JPS62224632A - 高Si二相ステンレス鋼の熱間鍛造法 - Google Patents
高Si二相ステンレス鋼の熱間鍛造法Info
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- JPS62224632A JPS62224632A JP6794886A JP6794886A JPS62224632A JP S62224632 A JPS62224632 A JP S62224632A JP 6794886 A JP6794886 A JP 6794886A JP 6794886 A JP6794886 A JP 6794886A JP S62224632 A JPS62224632 A JP S62224632A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
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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〉
この発明は、高温・高濃度の硝酸環境中においても優れ
た耐食性を示す高Si含有二相ステンレス鋼の熱間鍛造
方法に関するものである。
た耐食性を示す高Si含有二相ステンレス鋼の熱間鍛造
方法に関するものである。
〈背景技術〉
従来、硝酸製造装置等の高温の硝酸環境下で使用される
材料として25%Cr −20%Ni系の材料(URA
NUS 65 :商品名)が用いられている。
材料として25%Cr −20%Ni系の材料(URA
NUS 65 :商品名)が用いられている。
しかし、中濃度から高濃度にかけての硝酸溶液において
、更にはCr”4オンが存在する硝酸溶液中においては
慣用の25%Cr −20%Ni系の材料では耐硝酸性
が十分とは言えなかった。
、更にはCr”4オンが存在する硝酸溶液中においては
慣用の25%Cr −20%Ni系の材料では耐硝酸性
が十分とは言えなかった。
そこで、最近では、このような高酸化性の環境において
はSiを高めた17%Cr−14%Ni −4%Si系
や8%Cr −20%Ni−6%Si系の材料も提案さ
れている。
はSiを高めた17%Cr−14%Ni −4%Si系
や8%Cr −20%Ni−6%Si系の材料も提案さ
れている。
また、上記各材料でもやはり酸化剤であるCr’。
イオン存在下の熱濃硝酸環境における耐食性が不十分で
あるとして、フェライト量を30〜70容量%に調整し
た高Si含有25%Cr −20%Ni系二相ステンレ
ス鋼も提案された(特開昭60−33342号)。
あるとして、フェライト量を30〜70容量%に調整し
た高Si含有25%Cr −20%Ni系二相ステンレ
ス鋼も提案された(特開昭60−33342号)。
しかしながら、これら高Si含有鋼は確かに酸化性酸環
境中において優れた耐食性を示すものではあったが、−
面、Si含有量が高い故に熱間加工性に劣っており、熱
間鍛造が非常に困難であるとの問題を有していたのであ
る。
境中において優れた耐食性を示すものではあったが、−
面、Si含有量が高い故に熱間加工性に劣っており、熱
間鍛造が非常に困難であるとの問題を有していたのであ
る。
ところで、二相ステンレス鋼は一般に高温になるほどフ
ェライトiが増加して熱間加工性が向上すると考えられ
ており、1250℃前後の温度域に加熱されて熱間鍛造
が施されていた。
ェライトiが増加して熱間加工性が向上すると考えられ
ており、1250℃前後の温度域に加熱されて熱間鍛造
が施されていた。
ところが、高Si二相ステンレス鋼では、極めて注意深
く上記温度に加熱しても十分な加工性を示すことはなか
った。
く上記温度に加熱しても十分な加工性を示すことはなか
った。
また、「二相ステンレス鋼をフェライト単相域にまで加
熱すると“シワ疵”が発生するので、フェライト単相域
にまで達しない程度の高温域で加工するのが良い(特開
昭55−89427号)」との提案や、二相ステンレス
鋼の熱間加工性を向上させる手段としての「S及びP含
有量を低減する方法(特開昭52−138420号公報
)」や、「N含有量を低減してCa、 Hg−、Y %
Ce、La等を添加・含有せしめる方法(特開昭54
−127823号公@)」等の提案もなされていた。
熱すると“シワ疵”が発生するので、フェライト単相域
にまで達しない程度の高温域で加工するのが良い(特開
昭55−89427号)」との提案や、二相ステンレス
鋼の熱間加工性を向上させる手段としての「S及びP含
有量を低減する方法(特開昭52−138420号公報
)」や、「N含有量を低減してCa、 Hg−、Y %
Ce、La等を添加・含有せしめる方法(特開昭54
