JP2023000442A - Martensitic stainless steel, martensitic stainless steel member, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マルテンサイト系ステンレス鋼、並びに、マルテンサイト系ステンレス鋼部材及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、強度及び靱性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼、並びに、このようなマルテンサイト系ステンレス鋼からなる部材及びその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to martensitic stainless steel, martensitic stainless steel members, and methods for producing the same, and more particularly, martensitic stainless steel excellent in strength and toughness, and such martensitic stainless steel. It relates to a member consisting of and a method for manufacturing the same.
マルテンサイト系ステンレス鋼とは、オーステナイト領域から焼入れしてマルテンサイト組織とし、適当な温度で焼戻して使用するＣｒ系鋼をいう。マルテンサイト系ステンレス鋼は、一般に、硬さが高く、耐食性及び耐摩耗性に優れているので、軸受や刃物などの薄肉部材、あるいは、ねじや燃料噴射系部品などの複雑形状の部材に使用されている。通常、マルテンサイト系ステンレス鋼は、目的形状に加工した後、焼入れ等の熱処理を実施することで、目的とする硬さや耐食性に調整されている。 Martensitic stainless steel refers to Cr-based steel that is quenched from the austenitic region to form a martensitic structure and tempered at an appropriate temperature before use. Martensitic stainless steel generally has high hardness and excellent corrosion and wear resistance. ing. Usually, martensitic stainless steel is adjusted to the desired hardness and corrosion resistance by performing heat treatment such as quenching after working into the desired shape.
このようなマルテンサイト系ステンレス鋼に関し、従来から種々の提案がなされている。例えば、特許文献１には、
（ａ）所定量のＣ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｎ、Ｐ、Ｓ、及び、Ｍｏを含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、
（ｂ）Ｃｒ－１２Ｃ＋０．７５Ｎｉ＋１０Ｎ≧１３．０を満足し、かつ、
（ｃ）δ－フェライト相が１０％以下である
油井用マルテンサイト系ステンレス鋼が開示されている。
同文献には、
（Ａ）Ｃｒ－１２Ｃ＋０．７５Ｎｉ＋１０Ｎが１３．０以上になると、腐食速度が顕著に減退する点、及び、
（Ｂ）δ－フェライト相を１０％以下にすると、衝撃特性及び常温強度が向上する点
が記載されている。
Various proposals have conventionally been made regarding such martensitic stainless steel. For example, in Patent Document 1,
(a) contains predetermined amounts of C, Cr, Si, Mn, Ni, N, P, S, and Mo, with the balance being Fe and unavoidable impurities;
(b) satisfying Cr-12C+0.75Ni+10N≧13.0, and
(c) A martensitic stainless steel for oil wells having a δ-ferrite phase content of 10% or less is disclosed.
In the same document,
(A) When Cr-12C + 0.75Ni + 10N is 13.0 or more, the corrosion rate decreases significantly, and
(B) It is described that impact resistance and normal temperature strength are improved when the δ-ferrite phase is 10% or less.
特許文献２には、所定量のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｏ、及び、Ｎを含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなるマルテンサイト系ステンレス鋼が開示されている。
同文献には、Ｓｉ、Ａｌ、及び、Ｔｉの含有量を低減し、かつ、Ｖを添加することによって、焼戻し硬さの確保、耐食性及び冷間加工性の向上、並びに、靭性の確保が可能となる点が記載されている。
Patent Document 2 contains a predetermined amount of C, Si, Mn, P, S, Cu, Ni, Cr, Mo, V, Al, Ti, O, and N, and the balance is Fe and unavoidable impurities. A martensitic stainless steel is disclosed.
In the same document, it is possible to secure tempering hardness, improve corrosion resistance and cold workability, and secure toughness by reducing the content of Si, Al, and Ti and adding V. The point to be is described.
上述したように、マルテンサイト系ステンレス鋼は、高強度であることから、自動車の燃料噴射系部品など、多様な用途で使用されている。しかしながら、近年の使用環境の多様化に伴い、強度及び耐食性が問題となることがある。その場合、強度及び耐食性に優れたＮｉを含むマルテンサイト系ステンレス鋼が使用されている。このようなマルテンサイト系ステンレス鋼としては、例えば、ＥＮ１．４４１８鋼（１６Ｃｒ－５Ｎｉ－１Ｍｏ）、ＥＮ１．４０５７鋼（０．１５Ｃ－１６Ｃｒ－２Ｎｉ）などが知られている。 As described above, martensitic stainless steel is used in various applications such as automobile fuel injection system parts because of its high strength. However, with the diversification of usage environments in recent years, strength and corrosion resistance may become a problem. In that case, martensitic stainless steel containing Ni, which is excellent in strength and corrosion resistance, is used. Known examples of such martensitic stainless steel include EN1.4418 steel (16Cr-5Ni-1Mo) and EN1.4057 steel (0.15C-16Cr-2Ni).
特に、靱性を必要とする場合には、低Ｃ成分であるＥＮ１．４４１８鋼や、ＥＮ１．４０５７鋼の２回焼戻し材が使用される場合がある。しかし、ＥＮ１．４４１８鋼は、Ｎｉ及びＭｏを多く含むため、高コストである。
また、ＥＮ１．４０５７鋼の２回焼戻し材は、低コストであるものの、強度が不足する場合がある。一方、ＥＮ１．４０５７鋼の焼戻し回数を１回にすると、強度は確保できるが、靱性が低下する場合がある。
In particular, when toughness is required, low-C content EN1.4418 steel or EN1.4057 steel, which is twice tempered, may be used. However, EN1.4418 steel contains a large amount of Ni and Mo, so it is expensive.
In addition, although the twice tempered material of EN1.4057 steel is low in cost, it may lack strength. On the other hand, if EN1.4057 steel is tempered once, strength can be ensured, but toughness may decrease.
本発明が解決しようとする課題は、高価な元素の含有量が少なく、かつ、強度及び靱性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼を提供することにある。
また、本発明が解決しようとする他の課題は、このようなマルテンサイト系ステンレス鋼からなる部材及びその製造方法を提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is to provide a martensitic stainless steel having a low content of expensive elements and excellent strength and toughness.
Another problem to be solved by the present invention is to provide a member made of such martensitic stainless steel and a method for manufacturing the same.
