しかし、０．１０％を超えて添加するといわ
ゆる焼戻し材で得られる硬度レベル以上の硬度となり、
本発明の目的とする焼戻し不要型のマルテンサイト系ス
テンレス鋼の範ｋｓヲはずれることから上限とした。ま
た０、０４％未満では、焼入れ後の硬度が低すぎるので
下限とした。
Ｎは、Ｃと同様に焼入れ後所定の硬度を得るためには必
須の元素であり、要求される硬度レベルに応じてＣと組
み合わせて添加する。この場合、０．０３％未満では固
溶しゃすい針状のβ−Ｃｒ２Ｎタイプの炭窒化物が主と
して析出せず固溶しにくいＭ２，０６タイプの球状炭窒
化物が主として析出することから、０．０３９６を下限
とした。また、０．０７Ｓｔ超える添加は製造技術的に
困難であるだけでなく、溶接などが著しく困難となるの
で上限とした。
須の元素であり、要求される硬度レベルに応じてＣと組
み合わせて添加する。この場合、０．０３％未満では固
溶しゃすい針状のβ−Ｃｒ２Ｎタイプの炭窒化物が主と
して析出せず固溶しにくいＭ２，０６タイプの球状炭窒
化物が主として析出することから、０．０３９６を下限
とした。また、０．０７Ｓｔ超える添加は製造技術的に
困難であるだけでなく、溶接などが著しく困難となるの
で上限とした。
Ｍｎは、多量に添加すると耐誘性を劣化させるので１．
２％を上限とし、０．５％未満では焼入れ溶体化処理に
より全面オーステナイト相とすることが困難となるので
０．５％を下限とした。
２％を上限とし、０．５％未満では焼入れ溶体化処理に
より全面オーステナイト相とすることが困難となるので
０．５％を下限とした。
Ｓは一多量に含まれるとたとえ前述したようなＣｕの効
果が得られても耐食性の劣化につながるので、上限を０
．０１チとした。
果が得られても耐食性の劣化につながるので、上限を０
．０１チとした。
Ｃｒは、１０％未満ではステンレス鋼としての基本的な
耐食性に欠けるので下限とし、１５１ｔ−超えて添加す
ると焼入れ溶体化処理により全面オーステナイト相とす
ることが困難となるばかシでなく、Ｃｕ添加による耐誘
性向上の効果が無駄となり生かされないので１５４ｉ上
限とした。
耐食性に欠けるので下限とし、１５１ｔ−超えて添加す
ると焼入れ溶体化処理により全面オーステナイト相とす
ることが困難となるばかシでなく、Ｃｕ添加による耐誘
性向上の効果が無駄となり生かされないので１５４ｉ上
限とした。
Ｎｉは、焼入れ溶体化処理によシ全面オーステナイト相
とする点からは有利な添加元素であるので、技術的には
添加量は限定されないが、コスト的に不利であるので上
限ｔ−０，６％とした・Ｃｕは、本発明における主要な
元素の一つであるが、ＳをＣｕＳとして固定するために
は０．３％以上の添加が必要であるので下限とした。ま
た、Ｃｕも焼入れ溶体化処理により全面オーステナイト
相とする点からは有利な添加元素であるので、技術的に
は添加量の上限は限定されないが、１．０ ％ を超え
て添加するとコスト的に不利な上に熱間加工性が低下す
るので１．Ｏ％’を上限とした。
とする点からは有利な添加元素であるので、技術的には
添加量は限定されないが、コスト的に不利であるので上
限ｔ−０，６％とした・Ｃｕは、本発明における主要な
元素の一つであるが、ＳをＣｕＳとして固定するために
は０．３％以上の添加が必要であるので下限とした。ま
た、Ｃｕも焼入れ溶体化処理により全面オーステナイト
相とする点からは有利な添加元素であるので、技術的に
は添加量の上限は限定されないが、１．０ ％ を超え
て添加するとコスト的に不利な上に熱間加工性が低下す
るので１．Ｏ％’を上限とした。
（ホ）作用
以上水したように本発明においては、Ｍｎ ｆ低減しＣ
ｕｉ添加することによってＳの耐誘性に及ぼす悪影響を
防止すると同時に、焼入れ溶体化処理により全面をオー
ステナイト相とし完全焼入れを可能ならしめ危ものであ
シ、それに加えてＣの代わシにＮｔ−積極的に添加して
焼入れ溶体化を促進したものである。この結果、全面を
オーステナイト相とするためのＭｎ多量添加によって犠
牲にせざるを得なかった耐誘性の劣化を防止することが
可能となり、なおかつ焼入れ溶体化が容易になることか
ら焼入れ処理のバラツキに起因する焼き入れ硬度の精度
不良は解消することとなった。
ｕｉ添加することによってＳの耐誘性に及ぼす悪影響を
防止すると同時に、焼入れ溶体化処理により全面をオー
ステナイト相とし完全焼入れを可能ならしめ危ものであ
シ、それに加えてＣの代わシにＮｔ−積極的に添加して
焼入れ溶体化を促進したものである。この結果、全面を
オーステナイト相とするためのＭｎ多量添加によって犠
牲にせざるを得なかった耐誘性の劣化を防止することが
可能となり、なおかつ焼入れ溶体化が容易になることか
ら焼入れ処理のバラツキに起因する焼き入れ硬度の精度
不良は解消することとなった。
（へ）実施例
