JPS63206428A - バネ特性、耐応力腐食割れ特性及び振動疲労特性の優れたエンシンガスケット用ステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents
バネ特性、耐応力腐食割れ特性及び振動疲労特性の優れたエンシンガスケット用ステンレス鋼板の製造方法Info
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- JPS63206428A JPS63206428A JP3885787A JP3885787A JPS63206428A JP S63206428 A JPS63206428 A JP S63206428A JP 3885787 A JP3885787 A JP 3885787A JP 3885787 A JP3885787 A JP 3885787A JP S63206428 A JPS63206428 A JP S63206428A
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Classifications
-
- 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)
本発明は、自動車やオートバイ等のエンジンを構成する
金属ガスケット部品として使用に供せられるステンレス
鋼板に関するものである。
金属ガスケット部品として使用に供せられるステンレス
鋼板に関するものである。
(従来の技術)
従来は、エンジンガスケント用素材としてアスベスト等
が使用されてきたが、エンジン性能向上のだめに近年金
属製のメタルガスケットが使用されつつある。メタルガ
スケット用素材としては、バネ特性の優れたSU330
1mが主に使用されている。
が使用されてきたが、エンジン性能向上のだめに近年金
属製のメタルガスケットが使用されつつある。メタルガ
スケット用素材としては、バネ特性の優れたSU330
1mが主に使用されている。
メタルガスケントとしては0.1−0.4朋厚程度の薄
板を用い、燃焼室の周囲及び水孔・油孔の周囲にビード
を形成し、このビードを締め付けた時に発生する高圧面
にてガス・水・油をシールする構造になっている。(公
知技術、実開昭60−178349号公報、特開昭61
−88076号公報)(発明が解決しようとする問題点
) メタルガスケントに使用されている5us301鋼には
、シリンダへラドガスケットの様な腐食環境下にて高い
応力がかかる状況で応力腐食割れが生じやすい問題点が
ある。特に高温で酸性環境下にある燃焼室の周囲のビー
ド部では、応力腐食割れによる亀裂発生が著しい。
板を用い、燃焼室の周囲及び水孔・油孔の周囲にビード
を形成し、このビードを締め付けた時に発生する高圧面
にてガス・水・油をシールする構造になっている。(公
知技術、実開昭60−178349号公報、特開昭61
−88076号公報)(発明が解決しようとする問題点
) メタルガスケントに使用されている5us301鋼には
、シリンダへラドガスケットの様な腐食環境下にて高い
応力がかかる状況で応力腐食割れが生じやすい問題点が
ある。特に高温で酸性環境下にある燃焼室の周囲のビー
ド部では、応力腐食割れによる亀裂発生が著しい。
(問題点を解決するための手段)
本発明は、5US301鋼よりも耐応力腐食割れ特性が
良好で、かつバネ特性やメタルガスケット用素材として
必要な他の緒特性が5us301 鋼程度かそれ以上で
ある、メタルガスケット用ステンレス鋼板を供すること
を目的とする。
良好で、かつバネ特性やメタルガスケット用素材として
必要な他の緒特性が5us301 鋼程度かそれ以上で
ある、メタルガスケット用ステンレス鋼板を供すること
を目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために、メタルガスケッ
ト用部品に適したステンレス鋼の製造法を特定したもの
で、その要旨とするところは、重量百分率で、 C;0.03〜0.10%、 St ; 1. O〜5
.0%、Cr; 11.O〜20.0%、 P ; 0
.05%以下、Ni ; 5. O〜15.0% を含有し、さらに必要により、 N ; 0.05〜0.30% を含み、残部はFe及び不可避元素から成るステンレス
鋼に、圧下率で30%以上の最終冷延を施した後、30
0℃以上600℃以下の温度範囲で10秒間以上の時効
処理を施すことである。
ト用部品に適したステンレス鋼の製造法を特定したもの
で、その要旨とするところは、重量百分率で、 C;0.03〜0.10%、 St ; 1. O〜5
.0%、Cr; 11.O〜20.0%、 P ; 0
.05%以下、Ni ; 5. O〜15.0% を含有し、さらに必要により、 N ; 0.05〜0.30% を含み、残部はFe及び不可避元素から成るステンレス
