JPS6362849A - 高強度高靭性を有する時効硬化性ステンレス鋼及びその製造方法 - Google Patents
高強度高靭性を有する時効硬化性ステンレス鋼及びその製造方法Info
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- JPS6362849A JPS6362849A JP20875486A JP20875486A JPS6362849A JP S6362849 A JPS6362849 A JP S6362849A JP 20875486 A JP20875486 A JP 20875486A JP 20875486 A JP20875486 A JP 20875486A JP S6362849 A JPS6362849 A JP S6362849A
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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
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
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】
皮呈上辺五里圀団
本発明は、高強度高靭性を有するマルテンサイト型時効
硬化性ステンレス鋼及びその製造方法に関する。
硬化性ステンレス鋼及びその製造方法に関する。
史米皇汰■
従来、高張力鋼としてマルエージング鋼以外に、低合金
焼入れ鋼、析出硬化型ステンレス鋼等、種々の鋼が開発
されている。しかし、このような高張力鋼の化学成分組
成は、マルエージング鋼を除いて、一般には、ＣＳＳ
ｒ 、Ｍ ｎ ％ Ｐ 、、Ｓ等が高いために靭性に劣
るほか、溶接性も十分ではない。
焼入れ鋼、析出硬化型ステンレス鋼等、種々の鋼が開発
されている。しかし、このような高張力鋼の化学成分組
成は、マルエージング鋼を除いて、一般には、ＣＳＳ
ｒ 、Ｍ ｎ ％ Ｐ 、、Ｓ等が高いために靭性に劣
るほか、溶接性も十分ではない。
他方、マルエージング鋼にも種々のものが知られている
が、これらはいずれも合金成分を多量に含有し、その価
格が非常に高く、更に、耐食性も十分ではないの−で、
用途が限られている。
が、これらはいずれも合金成分を多量に含有し、その価
格が非常に高く、更に、耐食性も十分ではないの−で、
用途が限られている。
倉匪亙雇犬旦圭立亙工至皿皿点
本発明は、従来の高張力鋼における上記した問題を解決
するためになされたものであって、比較的安価でありな
がら、高強度高靭性を有し、しかも、耐食性をも備えた
マルテンサイト型ステンレス鋼、及びその製造方法を提
供することを目的とする。
するためになされたものであって、比較的安価でありな
がら、高強度高靭性を有し、しかも、耐食性をも備えた
マルテンサイト型ステンレス鋼、及びその製造方法を提
供することを目的とする。
問題点を解ンするための手段
本発明による高強度高靭性を有する時効硬化性ステンレ
ス鋼は、重量％で Ｃ０．０５〜０．３％、 Ｓｉ０．１％以下、 Ｍｎ０．１％以下、 Ｎｉ ２〜５％、 Ｍｏ０．５〜５％、 Ｔｉ０．１〜０．４％、 Ｃｏ４．０〜８．０％、 Ｃｒ １０．０〜１４．０％、 Ａｌ ｏ、０３〜０．３％、 残部鉄及び不可避的不純物よりなることを特徴とする。
ス鋼は、重量％で Ｃ０．０５〜０．３％、 Ｓｉ０．１％以下、 Ｍｎ０．１％以下、 Ｎｉ ２〜５％、 Ｍｏ０．５〜５％、 Ｔｉ０．１〜０．４％、 Ｃｏ４．０〜８．０％、 Ｃｒ １０．０〜１４．０％、 Ａｌ ｏ、０３〜０．３％、 残部鉄及び不可避的不純物よりなることを特徴とする。
また、かかる高強度高靭性を有する時効硬化性ステンレ
ス鋼は、本発明に従って、上記した化学成分を有する綱
を８００°Ｃ以上の温度で溶体化処理を施した後、焼入
れを行ない、次いで、４５０〜５５０℃の温度域にて時
効硬化処理を施すことによって製造することができる。
ス鋼は、本発明に従って、上記した化学成分を有する綱
を８００°Ｃ以上の温度で溶体化処理を施した後、焼入