第１表のＪｔｆＬ１〜４および６に示した化学組成の鋼
を、溶解後６．厚に熱間圧延し次いで軟化焼鈍した後、
種々の条件で焼入れ処理を行なった。但し、ムロの鋼の
み焼き戻し処理を加えた。この材料の硬度および耐誘性
を、ロックウェル硬度と２４ＨＲの加速型塩水噴霧試験
で評価した。加速型塩水噴霧試験は、ＪＩＳ −Ｚ ２
３７１に規定されｔ塩水噴霧試験方法において噴霧溶液
中に過酸化水素を添加した塩水噴霧試験である。この結
果を１焼入れ条件とともに第２表に示した。本発明鋼は
、９００〜１１００℃の広い範囲でＨＲＣのバラツキが
±１以下と非常に安定した焼入れ硬度含水し、耐誘性も
良好であることがわかる。
を、溶解後６．厚に熱間圧延し次いで軟化焼鈍した後、
種々の条件で焼入れ処理を行なった。但し、ムロの鋼の
み焼き戻し処理を加えた。この材料の硬度および耐誘性
を、ロックウェル硬度と２４ＨＲの加速型塩水噴霧試験
で評価した。加速型塩水噴霧試験は、ＪＩＳ −Ｚ ２
３７１に規定されｔ塩水噴霧試験方法において噴霧溶液
中に過酸化水素を添加した塩水噴霧試験である。この結
果を１焼入れ条件とともに第２表に示した。本発明鋼は
、９００〜１１００℃の広い範囲でＨＲＣのバラツキが
±１以下と非常に安定した焼入れ硬度含水し、耐誘性も
良好であることがわかる。
第１表の４１およびム５に示した化学組成の鋼を同じく
溶解、熱間圧延、軟化焼鈍後、９５０℃にて焼入れ、溶
体化時間を変えて焼入れ処理を行なっ之。これらの材料
のロックウェル硬度の測定結果を、第２図に示した。扁
１の本発明鋼は、保定時間１０ ｓｅｃ以上ではほぼ完
全焼入れとなり安定した硬さを示すことがわかる。これ
に対して、比較に用いた扁５の鋼は保定時間が６０ ｓ
ｅｃまででは十分な硬度が得られず、不完全焼入れで固
溶が不十分であったことが推定される。
溶解、熱間圧延、軟化焼鈍後、９５０℃にて焼入れ、溶
体化時間を変えて焼入れ処理を行なっ之。これらの材料
のロックウェル硬度の測定結果を、第２図に示した。扁
１の本発明鋼は、保定時間１０ ｓｅｃ以上ではほぼ完
全焼入れとなり安定した硬さを示すことがわかる。これ
に対して、比較に用いた扁５の鋼は保定時間が６０ ｓ
ｅｃまででは十分な硬度が得られず、不完全焼入れで固
溶が不十分であったことが推定される。
（ト）発明の効果
以上示したとおり、本発明鋼は耐誘性を劣化させること
なく、かつ広い温度範囲でまた短時間の溶体化によって
完全焼入れが可能であシ、所定の硬度を得ることができ
る。その結果工業規模での焼入れ処理では必然的に存在
する条件のバラツキに起因する焼入れ硬度の精度不良は
解消するなど、工業的な利点は大きい。
なく、かつ広い温度範囲でまた短時間の溶体化によって
完全焼入れが可能であシ、所定の硬度を得ることができ
る。その結果工業規模での焼入れ処理では必然的に存在
する条件のバラツキに起因する焼入れ硬度の精度不良は
解消するなど、工業的な利点は大きい。
第１図（Ａ）は、第１表に示した鋼の焼入れ処理直前の
、またの）は、同じ鋼の９５０℃−１ｍｉｎの焼入れ処
理直後の抽出レプリカによる析出物の金属組織電子顕微
鏡写真である。第２図は、本発明鋼および比較鋼の焼入
れ硬度に及ぼす焼入れ溶体化時間の影響を示す図である
。 ｒ、１．ｒ、４ ！ Ａ ） 二 Ｎ潮 Ｃ１５） Ｈｒｍ
、またの）は、同じ鋼の９５０℃−１ｍｉｎの焼入れ処
理直後の抽出レプリカによる析出物の金属組織電子顕微
鏡写真である。第２図は、本発明鋼および比較鋼の焼入
れ硬度に及ぼす焼入れ溶体化時間の影響を示す図である
。 ｒ、１．ｒ、４ ！ Ａ ） 二 Ｎ潮 Ｃ１５） Ｈｒｍ
Claims (1)
- Ｃ：０．０４〜０．１０％、Ｎ：０．０３〜０．０７％
、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．５〜１．２％、Ｓ：
０．０１％以下、Ｃｒ：１０〜１５％、Ｎｉ：０．６％
以下、Ｃｕ：０．３〜１．０％を含み、残部Ｆｅおよび
不可避不純物からなることを特徴とする焼入れ性と耐銹
性の優れた低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1608985A JPS61174361A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | 焼入れ性と耐銹性の優れた低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1608985A JPS61174361A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | 焼入れ性と耐銹性の優れた低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61174361A true JPS61174361A (ja) | 1986-08-06 |
