JPS61261463A - 加工硬化型非磁性ステンレス鋼 - Google Patents
加工硬化型非磁性ステンレス鋼Info
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- JPS61261463A JPS61261463A JP9946985A JP9946985A JPS61261463A JP S61261463 A JPS61261463 A JP S61261463A JP 9946985 A JP9946985 A JP 9946985A JP 9946985 A JP9946985 A JP 9946985A JP S61261463 A JPS61261463 A JP S61261463A
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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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は磁気特性を利用して機能する各種機器・装置に
使用される部品用で苛酷な加工を施しても非磁性を維持
しうる、強度、耐蝕性に優れた非磁性ステンレス鋼に関
する。
使用される部品用で苛酷な加工を施しても非磁性を維持
しうる、強度、耐蝕性に優れた非磁性ステンレス鋼に関
する。
〈従来技術とその問題点〉
Ｃｒ−Ｎｉ系オーステナイトステンレス鋼の代表鋼種で
あるＳＵＳ ３０４系鋼は良好な耐食性と機械的特性お
よび焼鈍状態で非磁性のオーステナイト組織を有してい
ることから、磁性鋼として電子、精密機器部品用に使用
されている。
あるＳＵＳ ３０４系鋼は良好な耐食性と機械的特性お
よび焼鈍状態で非磁性のオーステナイト組織を有してい
ることから、磁性鋼として電子、精密機器部品用に使用
されている。
しかしながら、この鋼は、用途によっては、強度が要求
されるために冷間加工を施し加工硬化させる必要がある
。しかし５ｔＪＳ３０４鋼はオーステナイト相が準安定
であるため、冷間加工中にマルテンサイトの生成が誘起
されて磁性を帯びるようになり、非磁性鋼としては使用
できなくなる。
されるために冷間加工を施し加工硬化させる必要がある
。しかし５ｔＪＳ３０４鋼はオーステナイト相が準安定
であるため、冷間加工中にマルテンサイトの生成が誘起
されて磁性を帯びるようになり、非磁性鋼としては使用
できなくなる。
また高強度用非磁性鋼としては、Ｎ含有量の高いＳ Ｕ
３３０４Ｎが使用される場合もあるが、この鋼も冷間加
工後の非磁性度は不充分である。
３３０４Ｎが使用される場合もあるが、この鋼も冷間加
工後の非磁性度は不充分である。
従って、そのような目的にはオーステナイト相がさらに
安定な５ＵＳ３１６系鋼が使用される。
安定な５ＵＳ３１６系鋼が使用される。
しかしながら、この鋼も非磁性用に開発されたものでは
なく、高価なＮｉ、Ｍｏを多量に含有しているが、ＭＯ
は耐食性には優れた効果を発揮するものの１強度あるい
は非磁性に寄与する度合は低く、高価な割に非磁性鋼と
しては不適当な材料である。
なく、高価なＮｉ、Ｍｏを多量に含有しているが、ＭＯ
は耐食性には優れた効果を発揮するものの１強度あるい
は非磁性に寄与する度合は低く、高価な割に非磁性鋼と
しては不適当な材料である。
このように現在のところ、苛酷な加工を施しても非磁性
を維持し、かつ、強度、耐食性にも優れた安価なＣｒ−
Ｎｉ系オーステナイト鋼はい゛まだに得られていない。
を維持し、かつ、強度、耐食性にも優れた安価なＣｒ−
Ｎｉ系オーステナイト鋼はい゛まだに得られていない。
〈発明の背景と問題点解決の手段〉
本発明者等は多年Ｃｒ−Ｎｉ系オーステナイトステンレ
ス鋼の強度、非磁性度に及ぼす合金元素ならびに冷間圧
延の影響について研究し、高度の冷間加工を施しても非
磁性を維持しうる加工硬化型非磁性ステンレス鋼の成分
設計を試みた結果、次のことを発見した。
ス鋼の強度、非磁性度に及ぼす合金元素ならびに冷間圧
延の影響について研究し、高度の冷間加工を施しても非
磁性を維持しうる加工硬化型非磁性ステンレス鋼の成分
設計を試みた結果、次のことを発見した。
第１に、Ｓｉは強力なフェライト形成元素である一方、
冷間加工に対するオーステナイト相の安定化に寄与する