−127823号公@)」等の提案もなされていた。
しかし、これら各手段はいずれもSi含有量が比較的低
い二相ステンレス鋼に対してのものであって、高Si二
相ステンレス鋼に対しては十分な効果を発揮させ得す、
特にオーステナイトiが多いものでは高温域にフェライ
ト単相領域が存在しないにもかかわらず、高温加熱熱間
鍛造を施すと疵が多く発生すると言う不都合を生じたの
である。
い二相ステンレス鋼に対してのものであって、高Si二
相ステンレス鋼に対しては十分な効果を発揮させ得す、
特にオーステナイトiが多いものでは高温域にフェライ
ト単相領域が存在しないにもかかわらず、高温加熱熱間
鍛造を施すと疵が多く発生すると言う不都合を生じたの
である。
〈問題点を解決するための手段〉
本発明者等は、上述のような観点から、シワ疵やワレ疵
等を発生することのない、しかも工業的に十分満足し得
る生産性の確保が可能な高Si含有二相ステンレス鋼の
熱間鍛造手段を見出し、酸化剤の存在する熱濃硝酸環境
下においても優れた耐食性を発揮する構造部材を安定か
つ低コストで提供すべく様々な実験・研究を重ねた結果
、以下に示される如き知見が得られたのである。即ち、
(a) 先にも述べたように、従来から二相鋼は高温
になるほどフェライト量が増加して熱間加工性が向上す
るとされてきたが、高Si二相ステンレス鋼にはこのよ
うな考え方は当て嵌まらず、鍛造時の加熱温度が120
0℃を越えると逆に鍛造作業中の割れが急増するように
なって、特に前記加熱温度が1300°C付近になると
延性が0となり事実上熱間鍛造が不可能になること、 (b) 高Si二相ステンレス鋼の熱間加工性が上述
のような高温域で急激に劣化する理由は、このような材
質の鋳塊は高Siであるが故にSiの偏析が大きく、従
って該偏析部の融点が予想外に低くなっていて、120
0℃を越える温度域(従来実施されていた熱間鍛造加熱
温度は1250℃前後)に加熱すると前記偏析部の融解
に起因する延性低下を引き起こす点にあること、 (e) ところが、このような高Si二相ステンレス
鋼に特定量のCaを添加・含有させると、酸化性酸環境
における耐食性に悪影響が及ぶことなく高温側での延性
が維持され、1220℃を越える温度域になるまで延性
の低下は起こらなくなること、fd+ 更に、上記C
a添加の高Si二相ステンレス鋼では、これまでの常識
とは異なって、1100〜1220℃と言う低い加熱温
度の熱間鍛造によっても割れ等の疵発生を生じることな
く鍛造作業を終了することが出来、十分に満足出来る高
品質鍛造品(スラブ等)を安定して製造し得ること。
等を発生することのない、しかも工業的に十分満足し得
る生産性の確保が可能な高Si含有二相ステンレス鋼の
熱間鍛造手段を見出し、酸化剤の存在する熱濃硝酸環境
下においても優れた耐食性を発揮する構造部材を安定か
つ低コストで提供すべく様々な実験・研究を重ねた結果
、以下に示される如き知見が得られたのである。即ち、
(a) 先にも述べたように、従来から二相鋼は高温
になるほどフェライト量が増加して熱間加工性が向上す
るとされてきたが、高Si二相ステンレス鋼にはこのよ
うな考え方は当て嵌まらず、鍛造時の加熱温度が120
0℃を越えると逆に鍛造作業中の割れが急増するように
なって、特に前記加熱温度が1300°C付近になると
延性が0となり事実上熱間鍛造が不可能になること、 (b) 高Si二相ステンレス鋼の熱間加工性が上述
のような高温域で急激に劣化する理由は、このような材
質の鋳塊は高Siであるが故にSiの偏析が大きく、従
って該偏析部の融点が予想外に低くなっていて、120
0℃を越える温度域(従来実施されていた熱間鍛造加熱
温度は1250℃前後)に加熱すると前記偏析部の融解
に起因する延性低下を引き起こす点にあること、 (e) ところが、このような高Si二相ステンレス
鋼に特定量のCaを添加・含有させると、酸化性酸環境
における耐食性に悪影響が及ぶことなく高温側での延性
が維持され、1220℃を越える温度域になるまで延性
の低下は起こらなくなること、fd+ 更に、上記C
a添加の高Si二相ステンレス鋼では、これまでの常識
とは異なって、1100〜1220℃と言う低い加熱温
度の熱間鍛造によっても割れ等の疵発生を生じることな
く鍛造作業を終了することが出来、十分に満足出来る高
品質鍛造品(スラブ等)を安定して製造し得ること。
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、
C: 0.02%以下(以降、成分割合を表す%は重量
%とする)、 Si 二 2〜5 %、 Mn :
0.1 〜2.0 %、Cr:20〜30%、 Nf
:5〜20%、P:0.02%以下、 S : 0.