上記課題を解決するために、本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼は、
０．１０≦Ｃ≦０．２５ｍａｓｓ％、
０．１０≦Ｓｉ≦１．００ｍａｓｓ％、
０．１０≦Ｍｎ≦１．５０ｍａｓｓ％、
１．００≦Ｎｉ≦３．００ｍａｓｓ％、
１４．００≦Ｃｒ≦１７．５０ｍａｓｓ％、
０．０１≦Ｍｏ≦０．４０ｍａｓｓ％、
０．０１≦Ｎｂ≦０．３０ｍａｓｓ％、及び、
０≦Ｖ≦０．５０ｍａｓｓ％
を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、
次の式（１）の関係を満たす。
Ｍｏ＋２Ｎｂ＋Ｖ≧０．０８ｍａｓｓ％ …（１）
但し、Ｖを含まないときは、式（１）においてＶ＝０として計算する。
In order to solve the above problems, the martensitic stainless steel according to the present invention is
0.10≦C≦0.25 mass%,
0.10≦Si≦1.00 mass%,
0.10≦Mn≦1.50 mass%,
1.00≦Ni≦3.00 mass%,
14.00≦Cr≦17.50 mass %,
0.01≤Mo≤0.40 mass%,
0.01 ≤ Nb ≤ 0.30 mass%, and
0≤V≤0.50 mass%
containing, the balance consisting of Fe and unavoidable impurities,
The relationship of the following formula (1) is satisfied.
Mo+2Nb+V≧0.08 mass% (1)
However, when V is not included, calculation is performed with V=0 in Equation (1).
前記マルテンサイト系ステンレス鋼は、
０．０１≦Ｖ≦０．５０ｍａｓｓ％
であるものが好ましい。
The martensitic stainless steel is
0.01≤V≤0.50 mass%
is preferred.
本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼部材は、
本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼からなり、
硬さが２７ＨＲＣ以上であり、
吸収エネルギーが５０Ｊ以上である。
The martensitic stainless steel member according to the present invention is
Made of martensitic stainless steel according to the present invention,
Hardness is 27HRC or more,
Absorbed energy is 50J or more.
本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼部材の製造方法は、
本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼からなる素材を製造する第１工程と、
前記素材をＡc3点以上固相線温度未満の温度から焼入れする第２工程と、
焼入れ後の前記素材を焼き戻す第３工程と、
焼き戻された前記素材を仕上げ加工し、マルテンサイト系ステンレス鋼部材を得る第４工程と
を備えている。
A method for producing a martensitic stainless steel member according to the present invention comprises:
a first step of manufacturing a material made of martensitic stainless steel according to the present invention;
a second step of quenching the material from a temperature above the A c3 point and below the solidus temperature;
a third step of tempering the material after quenching;
and a fourth step of finishing the tempered material to obtain a martensitic stainless steel member.
前記第３工程は、
（ａ）４００℃以上Ａc3点未満の温度Ｔにおいて焼戻しを行う工程、又は、
（ｂ）Ａc1点以上Ａc3点未満の温度Ｔ1において１回目の焼戻しを行い、次いで、３００℃以上Ａc3点未満の温度Ｔ2（＜Ｔ1）において２回目の焼戻しを行う工程
を含むものが好ましい。
The third step is
(a) a step of tempering at a temperature T of 400° C. or more and less than the Ac3 point, or
(b) a step of first tempering at a temperature T1 of A c1 point or more and A c3 point, and then second tempering at a temperature T2 (<T1) of 300° C. or more and less than A c3 point; preferably containing.
所定の組成を有するマルテンサイト系ステンレス鋼に対し、所定量のＭｏ及びＮｂを複合添加すると、焼戻し軟化抵抗が大きくなる。また、Ｍｏ及びＮｂに加えて、さらに所定量のＶを複合添加すると、焼戻し軟化抵抗がさらに大きくなる。そのため、このような組成を有するマルテンサイト系ステンレス鋼を適切な条件下において、焼入れ及び焼戻しを行うと、高強度及び高靱性が得られる。
特に、相対的に高い温度Ｔ1で１回目の焼戻しを行い、次いで、相対的に低い温度Ｔ2で２回目の焼戻しを行うと、高強度と高靱性とを高い次元で両立させることができる。これは、１回目の焼戻し後の冷却過程で新たに生成したマルテンサイトが、２回目の焼戻し時に適度に焼き戻されるためと考えられる。
When a predetermined amount of Mo and Nb is combined with a martensitic stainless steel having a predetermined composition, the resistance to temper softening increases. In addition to Mo and Nb, when a predetermined amount of V is added in combination, the temper softening resistance is further increased. Therefore, if the martensitic stainless steel having such a composition is quenched and tempered under appropriate conditions, high strength and high toughness can be obtained.
In particular, if the first tempering is performed at a relatively high temperature T1 and then the second tempering is performed at a relatively low temperature T2, both high strength and high toughness can be achieved at a high level. . It is considered that this is because the martensite newly generated in the cooling process after the first tempering is moderately tempered during the second tempering.
以下に、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
［１． マルテンサイト系ステンレス鋼］
［１．１． 主構成元素］
本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼は、以下のような元素を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる。添加元素の種類、その成分範囲、及びその限定理由は、以下の通りである。
An embodiment of the present invention will be described in detail below.
[1. Martensitic stainless steel]
[1.1. Main constituent element]
The martensitic stainless steel according to the present invention contains the following elements, with the balance being Fe and unavoidable impurities. The types of additive elements, their component ranges, and the reasons for their limitations are as follows.
（１）０．１０≦Ｃ≦０．２５ｍａｓｓ％：
Ｃは、侵入型元素であり、強度の向上に寄与する。また、Ｃは、後述のＣｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、及び／又は、Ｖと結合して焼戻し硬さを向上させる。さらに、Ｃは、オーステナイト安定元素であり、δフェライト相の生成を抑制し、靱性を向上させる。このような効果を得るには、Ｃ量は、０．１０ｍａｓｓ％以上である必要がある。Ｃ量は、好ましくは、０．１３ｍａｓｓ％以上である。
(1) 0.10≦C≦0.25 mass%:
C is an interstitial element and contributes to improvement of strength. Also, C combines with Cr, Mo, Nb, and/or V, which will be described later, to improve temper hardness. Furthermore, C is an austenite-stable element, suppresses the formation of δ ferrite phase, and improves toughness. In order to obtain such effects, the amount of C needs to be 0.10 mass% or more. The amount of C is preferably 0.13 mass% or more.
