JPS649381B2 - - Google Patents

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JPS649381B2
JPS649381B2 JP5200084A JP5200084A JPS649381B2 JP S649381 B2 JPS649381 B2 JP S649381B2 JP 5200084 A JP5200084 A JP 5200084A JP 5200084 A JP5200084 A JP 5200084A JP S649381 B2 JPS649381 B2 JP S649381B2
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JP
Japan
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less
steel
hot
toughness
temperature
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JP5200084A
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English (en)
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JPS60197824A (ja
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Kazutoshi Kunishige
Masao Koike
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
この発明は、耐食性に優れるとともに、良好な
靭性並びに延性をも兼備した2相ステンレス鋼熱
延鋼帯を、熱延のままで得る方法に関するもので
ある。 〈産業上の利用分野〉 近年、化学工業、船舶或いは電力関係等の分野
を中心として、海水熱交換器や海水構造物等に使
用するための、海水に対して安定した耐食性を有
する金属材料の需要が益々増大する傾向をみせて
きた。そして、このような事情を背景に、腐食性
の厳しい塩化物環境にて極めて優れた耐食性を示
す2相ステンレス鋼が広く使用されるようになつ
ている。 〈従来技術〉 ところで、従来、常温付近においてフエライト
相とオーステナイト相の2相を呈する2相ステン
レス鋼板は、熱間圧延後600℃以上の温度で巻取
られて製造された所定成分の鋼帯を用い、これを
熱処理するか、或いは冷間圧延とそれに続く熱処
理とを施して製造されるのが普通であつた。なぜ
なら、熱間圧延のままでは、所望の耐食性、靭性
及び延性を実現できなかつたからである。 〈発明の目的〉 本発明者等は、上述の如き2相ステンレス鋼板
製造工程における熱処理を省略し、熱間圧延のみ
にて高耐食性、高靭性及び高延性等の優れた性能
を有する2相ステンレス鋼板を得るべく、鋼組成
や熱間圧延条件等について様々な観点からの検討
を加えた結果、以下に示される如き知見を得たの
である。 〈知見事項〉 C,P及びS等を制限するなどして特定の化学
成分組成に調整した鋼を使用し、これを熱間圧延
した後、直ちに従来では考えられないような著し
く低い温度域にまで急冷を行い、該低温域で巻取
りを実施すると、熱延後の冷却過程或いは巻取り
後の徐冷途中で現われがちなCr炭化物やσ相の
析出が抑制され、熱延のままでも、耐食性に優
れ、かつ高靭性・高延性をも具備した2相ステン
レス鋼熱延鋼帯が得られること。 〈発明の構成〉 この発明は、上記知見に基づいてなされたもの
であり、 C:0.05%以下(以下、成分割合を表わす%は
重量%とする), Si:2.0%以下,Mn:2.0%以下, P:0.03%以下,S:0.015%以下, Cr:16.0〜30.0%,Ni:3.0〜9.0%, Mo:0.2〜5.0%,N:0.45%以下 を含有するとともに、必要により更に、 so.A:0.05%以下,Cu:2.0%以下, Ca:0.0100%以下, 希土類元素:0.10%以下, Zr:0.10%以下, のうちの1種以上をも含み、 残部:Fe及びその他の不可避不純物 から成る成分組成の鋼を熱間圧延した後、直ちに
