JPS61276953A - 研磨による表面疵のないマルテンサイト系ステンレス鋼 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、加工の有無にかかわらず研磨仕上げを行なめ
表面の美観全要求されるマルテンサイト系ステンレス鋼
に関するものである。

（ロ）　従来の技術 マルテンサイト系ステンレス鋼は焼き入れ硬化が可能な
ステンレス鋼であるので、耐食性と高い硬度を同時に必
要とする用途、例えば洋食器などの刃物や医療機器類に
広く用いられて因る。このような用途には、製品表面の
美観が重要な特性となるため、最終的にはパフ研磨仕−
りげを行なうのが通常である。しかし研磨仕上げをした
場合、その表面に微細な引掻き疵が発生することがあり
表面の美観全損なうことがしばしば発生した。

研磨製品の表面の美観を損ねる表面疵には、いわゆる取
シ扱す疵のほかに研磨条件の選定不良たよって起こる疵
（例えば、粗大粒混入による研磨流や潤滑油膜切れによ
って発生するヒートスクラッチ）などがある。本発明で
対象とする表面疵は、原因が明確な取り扱い疵などでは
なく、−見研磨粉中に粗大粒子が混入したことによる引
掻き疵と思われる形状をしたものである。金属顕微鏡観
察によると流星が尾を引（八て流れる様子と良く似てお
り、点状の押込状の疵がありそれから圧延方向に線状の
疵が伸びてｈる。点状部の大きさは数μであり、伸びた
線状疵の長さは長いものでは数鱈短いものでは１ｗ以下
である。なお本発明では、このような表面疵を「コメッ
ト状疵」と称することとする。

従来コメット状疵の原因としては、数μの点状疵の部分
からＡｔヲ検出する場合があるため研磨の砥粒の粒度の
問題あるいは粗大粒の混入と考えられてきた。即ち、コ
メット状疵は工程要因のみに影響されるものと考えられ
てきたのである。従って、通常行なわれてｈるコメット
状疵の防止対策は、砥粒の粒度の厳密な管理や研磨の条
件（速度や荷重など）の適正化などが主体であり、コメ
ット状疵について素材の成分組成に関する検討や対策は
ほとんどなかった。

もちろん研磨時に発生する疵でも素材に起因する疵の場
合にに丁、Ｔ１やＺｒを含む鋼でのＮ含有量の低下のよ
うに成分組成に関する注意がなされる場合がある。しか
し、このような特殊な表面疵以外で１丁、コメソト状疵
に限らず成分組成に対する注意はほとんどなされてｂな
いのが実状である。

しかしながら、本発明で対象とするコメット状疵は研磨
時の対策をいかに強力に行なっても必ずしも解消１．な
ｈため、必要以上に研磨を繰り返したり、さらＶＣｉｒ
工程疵の発生」という理由のもとに用途変更をせざるを
得なりものが少なからず発生して（八るのが実状であっ
た。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は、マルテンサイト系ステンレス鋼の研磨面にお
けるコメット状疵の原因には、素材の成分組成の影響も
あるとの知見に基づき、成分組成を厳格に規制すること
によってコメット状疵の解消を目的としてなされたもの
である。

に）問題点を解決するための手段 本発明者らは、マルテンサイト系ステンレス鋼の研時面
におけるコメット状疵を詳細に観察調査した結果、従来
考えられていた研磨条件などの工程のみに起因する疵の
他に、研磨によ、て露出した介在物によって表面に引っ
掻き疵が残されることを見いだした。即ち、介在物によ
ってはその硬さや延性などの機械的性質が母材である金
属部分と著しく異なるため、表面に露出することで掘り
出され研磨粉といっしょになって表面を研削するこ７と
になるものと推察される。介在物によっては硬さや延性
などの機械的性質が母材である金属部分と著しく異なる
ため、掘り出された介在物はそのまま疵をつけることに
なるものと推定される。

掘り出された場所が数μの点状疵であり、疵つけた部分
が圧延方向に伸びた線状の疵であると考えられる。

従って、このようなコメット状疵の解消には、研磨工程
における対策ではなくむしろ材料側の特に介在物対策が
重要となる。然るにこのような考え方（コメット状疵が
材料側に起因する。）は従来なかったものである。

介在物の減少対策は、脱酸の強化にあることはいつまで
もないことである。脱酸の方法には、Ａｔ。

Ｓｉ　、　ＭｎあるいはＴｉなどによる方法が挙げられ
るが、最も効果的で他への影響が少なくかつコストの安
い方法はＡｔ脱酸である。従って、脱酸の強化ＶＣはＡ
ｔの添加増量ヲするとｂうのが従来の考え方であった。