| JPH027390B2 JPH027390B2 (ja) | 1990-02-16 |
Family
ID=11906797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1608985A Granted JPS61174361A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | 焼入れ性と耐銹性の優れた低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61174361A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11302796A (ja) * | 1998-04-20 | 1999-11-02 | Nippon Steel Corp | 耐食性に優れた建築構造用ステンレス熱延鋼帯とその製造方法 |
| US5979614A (en) * | 1996-09-25 | 1999-11-09 | Nippon Steel Corporation | Brake disc produced from martensitic stainless steel and process for producing same |
| JP2002146488A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-05-22 | Kawasaki Steel Corp | 加工性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼 |
| KR100453912B1 (ko) * | 2000-06-28 | 2004-10-20 | 주식회사 포스코 | 저 경도 마르텐사이트계 스테인레스강 제조방법 |
| KR100717506B1 (ko) | 2005-12-22 | 2007-05-14 | 주식회사 포스코 | 저경도 마르텐사이트계 스테인레스강의 제조방법 |
| WO2016170761A1 (ja) * | 2015-04-21 | 2016-10-27 | Ｊｆｅスチール株式会社 | マルテンサイト系ステンレス鋼 |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPH0462385U (ja) * | 1990-10-03 | 1992-05-28 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS59166655A (ja) * | 1983-03-08 | 1984-09-20 | Nippon Steel Corp | 耐隙間腐食性、耐銹性のすぐれた高純、高清浄ステンレス鋼とその製造方法 |
| JPS59211552A (ja) * | 1983-05-16 | 1984-11-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 靭性の良好なマルテンサイト系高Ｃｒ鋼 |
| JPS60106951A (ja) * | 1983-11-16 | 1985-06-12 | Nisshin Steel Co Ltd | オ−トバイデイスクブレ−キ用材料 |
| JPH027388A (ja) * | 1988-06-24 | 1990-01-11 | Nec Corp | Ｅｌ素子 |
-
1985
- 1985-01-30 JP JP1608985A patent/JPS61174361A/ja active Granted
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| CN107532259A (zh) * | 2015-04-21 | 2018-01-02 | 杰富意钢铁株式会社 | 马氏体不锈钢 |
| EP3287536A4 (en) * | 2015-04-21 | 2018-02-28 | JFE Steel Corporation | Martensitic stainless steel |
| US10655195B2 (en) | 2015-04-21 | 2020-05-19 | Jfe Steel Corporation | Martensitic stainless steel |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH027390B2 (ja) | 1990-02-16 |
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