5℃/sec以上の冷却速度にて急冷を行い、550℃
以下の温度にて巻取ることにより、耐食性、靭性
及び延性ともに優れた2相ステンレス鋼熱延鋼帯
をコスト安く製造する点 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、鋼の組成成
分量、及び熱延・巻取り条件を前記の如くに数値
限定した理由を説明する。 A 組成成分 (a) C Cは、鋼中にて炭化物となつて析出し、鋼材の
靭性及び延性を劣化するばかりか、耐食性をも劣
化することから、可能な限り少ない方が好ましい
不純物元素である。そして、その含有量が0.05%
を越えると、熱間圧延後に急冷を施し、かつ低温
巻取りを施したとしても前記炭化物の析出を十分
に抑えることができず、靭性、延性及び耐食性に
所望の特性が得られなくなることから、C含有量
は0.05%以下と定めた。 (b) Si Si成分は、鋼の脱酸作用を有するとともに耐食
性をも向上する好ましい元素であるが、その含有
量が2.0%を越えると溶接性及び加工性を阻害す
ることとなるので、Si含有量は2.0%以下と定め
た。なお、Si成分は、極く微量であつても上記特
性を発揮するものであるが、より顕著な効果を確
保するためには少なくとも0.10%以上を含有せし
めるのが好ましい。 (c) Mn Mn成分も鋼の脱酸作用を有する有用な元素で
あり、しかも鋼の熱間加工性の改善作用をも備え
た好ましい成分であるが、その含有量が2.0%を
越えた場合には鋼材の耐食性を劣化するので、
Mn含有量は2.0%以下と定めた。Mn成分も、微
量の添加で所望の効果を得られるものであるが、
好ましくは0.50%以上の含有量を確保するのが良
い。 (d) P Pは、鋼の溶接性並びに熱間加工性を阻害する
ので、可能な限り少ない方が好ましい不純物元素
である。特に、その含有量が0.03%を越えると上
記悪影響が顕著になるので、P含有量を0.03%以
下と定めた。 (e) S Sは、鋼の耐食性、延性及び靭性を劣化するの
で可及的に少ない方が好ましい不純物元素であ
る。特にその含有量が0.015%を越えると上記悪
影響が顕著となるので、S含有量を0.015%以下
と定めた。 (f) Cr Cr成分は、鋼の耐食性を向上させる極めて重
要な元素であり、耐海水鋼として満足し得る耐食
性を付与するためには16.0%以上の添加が必須な
のである。一方、その含有量が30.0%を越える
と、鋼の加工性及び溶接性が劣化するとともに、
2相組織を得るため、必然的に高価なNi含有量
を増加させる必要を生ずることから、Cr含有量
は16.0〜30.0%と定めた。 (g) Ni Ni成分は、鋼に高靭性を付与し、耐食性を高
めるための必須成分であり、その含有量が3.0%
未満では所望の靭性及び耐食性を確保することが
できない。一方、その含有量が9.0%を越えると、
前記効果が飽和してしまつて経済的な不利を招く
ことから、Ni含有量は3.0〜9.0%と定めた。 (h) Mo Mo成分には、鋼の耐海水性を大きく向上させ
る作用があるが、その含有量が0.2%未満では前
記作用に所望の効果が得られず、他方、5.0%を
越えて含有させても、より以上の向上効果が得ら
れないことから、Mo含有量は0.2〜5.0%と定め
た。 (i) N N成分には、不純物に近い0.0100%と言う微量
の添加によつても鋼の耐食性を高める顕著な効果
があるが、工業上、例えば加圧雰囲気中であつて
も0.45%を越えてNを固溶させることが困難であ
ることから、N含有量を0.45%以下と定めた。 (j) so.A,Cu,Ca,希土類元素,Zr これらの成分は、鋼の靭性、熱間加工性或いは
耐食性をより一層向上させるため、必要に応じて
1種類以上添加含有せしめられるものであるが、
以下、個々の元素についてその添加量を制限した
理由を説明する。 so.A so.A成分は、鋼の脱酸と、一層の靭性向
上のために添加されるものであるが、その含有量
が0.05%を越えるとこれらの効果が飽和すること