一方、Ｃ量が過剰になると、Ｃｒ炭化物の形成により母相中の固溶Ｃｒを低下させ、耐酸化性の劣化を招く。また、粗大な一次炭化物の生成によって、溶体化処理後の冷間加工性及び靱性が劣化する。さらに、残留オーステナイト量が増大し、焼戻し硬さの低下を招く。従って、Ｃ量は、０．２５ｍａｓｓ％以下である必要がある。Ｃ量は、好ましくは、０．２０ｍａｓｓ％以下である。 On the other hand, when the amount of C is excessive, the amount of dissolved Cr in the matrix is reduced due to the formation of Cr carbides, resulting in deterioration of oxidation resistance. In addition, the formation of coarse primary carbides deteriorates cold workability and toughness after solution treatment. Furthermore, the amount of retained austenite increases, resulting in a decrease in temper hardness. Therefore, the amount of C should be 0.25 mass% or less. The amount of C is preferably 0.20 mass% or less.
（２）０．１０≦Ｓｉ≦１．００ｍａｓｓ％：
Ｓｉは、脱酸元素である。Ｓｉ量が少なくなりすぎると、溶解時の脱酸が不十分となり、清浄度が低下する。清浄度の低下に伴い、靱延性が低下する。脱酸元素としての効果を得るためには、Ｓｉ量は、０．１０ｍａｓｓ％以上である必要がある。Ｓｉ量は、好ましくは、０．３０ｍａｓｓ％以上である。
(2) 0.10≦Si≦1.00 mass%:
Si is a deoxidizing element. If the amount of Si is too small, deoxidation during dissolution becomes insufficient, resulting in a decrease in cleanliness. Toughness and ductility decrease as cleanliness decreases. In order to obtain the effect as a deoxidizing element, the amount of Si needs to be 0.10 mass% or more. The amount of Si is preferably 0.30 mass% or more.
一方、Ｓｉ量が過剰になると、鋳造時に有害となるだけでなく、靱延性を著しく低下させる。従って、Ｓｉ量は、１．００ｍａｓｓ％以下である必要がある。Ｓｉ量は、好ましくは、０．７０ｍａｓｓ％以下である。 On the other hand, if the amount of Si is excessive, not only is it harmful during casting, but also toughness and ductility are significantly reduced. Therefore, the Si content should be 1.00 mass% or less. The amount of Si is preferably 0.70 mass% or less.
（３）０．１０≦Ｍｎ≦１．５０ｍａｓｓ％：
Ｍｎは、Ｓと結合し、熱間加工性を向上させる。また、Ｍｎは、脱酸剤としても有効である。このような効果を得るためには、Ｍｎ量は、０．１０ｍａｓｓ％以上である必要がある。Ｍｎ量は、好ましくは、０．５０ｍａｓｓ％以上である。
(3) 0.10≦Mn≦1.50 mass%:
Mn bonds with S and improves hot workability. Mn is also effective as a deoxidizing agent. In order to obtain such effects, the Mn amount should be 0.10 mass % or more. The amount of Mn is preferably 0.50 mass% or more.
一方、Ｍｎ量が過剰になると、残留オーステナイト量を増大させ、焼戻し硬さの低下を招く。また、過剰のＭｎは、耐食性の劣化を招く。従って、Ｍｎ量は、１．５０ｍａｓｓ％以下である必要がある。Ｍｎ量は、好ましくは、１．００ｍａｓｓ％以下である。 On the other hand, if the amount of Mn becomes excessive, the amount of retained austenite increases, resulting in a decrease in temper hardness. Moreover, excessive Mn invites deterioration of corrosion resistance. Therefore, the Mn content should be 1.50 mass% or less. The Mn amount is preferably 1.00 mass% or less.
（４）１．００≦Ｎｉ≦３．００ｍａｓｓ％：
Ｎｉは、強力なオーステナイト安定元素であり、δフェライト相の生成を抑制し、靱性を向上させる。また、Ｎｉは、耐食性の向上、及び、マルテンサイト母相の靱性の向上にも寄与する。このような効果を得るためには、Ｎｉ量は、１．００ｍａｓｓ％以上である必要がある。Ｎｉ量は、好ましくは、１．６０ｍａｓｓ％以上、さらに好ましくは、２．００ｍａｓｓ％以上である。
(4) 1.00≦Ni≦3.00 mass%:
Ni is a strong austenite-stabilizing element, suppresses the formation of δ ferrite phase, and improves toughness. In addition, Ni contributes to the improvement of corrosion resistance and the toughness of the martensite matrix. In order to obtain such effects, the amount of Ni should be 1.00 mass % or more. The Ni content is preferably 1.60 mass% or more, more preferably 2.00 mass% or more.
一方、Ｎｉ量が過剰になると、残留オーステナイト量が増大し、焼戻し硬さの低下を招く。従って、Ｎｉ量は、３．００ｍａｓｓ％以下である必要がある。Ｎｉ量は、好ましくは、２．５０ｍａｓｓ％以下である。 On the other hand, when the amount of Ni becomes excessive, the amount of retained austenite increases, resulting in a decrease in temper hardness. Therefore, the Ni content should be 3.00 mass% or less. The amount of Ni is preferably 2.50 mass% or less.
（５）１４．００≦Ｃｒ≦１７．５０ｍａｓｓ％：
Ｃｒは、耐酸化性や耐食性を向上させるのに有効な元素である。また、Ｃｒは、焼戻し時にＣと結合し、硬さの向上にも寄与する。このような効果を得るためには、Ｃｒ量は、１４．００ｍａｓｓ％以上である必要がある。Ｃｒ量は、好ましくは、１５．００ｍａｓｓ％以上である。
(5) 14.00≦Cr≦17.50 mass%:
Cr is an effective element for improving oxidation resistance and corrosion resistance. Moreover, Cr combines with C during tempering and contributes to the improvement of hardness. In order to obtain such effects, the Cr content must be 14.00 mass % or more. The Cr content is preferably 15.00 mass% or more.
