JPS63206429A - 耐応力腐食割れ特性及びバネ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 - Google Patents
耐応力腐食割れ特性及びバネ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Info
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- JPS63206429A JPS63206429A JP3885887A JP3885887A JPS63206429A JP S63206429 A JPS63206429 A JP S63206429A JP 3885887 A JP3885887 A JP 3885887A JP 3885887 A JP3885887 A JP 3885887A JP S63206429 A JPS63206429 A JP S63206429A
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Landscapes
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- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
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
金属ガスゲント部品として、使用に供せられるステンレ
ス鋼板に関するものである。
金属ガスゲント部品として、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、エンジンガスケッ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ために近年金
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５ＵＳ３０
１鋼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ために近年金
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５ＵＳ３０
１鋼が主に使用されている。
メタルガスケットとしては０．１〜０．４ｆｉ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。
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。
（公知技術実開昭６０−１７８３４９号公報、特開昭６
１−８８０７６号公報。） （発明が解決しようとする問題点） メタルガスケットに使用されているＳＵ３３０１ｍ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。
１−８８０７６号公報。） （発明が解決しようとする問題点） メタルガスケットに使用されているＳＵ３３０１ｍ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鋼程度がそれ以上であ
り、更に５ＵＳ３０１鋼程度のコストである、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鋼程度がそれ以上であ
り、更に５ＵＳ３０１鋼程度のコストである、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％以下、 Ｃｒ ； １５． Ｏ〜２０
．０％、Ｎｉ；５．０〜１０．０％、Ｎ ； ０．０８
〜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％以上の最終冷間圧
延を施した後、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％以下、 Ｃｒ ； １５． Ｏ〜２０
．０％、Ｎｉ；５．０〜１０．０％、Ｎ ； ０．０８
〜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％以上の最終冷間圧
延を施した後、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。通常、固
溶Ｃ量は高い方が耐応力腐食割れ特性には良いが、本発
明者等は、本発明鋼の様に冷間加工後時効処理を施す場
合には、炭素含有量を０．０３％以下とすることで耐応
力腐食割れ特性が向上することを見出した。又、下限に
ついては特に限定しないが、通常ｏ、ｏｏｉ％以下に溶
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、０．００１％以上であることが、望ましい。
、耐応力腐食割れ特性を向上させる為である。通常、固
溶Ｃ量は高い方が耐応力腐食割れ特性には良いが、本発
明者等は、本発明鋼の様に冷間加工後時効処理を施す場
合には、炭素含有量を０．０３％以下とすることで耐応
力腐食割れ特性が向上することを見出した。又、下限に
ついては特に限定しないが、通常ｏ、ｏｏｉ％以下に溶
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、０．００１％以上であることが、望ましい。
（Ｃｒ） Ｃｒ含有量を１５．０％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
、これ未満のＮｉ量では耐食性及び耐熱性が劣るためで
ある。また、１０．０％超では上記効果が飽和しかつ経
済的でもないので、１０．０％以下と限定した。
、これ未満のＮｉ量では耐食性及び耐熱性が劣るためで
ある。また、１０．０％超では上記効果が飽和しかつ経
済的でもないので、１０．０％以下と限定した。
（窒素）窒素含有量はＫｂ値内向上び耐食性向上の為に
０．０８％以上と限定した。特に本発明鋼の様にＣ含有
量を低くした場合には、時効処理によりバネ特性等を向
上させるために０．０８％以上含有させることは必須で
ある。また、上限は上記効果の飽和及びブローホール発
生の観点より、０．３０％以下とした。
０．０８％以上と限定した。特に本発明鋼の様にＣ含有
量を低くした場合には、時効処理によりバネ特性等を向
上させるために０．０８％以上含有させることは必須で
ある。また、上限は上記効果の飽和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／
１ｍ”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Ｋ