から、so.A含有量は0.05%以下と定めた。 Cu Cu成分は、鋼の耐食性を一層向上させるため
に添加されるものであるが、その含有量が2.0%
を越えるとこの効果が飽和することから、Cu含
有量は2.0%以下と定めた。 Ca,希土類元素,及びZr これらの成分は、鋼の熱間加工性を向上させる
ために1種以上添加されるものであるが、Ca含
有量が0.0100%を、希土類元素含有量が0.10%
を、そしてZr含有量が0.10%をそれぞれ越えると
靭性の劣化を招くようになることから、Ca含有
量は0.0100%、希土類元素含有量は0.10%以下,
Zr含有量は0.10%以下とそれぞれ定めた。 B 熱延・巻取り条件 (a) 冷却速度 熱間圧延終了後の冷却速度が5℃/secよりも
遅くなると、冷却途中で炭化物やσ相が析出する
こととなり、鋼の靭性、延性及び耐食性の大幅な
劣化を来たすようになる。従つて、熱間圧延終了
後の冷却速度を5℃/sec以上と定めた。 (b) 巻取り温度 巻取り温度が550℃よりも高いと、熱間圧延終
了後の冷却速度が5℃/sec以上であつたとして
も、巻取り後の徐冷中に炭化物やσ相が析出する
こととなつて、やはり鋼の靭性、延性及び耐食性
を大幅に劣化するようになることから、巻取り温
度を550℃以上と定めた。 なお、熱間圧延を830℃以上の高温仕上げとす
ると、フエライトの温間加工組織が軽減されて鋼
の延性及び靭性が一段と向上し、また、巻取り温
度を500〜200℃に調整すれば、炭化物やσ相の析
出がほぼ完全に抑制される上、フエライトの温間
加工組織が巻取り後の徐冷中に焼戻される機会を
も確保できるので、より一層優れた特性及び延性
を実現することが可能となる。従つて、熱間圧延
を830℃以上の高温で終了して急冷し、500〜200
℃で巻取ることが推奨される。 第1図は、本発明方法の対象鋼であるところ
の、0.011%C−0.75%Si−1.65%Mn−0.014%P
−0.0005%S−22.1%Cr−5.1%Ni−0.3%Mo−
0.142%N鋼の強度、延性、靭性及び耐食性に及
ぼす熱延仕上げ温度と巻取り温度との影響を示す
グラフであり(〇印は900℃仕上げ、●印は800℃
仕上げのものを示す)、熱延加熱温度はいずれも
1200℃とし、仕上板厚を5.5mmとしたものである。
なお、熱延後巻取り間の冷却速度は全て5〜45
℃/secの範囲に入つており、また腐食減量は、
海水浸漬実地試験(6ケ月)を行つて測定したも
のである。 第1図からも、巻取り温度を550℃以下にする
ことが、鋼の耐食性並びに機械的性質向上に極め
て重要な要因であることは明白である。 次に、この発明を実施例により比較例と対比し
ながら具体的に説明する。 〈実施例〉 まず、通常の方法によつて第1表に示される如
き成分組成の鋼A〜Kを溶製した。 次いで、これらの各鋼を第2表に示される条件
で熱間圧延し、巻取りを行つて厚さ:5.5mmの熱
延鋼帯を製造した。 このようにして得られた各熱延鋼帯から試験片
を切り出し、その機械的性質並びに耐食性を調べ
たところ、同じく第2表に示される如き結果が得
られた。 第2表に示される結果からも明らかなように、
【表】
【表】
【表】 本発明における条件を満足する方法で得られた
熱延鋼帯は全て、熱間圧延のままで優れた機械的
性質並びに耐食性を示すのに対して、熱間圧延終
了から巻取り開始までの間の冷却速度や巻取り温
度が本発明の条件から外れている試験番号1及び
2の方法によつて得られた熱延鋼帯は、熱間圧延
のままでは延性、靭性及び耐食性に著しく劣つて
いることがわかる。 もちろん、この発明の方法によつて得られる熱
延鋼帯は、熱延のままで使用して十分に満足し得
る効果を得ることができるものであるが、靭性や
延性が優れていて、コイルからの巻戻し時や成形
時に割れや破断を生ずると言う問題もないので、
更に熱処理又は冷間圧延を施して使用する場合で
も、取扱いが極めて容易であつて高品質の製品を
歩留り良く製造し得るのである。 更に、2相ステンレスクラツドの熱延コイルの
製造法にもこの方法が有効であることは無論のこ
とである。 〈総括的な効果〉 上述のように、この発明によれば、熱間圧延の