れを行ない、次いで、４５０〜５５０℃の温度域にて時
効硬化処理を施すことによって製造することができる。
先ず、本発明によるステンレス鋼における化学成分の限
定理由を説明する。
定理由を説明する。
Ｃは、強度付与元素として、従来より一般に高張力鋼に
比較的多量に添加されるが、他方、靭性や溶接性の劣化
を招くので、本発明においては、添加量の上限を０．３
％とする。しかし、添加量があまりに少ないときは、マ
ルテンサイト単相組織を得ることができないので、少な
くとも０．０５％を添加することが必要である。
比較的多量に添加されるが、他方、靭性や溶接性の劣化
を招くので、本発明においては、添加量の上限を０．３
％とする。しかし、添加量があまりに少ないときは、マ
ルテンサイト単相組織を得ることができないので、少な
くとも０．０５％を添加することが必要である。
Ｓｉは、Ｃと同様に、鋼の強度を向上させる効果を有す
るが、本発明においては、Ｓｉを不純物とみなして、０
．１％を上限とすることによって、衝撃値を高め、熱間
加工性及び溶接性を向上させる。
るが、本発明においては、Ｓｉを不純物とみなして、０
．１％を上限とすることによって、衝撃値を高め、熱間
加工性及び溶接性を向上させる。
Ｍｎは、一般に、鋼の焼入れ性を高める元素として添加
されるが、本発明においては、高靭性鋼を得るために、
Ｍｎを不純物とみなし、０．１％を上限として、できる
かぎり低いことが好ましい。
されるが、本発明においては、高靭性鋼を得るために、
Ｍｎを不純物とみなし、０．１％を上限として、できる
かぎり低いことが好ましい。
このように、Ｍｎ量を低減することによって、シャルピ
ー衝撃値を高めることができる。
ー衝撃値を高めることができる。
Ｃｒは、耐食性を改善する効果を有するが、本発明が規
定する成分鋼では、Ｃｒｉが多（なるにつれてδフェラ
イト相の生成が促進されて、マルテンサイト単相組織を
得ることが困難となる。反面、余りに少ない場合は、焼
入れ性が低下して、同様に、マルテンサイト単相組織を
得ることが困難となる。従って、本発明においては、Ｃ
ｒ量は１０．０〜１４．０％の範囲とする。
定する成分鋼では、Ｃｒｉが多（なるにつれてδフェラ
イト相の生成が促進されて、マルテンサイト単相組織を
得ることが困難となる。反面、余りに少ない場合は、焼
入れ性が低下して、同様に、マルテンサイト単相組織を
得ることが困難となる。従って、本発明においては、Ｃ
ｒ量は１０．０〜１４．０％の範囲とする。
Ｍｏは、焼戻し脆性を防止する効果を有すると共に、焼
戻しの際に、Ｍｏの合金炭化物を析出し、二次硬化に寄
与する。しかし、添加量が十分でないときは上記効果に
乏しいので、少なくとも０．５％を添加することが必要
である。添加量が増加するにつれて、二次硬化の程度が
強まるが、反面、鋼価格を高くするので、実用上の見地
から添加量の上限を５．０％とする。
戻しの際に、Ｍｏの合金炭化物を析出し、二次硬化に寄
与する。しかし、添加量が十分でないときは上記効果に
乏しいので、少なくとも０．５％を添加することが必要
である。添加量が増加するにつれて、二次硬化の程度が
強まるが、反面、鋼価格を高くするので、実用上の見地
から添加量の上限を５．０％とする。
Ｔｉは、炭化物の析出に関与し、上記Ｍｏの場合と同様
に、二次硬化をもたらす。また、脱酸剤としての効果も
有し、鋼中の酸素量を低減させて、鋼靭性の向上に寄与
する。これらの効果を有効に得るために、０．１％以上
を添加することが必要である。しかし、過多に添加する
ときは、鋼価格を高くすると共に、溶鋼の流動性を低下
させ、溶解、鋳造操業を困難にするので、添加量の上限
は０．４％とする。
に、二次硬化をもたらす。また、脱酸剤としての効果も
有し、鋼中の酸素量を低減させて、鋼靭性の向上に寄与
する。これらの効果を有効に得るために、０．１％以上
を添加することが必要である。しかし、過多に添加する
ときは、鋼価格を高くすると共に、溶鋼の流動性を低下
させ、溶解、鋳造操業を困難にするので、添加量の上限
は０．４％とする。
Ａｌは、本発明においては、鋼の脱酸に必要であって、
Ａｌｔが十分でない場合は、Ｔｉが脱酸のために消費さ