ｂ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、本発明鋼で
はγ相が不安定で冷間加工時に加工誘起マルテンサイト
を生成するため、通常の冷間圧延機では高々８０％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値乃至強度を向上させ得す、かつ後述の耐応力腐食
割れ特性が向上しないからである。もっとも、３００℃
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、これ以上の温度では回
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値乃至強度及び耐応力腐食
割れ特性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分までである。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（て良い。
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／
１ｍ”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Ｋ
ｂ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、本発明鋼で
はγ相が不安定で冷間加工時に加工誘起マルテンサイト
を生成するため、通常の冷間圧延機では高々８０％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値乃至強度を向上させ得す、かつ後述の耐応力腐食
割れ特性が向上しないからである。もっとも、３００℃
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、これ以上の温度では回
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値乃至強度及び耐応力腐食
割れ特性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分までである。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（て良い。
耐応力腐食割れ特性について述べると、本発明鋼は冷間
圧延後ではＳυ５３０１材と同程度であるが、上記の時
効処理を与えることにより本発明鋼の耐応力腐食割れ特
性は飛躍的に向上する（第１図参照）。この理由につい
ては、現在のところ明確ではないが、以下の様に考えら
れる。
圧延後ではＳυ５３０１材と同程度であるが、上記の時
効処理を与えることにより本発明鋼の耐応力腐食割れ特
性は飛躍的に向上する（第１図参照）。この理由につい
ては、現在のところ明確ではないが、以下の様に考えら
れる。
本発明鋼や５ＵＳ３０１鋼では、冷間圧延後上記の時効
処理を与えると強度及びＫｂ値が上昇する。これは、転
位構造（転位セル）の再配列乃至はＣ，Ｎが転位近傍に
拡散してコットレル雰囲気を形成することによると考え
られる。即ち、時効処理によって冷延ままの状態より転
位の移動が困難になったと考えられる。これは、応力腐
食割れ発生の起点となる辷りステップ形成の観点より、
耐応力腐食割れ特性を向上させる方向である。しかるに
、Ｃ含有量の高い５ｕｓ３０１ ｍでは第１図に示す様
に向上効果は認められない。この理由は、時効処理時に
Ｃｒ炭化物が粒界に析出することによるＣｒ欠乏層の形
成（即ち鋭敏化）のためであり、Ｃ含有量の低い本発明
鋼では著しい耐応力腐食割れ特性向上効果が認められる
。
処理を与えると強度及びＫｂ値が上昇する。これは、転
位構造（転位セル）の再配列乃至はＣ，Ｎが転位近傍に
拡散してコットレル雰囲気を形成することによると考え
られる。即ち、時効処理によって冷延ままの状態より転
位の移動が困難になったと考えられる。これは、応力腐
食割れ発生の起点となる辷りステップ形成の観点より、
耐応力腐食割れ特性を向上させる方向である。しかるに
、Ｃ含有量の高い５ｕｓ３０１ ｍでは第１図に示す様
に向上効果は認められない。この理由は、時効処理時に
Ｃｒ炭化物が粒界に析出することによるＣｒ欠乏層の形
成（即ち鋭敏化）のためであり、Ｃ含有量の低い本発明
鋼では著しい耐応力腐食割れ特性向上効果が認められる
。
尚、言うまでもないが、単にＣ含有量を低減しただけで
は、メタルガスケット材として必要な緒特性（強度、バ
ネ特性等）が得られない。これをＮ添加により克服した
ところが、本発明の最大の要件である。
は、メタルガスケット材として必要な緒特性（強度、バ
ネ特性等）が得られない。これをＮ添加により克服した
ところが、本発明の最大の要件である。
以下に、本発明を実施例に従って詳細に説明する。
（実施例）
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
２００ｍ厚のＣＣスラブを製造し、熱間圧延により３．
Ｏｔｍ厚のホットコイルとした後、１１２０℃の熱延
板焼鈍後、二回冷間圧延法で０．３６ｎ厚の冷延鋼板と
した。この冷延鋼板を溶体化処理（１１２０℃Ｘ１０ｓ
ｅｃ−＋強制空冷）した後、０．２０ｍ厚まで冷間圧延
（圧下率４５％）して、サンプルを採取した。更に、該
鋼板を４５０℃で５分間時効処理して、サンプルを採取
した。
２００ｍ厚のＣＣスラブを製造し、熱間圧延により３．
Ｏｔｍ厚のホットコイルとした後、１１２０℃の熱延
板焼鈍後、二回冷間圧延法で０．３６ｎ厚の冷延鋼板と
した。この冷延鋼板を溶体化処理（１１２０℃Ｘ１０ｓ
ｅｃ−＋強制空冷）した後、０．２０ｍ厚まで冷間圧延
（圧下率４５％）して、サンプルを採取した。更に、該
鋼板を４５０℃で５分間時効処理して、サンプルを採取
した。
この時の耐応力腐食割れ特性を第１図に、機械特性及び
バネ特性を第２表に示す。耐応力腐食割れ特性は、０．
２０ｔｓ厚のサンプルを０．２０ｘｌＯｘ７５（ｎ３）
に切断し、半径７鶴のＵ曲げ拘束をしたままで沸騰飽和
食塩水中に浸漬保持したときの破断時間で評価した。
バネ特性を第２表に示す。耐応力腐食割れ特性は、０．
２０ｔｓ厚のサンプルを０．２０ｘｌＯｘ７５（ｎ３）
に切断し、半径７鶴のＵ曲げ拘束をしたままで沸騰飽和
食塩水中に浸漬保持したときの破断時間で評価した。
第１図より、比較鋼のｓｔ＋５３０１Ｍに比較して、本
発明鋼は時効後の応力腐食割れ特性が極めて良好である
ことがわかる。また、第２表より機械特性及びバネ特性
はほぼ同程度であることが認められる。
発明鋼は時効後の応力腐食割れ特性が極めて良好である
