JPS6230859A - オ−ステナイト系快削ステンレス鋼 - Google Patents
オ−ステナイト系快削ステンレス鋼Info
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- JPS6230859A JPS6230859A JP17015385A JP17015385A JPS6230859A JP S6230859 A JPS6230859 A JP S6230859A JP 17015385 A JP17015385 A JP 17015385A JP 17015385 A JP17015385 A JP 17015385A JP S6230859 A JPS6230859 A JP S6230859A
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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
（産業上の利用分野）
本発明は快削ステンレス鋼に係り、より詳細には、Ｓ、
Ｐｂ、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｓｅなどの快削元素を添加せずに被
削性を付与し得るオーステナイト系快削ステンレス鋼に
関する。 （従来の技術及び問題点） ステンレス鋼は一般に粘性が大きく、熱伝導度が悪く、
しかも切削時に切り屑が工具と凝着しやすいため、切削
加工が困難である。そこで、Ｓ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｔｅ−Ｓ
ｅなどの快削元素を添加して被剛性を改善する研究開発
がなされ、いわゆる快削ステンレス鋼として各種用途に
供されるようになってきた。 しかし乍ら、この種の快削ステンレス鋼は上記快削元素
を添加することにより被削性は改善されるものの、逆に
快削元素の添加に起因して熱間加工性が劣化するという
欠点があり、製造上問題がある。特にオーステナイト系
ステンレス鋼にあっては、熱間加工性が余り良好ではな
い点に加えて、快削元素を添加することによって熱間加
工性を一層劣化させている。 また、ステンレス鋼は耐食性を有するがために多方面で
利用されているが、特にオーステナイト系ステンレス鋼
はその耐食性が優れている特性によって広範囲の用途に
適している材料である。しかし、上記快削元素が含有す
るために用途が制限されることがある。例えば１食品機
器用材料として利用するには、Ｓ、Ｐｂ、Ｔｅ、Ｓｅ等
の添加は耐食性及び食品衛生上問題があるため、これら
の元素を添加しないステンレス鋼でなければならない。 かヌる条件を満たして被削性を改善するには、結局のと
ころ、か＼る快削元素を添加しない新規なタイプの快削
ステンレス鋼の開発を待つほかないのが現状である。 （発明の目的） 本発明は、上記要請に応えるべくなされたものであって
、特に耐食性が優れているオーステナイト系ステンレス
鋼につき、いわゆる快削元素を添加せずに被削性を改ｇ
でき、したがって熱間加工性の劣化を生ずることがなく
、用途の拡大も期待し得る新規なオーステナイト系快削
ステンレス１岡を提供することを１」的とするものであ
る。 （発明の構成） 上記目的を達成するため１本発明者等は、オーステナイ
ト系ステンレス鋼に前記快削元素を添加せずに被剛性を
付与できる成分について鋭意研究を重ねた結果、Ｂを比
較的多量に添加することにより鋼中０、Ｎと結合して硼
素酸化物Ｂ２Ｏ３、窒化物ＢＮを生成し、この硼素化合
物の存在により被削性を効果的に改善し得ることを見い
出した。 しかも、Ｂを添加して硼素化合物を生成させるに要する
Ｏ、Ｎの含有量増大を図っても、オーステナイト系ステ
ンレス鋼の優れた耐食性を維持できることも判明した。 すなわち、本発明に係るオーステナイト系快削ステンレ
ス鋼は、Ｃ：０．２％以下、Ｓｌ：２．０％以下、Ｍｎ
：１０．０％以下、Ｃｒ：７．５−３０．０％、Ｎｉ：
４０．０％以下及びＢ：０，０２０％超え０．１０％以
下を含み、更にＮ：０．０１０〜０．１０％及びＯ：０
．００２〜０．４０％（７）うちの１ｍ又は２種を含み
、必要に応じてＭｏ：５．０％以下、Ｃｕ：４．０％以
下及びＡｆｌ：１．５０％以下のうちの１種又は２種以
上を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなること
を特徴とするものである。 以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。 まず１本発明鋼の最大の特徴である優れた被削性は、Ｂ
添加により硼素酸化物Ｂ２Ｏ３、窒化物ＢＮを生成させ
ることによって発揮される点にあり、そのためにＢ、Ｏ
，Ｎの含有量を以下のとうりに規定するものであり、ま