一方、Ｃｒ量が過剰になると、δフェライト相の生成を促進し、靱性を低下させる。また、過剰なＣｒは残留オーステナイト量を増大させ、硬さの低下を招く。従って、Ｃｒ量は、１７．５０ｍａｓｓ％以下である必要がある。Ｃｒ量は、好ましくは、１７．００ｍａｓｓ％以下である。 On the other hand, an excessive amount of Cr accelerates the formation of the δ ferrite phase and lowers the toughness. Also, excessive Cr increases the amount of retained austenite and causes a decrease in hardness. Therefore, the Cr content should be 17.50 mass% or less. The Cr content is preferably 17.00 mass% or less.
（６）０．０１≦Ｍｏ≦０．４０ｍａｓｓ％：
Ｍｏは、耐食性を向上させるのに有効な元素である。また、Ｍｏは、焼戻し時にＣと結合して炭化物を形成し、硬さと靱性の向上、及び、焼戻し軟化抵抗の向上に寄与する。さらに、Ｍｏは、固溶強化元素として強度を向上させる。このような効果を得るためには、Ｍｏ量は、０．０１ｍａｓｓ％以上である必要がある。Ｍｏ量は、好ましくは、０．０５ｍａｓｓ％以上である。
(6) 0.01≦Mo≦0.40 mass%:
Mo is an effective element for improving corrosion resistance. In addition, Mo combines with C during tempering to form carbides, contributing to improvement in hardness and toughness and resistance to temper softening. Furthermore, Mo improves strength as a solid-solution strengthening element. In order to obtain such effects, the amount of Mo needs to be 0.01 mass% or more. Mo amount is preferably 0.05 mass% or more.
一方、Ｍｏ量が過剰になると、コストの上昇を招く。従って、Ｍｏ量は、０．４０ｍａｓｓ％以下である必要がある。Ｍｏ量は、好ましくは、０．３０ｍａｓｓ％以下、さらに好ましくは、０．２０ｍａｓｓ％以下である。 On the other hand, if the amount of Mo becomes excessive, the cost will rise. Therefore, the Mo content should be 0.40 mass% or less. The Mo content is preferably 0.30 mass% or less, more preferably 0.20 mass% or less.
（７）０．０１≦Ｎｂ≦０．３０ｍａｓｓ％：
Ｎｂは、焼戻し時にＣと結合して炭化物を形成し、硬さと靱性の向上、及び、焼戻し軟化抵抗の向上に寄与する。このような効果を得るためには、Ｎｂ量は、０．０１ｍａｓｓ％以上である必要がある。Ｎｂ量は、好ましくは、０．０３ｍａｓｓ％以上である。
(7) 0.01≦Nb≦0.30 mass%:
Nb combines with C during tempering to form carbides and contributes to improvement in hardness and toughness and resistance to temper softening. In order to obtain such effects, the Nb amount should be 0.01 mass % or more. The Nb content is preferably 0.03 mass% or more.
一方、Ｎｂ量が過剰になると、鋼中へ多量の酸化物、窒化物を残存させ、靱性の劣化を招くおそれがある。また、Ｎｂ量が過剰になると、コストの上昇を招く。従って、Ｎｂ量は、０．３０ｍａｓｓ％以下である必要がある。Ｎｂ量は、好ましくは、０．１０ｍａｓｓ％以下である。 On the other hand, if the amount of Nb is excessive, a large amount of oxides and nitrides may remain in the steel, resulting in deterioration of toughness. Moreover, an excessive amount of Nb causes an increase in cost. Therefore, the Nb content should be 0.30 mass% or less. The Nb content is preferably 0.10 mass% or less.
［１．２． 不可避的不純物］
「不可避的不純物」とは、ステンレス鋼を製造する際に、原料や耐火物から混入する微量成分をいう。不可避的不純物としては、例えば、
（ａ）０．０４０ｍａｓｓ％以下のＰ、
（ｂ）０．０３０ｍａｓｓ％以下のＳ、
（ｃ）０．２０ｍａｓｓ％以下のＡｌ、
（ｄ）０．０１ｍａｓｓ％以下のＯ、
（ｅ）０．１０ｍａｓｓ％以下のＮ、
（ｆ）０．３０ｍａｓｓ％以下のＣｕ
などがある。
[1.2. inevitable impurities]
"Inevitable impurities" refer to trace components mixed in from raw materials and refractories during the production of stainless steel. As unavoidable impurities, for example,
(a) P less than or equal to 0.040 mass%;
(b) 0.030 mass% or less S,
(c) 0.20 mass% or less Al,
(d) 0.01 mass% or less O;
(e) 0.10 mass% or less N,
(f) 0.30 mass% or less of Cu
and so on.
Ｐは、熱間加工性、粒界強度、及び、靱延性を低下させる元素であり、少ないほど良い。Ｐ量は、好ましくは、０．０３ｍａｓｓ％以下である。なお、必要以上にＰ量を低減するのは、コストの上昇を招く。Ｐ量は、これらの点を考慮して、最適な値を選択するのが好ましい。 P is an element that lowers hot workability, grain boundary strength, and toughness, and the smaller the amount, the better. The amount of P is preferably 0.03 mass% or less. It should be noted that reducing the amount of P more than necessary causes an increase in cost. Considering these points, it is preferable to select an optimum value for the amount of P.
Ｓは、耐食性、冷間加工時の靱延性、及び、熱間加工性を低下させる元素であり、少ないほど良い。Ｓ量は、好ましくは、０．０１０ｍａｓｓ％以下である。なお、必要以上にＳ量を低減するのは、コストの上昇を招く。Ｓ量は、これらの点を考慮して、最適な値を選択するのが好ましい。 S is an element that lowers corrosion resistance, toughness and ductility during cold working, and hot workability, and the smaller the amount, the better. The S content is preferably 0.010 mass% or less. It should be noted that reducing the amount of S more than necessary causes an increase in cost. It is preferable to select an optimum value for the S amount in consideration of these points.
［１．２． 副構成元素］
本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼は、上述した主構成元素に加えて、以下のような元素をさらに含んでいても良い。添加元素の種類、その成分範囲、及びその限定理由は、以下の通りである。
[1.2. Subconstituent element]
The martensitic stainless steel according to the present invention may further contain the following elements in addition to the main constituent elements described above. The types of additive elements, their component ranges, and the reasons for their limitations are as follows.