鋼に、圧下率で30%以上の最終冷延を施した後、30
0℃以上600℃以下の温度範囲で10秒間以上の時効
処理を施すことである。
(作 用)
まず、本発明において鋼組成を上述の如く限定した理由
を述べる。
を述べる。
(炭素)炭素含有量を0.03%以上と限定した理由は
、バネ限界値(Kb値)向上、かっγ相の安定化、さら
には耐応力腐食割れ特性向上のためである。特に本発明
鋼の様にSi含有量が高いγ系ステンレス鋼においては
、Stによる耐応力腐食割れ特性向上を引き出す上で0
.03%以上のC量は必須である。また、0.10%超
では上記効果が飽和し、かつCr炭化物が粒界に析出す
る頻度が高くなると共に鋭敏化による耐応力腐食割れ特
性の劣化が著しくなり、更に冷間加工性も劣化させるの
で0.10%以下と限定した。
、バネ限界値(Kb値)向上、かっγ相の安定化、さら
には耐応力腐食割れ特性向上のためである。特に本発明
鋼の様にSi含有量が高いγ系ステンレス鋼においては
、Stによる耐応力腐食割れ特性向上を引き出す上で0
.03%以上のC量は必須である。また、0.10%超
では上記効果が飽和し、かつCr炭化物が粒界に析出す
る頻度が高くなると共に鋭敏化による耐応力腐食割れ特
性の劣化が著しくなり、更に冷間加工性も劣化させるの
で0.10%以下と限定した。
(珪素)珪素含有量を1.0%以上と限定した理由は、
耐応力腐食割れ特性向上及びバネ限界値(Kb値)に対
する時効性向上の為である。また、5.0%超では上記
効果が飽和し、かつ熱間加工性も劣化させるので、5.
0%以下と限定した。
耐応力腐食割れ特性向上及びバネ限界値(Kb値)に対
する時効性向上の為である。また、5.0%超では上記
効果が飽和し、かつ熱間加工性も劣化させるので、5.
0%以下と限定した。
(P)P含有量を0.05%以下に限定した理由は、耐
応力腐食割れ特性を向上させる為である。
応力腐食割れ特性を向上させる為である。
尚、Pは耐応力腐食割れ特性を著しく劣化させるため含
有量は低ければ低い程望ましいが、本発明鋼の場合、S
i含有量及びC含有量が高くPの悪影響を小さくしてい
る。また、通常P含有量を0.01%未溝に溶製するこ
とは困難であり、かつコストの上昇をもたらすので、0
.01%以上であることが望ましい。
有量は低ければ低い程望ましいが、本発明鋼の場合、S
i含有量及びC含有量が高くPの悪影響を小さくしてい
る。また、通常P含有量を0.01%未溝に溶製するこ
とは困難であり、かつコストの上昇をもたらすので、0
.01%以上であることが望ましい。
(Cr) Cr含有量を11.0%以上と限定した理由
は、これ未満のCr量では耐食性及び耐熱性が劣るため
である。また、20.0%超では上記効果が飽和しかつ
経済的でもないので20.0%以下と限定した。
は、これ未満のCr量では耐食性及び耐熱性が劣るため
である。また、20.0%超では上記効果が飽和しかつ
経済的でもないので20.0%以下と限定した。
(Ni) Ni含有量を5.0%以上と限定した理由は
、耐食性及び耐熱性の向上、かつγ相を安定化、更に耐
応力腐食割れ特性を向上させるためである。
、耐食性及び耐熱性の向上、かつγ相を安定化、更に耐
応力腐食割れ特性を向上させるためである。
また、15.0%超では上記効果が飽和しかつ経済的で
もないので15.0%以下と限定した。
もないので15.0%以下と限定した。
(窒素)窒素含有量を0.05%以上と限定した理由は
、バネ限界値(Kb値)向上、かつ耐食性の向上、更に
はγ相を安定化させるためである。また、0.30%超
では上記効果が飽和すること及びブローホール発生の観
点より0.30%以下とした。
、バネ限界値(Kb値)向上、かつ耐食性の向上、更に
はγ相を安定化させるためである。また、0.30%超
では上記効果が飽和すること及びブローホール発生の観
点より0.30%以下とした。
また、エンジンガスケットとして使用する上で必要なバ
ネ特性を得るために、本発明では最終冷間加工を加えた
後に時効処理を実施する。エンジンガスケットとして使
用するためには、バネ限界値(Kb値)で55kg/n
+”以上が必要であり、本発明鋼では30%以上の最終
冷間圧延を加えかつ300℃以上600℃以下の温度範
囲で10秒間以上の時効処理を施すことにより、該目標
を達成できる。ここで、最終冷間圧延圧下率を30%以
上と限定した理由は、これ未満の圧下率では上述のKb
値乃至強度を確保できないためである。最終冷間圧延圧
下率の上限については特に限定しないが、通常の冷間圧
延機では高々95%までである。
ネ特性を得るために、本発明では最終冷間加工を加えた
後に時効処理を実施する。エンジンガスケットとして使
用するためには、バネ限界値(Kb値)で55kg/n
+”以上が必要であり、本発明鋼では30%以上の最終
冷間圧延を加えかつ300℃以上600℃以下の温度範