しかし本発明者らの調査によれば、ｋｔの添加増普は清
浄度などで示される介在物の量の減少には従来どおシ著
しい効果が認められたが、本発明で対象としてｂる研磨
後のコメット状疵にはほとんど効果がないことが判明し
た。掘り出されて疵の原因となる介在物は、点状疵の部
分からＡｔヲ検出する場合もありＡｔ２０５と推定され
るので、Ａｔによる脱酸全中止することも考えられるが
、それでは清浄度が著しく劣化するため実用化はできな
かった。

本発明者らは、点状疵の部分の介在物を詳細に検討した
結果、コメット状疵に至る介在物には他と異なる特徴が
あることを見すだした。即ち、コメット状疵に至る介在
物は、たとえ微細であってもＡｔ２０３単独の介在物の
みであり、他の介在物の場合はとんど害とならないので
ある。これは、塑性変形能のほとんどないＡｔ２０５の
場合、Ａｔ２０３そのものが研磨材であることかられか
るとおり、研磨するかのごとく表面を傷付けるが、他の
脱酸生成物例えばシリケート系介在物は金属と変わらな
い程の塑性変形能を有しているため研磨によって介在物
自身が延伸してしまい、金属側の表面を傷付ける′こと
はないためであると推定される。本発明はこの知見に基
づいてなされたもので、介在物を単に減少させるだけで
なくその組成形状をコントロールするところに特徴があ
る。

ところで、脱酸生成物ｆ　Ａｔ２０．系から他の例えば
シリケート系に変えるには、脱酸の方法を変更すれば良
いことは従来の知見から容易に考えられる。即ち、Ａｔ
脱酸ヲ８１あるいはＭｎ脱酸に変更すれば良いのである
。しかし、マルテンサイト系ステンレス鋼の場合Ｓｉあ
るいはＭｎ脱酸では、介在物の量が増えて清浄度が悪化
し、ステンレス鋼の命である耐食性の劣化を招くことと
なる。このように、コメット状疵がＡｔ２０３単独の介
在物に起因していることが判明しても、従来の知見に基
づく対策では他の特性まで含めて品質を維持しつつ解決
することは非常に困難であった。

本発明の考え方は、コメット状疵がＡｔ２ｏ３の存在が
悪りのではなく、Ａｔ２０．単独で存在することが悪い
点に着目してＡｔ脱酸を行なって清浄度は優れたレベル
を確保するが、脱酸生成物のＡｔ２ｏ３はその周りをシ
リケート系介在物で覆い検合介在物化することで軟化せ
しめかつ塑性変形能を付与し、コメソト状疵に対しては
無害化しようとするものである。即ち、周りをシリケー
ト系介在物などに榎われたＡｔ２０３の硬さや塑性変形
能は、はとんどシリケート系介在物と同様であるものと
考えられるからである。この考え方に基づｂて種々検討
を行ない、本発明をなしとげた。

以下に、本発明の基となった知見を説明する。

第１図は、Ｃ’ｉｚＯ，３１％含有するマルテンサイト
系ステンレス鋼の酸可溶Ａｔと清浄度との関係を示した
ものである。酸可溶Ａｌの量が多い程清浄度が低下し、
特に０．（’１００５％未満では著しく劣化しているこ
とがわかる。第２図は、同じマルテンサイト系ステンレ
ス鋼の酸可溶Ａｔとコメット状疵発生レベルとの関係を
示したものである。コメット状疵の発生数は、単位面積
当たりのコメット状疵の数で示した。コメット状疵は酸
可溶Ａｔの量が多いと増加傾向にあり、特に０．０１５
％を超えると急激に増加することがわかる。即ち、酸可
溶Ａｔで０．０００５％以上Ｑ、０１５％以下に制御す
ることで清浄度を劣化させることなくコメット状疵の発
生を抑制できるのである。

次に、本発明の成分の限定理由を示す。

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、１８％を超えると硬化能
を付与するために多くのＣ全添加せざるを得す、その結
果工業的な製造が著しく困難となるため上限とした。

８１は、添加量が少なｈと脱酸が不足するため０．０５
％を下限とした。８１は多量に添加すると熱間加工性が
劣化するので上限ヲ２．０％とした。

Ｍｎは、添加量が少なｈと脱酸が不足するため０．０５
％を下限とした。Ｍｎはオーステナイト生成元素である
ので多量に添加しても特に問題がなｈので本発明では特
に限定しない。

酸可溶Ａｔは第１図に示したようＫＯ，０００５チ未満
では清浄度が著しく劣化することから下限とし、第２図
に示したように０．０１５％’＆超えるとコメット状疵
が急激に増加することから上限とした。