た、オーステナイト系ステンレス鋼としての特性を発揮
させるために他の成分並びにその含有量をも規定するも
のである。 Ｂは１周知のとうり、′極微量添加することによって鋼
の焼入れ性を向上させる元素であるが、本発明ではそれ
よりも多量に添加して後述のＮ、○と共に８２０．、Ｉ
３Ｎなどの硼素化合物を生成させ、熱間加工性を劣化さ
せずに被剛性の改善を図るのに必要な元素である。その
ためにはＢを０．０２０％を超える量を添加しなければ
ならない。しかし、多量に添加しても被剛性改善の効果
が飽和し、却って被剛性が低下する傾向を示すので、上
限値は０．１０％とする。 Ｎは上記Ｂと結合して窒化物Ｂ、Ｏ，を生成して被削性
を向上させ、また耐力上昇及びオーステナイト安定化な
どの効果があるので、０．０１０％以上を含有させる必
要があるが、多量の含有は１３の添加による被削性改善
に寄与せず、却って熱間加工性を害することになるので
、上限値を０．１０％とする。 Ｏは、Ｎと同様、上記Ｂと結合して酸化物Ｂ２０．を生
成して被削性を向上させるので、そのためには０．００
２％以上を添加する必要がある。 しかし、多量の含有はＢの添加による被削性改淳に寄与
せず、却って熱間加工性を害するので、上限値を０．４
０％とする。 なお、」二記Ｎ及びＯの規制は、Ｂの添加で硼素化合物
を生成させて被剛性を改善するために、少なくともどち
らか一方に適用すわば足りる。 Ｃは強力なオーステナイト化元素であるが、耐食性の面
からは少ない方がよく、特にオーステナイト系ステンレ
ス鋼に係る本発明では０．２％以下とする。 Ｓｌは脱酸剤として作用する元素であるほか、耐酸化性
を増大するのに有効であるが、フェライト化元素であり
、多すぎると靭性を低下させるので２．０％以下とする
。 Ｍｎはオーステナイト化元素であり、Ｎｉよりも安価で
あるため、Ｎｉの置換元素として含有させることができ
、またＳと化合物をつくり、赤熱脆性の防止に有効でも
あるが、多量に加えると被剛性を低下させるので１０．
０％以下とする。 Ｃｒはオーステナイト系ステンレス鋼の基本元素であり
、耐食性及び耐酸化性向上のために７．５〜３０．０％
添加する必要がある。 Ｎｊはオーステナイト系ステンレス鋼にとって好ましい
重要な元素であって、安定なオーステナイト相を形成し
、耐食性及び靭性を向上させるのに有効である。しかし
、多く添加しすぎると被剛性が低下し、また亮価になる
ので４０．０％以下とする。 上記組成の本発明鋼には、以下に示すＭｏ、 Ｃｕ及び
ＡＱの１種又は２種以上を耐食性、耐酸化性成分として
必要に応じて添加することができる。 ＭｏはＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼において不動態皮膜を
強化して耐食性を向上させる効果を有するが、多量に添
加すると逆に有害となるので５．０％以下とする。 Ｃｕはオーステナイト安定化元素であり耐食性を改善す
るが、多量に添加すると熱間加工性を低下させるので４
．０％以下とする。 ＡＱは、耐酸化性を増す成分で、脱酸の目的で使用する
場合には鋼中に０．００５〜０．０５０％残留するよう
に添加すればよいが、析出硬化型ステンレス鋼において
は１．５０％以下の範囲で添加することができる。 （実施例） 第１表に示す化学成分の各種オーステナイト系ステンレ
ス鋼を２トンアーク炉で溶解し、取鍋精錬装置（ＧＲＡ
Ｆ）で精錬した後、造塊して２トン鋼塊を得た。 次いで、各鋼塊を約１２５０℃に加熱した後、１４０ｍ
ｍ角のビレットに圧延し、熱間加工性を調べた。なお、
熱間加工性は、ビレット割れの有無を調べる外観試験と
、ビレット表層部から切り出した試験片を用いて熱間引
張試験（１２５０℃）を行い、破断絞り（％）とで評価
した。これらの結果を第２表に示す。 また、被削性を調べるため、各ビレットを６０ｍｍ径の
丸棒に鍛造し、固溶化処理を施した材料について第３表
に示す切削条件でドリル切削試験を行い、ドリル穴あけ
性（工具寿命が１０００ｍｍとなる切削速度） （ｍ
／ ｍｊ、ｎ ）で被剛性を評価した。その結果を第２
表に示す。 第３表 切削条件 耐食性は、上記被剛性試験に用いた材料と同じものを第
４表に示す各種溶液中に浸漬し、腐食減量で判定した。 その結果を第２表に示す。
Ｐｂ、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｓｅなどの快削元素を添加せずに被
削性を付与し得るオーステナイト系快削ステンレス鋼に
関する。 （従来の技術及び問題点） ステンレス鋼は一般に粘性が大きく、熱伝導度が悪く、
しかも切削時に切り屑が工具と凝着しやすいため、切削
加工が困難である。そこで、Ｓ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｔｅ−Ｓ