囲で10秒間以上の時効処理を施すことにより、該目標
を達成できる。ここで、最終冷間圧延圧下率を30%以
上と限定した理由は、これ未満の圧下率では上述のKb
値乃至強度を確保できないためである。最終冷間圧延圧
下率の上限については特に限定しないが、通常の冷間圧
延機では高々95%までである。
また、時効処理温度範囲の下限を300℃とした理由は
、これ未満の温度ではC,Nの拡散が不十分でKb値乃
至強度が向上しないからである。もっとも、300 ’
C未満の温度域でも生産コストを無視して長時間保持す
れば効果があることは言うまでもない。時効処理温度範
囲の上限を600℃とした理由は、これを超える温度で
は回復の大幅な進行乃至再結晶が生じて軟化するからで
ある。次に、時効処理保持時間の下限を10秒間とした
理由は、これ未満の時間ではKb値乃至強度が必ずしも
上昇せず、かつ板厚方向で強度等のバラつきが生じるか
らである。時効処理保持時間の上限については特に限定
しないが、生産コストの観点からは高々60分迄である
。更に言うまでもないが、時効処理温度が高い程時効処
理保持時間は短くて良い。
、これ未満の温度ではC,Nの拡散が不十分でKb値乃
至強度が向上しないからである。もっとも、300 ’
C未満の温度域でも生産コストを無視して長時間保持す
れば効果があることは言うまでもない。時効処理温度範
囲の上限を600℃とした理由は、これを超える温度で
は回復の大幅な進行乃至再結晶が生じて軟化するからで
ある。次に、時効処理保持時間の下限を10秒間とした
理由は、これ未満の時間ではKb値乃至強度が必ずしも
上昇せず、かつ板厚方向で強度等のバラつきが生じるか
らである。時効処理保持時間の上限については特に限定
しないが、生産コストの観点からは高々60分迄である
。更に言うまでもないが、時効処理温度が高い程時効処
理保持時間は短くて良い。
以下に、本発明を実施例に従って詳細に説明する。
(実施例)
実施例1
通常の溶製法に従って第1表に示した化学成分を有する
20ON厚のCCスラブを製造し、熱間圧延により3.
On厚のホットコイルとした後、1120℃の熱延板焼
鈍後、冷間圧延して0.29m厚、0.4゜n厚、0.
50n厚の三種類の冷延鋼板を製造した。
20ON厚のCCスラブを製造し、熱間圧延により3.
On厚のホットコイルとした後、1120℃の熱延板焼
鈍後、冷間圧延して0.29m厚、0.4゜n厚、0.
50n厚の三種類の冷延鋼板を製造した。
この三種類の冷延鋼板を溶体化処理(1100℃X 1
0sec、−水冷)した後、0.20 Ill厚まで冷
間圧延(圧下率は各々30%、50%、60%)してサ
ンプルを採取した。更に、該鋼板を300℃、400℃
、450℃、\500℃、600℃の各々の温度で10
分間時効処理してサンプルを採取した。この時の本発明
鋼のバネ特性を第1図に、比較m (SO3301m)
(7)ハネ特性を第2図に示す。
0sec、−水冷)した後、0.20 Ill厚まで冷
間圧延(圧下率は各々30%、50%、60%)してサ
ンプルを採取した。更に、該鋼板を300℃、400℃
、450℃、\500℃、600℃の各々の温度で10
分間時効処理してサンプルを採取した。この時の本発明
鋼のバネ特性を第1図に、比較m (SO3301m)
(7)ハネ特性を第2図に示す。
更に、最終冷間圧延圧下率が50%で450℃×10分
の時効処理を施したサンプルについて耐応力腐食割れ特
性、シール性、ヘタリ性及び振動疲労特性を評価した。
の時効処理を施したサンプルについて耐応力腐食割れ特
性、シール性、ヘタリ性及び振動疲労特性を評価した。
この結果を第2表に示す。
尚、耐応力腐食割れ特性は、0.20mm厚の上記サン
プルを0.20X10X75 (n’)に切断し、半
径7顛のU曲げ拘束をしたままで、沸騰42%MgCZ
z液中に浸漬保持したときの破断時間で評価した。また
、シール性、ヘタリ性及び振動疲労特性は、上記サンプ
ル板にビード形状を同口状に成形した試験片を用いて評
価した。シール性については、密閉部に空気を吹き込み
空気の漏れを試験し、ベタリ性については、ビード部を
繰り返し圧縮した時の圧縮荷重を測定し、振動疲労特性
については、ビード形状を設けた上記サンプル1を第3
図に示す様に振動フランジ3で締め付けて振幅4を与え
、破断の有無を評価した。
プルを0.20X10X75 (n’)に切断し、半
径7顛のU曲げ拘束をしたままで、沸騰42%MgCZ
z液中に浸漬保持したときの破断時間で評価した。また
、シール性、ヘタリ性及び振動疲労特性は、上記サンプ
ル板にビード形状を同口状に成形した試験片を用いて評
価した。シール性については、密閉部に空気を吹き込み
空気の漏れを試験し、ベタリ性については、ビード部を
繰り返し圧縮した時の圧縮荷重を測定し、振動疲労特性
については、ビード形状を設けた上記サンプル1を第3