006%以下、N:0.05〜0.30%、 0 :
0.005%以下を含み残部が実質的にFeから成る二
相ステンレス鋼に、0.001〜0.020%のCaを
添加・含有せしめ、熱間鍛造に際しその加熱温度を11
00〜1220℃の温度域として鍛造を実施することに
より、ワレ疵発生等の不都合を生じることなく、酸化剤
が存在する熱濃硝酸環境中においても十分な耐食性を発
揮する高Si二相ステンレス鋼の性状の良い鍛造品を安
定・確実に製造し得るようにした点、に特徴を有するも
のである。
%とする)、 Si 二 2〜5 %、 Mn :
0.1 〜2.0 %、Cr:20〜30%、 Nf
:5〜20%、P:0.02%以下、 S : 0.
006%以下、N:0.05〜0.30%、 0 :
0.005%以下を含み残部が実質的にFeから成る二
相ステンレス鋼に、0.001〜0.020%のCaを
添加・含有せしめ、熱間鍛造に際しその加熱温度を11
00〜1220℃の温度域として鍛造を実施することに
より、ワレ疵発生等の不都合を生じることなく、酸化剤
が存在する熱濃硝酸環境中においても十分な耐食性を発
揮する高Si二相ステンレス鋼の性状の良い鍛造品を安
定・確実に製造し得るようにした点、に特徴を有するも
のである。
次いで、この発明の方法においてステンレス鋼の成分割
合及び熱間鍛造加熱温度を前記の如くに限定した理由を
説明する。
合及び熱間鍛造加熱温度を前記の如くに限定した理由を
説明する。
A)ステンレス鋼の成分
■ C
Cは、鋭敏化を促進して鋼の耐粒界腐食性を向上させる
ので極力低減することが望ましい元素であるが、その含
有量を0.02%以下に抑えることで上記不都合を実際
上容認出来る程度にまで減じることが出来ることから、
C含有量は0.02%以下と定めた。
ので極力低減することが望ましい元素であるが、その含
有量を0.02%以下に抑えることで上記不都合を実際
上容認出来る程度にまで減じることが出来ることから、
C含有量は0.02%以下と定めた。
■ 5i
St酸成分はCr”°イオンを含む硝酸溶液環境下での
ステンレス鋼の耐食性を向上させる作用があるが、その
含有量が2%未満では前記作用に所望の効果が得られず
、一方、硝酸のみが存在する溶液中での耐食性はSil
の増加とともに劣化し、その実用上の許容限がSi含f
lで5%となることから、Si含有量は2〜5%と定め
た。しかし、好ましくは2.5%以上の含有量を確保す
るのが良い。
ステンレス鋼の耐食性を向上させる作用があるが、その
含有量が2%未満では前記作用に所望の効果が得られず
、一方、硝酸のみが存在する溶液中での耐食性はSil
の増加とともに劣化し、その実用上の許容限がSi含f
lで5%となることから、Si含有量は2〜5%と定め
た。しかし、好ましくは2.5%以上の含有量を確保す
るのが良い。
■ Mn
Mnは鋼の脱酸剤として有効な元素であり、そのために
は0.1%以上の含有量を必要とするが、2.0%を越
えて含有させると熱間加工性に悪影響を及ぼすことから
、Mn含有量は0.1〜2.0%と定めた。
は0.1%以上の含有量を必要とするが、2.0%を越
えて含有させると熱間加工性に悪影響を及ぼすことから
、Mn含有量は0.1〜2.0%と定めた。
■ Cr
Cr成分には、高Si鋼の硝酸環境中における耐食性を
改善する作用があるが(硝酸環境中における耐食性を満
足させるためには、Si量と共にCr量をも増加させる
必要がある)、その含有量が20%未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方、30%を越えて含有させ
ると加工性の劣化やコストアップを招くことから、Cr
含有量は20〜30%と定めた。
改善する作用があるが(硝酸環境中における耐食性を満
足させるためには、Si量と共にCr量をも増加させる
必要がある)、その含有量が20%未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方、30%を越えて含有させ
ると加工性の劣化やコストアップを招くことから、Cr
含有量は20〜30%と定めた。
■ Ni
Niはオーステナイト形成元素であり、二相ステンレス
鋼を実現して所望の耐食性を確保するためには5%以上
の含有量を必要とするが、20%を越えて含有せしめる
ことは得られる効果の割には目立ったコスト高を招くこ
とにつながるので、Ni含存量は5〜20%と定めた。
鋼を実現して所望の耐食性を確保するためには5%以上
の含有量を必要とするが、20%を越えて含有せしめる
ことは得られる効果の割には目立ったコスト高を招くこ
とにつながるので、Ni含存量は5〜20%と定めた。
■ P
Pは耐粒界腐食性の観点から極力低減することが望まし
いが、実際上許容できる0、02%以下をその含有量範
囲と定めた。
いが、実際上許容できる0、02%以下をその含有量範
囲と定めた。
■ S
Sも、耐粒界腐食性及び熱間加工性の観点から極力低減
する必要のある不純物元素であるが、実際上許容できる
0、006%以下をその含有量範囲と定めた。
する必要のある不純物元素であるが、実際上許容できる
0、006%以下をその含有量範囲と定めた。