（８）０≦Ｖ≦０．５０ｍａｓｓ％：
Ｖ含有量は、０ｍａｓｓ％であっても良い。しかしながら、Ｖは、焼戻し時にＣと結合して炭化物を形成し、硬さと靱性の向上、及び、焼戻し軟化抵抗の向上に寄与する。また、Ｖは、固溶元素として靱性の向上に寄与する。このような効果を得るためには、Ｖ量は、０．０１ｍａｓｓ％以上が好ましい。Ｖ量は、さらに好ましくは、０．０５ｍａｓｓ％以上である。
(8) 0 ≤ V ≤ 0.50 mass%:
The V content may be 0 mass%. However, V combines with C during tempering to form carbides and contributes to improved hardness and toughness and improved temper softening resistance. In addition, V contributes to improvement of toughness as a solid solution element. In order to obtain such effects, the amount of V is preferably 0.01 mass % or more. The amount of V is more preferably 0.05 mass % or more.
一方、Ｖ量が過剰になると、鋼中へ多量の酸化物、窒化物を残存させ、靱性の劣化を招くおそれがある。また、Ｖ量が過剰になると、コストの上昇を招く。従って、Ｖ量は、０．５０ｍａｓｓ％以下が好ましい。Ｖ量は、さらに好ましくは、０．２５ｍａｓｓ％以下である。 On the other hand, if the amount of V is excessive, a large amount of oxides and nitrides may remain in the steel, resulting in deterioration of toughness. Moreover, if the amount of V becomes excessive, the cost will increase. Therefore, the V content is preferably 0.50 mass% or less. The V content is more preferably 0.25 mass% or less.
［１．４． 成分バランス］
本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼は、次の式（１）を満たしている必要がある。
Ｍｏ＋２Ｎｂ＋Ｖ≧０．０８ｍａｓｓ％ …（１）
但し、Ｖを含まないときは、式（１）においてＶ＝０として計算する。
[1.4. Ingredient balance]
The martensitic stainless steel according to the present invention must satisfy the following formula (1).
Mo+2Nb+V≧0.08 mass% (1)
However, when V is not included, calculation is performed with V=0 in Equation (1).
Ｍｏ、Ｎｂ、及び、Ｖは、いずれも炭化物を形成し、硬さと靱性の向上、及び、焼戻し軟化抵抗の向上に寄与する元素である。このような効果を得るためには、Ｍｏ＋２Ｎｂ＋Ｖは、０．０８ｍａｓｓ％以上が好ましい。Ｍｏ＋２Ｎｂ＋Ｖは、さらに好ましくは、０．２０ｍａｓｓ％以上である。
なお、式（１）を満たす限りにおいて、Ｖは０ｍａｓｓ％であっても良く、あるいは、０ｍａｓｓ％超であっても良い。
Mo, Nb, and V are all elements that form carbides and contribute to improvement in hardness and toughness and resistance to temper softening. In order to obtain such an effect, Mo+2Nb+V is preferably 0.08 mass% or more. Mo+2Nb+V is more preferably 0.20 mass% or more.
As long as the formula (1) is satisfied, V may be 0 mass% or may exceed 0 mass%.
［２． マルテンサイト系ステンレス鋼部材］
本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼部材は、本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼からなる。
本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼部材は、硬さが２７ＨＲＣ以上であり、吸収エネルギーが５０Ｊ以上であるものが好ましい。
[2. Martensite stainless steel member]
A martensitic stainless steel member according to the present invention is made of the martensitic stainless steel according to the present invention.
The martensitic stainless steel member according to the present invention preferably has a hardness of 27 HRC or more and an absorbed energy of 50 J or more.
［２．１． マルテンサイト系ステンレス鋼］
本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼部材（以下、単に「部材」ともいう）は、本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼からなる。マルテンサイト系ステンレス鋼の詳細については、上述した通りであるので説明を省略する。
[2.1. Martensitic stainless steel]
A martensitic stainless steel member according to the present invention (hereinafter also simply referred to as a "member") is made of the martensitic stainless steel according to the present invention. The details of the martensitic stainless steel are as described above, so the description is omitted.
［２．２． 硬さ及び吸収エネルギー］
本発明に係る部材は、後述するように、焼入れ及び焼戻しを行った状態で使用される。この場合、部材の硬さ（すなわち、強度）及び吸収エネルギー（すなわち、靱性）は、主として、マルテンサイト系ステンレス鋼の組成と、焼戻し条件に依存する。また、焼戻しは、後述するように、１回だけ行っても良く、あるいは、２回行っても良い。１回焼戻し材は、一般に、硬さは高いが、吸収エネルギーは低くなる。一方、２回焼戻し材は、同一組成の１回焼戻し材に比べて、硬さは若干低下するが、吸収ネルギーは高くなる。
[2.2. Hardness and absorbed energy]
The member according to the present invention is used after being quenched and tempered as described later. In this case, the hardness (ie, strength) and absorbed energy (ie, toughness) of the member depend primarily on the composition of the martensitic stainless steel and the tempering conditions. Moreover, as will be described later, tempering may be performed only once, or may be performed twice. A once-tempered material generally has a high hardness but a low absorbed energy. On the other hand, the twice-tempered material has a slightly lower hardness than the once-tempered material of the same composition, but has a higher absorbed energy.
到達可能な硬さ及び吸収エネルギーは、材料組成と焼戻し条件により異なる。例えば、焼入れ後の部材に対して１回の焼戻しを行う場合、通常、硬さは３０～４０ＨＲＣとなり、吸収エネルギーは３０～５０Ｊとなる。
一方、焼入れ後の部材に対して２回の焼戻しを行う場合、通常、硬さは２５～３５ＨＲＣとなり、吸収エネルギーは４０～１５０Ｊとなる。特に、２回の焼戻しを行う場合において、材料組成及び焼戻し条件を最適化すると、硬さが２７ＨＲＣ以上であり、吸収エネルギーが５０Ｊ以上である部材を比較的容易に得ることができる。
The achievable hardness and absorbed energy depend on the material composition and tempering conditions. For example, when a member after quenching is tempered once, the hardness is usually 30 to 40 HRC and the absorbed energy is 30 to 50J.
On the other hand, when the member after quenching is tempered twice, the hardness is usually 25 to 35HRC and the absorbed energy is 40 to 150J. In particular, if the material composition and tempering conditions are optimized when tempering is performed twice, a member having a hardness of 27 HRC or more and an absorbed energy of 50 J or more can be obtained relatively easily.