ｅなどの快削元素を添加して被剛性を改善する研究開発
がなされ、いわゆる快削ステンレス鋼として各種用途に
供されるようになってきた。 しかし乍ら、この種の快削ステンレス鋼は上記快削元素
を添加することにより被削性は改善されるものの、逆に
快削元素の添加に起因して熱間加工性が劣化するという
欠点があり、製造上問題がある。特にオーステナイト系
ステンレス鋼にあっては、熱間加工性が余り良好ではな
い点に加えて、快削元素を添加することによって熱間加
工性を一層劣化させている。 また、ステンレス鋼は耐食性を有するがために多方面で
利用されているが、特にオーステナイト系ステンレス鋼
はその耐食性が優れている特性によって広範囲の用途に
適している材料である。しかし、上記快削元素が含有す
るために用途が制限されることがある。例えば１食品機
器用材料として利用するには、Ｓ、Ｐｂ、Ｔｅ、Ｓｅ等
の添加は耐食性及び食品衛生上問題があるため、これら
の元素を添加しないステンレス鋼でなければならない。 かヌる条件を満たして被削性を改善するには、結局のと
ころ、か＼る快削元素を添加しない新規なタイプの快削
ステンレス鋼の開発を待つほかないのが現状である。 （発明の目的） 本発明は、上記要請に応えるべくなされたものであって
、特に耐食性が優れているオーステナイト系ステンレス
鋼につき、いわゆる快削元素を添加せずに被削性を改ｇ
でき、したがって熱間加工性の劣化を生ずることがなく
、用途の拡大も期待し得る新規なオーステナイト系快削
ステンレス１岡を提供することを１」的とするものであ
る。 （発明の構成） 上記目的を達成するため１本発明者等は、オーステナイ
ト系ステンレス鋼に前記快削元素を添加せずに被剛性を
付与できる成分について鋭意研究を重ねた結果、Ｂを比
較的多量に添加することにより鋼中０、Ｎと結合して硼
素酸化物Ｂ２Ｏ３、窒化物ＢＮを生成し、この硼素化合
物の存在により被削性を効果的に改善し得ることを見い
出した。 しかも、Ｂを添加して硼素化合物を生成させるに要する
Ｏ、Ｎの含有量増大を図っても、オーステナイト系ステ
ンレス鋼の優れた耐食性を維持できることも判明した。 すなわち、本発明に係るオーステナイト系快削ステンレ
ス鋼は、Ｃ：０．２％以下、Ｓｌ：２．０％以下、Ｍｎ
：１０．０％以下、Ｃｒ：７．５−３０．０％、Ｎｉ：
４０．０％以下及びＢ：０，０２０％超え０．１０％以
下を含み、更にＮ：０．０１０〜０．１０％及びＯ：０
．００２〜０．４０％（７）うちの１ｍ又は２種を含み
、必要に応じてＭｏ：５．０％以下、Ｃｕ：４．０％以
下及びＡｆｌ：１．５０％以下のうちの１種又は２種以
上を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなること
を特徴とするものである。 以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。 まず１本発明鋼の最大の特徴である優れた被削性は、Ｂ
添加により硼素酸化物Ｂ２Ｏ３、窒化物ＢＮを生成させ
ることによって発揮される点にあり、そのためにＢ、Ｏ
，Ｎの含有量を以下のとうりに規定するものであり、ま
た、オーステナイト系ステンレス鋼としての特性を発揮
させるために他の成分並びにその含有量をも規定するも
のである。 Ｂは１周知のとうり、′極微量添加することによって鋼
の焼入れ性を向上させる元素であるが、本発明ではそれ
よりも多量に添加して後述のＮ、○と共に８２０．、Ｉ
３Ｎなどの硼素化合物を生成させ、熱間加工性を劣化さ
せずに被剛性の改善を図るのに必要な元素である。その
ためにはＢを０．０２０％を超える量を添加しなければ
ならない。しかし、多量に添加しても被剛性改善の効果
が飽和し、却って被剛性が低下する傾向を示すので、上
限値は０．１０％とする。 Ｎは上記Ｂと結合して窒化物Ｂ、Ｏ，を生成して被削性
を向上させ、また耐力上昇及びオーステナイト安定化な
どの効果があるので、０．０１０％以上を含有させる必
要があるが、多量の含有は１３の添加による被削性改善
に寄与せず、却って熱間加工性を害することになるので
、上限値を０．１０％とする。 Ｏは、Ｎと同様、上記Ｂと結合して酸化物Ｂ２０．を生
成して被削性を向上させるので、そのためには０．００
２％以上を添加する必要がある。 しかし、多量の含有はＢの添加による被削性改淳に寄与
せず、却って熱間加工性を害するので、上限値を０．４
０％とする。 なお、」二記Ｎ及びＯの規制は、Ｂの添加で硼素化合物
を生成させて被剛性を改善するために、少なくともどち
らか一方に適用すわば足りる。 Ｃは強力なオーステナイト化元素であるが、耐食性の面
からは少ない方がよく、特にオーステナイト系ステンレ
ス鋼に係る本発明では０．２％以下とする。 Ｓｌは脱酸剤として作用する元素であるほか、耐酸化性