Ｎｉ　、　Ｍｏは、多量に添加すると耐食性と焼き入れ
硬化性は向上するが、それぞれ２％、３俤を超えて添加
すると熱間加工性が劣化するため上限とした。

また、Ｖ　、　Ｎｂは多量に添加すると焼き入れ硬化性
は向上するが、それぞれ１．０％、１．５％’に超えて
添加すると熱間加工性が劣化するため上限とした。

（ホ）　作用 以上水したように本発明では、Ａｔ脱酸をしながらも酸
可溶Ａｔ量を厳密に限定することによって、清浄度全劣
化させることがなくコメット状疵を減少させることがで
きる。本発明の効果は脱酸生成物を調査することによっ
て確認された。即ち、酸可溶Ａｔを多音に含有させるよ
りなＡｔ脱市（Ａｔ強脱酸）の場合大半の酸化物系介在
物はＡｔ２０６、逆に酸可溶ＡｔがＯ５００（１５％未
満となるようなＡｔ以外の脱酸の場合上としてシリケー
ト系と同定されるのに対して、本発明による鋼の脱酸生
成物は、本発明の考え方ど訃り、Ａｔ２０３ヲ中心にし
て周りをシリケート系介在物が覆っているような複合介
在物であった。

従って、ｈｔ脱酸を行なうと清浄度は優れたレベルに達
するがコメット状疵の原因となるＡｔ２０３単独の脱酸
生成物を生ずることになり、逆にＡ／＝脱酸を行なわな
いとｋ１２０．は生成しないが清浄度が劣化することと
なるが、本発明によってｋｌ脱酸と同様の清浄度を確保
しつつかつ脱酸生成物のＡｔ２０５はシリケート系介在
物などに橿われているためコメット状疵を発生させない
こととなって、清浄度の確保とコメット状疵の発生防止
の両者を同時に満たすことができたものである。

（へ）実施例 第１表に示した化学組成のマルテンサイト系ステンレス
鋼全転炉にて溶製後、常法により熱間圧延し次いで冷延
、焼鈍を行なって１，２調厚の冷延焼鈍板を製造した。

これをナイフ状に打ち抜いたあと１０５０℃にて焼き入
れし、次いで実験室的にす】２０からす］　０００まで
湿式研磨し、最後にダイヤモンド粉によりパフ研磨した
。この焼き入れ材の清浄度とコメット状疵の発生数全第
１表に併せて示した。酸可溶Ａｔ奮がＱ、０００５チ未
満では清浄度が劣化しており明らかに脱酸不足であった
。また、（１１１１，５％を超えるとコメット状疵の発
生数が急激に増加した。しかし、酸可溶Ａｔ奮が０、（
１００５％から０．０１５％までの材料では、清浄度は
十分に低くコメット状疵の発生も少ないことがわかる。

（ト）発明の効果 以上水したとおり、本発明によれば清浄度を劣化させる
ことなく研磨によるコメソト状疵の発生を抑制しつるマ
ルテンサイト系ステンレス鋼ヲ提供できるものである。

従って、コメット状疵による過剰な研磨や用途変更など
がなくなるだけでなく、必要以上の研磨粉の管理や研磨
用ベルトなどの更新が不要となるなど工業的な利点は大
きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、マルテンサイト系ステンレス鋼の酸可溶Ａｔ
と清浄度との関係を示したものである。第２図は、マル
テンサイト系ステンレス鋼の酸可溶Ａｔとコメット状疵
発生レベルとの関係を示したものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％において、Ｃｒ：１０〜１８％、Ｓｉ：０
   ．０５％以上２．０％以下、Ｍｎ：０．０５％以上を含
   むマルテンサイト系ステンレス鋼において不可避不純物
   である酸可溶Ａｌ：０．０００５％以上０．０１５％以
   下に制限したことを特徴とする研磨による表面疵が発生
   しないマルテンサイト系ステンレス鋼。
2. （２）重量％において、Ｃｒ：１０〜１８％、Ｓｉ：０
   ．０５％以上２．０％以下、Ｍｎ：０．０５％以上を含
   み、さらにＮｉ：２．０％以下とＭｏ：３．０％以下と
   Ｖ：１．０％以下とＮｂ：１．５％以下のうち１種また
   は２種以上を含むマルテンサイト系ステンレス鋼におい
   て不可避不純物である酸可溶Ａｌ：０．０００５％以上
   ０．０１５％以下に制限したことを特徴とする研磨によ
   る表面疵が発生しないマルテンサイト系ステンレス鋼。