ままで、耐食性、靭性及び延性がともに優れた2
相ステンレス鋼帯板材を、コスト安く、安定して
製造することができ、海水を用いる熱交換器をは
じめ、化学製造機器、或いは食塩製造機器等の素
材に使用して優れた性能を発揮し得るなど、産業
上有用な効果がもたらされるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、2相ステンレス鋼の強度、延性、靭
性及び耐食性に及ばす熱延仕上げ温度と巻取り温
度との影響を示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 重量割合にて、 C:0.05%以下、Si:2.0%以下、 Mn:2.0%以下、P:0.03%以下、 S:0.015%以下、Cr:16.0〜30.0%、 Ni:3.0〜9.0%、Mo:0.2〜5.0%、 N:0.45%以下、 を含有し、残りがFe及びその他の不可避不純物
    から成る成分組成の鋼を、熱間圧延した後、直ち
    に5℃/sec以上の冷却速度にて急冷を行い、550
    ℃以下の温度にて巻取ることを特徴とする、高靭
    性2相ステンレス鋼熱延鋼帯の製造方法。 2 重量割合にて、 C:0.05%以下、Si:2.0%以下、 Mn:2.0%以下、P:0.03%以下、 S:0.015%以下、Cr:16.0〜30.0%、 Ni:3.0〜9.0%、Mo:0.2〜5.0%、 N:0.45%以下、 を含有し、更に、 so.A:0.05%以下、 を含有し、残りがFe及びその他の不可避不純物
    から成る成分組成の鋼を、熱間圧延した後、直ち
    に5℃/sec以上の冷却速度にて急冷を行い、550
    ℃以下の温度にて巻取ることを特徴とする、高靭
    性2相ステンレス鋼熱延鋼帯の製造方法。 3 重量割合にて、 C:0.05%以下、Si:2.0%以下、 Mn:2.0%以下、P:0.03%以下、 S:0.015%以下、Cr:16.0〜30.0%、 Ni:3.0〜9.0%、Mo:0.2〜5.0%、 N:0.45%以下、 を含有し、更に、 Cu:2.0%以下、 を含有し、残りがFe及びその他の不可避不純物
    から成る成分組成の鋼を、熱間圧延した後、直ち
    に5℃/sec以上の冷却速度にて急冷を行い、550
    ℃以下の温度にて巻取ることを特徴とする、高靭
    性2相ステンレス鋼熱延鋼帯の製造方法。 4 重量割合にて、 C:0.05%以下、Si:2.0%以下、 Mn:2.0%以下、P:0.03%以下、 S:0.015%以下、Cr:16.0〜30.0%、 Ni:3.0〜9.0%、Mo:0.2〜5.0%、 N:0.45%以下、 を含有し、更に、 Ca:0.0100%以下、 希土類元素:0.10%以下、Zr:0.10%以下、 のうちの1種以上を含有し、残りがFe及びその
    他の不可避不純物から成る成分組成の鋼を、熱間
    圧延した後、直ちに5℃/sec以上の冷却速度に
    て急冷を行い、550℃以下の温度にて巻取ること
    を特徴とする、高靭性2相ステンレス鋼熱延鋼帯
    の製造方法。 5 重量割合にて、 C:0.05%以下、Si:2.0%以下、 Mn:2.0%以下、P:0.03%以下、 S:0.015%以下、Cr:16.0〜30.0%、 Ni:3.0〜9.0%、Mo:0.2〜5.0%、 N:0.45%以下、 を含有し、更に、 Cu:2.0%以下と、 Ca:0.0100%以下、 希土類元素:0.10%以下、Zr:0.10%以下、 のうちの1種以上を含有し、残りがFe及びその
    他の不可避不純物から成る成分組成の鋼を、熱間
    圧延した後、直ちに5℃/sec以上の冷却速度に
    て急冷を行い、550℃以下の温度にて巻取ること
    を特徴とする、高靭性2相ステンレス鋼熱延鋼帯
    の製造方法。
JP5200084A 1984-03-16 1984-03-16 高靭性2相ステンレス鋼熱延鋼帯の製造方法 Granted JPS60197824A (ja)

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