と言われていたが、少量のＳｉの添加は透磁率にほとん
ど影響を与えないが、ある添加量以上で透磁率を上昇さ
せ、冷間加工に対するオーステナイト相の安定度を低下
させること。
冷間加工に対するオーステナイト相の安定化に寄与する
と言われていたが、少量のＳｉの添加は透磁率にほとん
ど影響を与えないが、ある添加量以上で透磁率を上昇さ
せ、冷間加工に対するオーステナイト相の安定度を低下
させること。
第２に、
１当Ｎ＝ Ｎｉ＋０．ＥＩＭｎ＋９．６９（Ｃ＋Ｎ）＋
０．１８Ｇｒ−０．１１Ｓｉ２＋０．８Ｎｏ＋２．３（
Ｖ＋Ｎｂ＋Ｔｉ） 峰−一と定義されるＮｉ当量が、賦
与される冷間圧延率に応じである範囲にあれば、非磁性
が維持されること。
０．１８Ｇｒ−０．１１Ｓｉ２＋０．８Ｎｏ＋２．３（
Ｖ＋Ｎｂ＋Ｔｉ） 峰−一と定義されるＮｉ当量が、賦
与される冷間圧延率に応じである範囲にあれば、非磁性
が維持されること。
第３にＳｉはＮおよびＣと同様に冷間加工による強度の
増大に著しい効果を発揮すること。
増大に著しい効果を発揮すること。
そこで適量のＳｉおよびＮを添加することによって加工
硬化能を増大させるとともにＮｉ、Ｍｎなどのオーステ
ナイト相安定化元素を有効に利用することによって冷間
加工後においても安定した非磁性を有し、かつ強度、耐
食性に優れた非磁性ステンレス鋼を得ることができる。
硬化能を増大させるとともにＮｉ、Ｍｎなどのオーステ
ナイト相安定化元素を有効に利用することによって冷間
加工後においても安定した非磁性を有し、かつ強度、耐
食性に優れた非磁性ステンレス鋼を得ることができる。
〈発明の構成〉
本発明は、重量％で
Ｃ： ０．０８％以下
Ｓｉ： ３．０％以下
Ｍｎ： ２．０〜５．０％
Ｃｒ： １６〜２０％
Ｎｉ： １１．５〜１３．５％
Ｎ： ０．０２〜０．２５％
を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなり、かつＮｊ当
Ｍｋ＝ Ｎｉ＋Ｑ、６Ｍｎ＋８．６９（Ｃ＋Ｎ）＋（１
，１８ｃｒ−Ｑ、１１Ｓｉ２と定義されるＮｉ当量の値
が１９．０〜２１．Ｏの範囲を満足する、冷間加工をう
けても非磁性を維持しうる、強度と耐食性に優れた加工
硬化型非磁性ステンレス鋼を提供する。
Ｍｋ＝ Ｎｉ＋Ｑ、６Ｍｎ＋８．６９（Ｃ＋Ｎ）＋（１
，１８ｃｒ−Ｑ、１１Ｓｉ２と定義されるＮｉ当量の値
が１９．０〜２１．Ｏの範囲を満足する、冷間加工をう
けても非磁性を維持しうる、強度と耐食性に優れた加工
硬化型非磁性ステンレス鋼を提供する。
本発明はまた、重量％で
Ｃ： ０．０８％以下
Ｓｉ： ３．０％以下
Ｍｎ： ２ 、 Ｏ〜５ 、０％Ｃｒ： １
６〜２０％ Ｎｉ： １１．５〜１３．５％ Ｎ： ０．０２〜０．２５％Ｍ ｏ ：
３％以下 Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉの１種以上それぞれ １．０％以下 を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなり、かつＮｉ当
量＝ Ｎｉｉ、６Ｍｎ＋’３．６９（Ｃ＋Ｎ）＋０．
１８Ｃｒ−０，１１Ｓｉｚ十０．８Ｎｏ＋２．３（Ｖ＋
Ｎｂ＋Ｔｉ） 々→５蝙卜壓ぜと定義されるＮｉ当最
の値が１９．０〜２５．０の範囲を満足する、冷間加工
をうけても非磁性を維持しうる強度、耐食性に優れた加
工硬化型非磁性ステンレス鋼を提供する。
６〜２０％ Ｎｉ： １１．５〜１３．５％ Ｎ： ０．０２〜０．２５％Ｍ ｏ ：
３％以下 Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉの１種以上それぞれ １．０％以下 を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなり、かつＮｉ当
量＝ Ｎｉｉ、６Ｍｎ＋’３．６９（Ｃ＋Ｎ）＋０．
１８Ｃｒ−０，１１Ｓｉｚ十０．８Ｎｏ＋２．３（Ｖ＋
Ｎｂ＋Ｔｉ） 々→５蝙卜壓ぜと定義されるＮｉ当最
の値が１９．０〜２５．０の範囲を満足する、冷間加工
をうけても非磁性を維持しうる強度、耐食性に優れた加
工硬化型非磁性ステンレス鋼を提供する。
本発明の鋼において、ＣはＮと同様に強力なオーステナ
イト相安定化元素であり、かつ強度の向上に有効な元素
であるが、反面Ｃは耐食性ならびに溶接性を著しく低下