れ、Ｔｉ添加の本来の効果が失なわれる。しかし、過多
に添加するときは、＾ｌｚＯ：＋が多量に生じ、鋼の靭
性を劣化させる。従って、本発明においては、ＡＮの添
加量は０．０３〜０．３％の範囲とする。
Ａｌｔが十分でない場合は、Ｔｉが脱酸のために消費さ
れ、Ｔｉ添加の本来の効果が失なわれる。しかし、過多
に添加するときは、＾ｌｚＯ：＋が多量に生じ、鋼の靭
性を劣化させる。従って、本発明においては、ＡＮの添
加量は０．０３〜０．３％の範囲とする。
Ｎｉは、鋼組織をマルテンサイト単相組織とし、しかも
、靭性を高める効果を有する。この効果を有効に得るた
めには、２．０％以上の添加を必要とするが、しかし、
過多に添加しても、上記効果が飽和するのみならず、経
済的にも不利であるので、添加量の上限は、実用上、５
．０％とする。尚、Ｎｉの添加量は、前述したｃｔｌに
よっても影響を受け、ｃｌが前記規定範囲内で高いとき
は、下限量付近の添加量にてラスマルテンサイトを得る
ことができ、他方、ｃｌが前記規定範囲内で低いときは
、上限量付近を添加するのが好ましい。
、靭性を高める効果を有する。この効果を有効に得るた
めには、２．０％以上の添加を必要とするが、しかし、
過多に添加しても、上記効果が飽和するのみならず、経
済的にも不利であるので、添加量の上限は、実用上、５
．０％とする。尚、Ｎｉの添加量は、前述したｃｔｌに
よっても影響を受け、ｃｌが前記規定範囲内で高いとき
は、下限量付近の添加量にてラスマルテンサイトを得る
ことができ、他方、ｃｌが前記規定範囲内で低いときは
、上限量付近を添加するのが好ましい。
ＣＯは、前記Ｍｏの固溶度を下げる作用を有し、その結
果、Ｍｏの析出を助長して、前記Ｍｏの添加効果を高め
る。また、Ｃｏ自体、焼戻し軟化抵抗を高める効果も有
する。本発明においては、これら効果を有効に得るため
に少なくとも４．０％を添加するが、しかし、Ｃｏは高
価な元素であるので、実用的な観点から、添加量の上限
を８．０％とする。
果、Ｍｏの析出を助長して、前記Ｍｏの添加効果を高め
る。また、Ｃｏ自体、焼戻し軟化抵抗を高める効果も有
する。本発明においては、これら効果を有効に得るため
に少なくとも４．０％を添加するが、しかし、Ｃｏは高
価な元素であるので、実用的な観点から、添加量の上限
を８．０％とする。
本発明による高強度高靭性マルテンサイト型時効硬化性
ステンレス鋼は、上記した化学成分を有する鋼を８００
℃以上の温度、好ましくは１０００〜１２００℃で溶体
化処理を施した後、焼入れを行ない、冷間加工が必要で
あれば、３００〜４５０℃の温度で焼戻しした後に冷間
加工を行ない、その後に、４５０〜５５０℃の温度域に
て時効硬化処理を施すことによって得ることができる。
ステンレス鋼は、上記した化学成分を有する鋼を８００
℃以上の温度、好ましくは１０００〜１２００℃で溶体
化処理を施した後、焼入れを行ない、冷間加工が必要で
あれば、３００〜４５０℃の温度で焼戻しした後に冷間
加工を行ない、その後に、４５０〜５５０℃の温度域に
て時効硬化処理を施すことによって得ることができる。
本発明によるマルテンサイト型ステンレス鋼を製造する
には、先ず、ＭＯｌＴｉ及びＣＯ等の合金元素を十分に
地鉄中に固溶させるために、８００℃以上の温度に加熱
することが必要である。この固溶化温度は好ましくは１
０００〜１２００°Ｃである。このようにして、合金元
素を地鉄中に十分に固溶させた後、冷却することによっ
て、マルテンサイト組織を得ることができる。ここに、
冷却速度は、約り℃／分以上であることが必要である。
には、先ず、ＭＯｌＴｉ及びＣＯ等の合金元素を十分に
地鉄中に固溶させるために、８００℃以上の温度に加熱
することが必要である。この固溶化温度は好ましくは１
０００〜１２００°Ｃである。このようにして、合金元
素を地鉄中に十分に固溶させた後、冷却することによっ
て、マルテンサイト組織を得ることができる。ここに、
冷却速度は、約り℃／分以上であることが必要である。
冷却速度が５°Ｃ／分よりも遅いときは、ベイナイトや
フェライト （パーライト）＆ｔ１ｍが混在することと
なり、靭性が低下するからであり、また、このような混