図に示す様に振動フランジ3で締め付けて振幅4を与え
、破断の有無を評価した。
第1図及び第2図より認められる様に、本発明鋼は比較
鋼の5IIS301鋼に比較して、バネ特性(Kb値)
はほぼ同程度か乃至それ以上である。特に高温時効域で
は、本発明鋼の方が高い。また、第2表より、比較鋼の
5US301鋼に比較して、本発明鋼は応力腐食割れ特
性が極めて良好であり、かつ振動疲労特性が優れ、シー
ル性及びへたり性は同程度であることが認められる。
鋼の5IIS301鋼に比較して、バネ特性(Kb値)
はほぼ同程度か乃至それ以上である。特に高温時効域で
は、本発明鋼の方が高い。また、第2表より、比較鋼の
5US301鋼に比較して、本発明鋼は応力腐食割れ特
性が極めて良好であり、かつ振動疲労特性が優れ、シー
ル性及びへたり性は同程度であることが認められる。
実施例2
第3表に示した化学成分を有するインゴットを溶製し、
熱間圧延により3. Otm厚の熱延板とした後、11
00℃の熱延板焼鈍後、冷間圧延機で0.40朋厚の冷
延鋼板とした。この冷延鋼板を溶体化処理(1100℃
X 10sec、−*水冷)した後、0.201m厚ま
で冷間圧延(圧下率50%)し、その後550℃で5分
間時効処理してサンプルを採取した。
熱間圧延により3. Otm厚の熱延板とした後、11
00℃の熱延板焼鈍後、冷間圧延機で0.40朋厚の冷
延鋼板とした。この冷延鋼板を溶体化処理(1100℃
X 10sec、−*水冷)した後、0.201m厚ま
で冷間圧延(圧下率50%)し、その後550℃で5分
間時効処理してサンプルを採取した。
この時の、バネ特性(Kb値)、耐応力腐食割れ特性、
シール性、ヘタリ性及び振動疲労特性について、実施例
1と同様の評価をした。この結果を第4表に示す。
シール性、ヘタリ性及び振動疲労特性について、実施例
1と同様の評価をした。この結果を第4表に示す。
第4表より、比較鋼に比較して、本発明鋼は耐応力腐食
割れ特性が極めて良好で、かつバネ特性(Kb値)も良
好であり、シール性、ヘタリ性及び振動疲労特性はほぼ
同程度か乃至それ以上であることが認められた。特に、
高Nの鋼種Cでは他の本発明鋼に比較して、耐応力腐食
割れ特性はやや劣るが、Kb値が高い点が特徴である。
割れ特性が極めて良好で、かつバネ特性(Kb値)も良
好であり、シール性、ヘタリ性及び振動疲労特性はほぼ
同程度か乃至それ以上であることが認められた。特に、
高Nの鋼種Cでは他の本発明鋼に比較して、耐応力腐食
割れ特性はやや劣るが、Kb値が高い点が特徴である。
(発明の効果)
以上詳述した様に、本発明鋼は従来のメタルガスケット
用素材であるsus301mに比較して、応力腐食特性
が著しく向上しており、かつメタルガスケット用素材と
して必要なバネ特性や振動疲労特性等は5US301鋼
と同程度かあるいはそれ以上である等、産業上碑益する
ところ大である。
用素材であるsus301mに比較して、応力腐食特性
が著しく向上しており、かつメタルガスケット用素材と
して必要なバネ特性や振動疲労特性等は5US301鋼
と同程度かあるいはそれ以上である等、産業上碑益する
ところ大である。
第1図は、本発明鋼を溶体化処理後冷延して0、20
m厚にした時の、時効処理温度とバネ限界値の関係を示
す図、第2図は、比較鋼(SUS301鋼)を溶体化処
理後冷延して0.20 m厚にした時の、時効処理温度
とバネ限界値の関係を示す図、第3図は、メタルガスケ
ット用素材として必要な振動疲労特性の評価試験法の概
要を示す図である。 第1図 第2図 搭処理U(て)
m厚にした時の、時効処理温度とバネ限界値の関係を示
す図、第2図は、比較鋼(SUS301鋼)を溶体化処
理後冷延して0.20 m厚にした時の、時効処理温度
とバネ限界値の関係を示す図、第3図は、メタルガスケ
ット用素材として必要な振動疲労特性の評価試験法の概
要を示す図である。 第1図 第2図 搭処理U(て)
Claims (2)
- (1)重量百分率で、 C;0.03〜0.10%、 Si;1.0〜5.0%、 P;0.05%以下、 Cr;11.0〜20.0%、 Ni;5.0〜15.0% を含み、残部はFe及び不可避元素から成るステンレス
鋼に、圧下率で30%以上の最終冷延を施した後、30
0℃以上600℃以下の温度範囲で10秒間以上の時効
処理を施すことを特徴とするバネ特性及び耐応力腐食割
れ特性の優れたエンジンガスケット用ステンレス鋼板の
製造方法。 - (2)重量百分率で、 C;0.03〜0.10%、 Si;1.0〜5.0%、 P;0.05%以下、 Cr;11.0〜20.0%、 Ni;5.0〜15.0% を含有し、さらに N;0.05〜0.30% を含み、残部はFe及び不可避元素から成るステンレス
鋼に、圧下率で30%以上の最終冷延を施した後、30
0℃以上600℃以下の温度範囲で10秒間以上の時効