させるので、それらの事情を考慮すると、本発明鋼の場
合、上限は０．０８となる。
イト相安定化元素であり、かつ強度の向上に有効な元素
であるが、反面Ｃは耐食性ならびに溶接性を著しく低下
させるので、それらの事情を考慮すると、本発明鋼の場
合、上限は０．０８となる。
Ｓｉは本発明鋼の主要な特徴である高強度を達成する有
用な元素であるが、その含有量が増加するにつれて冷間
加工後の透磁率が急激に上昇し非磁性が保てなくなるた
め上限を３％とする。
用な元素であるが、その含有量が増加するにつれて冷間
加工後の透磁率が急激に上昇し非磁性が保てなくなるた
め上限を３％とする。
ＭｎはＮｉ と同様オーステナイト安定化元素であり、
冷間加工による透磁率のと昇を抑制する。
冷間加工による透磁率のと昇を抑制する。
またＭｎはＮの固溶度を高める元素である。これらの性
能を発揮するには２％以上必要であり、また冷間加工後
の非磁性を維持するためにＮｉ含有量とともにＭｎ含有
量を調整する必要があるが約５％を越えて含有させても
それに見合う効果は見られないので上限を５％とする。
能を発揮するには２％以上必要であり、また冷間加工後
の非磁性を維持するためにＮｉ含有量とともにＭｎ含有
量を調整する必要があるが約５％を越えて含有させても
それに見合う効果は見られないので上限を５％とする。
Ｃｒはステンレス鋼の基本成分であり、優れた耐食性を
得るためには約１６％以上の含有が必要であるが、多量
に含有されると、多量のデルタフェライトが生成し、非
磁性が確保できなくなるため上限を２０％とする。
得るためには約１６％以上の含有が必要であるが、多量
に含有されると、多量のデルタフェライトが生成し、非
磁性が確保できなくなるため上限を２０％とする。
Ｎｉはオーステナイト鋼の基本成分であり、オーステナ
イト相の安定化に必須の元素である。冷間加工後の非磁
性を確保するには約１１．５％以上必要であるが、多量
のｌ！ｉは冷間加工による強度上昇効果を低下させるの
で上限を１３．５％とする。
イト相の安定化に必須の元素である。冷間加工後の非磁
性を確保するには約１１．５％以上必要であるが、多量
のｌ！ｉは冷間加工による強度上昇効果を低下させるの
で上限を１３．５％とする。
Ｎは本発明鋼の主要な特徴である高強度を得るために必
須の元素であるとともにオーステナイト相安定化元素で
ある。これらの性能を発揮させるには約０．０２％以上
含有させる必要があるが、約０．２５％を超えると、健
全な鋼塊が得られないのでこれを上限とする。
須の元素であるとともにオーステナイト相安定化元素で
ある。これらの性能を発揮させるには約０．０２％以上
含有させる必要があるが、約０．２５％を超えると、健
全な鋼塊が得られないのでこれを上限とする。
Ｍｏは耐食性をさらに向上させるとともに加工硬化能を
高める元素であるが、多量に添加するとデルタフェライ
ト生成量が増加し非磁性が保てなくなるので上限を３％
とする。
高める元素であるが、多量に添加するとデルタフェライ
ト生成量が増加し非磁性が保てなくなるので上限を３％
とする。
Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉはともに加工硬化能を高める元素である
が、多量に添加すると熱間加工性を劣化させるとともに
デルタフェライト生成量が多量になり非磁性が確保でき
なくなるためそれぞれ１％以下とする。
が、多量に添加すると熱間加工性を劣化させるとともに
デルタフェライト生成量が多量になり非磁性が確保でき
なくなるためそれぞれ１％以下とする。
本発明鋼は高強度を得るためには３０％ないし８０％の
冷間加工率が必要である（８０％以上冷間加工を施して
もそれに見合う強度の上昇はほとんど見られず、表面性
状を劣化する）が、８０％の加工を施しても非磁性が確
保するためには前記のように定義するＮｉ当量値が１９
．０以上必要である。しかしながら、Ｎｉ当量値を上げ
るためにＮｉ、Ｍｎの含有量が多くなりすぎると、鋼の
加工硬化能が低下するので、本願第１発明の鋼について
は２１．０、第２発明の鋼については２５．０に限定さ
れる。
冷間加工率が必要である（８０％以上冷間加工を施して
もそれに見合う強度の上昇はほとんど見られず、表面性
状を劣化する）が、８０％の加工を施しても非磁性が確
保するためには前記のように定義するＮｉ当量値が１９