和Ｍｉ織鋼では超高強度を得ることができない。
フェライト （パーライト）＆ｔ１ｍが混在することと
なり、靭性が低下するからであり、また、このような混
和Ｍｉ織鋼では超高強度を得ることができない。
第１表に発明鋼１として化学成分を示す１２％Ｃｒ鋼を
１２００℃で溶体化処理し、空冷し、次いで、再加熱後
に種々の温度から水焼入れしたときの焼入れ温度と硬度
との関係を第１図に示す。焼入れ温度を９５０℃以上と
することによって、十分な焼入れ状態を得ることができ
る。
１２００℃で溶体化処理し、空冷し、次いで、再加熱後
に種々の温度から水焼入れしたときの焼入れ温度と硬度
との関係を第１図に示す。焼入れ温度を９５０℃以上と
することによって、十分な焼入れ状態を得ることができ
る。
次いで、４５０〜５５０°Ｃの温度域にて時効処理に施
すことによって、ＭｏやＴｉの炭化物を十分に析出させ
ることができる。時効処理温度は、低すぎるときは、処
理に長時間を要し、炭化物を十分に析出させることが困
難であり、一方、高ずぎるときは、析出炭化物の凝集粗
大化を招いて、材質特性が失なわれる。
すことによって、ＭｏやＴｉの炭化物を十分に析出させ
ることができる。時効処理温度は、低すぎるときは、処
理に長時間を要し、炭化物を十分に析出させることが困
難であり、一方、高ずぎるときは、析出炭化物の凝集粗
大化を招いて、材質特性が失なわれる。
上記と同じ１２％Ｃｒ鋼を１２００°Ｃで溶体化処理し
、空冷し、再加熱後、１０００℃の温度から水焼入れし
、次いで、種々の温度で時効処理を施したときの時効処
理温度と強度との関係を第２図に示す。時効温度を約５
００℃とするとき、最もすぐれた強度特性を得ることが
できることが理解される。
、空冷し、再加熱後、１０００℃の温度から水焼入れし
、次いで、種々の温度で時効処理を施したときの時効処
理温度と強度との関係を第２図に示す。時効温度を約５
００℃とするとき、最もすぐれた強度特性を得ることが
できることが理解される。
発浬じ杉丸果
以上のように、本発明によれば、比較的安価でありなが
ら、高強度高靭性を有し、しかも耐食性を備えたマルテ
ンサイト型時効硬化性ステンレス鋼を得ることができる
。
ら、高強度高靭性を有し、しかも耐食性を備えたマルテ
ンサイト型時効硬化性ステンレス鋼を得ることができる
。
去施■
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。
れら実施例により何ら限定されるものではない。
第１表に示す化学成分を有する鋼を大気溶製後、鍛造、
熱間圧延によって厚さ４１富の鋼板とし、これを１００
０℃で溶体化処理した後、空冷後、１０００℃に再加熱
し、２５℃／分の速度にて冷却し、次いで、５００℃で
２時間、時効処理を施して、機械的特性を評価した。尚
、比較鋼は、それぞれ規格熱処理後、機械的特性を評価
した。
熱間圧延によって厚さ４１富の鋼板とし、これを１００
０℃で溶体化処理した後、空冷後、１０００℃に再加熱
し、２５℃／分の速度にて冷却し、次いで、５００℃で
２時間、時効処理を施して、機械的特性を評価した。尚
、比較鋼は、それぞれ規格熱処理後、機械的特性を評価
した。
比較鋼に比べて、本発明鋼がすべての材質特性において
すぐれていることが明らかである。
すぐれていることが明らかである。
第１図は、１２％Ｃｒ鋼についての溶体化処理後の焼入
れ温度と硬度との関係を示すグラフ、第２図は、時効処
理温度と機械的特性との関係を示すグラフである。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人 弁理士 牧 野 逸 部 第１図 Ｅ−Ｌ”ｉｌ ？Ｏｏ デｏｏ ｆｏｏｏ
１メ００ １２００ １３００焼入〜温九（°
す
れ温度と硬度との関係を示すグラフ、第２図は、時効処
理温度と機械的特性との関係を示すグラフである。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人 弁理士 牧 野 逸 部 第１図 Ｅ−Ｌ”ｉｌ ？Ｏｏ デｏｏ ｆｏｏｏ
１メ００ １２００ １３００焼入〜温九（°
す
Claims (2)