［２．３． 形状］
本発明において、部材の形状は、特に限定されない。また、本発明において「部材」という時は、特定の形状を持つ最終製品だけでなく、最終製品を製造するのに適した形状を有する半製品も含まれる。
部材としては、例えば、
（ａ）自動車の燃料噴射系部品、
（ｂ）船舶用シャフト、
（ｃ）航空機部品、
などがある。
[2.3. shape]
In the present invention, the shape of the member is not particularly limited. In the present invention, the term "member" includes not only final products having specific shapes, but also semi-finished products having shapes suitable for manufacturing final products.
As a member, for example,
(a) automotive fuel injection system components;
(b) a marine shaft;
(c) aircraft parts;
and so on.
［３． マルテンサイト系ステンレス鋼部材の製造方法］
本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼部材の製造方法は、
本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼からなる素材を製造する第１工程と、
前記素材をＡc3点以上固相線温度未満の温度から焼入れする第２工程と、
焼入れ後の前記素材を焼き戻す第３工程と、
焼き戻された前記素材を仕上げ加工し、マルテンサイト系ステンレス鋼部材を得る第４工程と
を備えている。
[3. Manufacturing method of martensitic stainless steel member]
A method for producing a martensitic stainless steel member according to the present invention comprises:
a first step of manufacturing a material made of martensitic stainless steel according to the present invention;
a second step of quenching the material from a temperature above the A c3 point and below the solidus temperature;
a third step of tempering the material after quenching;
and a fourth step of finishing the tempered material to obtain a martensitic stainless steel member.
第３工程は、
（ａ）４００℃以上Ａc3点未満の温度Ｔにおいて焼戻しを行う工程、又は、
（ｂ）Ａc1点以上Ａc3点未満の温度Ｔ1において１回目の焼戻しを行い、次いで、３００℃以上Ａc3点未満の温度Ｔ2（＜Ｔ1）において２回目の焼戻しを行う工程
を含むものが好ましい。
The third step is
(a) a step of tempering at a temperature T of 400° C. or more and less than the Ac3 point, or
(b) a step of first tempering at a temperature T1 of A c1 point or more and A c3 point, and then second tempering at a temperature T2 (<T1) of 300° C. or more and less than A c3 point; preferably containing.
［３．１． 第１工程］
まず、本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼からなる素材を製造する（第１工程）。本発明において、素材の製造方法は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な方法を選択することができる。素材は、一般に、
（ａ）所定の組成となるように配合された原料を溶解鋳造し、
（ｂ）得られたインゴットに対して分塊鍛造又は分塊圧延を行うことにより、鋳造組織を破壊すると同時に、インゴットをビレット形状とし、
（ｃ）ビレットに対して熱間鍛造又は熱間圧延を行い、所定の形状を有する素材とし、
（ｄ）必要に応じて、熱間加工後の素材に対して割れ防止のための焼鈍を行う
ことにより製造される。
[3.1. First step]
First, a material made of martensitic stainless steel according to the present invention is produced (first step). In the present invention, the method of manufacturing the material is not particularly limited, and an optimum method can be selected according to the purpose. The material is generally
(a) melting and casting a raw material blended to have a predetermined composition;
(b) performing blooming forging or blooming rolling on the obtained ingot to destroy the cast structure and at the same time make the ingot into a billet shape;
(c) performing hot forging or hot rolling on the billet to obtain a material having a predetermined shape;
(d) If necessary, the material after hot working is annealed to prevent cracking.
［３．２． 第２工程］
次に、前記素材をＡc3点以上固相線温度未満の温度から焼入れする（第２工程）。焼入れ温度は、Ａc3点（加熱時に、フェライトがオーステナイトへの変態を完了する温度）以上固相線温度未満である限りにおいて、特に限定されない。本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼の場合、焼入れ温度は、８００～１２００℃が好ましい。
[3.2. Second step]
Next, the material is quenched from a temperature above the Ac3 point and below the solidus temperature (second step). The quenching temperature is not particularly limited as long as it is equal to or higher than the Ac3 point (the temperature at which ferrite completes transformation into austenite when heated) and lower than the solidus temperature. In the case of the martensitic stainless steel according to the present invention, the quenching temperature is preferably 800 to 1200°C.
素材を焼入れ温度に所定時間保持した後、素材を冷却する。本発明において、素材の冷却方法は、特に限定されない。冷却方法としては、例えば、水冷、油冷、衝風冷却、炉冷（徐冷）などがある。
本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼は、焼入れ性が高い。そのため、直径５ｃｍ程度の素材であれば、徐冷した場合であっても十分に焼入れすることができる。
After holding the material at the quenching temperature for a predetermined time, the material is cooled. In the present invention, the material cooling method is not particularly limited. Cooling methods include, for example, water cooling, oil cooling, blast cooling, and furnace cooling (slow cooling).
The martensitic stainless steel according to the present invention has high hardenability. Therefore, a material having a diameter of about 5 cm can be sufficiently quenched even if it is slowly cooled.
［３．３． 第３工程］
次に、焼入れ後の前記素材を焼き戻す（第３工程）。焼戻し条件は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な条件を選択するのが好ましい。また、焼戻しは、１回だけ行っても良く、あるいは、２回行っても良い。
[3.3. Third step]
Next, the material after quenching is tempered (third step). The tempering conditions are not particularly limited, and it is preferable to select the optimum conditions according to the purpose. Moreover, tempering may be performed only once or may be performed twice.
［３．３．１． １回焼戻し］
焼戻しを１回だけ行う方法は、吸収エネルギーは若干低いが、硬さ（強度）の高い部材を得るのに有効な方法である。
この場合、焼戻し温度Ｔが低すぎると、焼戻しの効果が小さく、吸収エネルギーが低くなる場合がある。従って、Ｔは、４００℃以上が好ましい。Ｔは、さらに好ましくは、５００℃以上である。
[3.3.1. Tempering once]
The method of performing tempering only once is an effective method for obtaining a member with high hardness (strength), although the absorbed energy is slightly low.
In this case, if the tempering temperature T is too low, the effect of tempering may be small and the absorbed energy may be low. Therefore, T is preferably 400° C. or higher. T is more preferably 500° C. or higher.