を増大するのに有効であるが、フェライト化元素であり
、多すぎると靭性を低下させるので２．０％以下とする
。 Ｍｎはオーステナイト化元素であり、Ｎｉよりも安価で
あるため、Ｎｉの置換元素として含有させることができ
、またＳと化合物をつくり、赤熱脆性の防止に有効でも
あるが、多量に加えると被剛性を低下させるので１０．
０％以下とする。 Ｃｒはオーステナイト系ステンレス鋼の基本元素であり
、耐食性及び耐酸化性向上のために７．５〜３０．０％
添加する必要がある。 Ｎｊはオーステナイト系ステンレス鋼にとって好ましい
重要な元素であって、安定なオーステナイト相を形成し
、耐食性及び靭性を向上させるのに有効である。しかし
、多く添加しすぎると被剛性が低下し、また亮価になる
ので４０．０％以下とする。 上記組成の本発明鋼には、以下に示すＭｏ、 Ｃｕ及び
ＡＱの１種又は２種以上を耐食性、耐酸化性成分として
必要に応じて添加することができる。 ＭｏはＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼において不動態皮膜を
強化して耐食性を向上させる効果を有するが、多量に添
加すると逆に有害となるので５．０％以下とする。 Ｃｕはオーステナイト安定化元素であり耐食性を改善す
るが、多量に添加すると熱間加工性を低下させるので４
．０％以下とする。 ＡＱは、耐酸化性を増す成分で、脱酸の目的で使用する
場合には鋼中に０．００５〜０．０５０％残留するよう
に添加すればよいが、析出硬化型ステンレス鋼において
は１．５０％以下の範囲で添加することができる。 （実施例） 第１表に示す化学成分の各種オーステナイト系ステンレ
ス鋼を２トンアーク炉で溶解し、取鍋精錬装置（ＧＲＡ
Ｆ）で精錬した後、造塊して２トン鋼塊を得た。 次いで、各鋼塊を約１２５０℃に加熱した後、１４０ｍ
ｍ角のビレットに圧延し、熱間加工性を調べた。なお、
熱間加工性は、ビレット割れの有無を調べる外観試験と
、ビレット表層部から切り出した試験片を用いて熱間引
張試験（１２５０℃）を行い、破断絞り（％）とで評価
した。これらの結果を第２表に示す。 また、被削性を調べるため、各ビレットを６０ｍｍ径の
丸棒に鍛造し、固溶化処理を施した材料について第３表
に示す切削条件でドリル切削試験を行い、ドリル穴あけ
性（工具寿命が１０００ｍｍとなる切削速度） （ｍ
／ ｍｊ、ｎ ）で被剛性を評価した。その結果を第２
表に示す。 第３表 切削条件 耐食性は、上記被剛性試験に用いた材料と同じものを第
４表に示す各種溶液中に浸漬し、腐食減量で判定した。 その結果を第２表に示す。
第２表に示す十記試険粘果かられかるように。
Ｂの適量添加と○、Ｎを適楚含有させた本発明渭Ｎｏ
］〜１０は、いずれも熱間加工性を劣化させることなく
被剛性を改詫することができ、しかも耐食性も優れてい
る。一方、比較１ｒＩＪＮα１１は被削性改淳毛段が１
講じてないので被削性に劣り、またＢ１６加５Ｈが少な
すぎる場合（比較ｆＭＮα１２）及びＢ添加）（に対し
て適当量の０及びＮが含んでいない場合（比較ｆλＮ（
１１２）はいずれも却って熱間加工性を劣化させるのみ
で、被剛性の改淳効果はない。 （発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、従来被剛性改善
のための手段として用いられていた快削元メ・３を全く
添加せず、Ｂ添加によりオーステナイト系ステンレス鋼
を快削化するので、熱間加工性の劣化の問題を生じるこ
となく被剛性を改善でき、しかも優れた耐食性をもたら
すこともできる。したがって、特に製造−１−の問題が
生ぜず、また食品機器用＋、を料としても利用できるな
ど用途を拡大することもできる。
］〜１０は、いずれも熱間加工性を劣化させることなく
被剛性を改詫することができ、しかも耐食性も優れてい
る。一方、比較１ｒＩＪＮα１１は被削性改淳毛段が１
講じてないので被削性に劣り、またＢ１６加５Ｈが少な
すぎる場合（比較ｆＭＮα１２）及びＢ添加）（に対し
て適当量の０及びＮが含んでいない場合（比較ｆλＮ（
１１２）はいずれも却って熱間加工性を劣化させるのみ
で、被剛性の改淳効果はない。 （発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、従来被剛性改善
のための手段として用いられていた快削元メ・３を全く
添加せず、Ｂ添加によりオーステナイト系ステンレス鋼
を快削化するので、熱間加工性の劣化の問題を生じるこ
となく被剛性を改善でき、しかも優れた耐食性をもたら
すこともできる。したがって、特に製造−１−の問題が
生ぜず、また食品機器用＋、を料としても利用できるな
ど用途を拡大することもできる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％で（以下、同じ）、Ｃ：０．２％以下、Ｓｉ