- （１）重量％で Ｃ ０．０５〜０．３％、 Ｓｉ ０．１％以下、 Ｍｎ ０．１％以下、 Ｎｉ ２〜５％、 Ｍｏ ０．５〜５％、 Ｔｉ ０．１〜０．４％、 Ｃｏ ４．０〜８．０％、 Ｃｒ １０．０〜１４．０％、 Ａｌ ０．０３〜０．３％、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる高強度高靭性を有す
る時効硬化性ステンレス鋼。 - （２）重量％で Ｃ ０．０５〜０．３％、 Ｓｉ ０．１％以下、 Ｍｎ ０．１％以下、 Ｎｉ ２〜５％、 Ｍｏ ０．５〜５％、 Ｔｉ ０．１〜０．４％、 Ｃｏ ４．０〜８．０％、 Ｃｒ １０．０〜１４．０％、 Ａｌ ０．０３〜０．３％、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を８００℃以上の
温度で溶体化処理を施した後、焼入れを行ない、次いで
、４５０〜５５０℃の温度域にて時効硬化処理を施すこ
とを特徴とする高強度高靭性を有する時効硬化性ステン
レス鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20875486A JPS6362849A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 高強度高靭性を有する時効硬化性ステンレス鋼及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20875486A JPS6362849A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 高強度高靭性を有する時効硬化性ステンレス鋼及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6362849A true JPS6362849A (ja) | 1988-03-19 |
Family
ID=16561524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20875486A Pending JPS6362849A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 高強度高靭性を有する時効硬化性ステンレス鋼及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6362849A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05255734A (ja) * | 1991-11-22 | 1993-10-05 | Nippon Steel Corp | 割れ感受性の小さいマルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法 |
| JPH06511287A (ja) * | 1991-10-07 | 1994-12-15 | サンドビック アクティエボラーグ | 析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼 |
-
1986
- 1986-09-03 JP JP20875486A patent/JPS6362849A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06511287A (ja) * | 1991-10-07 | 1994-12-15 | サンドビック アクティエボラーグ | 析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼 |
| JPH05255734A (ja) * | 1991-11-22 | 1993-10-05 | Nippon Steel Corp | 割れ感受性の小さいマルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法 |
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