■ N
NもNi成分と同様にオーステナイト形成成分として有
用なものであるが、その含有量が0.05%未満ではそ
の効果が不十分であって所望の耐食性を確保できず、一
方、0.30%を越えるN含有量の鋼を製造することは
実際上極めて困難であることから、N含有量は0.05
〜0.30%と定めた。
用なものであるが、その含有量が0.05%未満ではそ
の効果が不十分であって所望の耐食性を確保できず、一
方、0.30%を越えるN含有量の鋼を製造することは
実際上極めて困難であることから、N含有量は0.05
〜0.30%と定めた。
■ 0
0は熱間加工性の観点から極力低減すべき元素であるが
、実際上許容できるo、oos%以下をその含有量範囲
と定めた。
、実際上許容できるo、oos%以下をその含有量範囲
と定めた。
[相] Ca
Ca成分は、先にも説明したように高Si二相ステンレ
ス鋼の熱間加工性を改善し、熱間鍛造下の温度領域を拡
大する作用を有しているが、その添加量が0.001%
未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方、0.
020%を越えて含有させると溶接性の劣化を招くこと
から、Ca添加量は0.001〜0.020%と定めた
。
ス鋼の熱間加工性を改善し、熱間鍛造下の温度領域を拡
大する作用を有しているが、その添加量が0.001%
未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方、0.
020%を越えて含有させると溶接性の劣化を招くこと
から、Ca添加量は0.001〜0.020%と定めた
。
B) 熱間鍛造加熱温度
熱間鍛造に際しての加熱温度が1220℃を越えるとS
t偏析に起因した高温延性低下が生じて高温延性絞り値
二80%以上を確保することが出来ず、従って安定した
健全鍛造を実施出来なくなり、一方、該温度が1100
℃を下回ると鍛造時の変形抵抗が増加して作業困難を招
くことから、熱間鍛造に際しての加熱温度は1100〜
1220℃と定めた。
t偏析に起因した高温延性低下が生じて高温延性絞り値
二80%以上を確保することが出来ず、従って安定した
健全鍛造を実施出来なくなり、一方、該温度が1100
℃を下回ると鍛造時の変形抵抗が増加して作業困難を招
くことから、熱間鍛造に際しての加熱温度は1100〜
1220℃と定めた。
続いて、この発明を実施例により具体的に説明する。
〈実施例〉
まず、高周波真空炉にて第1表に示す如き成分組成のス
テンレス鋼を溶製し、各150 kgのインゴットを製
造した。
テンレス鋼を溶製し、各150 kgのインゴットを製
造した。
次いで、得られたインゴットの中心部から直径7顛、長
さ70mmの平行部を有する引張り試験片を採取し、高
温引張り試験に供した。なお、高温引張り試験は、試験
片を第2表に示す各温度に10分間保持した後、引張り
速度: 300 +n/minで実施した。
さ70mmの平行部を有する引張り試験片を採取し、高
温引張り試験に供した。なお、高温引張り試験は、試験
片を第2表に示す各温度に10分間保持した後、引張り
速度: 300 +n/minで実施した。
この結果を第2表に併せて示した。
第2表に示される結果からも明らかな如く、この発明で
規定する条件を満たすものは十分満足できる熱間鍛造が
可能であるところの「高温延性絞り値:80%以上」を
確保できるのに対して、本発明で規定する条件を満たさ
ないものは低い高温延性しか示さず、良好な熱間鍛造を
実施できないことが分かる。特に、加熱温度が1300
℃では高Si二相ステンレス鋼の高温延性絞り値が0と
なっており、またCa添加がなされていないものでは1
200の温度であっても延性が低く、熱間鍛造第
2 (注)※印は本発明の条件か ら外れていることを示す。
規定する条件を満たすものは十分満足できる熱間鍛造が
可能であるところの「高温延性絞り値:80%以上」を
確保できるのに対して、本発明で規定する条件を満たさ
ないものは低い高温延性しか示さず、良好な熱間鍛造を
実施できないことが分かる。特に、加熱温度が1300
℃では高Si二相ステンレス鋼の高温延性絞り値が0と
なっており、またCa添加がなされていないものでは1
200の温度であっても延性が低く、熱間鍛造第
2 (注)※印は本発明の条件か ら外れていることを示す。
が困難であることを示している。
〈総括的な効果〉
以上に説明した如く、この発明によれば、これまで極め
て困難であった高Si二相ステンレス鋼の熱間鍛造を安
定かつ容易に実施することができ、Cr”イオンの存在
する熱濃硝酸環境下でも優れた耐食性を発揮する構造部
材の安定供給が可能となるなど、産業上有用な効果がも
たらされるのである。
て困難であった高Si二相ステンレス鋼の熱間鍛造を安
定かつ容易に実施することができ、Cr”イオンの存在
する熱濃硝酸環境下でも優れた耐食性を発揮する構造部
材の安定供給が可能となるなど、産業上有用な効果がも
たらされるのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 重量割合にて C:0.02%以下、Si:2〜5%、 Mn:0.1〜2.0%、Cr:20〜30%、Ni:
5〜20%、P:0.02%以下、 S:0.006%以下、N:0.05〜0.30%、O
:0.005%以下 を含み残部が実質的にFeから成る二相ステンレス鋼に
、0.001〜0.020%のCaを添加・含有せしめ
、熱間鍛造に際しその加熱温度を1100〜 1220℃の温度域とすることを特徴とする、高Si二
相ステンレス鋼の熱間鍛造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6794886A JPS62224632A (ja) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | 高Si二相ステンレス鋼の熱間鍛造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6794886A JPS62224632A (ja) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | 高Si二相ステンレス鋼の熱間鍛造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62224632A true JPS62224632A (ja) | 1987-10-02 |
JPH0570683B2 JPH0570683B2 (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=13359675
Family Applications (1)
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JP6794886A Granted JPS62224632A (ja) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | 高Si二相ステンレス鋼の熱間鍛造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS62224632A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1157920A (ja) * | 1997-08-08 | 1999-03-02 | Toto Ltd | 閉塞鍛造方法及び閉塞鍛造装置 |
FR2921853A1 (fr) * | 2007-10-03 | 2009-04-10 | Metalliers Reunis Ou L M R Sar | Element de metallerie en acier inoxydable. |
WO2014139890A1 (fr) * | 2013-03-13 | 2014-09-18 | Areva Np | Acier inoxydable pour forgeage à chaud et procédé de forgeage à chaud utilisant cet acier |
JP2020104145A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | ヤマコー株式会社 | 高珪素ステンレス鋼の成形加工方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5620122A (en) * | 1979-07-24 | 1981-02-25 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Manufacture of austenite steel sheet having excellent resistance to oxidation |
JPS5959826A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-05 | Nippon Steel Corp | 二相ステンレス鋼材の製造法 |
-
1986
- 1986-03-26 JP JP6794886A patent/JPS62224632A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR3003271A1 (fr) * | 2013-03-13 | 2014-09-19 | Areva Np | Acier inoxydable pour forgeage a chaud et procede de forgeage a chaud utilisant cet acier |
JP2020104145A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | ヤマコー株式会社 | 高珪素ステンレス鋼の成形加工方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0570683B2 (ja) | 1993-10-05 |
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