．０以上必要である。しかしながら、Ｎｉ当量値を上げ
るためにＮｉ、Ｍｎの含有量が多くなりすぎると、鋼の
加工硬化能が低下するので、本願第１発明の鋼について
は２１．０、第２発明の鋼については２５．０に限定さ
れる。
〈発明の具体的記載〉
次に図面を参照し、実施例について本発明の詳細な説明
する。
する。
第１表に示す組成の鋼試料が下記のように溶製され試片
に製作された。
に製作された。
表中、Ａ１−Ａ３鋼は従来鋼で、Ａ１はＳＯＳ ３０４
、 Ａ２はＳＯＳ ３０４Ｌ、 Ａ３はＳＯＳ ３０
４Ｎテアル。Ｃ１は比較鋼でＮｉを多量に含んでいる。
、 Ａ２はＳＯＳ ３０４Ｌ、 Ａ３はＳＯＳ ３０
４Ｎテアル。Ｃ１は比較鋼でＮｉを多量に含んでいる。
Ｂｌ〜Ｂｉｔが本発明鋼である。
それぞれの鋼を３０ｋｇ高周波誘導溶解炉で常法により
溶製し、１０層層厚、１２０■鵬幅に鍛造後、溶体化処
理し、３ｍｍまで冷間圧延し、中間焼鈍した後さらに、
１．５ｍｍまで冷間圧延に、最終焼鈍を施し、１２０
Ｘ ３００ ■の試片とした。
溶製し、１０層層厚、１２０■鵬幅に鍛造後、溶体化処
理し、３ｍｍまで冷間圧延し、中間焼鈍した後さらに、
１．５ｍｍまで冷間圧延に、最終焼鈍を施し、１２０
Ｘ ３００ ■の試片とした。
これらの試片に目標の冷間圧延を施した後ビッカース硬
さを２０ｋｇの荷重で測定し、透磁率を島津磁気天秤Ｍ
Ｂ−３型を用いてＬ（１００Ｑｅの磁場のもとで測定し
た。
さを２０ｋｇの荷重で測定し、透磁率を島津磁気天秤Ｍ
Ｂ−３型を用いてＬ（１００Ｑｅの磁場のもとで測定し
た。
を示す。
第２図は本発明の＄１発明の組成範囲内の種々の鋼を冷
間圧延したときの、磁性とＮｉ当量と圧延率の関係を示
す、この図からＮｉ当量を１９以上にしておけば８０％
冷間加工しても非磁性が保たれることが分る。
間圧延したときの、磁性とＮｉ当量と圧延率の関係を示
す、この図からＮｉ当量を１９以上にしておけば８０％
冷間加工しても非磁性が保たれることが分る。
第２発明の鋼についても同様の関係がある。
第２表は第１表の各鋼の冷間圧延後の硬さと透磁率の変
化を示す。
化を示す。
第２表から知られるように、Ａｌ鋼、Ａ２鋼およびＡ３
鋼は冷間圧延により透磁率が急激に上昇し、非磁性鋼と
して使用できない、またＣ１鋼はＮｉ含有量が高く、オ
ーステナイト相が比較的安定であるが、高度の冷間加工
を施すと、透磁率が増大し非磁性鋼とはいえない、また
強化元素であるＳｉおよびＮ含有量が低いため冷間加工
による強度の上昇も低い。
鋼は冷間圧延により透磁率が急激に上昇し、非磁性鋼と
して使用できない、またＣ１鋼はＮｉ含有量が高く、オ
ーステナイト相が比較的安定であるが、高度の冷間加工
を施すと、透磁率が増大し非磁性鋼とはいえない、また
強化元素であるＳｉおよびＮ含有量が低いため冷間加工
による強度の上昇も低い。
これらに対し、本発明鋼である８１〜Ｂ４はＮ含有量が
高く、またＢ５鋼はＳｉとＮの含有量がともに高く、か
つＮｉ当量値が１９．０〜２１．０となるように組成調
整されており、８０％の冷間圧延を施しても透磁率が１
．０１以下と安定している。また冷間圧延を施すことに
より強度が著しく増大し、特に高Ｓｉ含有鋼では８０％
冷間加工により硬さがＨマ４００以上となる。８Ｂ−Ｂ
１１鋼はさらにＭｏ、Ｖ、およびＴｉを適量含有してい
るものでＮｉ当量値が１９．０〜２５．０の範囲になる
ように組成調整されており、冷間圧延後の非磁性が確保
されているのみならず、冷間圧延後の強度は、これらの
元素を添加されない鋼に比べてさらに上昇している。
高く、またＢ５鋼はＳｉとＮの含有量がともに高く、か
つＮｉ当量値が１９．０〜２１．０となるように組成調
整されており、８０％の冷間圧延を施しても透磁率が１
．０１以下と安定している。また冷間圧延を施すことに
より強度が著しく増大し、特に高Ｓｉ含有鋼では８０％
冷間加工により硬さがＨマ４００以上となる。８Ｂ−Ｂ
１１鋼はさらにＭｏ、Ｖ、およびＴｉを適量含有してい
るものでＮｉ当量値が１９．０〜２５．０の範囲になる
ように組成調整されており、冷間圧延後の非磁性が確保
されているのみならず、冷間圧延後の強度は、これらの
元素を添加されない鋼に比べてさらに上昇している。
〈発明の効果〉
本発明鋼は強度、耐食性に優れた非磁性ステンレス鋼を
得ることに成功したものであり、電気および電子機器部