：２．０％以下、Ｍｎ：１０．０％以下、Ｃｒ：７．５
〜３０．０％、Ｎｉ：４０．０％以下及びＢ：０．０２
０％を超え０．１０％以下を含み、更にＮ：０．０１０
〜０．１０％及びＯ：０．００２〜０．４０％のうちの
１種又は２種を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物か
らなることを特徴とするオーステナイト系快削ステンレ
ス鋼。 ２ Ｃ：０．２％以下、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍｎ：１
０．０％以下、Ｃｒ：７．５〜３０．０％、Ｎｉ：４０
．０％以下及びＢ：０．０２０％を超え０．１０％以下
を含み、更にＭｏ：５．０％以下、Ｃｕ：４００％以下
及びＡｌ：１．５０％以下のうちの１種又は２種以上を
含み、更にはＮ：０．０１０〜０．１０％及び０：０．
００２〜０．４０％のうちの１種又は２種を含み、残部
がＦｅ及び不可避的不純物からなることを特徴とするオ
ーステナイト系快削ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17015385A JPH0647709B2 (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | オ−ステナイト系快削ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17015385A JPH0647709B2 (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | オ−ステナイト系快削ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6230859A true JPS6230859A (ja) | 1987-02-09 |
| JPH0647709B2 JPH0647709B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=15899663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17015385A Expired - Lifetime JPH0647709B2 (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | オ−ステナイト系快削ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0647709B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63203753A (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-23 | Hitachi Metals Ltd | 時効硬化型オ−ステナイト系工具鋼 |
| JPH02209454A (ja) * | 1989-02-08 | 1990-08-20 | Nkk Corp | 快削ステンレス鋼 |
| EP1975270A1 (en) * | 2007-03-31 | 2008-10-01 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Austenitic free cutting stainless steel |
-
1985
- 1985-07-31 JP JP17015385A patent/JPH0647709B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63203753A (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-23 | Hitachi Metals Ltd | 時効硬化型オ−ステナイト系工具鋼 |
| JPH02209454A (ja) * | 1989-02-08 | 1990-08-20 | Nkk Corp | 快削ステンレス鋼 |
| EP1975270A1 (en) * | 2007-03-31 | 2008-10-01 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Austenitic free cutting stainless steel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0647709B2 (ja) | 1994-06-22 |
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