処理を施すことを特徴とするバネ特性及び耐応力腐食割
れ特性の優れたエンジンガスケット用ステンレス鋼板の
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3885787A JPH0765110B2 (ja) | 1987-02-21 | 1987-02-21 | バネ特性及び耐応力腐食割れ特性の優れたエンジンガスケツト用ステンレス鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3885787A JPH0765110B2 (ja) | 1987-02-21 | 1987-02-21 | バネ特性及び耐応力腐食割れ特性の優れたエンジンガスケツト用ステンレス鋼板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63206428A true JPS63206428A (ja) | 1988-08-25 |
JPH0765110B2 JPH0765110B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=12536870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3885787A Expired - Fee Related JPH0765110B2 (ja) | 1987-02-21 | 1987-02-21 | バネ特性及び耐応力腐食割れ特性の優れたエンジンガスケツト用ステンレス鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0765110B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05279736A (ja) * | 1992-03-30 | 1993-10-26 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐応力腐食割れ特性に優れた高強度ばね用ステンレス鋼の製造方法 |
JP2004183001A (ja) * | 2002-11-29 | 2004-07-02 | Toyo Kohan Co Ltd | ガスケット用材料、その製造方法およびガスケット |
US6893727B2 (en) | 2001-04-27 | 2005-05-17 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Metal gasket and a material for its manufacture and a method for their manufacture |
US8177929B2 (en) | 2006-08-18 | 2012-05-15 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Method of making an embossed metal gasket |
-
1987
- 1987-02-21 JP JP3885787A patent/JPH0765110B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05279736A (ja) * | 1992-03-30 | 1993-10-26 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐応力腐食割れ特性に優れた高強度ばね用ステンレス鋼の製造方法 |
US6893727B2 (en) | 2001-04-27 | 2005-05-17 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Metal gasket and a material for its manufacture and a method for their manufacture |
JP2004183001A (ja) * | 2002-11-29 | 2004-07-02 | Toyo Kohan Co Ltd | ガスケット用材料、その製造方法およびガスケット |
US8177929B2 (en) | 2006-08-18 | 2012-05-15 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Method of making an embossed metal gasket |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0765110B2 (ja) | 1995-07-12 |
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