一方、Ｔが高くなりすぎると、加熱時のオーステナイトの生成、並びに、冷却時のマルテンサイトへの変態が生じ、吸収エネルギーが低くなる場合がある。従って、Ｔは、Ａc3点未満が好ましい。Ｔは、さらに好ましくは、８５０℃以下である。
１回焼戻しを行う場合、Ｔは、特に、５００℃～８５０℃が好ましい。
On the other hand, if T is too high, austenite is formed during heating and transformation to martensite occurs during cooling, which may reduce the absorbed energy. Therefore, T is preferably less than the Ac3 point. T is more preferably 850° C. or less.
When tempering is performed once, T is preferably 500°C to 850°C.
焼戻し時間は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な時間を選択することができる。焼戻し時間は、通常、１時間～６時間程度である。 The tempering time is not particularly limited, and an optimum time can be selected according to the purpose. The tempering time is usually about 1 to 6 hours.
［３．３．２． ２回焼戻し］
焼戻しを２回行う方法は、焼戻しを１回行う方法に比べて、硬さ（強度）は若干低いが、吸収エネルギーの高い部材を得るのに有効な方法である。特に、硬さが２７ＨＲＣ以上であり、吸収エネルギーが５０Ｊ以上である部材を得るためには、２回焼戻しを行うのが好ましい。
[3.3.2. Tempered twice]
The method of performing tempering twice is an effective method for obtaining a member with high absorption energy although the hardness (strength) is slightly lower than that of the method of performing tempering once. In particular, in order to obtain a member having a hardness of 27 HRC or more and an absorbed energy of 50 J or more, it is preferable to perform tempering twice.
［Ａ． １回目の焼戻し条件］
１回目の焼戻しは、焼入れ時に生成したマルテンサイトを焼き戻すことを主目的として行われる。そのため、１回目の焼戻し温度Ｔ1が低すぎると、焼戻しの効果が小さく、吸収エネルギーが低くなる場合がある。従って、Ｔ1は、Ａc1点（加熱時に、オーステナイトが生成し始める温度）以上が好ましい。Ｔ1は、さらに好ましくは、６５０℃以上である。
一方、Ｔ1が高くなりすぎると、加熱時のオーステナイトの生成、並びに、冷却時のマルテンサイトへの変態が生じ、吸収エネルギーが低くなる場合がある。従って、Ｔ1は、Ａc3点未満が好ましい。Ｔ1は、さらに好ましくは、８５０℃以下である。
２回焼戻しを行う場合、Ｔ1は、特に、６５０～８５０℃が好ましい。
[A. First tempering conditions]
The main purpose of the first tempering is to temper martensite generated during quenching. Therefore, if the first tempering temperature T1 is too low, the effect of tempering may be small and the absorbed energy may be low. Therefore, T 1 is preferably at least A c1 point (the temperature at which austenite begins to form during heating). T 1 is more preferably 650° C. or higher.
On the other hand, if T 1 is too high, austenite is formed during heating and transformation to martensite occurs during cooling, which may reduce the absorbed energy. Therefore, T 1 is preferably less than the Ac3 point. T 1 is more preferably 850° C. or lower.
When tempering twice, T 1 is preferably 650 to 850°C.
１回目の焼戻し時間は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な時間を選択することができる。焼戻し時間は、通常、１時間～６時間程度である。１回目の焼戻しが終了した後、一旦、３００℃以下の温度まで冷却する。 The first tempering time is not particularly limited, and an optimum time can be selected according to the purpose. The tempering time is usually about 1 to 6 hours. After the first tempering is completed, it is temporarily cooled to a temperature of 300° C. or lower.
［Ｂ． ２回目の焼戻し条件］
本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼の場合、１回目の焼戻しでは、硬さがあまり低下せず、吸収エネルギーもあまり大きくならない場合がある。これは、１回目の焼戻し温度Ｔ1に加熱した時に部分的にオーステナイトが生成し、焼戻し後の冷却過程でオーステナイトから新たにマルテンサイトが生成するためと考えられる。
一方、１回目の焼戻しを行った後、Ｔ1よりも低い温度Ｔ2において２回目の焼戻しを行うと、硬さが適度に低下し、吸収エネルギーが大きく増大する。これは、１回目の焼戻し時に生成したマルテンサイトが、２回目の焼戻し時に適度に焼き戻されるためと考えられる。
[B. Second tempering conditions]
In the case of the martensitic stainless steel according to the present invention, in the first tempering, the hardness may not decrease so much and the absorbed energy may not increase so much. This is probably because austenite is partially generated when heated to the first tempering temperature T1, and martensite is newly generated from austenite during the cooling process after tempering.
On the other hand, if the second tempering is performed at a temperature T2 lower than T1 after the first tempering, the hardness moderately decreases and the absorbed energy greatly increases. This is probably because the martensite generated during the first tempering is moderately tempered during the second tempering.
２回目の焼戻し温度Ｔ2が低すぎると、焼戻しの効果が小さく、吸収エネルギーが低くなる場合がある。従って、Ｔ2は、３００℃以上が好ましい。Ｔ2は、さらに好ましくは、４００℃以上、さらに好ましくは、５００℃以上である。
一方、Ｔ2が高くなりすぎると、加熱時のオーステナイトの生成、並びに、冷却時のマルテンサイトへの変態が生じ、吸収エネルギーが低くなる場合がある。従って、Ｔ2は、Ａc3点未満が好ましい。Ｔ2は、さらに好ましくは、７５０℃以下である。
２回焼戻しを行う場合、Ｔ2は、特に、５００～７５０℃が好ましい。
If the second tempering temperature T2 is too low, the tempering effect may be small and the absorbed energy may be low. Therefore, T2 is preferably 300° C or higher. T 2 is more preferably 400° C. or higher, more preferably 500° C. or higher.
On the other hand, if T2 is too high , austenite is formed during heating and transformation into martensite occurs during cooling, which may reduce the absorbed energy. Therefore, T 2 is preferably less than the Ac3 point. T 2 is more preferably 750° C. or less.
When tempering twice, T 2 is preferably 500 to 750°C.
２回目の焼戻し時間は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な時間を選択することができる。焼戻し時間は、通常、１時間～６時間程度である。 The second tempering time is not particularly limited, and an optimum time can be selected according to the purpose. The tempering time is usually about 1 to 6 hours.