品、装置用の材料として極めて高い実用性を有する。
得ることに成功したものであり、電気および電子機器部
品、装置用の材料として極めて高い実用性を有する。
第１図は本発明の１８Ｃｒ−１２，５１−５１−５ｉ−
３０，０８Ｇ−０，１５Ｎ鋼の８０％冷間圧延後の透磁
率の透磁率に及ぼすＳｉの影響を示す線図である。 第
２図は非磁性を維持するのに必要な最少限のＮｉ当量値
と冷間圧延率との関係を示す線図である。
３０，０８Ｇ−０，１５Ｎ鋼の８０％冷間圧延後の透磁
率の透磁率に及ぼすＳｉの影響を示す線図である。 第
２図は非磁性を維持するのに必要な最少限のＮｉ当量値
と冷間圧延率との関係を示す線図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量％で Ｃ：０．０８％以下 Ｓｉ：３．０％以下 Ｍｎ：２．０〜５．０％ Ｃｒ：１６〜２０％ Ｎｉ：１１．５〜１３．５％ Ｎ：０．０２〜０．２５％ を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなり、かつＮｉ当
量＝Ｎｉ＋０．６Ｍｎ＋９．６９（Ｃ＋Ｎ）＋０．１８
Ｃｒ−０．１１Ｓｉ＾２と定義されるＮｉ当量の値が１
９．０〜２１．０の範囲を満足する、冷間加工をうけて
も非磁性を維持しうる強度、耐食性に優れた加工硬化型
非磁性ステンレス鋼。 ２、重量％で Ｃ：０．０８％以下 Ｓｉ：３．０％以下 Ｍｎ：２．０〜５．０％ Ｃｒ：１６〜２０％ Ｎｉ：１１．５〜１３．５％ Ｎ：０．０２〜０．２５％ Ｍｏ：３％以下 Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉの１種または２種以上それぞれ１．０％
以下 を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなり、かつＮｉ当
量＝Ｎｉ＋０．６Ｍｎ＋９．６９（Ｃ＋Ｎ）＋０．１８
Ｃｒ−０．１１Ｓｉ＾２＋０．６Ｍｏ＋２．３（Ｖ＋Ｎ
ｂ＋Ｔｉ） と定義されるＮｉ当量の値が１９．０〜２５．０の範囲
を満足する、冷間加工をうけても非磁性を維持しうる強
度、耐食性に優れた加工硬化型非磁性ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60099469A JPH0641624B2 (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | 加工硬化型非磁性ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60099469A JPH0641624B2 (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | 加工硬化型非磁性ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61261463A true JPS61261463A (ja) | 1986-11-19 |
| JPH0641624B2 JPH0641624B2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=14248169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60099469A Expired - Lifetime JPH0641624B2 (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | 加工硬化型非磁性ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0641624B2 (ja) |
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-
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- 1985-05-13 JP JP60099469A patent/JPH0641624B2/ja not_active Expired - Lifetime
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