ことがわかる。また、第２表より機械特性及びバネ特性
はほぼ同程度であることが認められる。
更に、メタルガスケット用素材としての適否を評価する
ために、時効処理後のサンプルについて、板にビード形
状を円月状に成形した試験片を用い、シール性、ヘタリ
性及び振動疲労特性を評価した。
ために、時効処理後のサンプルについて、板にビード形
状を円月状に成形した試験片を用い、シール性、ヘタリ
性及び振動疲労特性を評価した。
シール性については、密閉部に空気を吹き込み空気の漏
れを試験したところ、両網種とも空気漏れは生じなかっ
た。
れを試験したところ、両網種とも空気漏れは生じなかっ
た。
また、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たところ、本発明鋼は５ＵＳ３
０１鋼と同程度の荷重を示した。
た時の圧縮荷重を測定したところ、本発明鋼は５ＵＳ３
０１鋼と同程度の荷重を示した。
振動疲労特性については、該試験片を第２図に示す様に
締め付けて振幅を与え、評価した。その結果を第３表に
示す。
締め付けて振幅を与え、評価した。その結果を第３表に
示す。
第３表 振動疲労特性
○は、破断しなかったことを意味し、
×は、破断したことを意味する。
第３表より本発明鋼の振動疲労特性は５ＵＳ３０１鋼よ
り良好であることが認められた。
り良好であることが認められた。
（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５Ｏ５３０１鋼に比較して、耐応力腐食特
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り、更にそのコスト
も５ｕｓ３０１＠と同程度である等、産業上稗益すると
ころ大である。
用素材である５Ｏ５３０１鋼に比較して、耐応力腐食特
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り、更にそのコスト
も５ｕｓ３０１＠と同程度である等、産業上稗益すると
ころ大である。
第１図は、本発明鋼と比較鋼（ＳＵＳ３０１鋼）を、溶
体化処理後４５％冷延して０．２０ ｖｓ厚にした時及
びその後４５０℃で５分間時効処理した時の、沸騰飽和
食塩水中で応力腐食割れを生じるまでの時間を示す図、
第２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。
体化処理後４５％冷延して０．２０ ｖｓ厚にした時及
びその後４５０℃で５分間時効処理した時の、沸騰飽和
食塩水中で応力腐食割れを生じるまでの時間を示す図、
第２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。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 重量百分率で、 Ｃ；０．０３％以下、 Ｃｒ；１５．０〜２０．０％、 Ｎｉ；５．０〜１０．０％、 Ｎ；０．０８〜０．３０％ 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耐応力腐食割れ特性及びバ
ネ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 |
|---|---|---|---|
| JP3885887A JPS63206429A (ja) | 1987-02-21 | 1987-02-21 | 耐応力腐食割れ特性及びバネ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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3885887A JPS63206429A (ja) | 1987-02-21 | 1987-02-21 | 耐応力腐食割れ特性及びバネ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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63206429A true JPS63206429A (ja) | 1988-08-25 |
| JPH0368930B2 JPH0368930B2 (ja) | 1991-10-30 |
Family
ID=12536899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3885887A Granted JPS63206429A (ja) | 1987-02-21 | 1987-02-21 | 耐応力腐食割れ特性及びバネ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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63206429A (ja) |
Cited By (2)
| 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 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4916011A (ja) * | 1972-04-10 | 1974-02-13 | Sulzer Ag | |
| JPS55104459A (en) * | 1979-02-05 | 1980-08-09 | Nisshin Steel Co Ltd | Spring stainless steel with superior producibility |
-
1987
- 1987-02-21 JP JP3885887A patent/JPS63206429A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4916011A (ja) * | 1972-04-10 | 1974-02-13 | Sulzer Ag | |
| JPS55104459A (en) * | 1979-02-05 | 1980-08-09 | Nisshin Steel Co Ltd | Spring stainless steel with superior producibility |
Cited By (2)
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0368930B2 (ja) | 1991-10-30 |
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