［３．４． 第４工程］
次に、焼き戻された前記素材を仕上げ加工する（第４工程）。これにより、本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼部材が得られる。
仕上げ加工方法は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な方法を選択することができる。仕上げ加工方法としては、例えば、切削加工、冷間加工などがある。
[3.4. Fourth step]
Next, the tempered material is finished (fourth step). As a result, the martensitic stainless steel member according to the present invention is obtained.
The finishing method is not particularly limited, and an optimum method can be selected according to the purpose. Finishing methods include, for example, cutting and cold working.
［４． 作用］
所定の組成を有するマルテンサイト系ステンレス鋼に対し、所定量のＭｏ及びＮｂを複合添加すると、焼戻し軟化抵抗が大きくなる。また、Ｍｏ及びＮｂに加えて、さらに所定量のＶを複合添加すると、焼戻し軟化抵抗がさらに大きくなる。そのため、このような組成を有するマルテンサイト系ステンレス鋼を適切な条件下において、焼入れ及び焼戻しを行うと、高強度及び高靱性が得られる。
特に、相対的に高い温度Ｔ1で１回目の焼戻しを行い、次いで、相対的に低い温度Ｔ2で２回目の焼戻しを行うと、高強度と高靱性とを高い次元で両立させることができる。これは、１回目の焼戻し後の冷却過程で新たに生成したマルテンサイトが、２回目の焼戻し時に適度に焼き戻されるためと考えられる。
[4. action]
When a predetermined amount of Mo and Nb is combined with a martensitic stainless steel having a predetermined composition, the resistance to temper softening increases. In addition to Mo and Nb, when a predetermined amount of V is added in combination, the temper softening resistance is further increased. Therefore, if the martensitic stainless steel having such a composition is quenched and tempered under appropriate conditions, high strength and high toughness can be obtained.
In particular, if the first tempering is performed at a relatively high temperature T1 and then the second tempering is performed at a relatively low temperature T2, both high strength and high toughness can be achieved at a high level. . It is considered that this is because the martensite newly generated in the cooling process after the first tempering is moderately tempered during the second tempering.
（実施例１～６、比較例１～５）
［１． 試料の作製］
表１に示す化学組成の鋼５０ｋｇを溶製した。得られた鋼塊を熱間鍛造し、直径２０ｍｍの棒材を製造した。この棒材から試験片を切断採取し、焼入れ及び焼戻しを行った。
焼入れ条件は、９５０℃で１時間保持後、油冷とした。
焼戻し条件は、
（ａ）６００～７００℃で３時間保持後、空冷（１回焼戻し）、又は、
（ｂ）７００～８００℃で３時間保持し、室温まで冷却した後、さらに、６００～７００℃で３時間保持後、空冷（２回焼戻し）
とした。
(Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 5)
[1. Preparation of sample]
50 kg of steel having the chemical composition shown in Table 1 was melted. The obtained steel ingot was hot forged to produce a bar with a diameter of 20 mm. A test piece was cut from this bar, and quenched and tempered.
The quenching conditions were oil cooling after holding at 950° C. for 1 hour.
The tempering conditions are
(a) After holding at 600 to 700° C. for 3 hours, air cooling (tempering once), or
(b) Hold at 700 to 800°C for 3 hours, cool to room temperature, further hold at 600 to 700°C for 3 hours, and air cool (temper twice)
and
［２． 試験方法］
［２．１． 硬さ］
焼戻し後の各試料について、ロックウェル硬さ（Ｃスケール）を測定した。判定基準は、以下の通りである。
「○」： ロックウェル硬さが２７ＨＲＣ以上であるもの。
「△」： ロックウェル硬さが２２ＨＲＣ以上２７ＨＲＣ未満であるもの。
「×」： ロックウェル硬さが２２ＨＲＣ未満であるもの。
[2. Test method]
[2.1. Hardness]
Rockwell hardness (C scale) was measured for each sample after tempering. Judgment criteria are as follows.
"Good": Rockwell hardness of 27 HRC or more.
“Δ”: Rockwell hardness of 22 HRC or more and less than 27 HRC.
"X": Rockwell hardness less than 22 HRC.
［２．２． 吸収エネルギー］
吸収エネルギーは、２ｍｍＶノッチのシャルピー衝撃試験を用いて評価した。判定基準は、以下の通りである。
「○」： 吸収エネルギーが５０Ｊ以上であるもの。
「△」： 吸収エネルギーが１５Ｊ以上５０Ｊ未満であるもの。
「×」： 吸収エネルギーが１５Ｊ未満であるもの。
[2.2. Absorbed energy]
Absorbed energy was evaluated using a 2 mm V-notch Charpy impact test. Judgment criteria are as follows.
"◯": Absorbed energy of 50 J or more.
"Δ": Absorbed energy is 15J or more and less than 50J.
"X": Absorbed energy is less than 15J.
［３． 結果］
表１に結果を示す。なお、表１には、各試料の組成も併せて示した。表１より、以下のことが分かる。
[3. result]
Table 1 shows the results. Table 1 also shows the composition of each sample. Table 1 shows the following.
（１）比較例１～４の２回焼戻し材は、いずれも硬さが低い。これは、Ｍｏ量及び／又はＮｂ量が少ないために、炭化物の形成過程や種類が変化したためと考えられる。
（２）比較例５の１回焼戻し材及び２回焼戻し材は、いずれも吸収エネルギーが低い。これは、δフェライトが比較的多いためと考えられる。
(1) The twice tempered materials of Comparative Examples 1 to 4 all have low hardness. This is probably because the formation process and type of carbide changed due to the small amount of Mo and/or Nb.
(2) Both the once-tempered material and the twice-tempered material of Comparative Example 5 have low absorbed energies. It is considered that this is because the amount of δ ferrite is relatively large.
（３）実施例１～５の１回焼戻し材及び２回焼戻し材は、いずれも、硬さが２２ＨＲＣ以上となり、かつ、吸収エネルギーが１５Ｊ以上となった。
（４）実施例２、３、６の２回焼戻し材は、硬さが２７ＨＲＣ以上となり、かつ、吸収エネルギーが５０Ｊ以上となった。これは、成分バランスの最適化により、δフェライト相を比較的低減できたためと考えられる。
(3) The once tempered material and the twice tempered material of Examples 1 to 5 all had a hardness of 22 HRC or more and an absorbed energy of 15 J or more.
(4) The twice tempered materials of Examples 2, 3 and 6 had a hardness of 27 HRC or more and an absorbed energy of 50 J or more. This is probably because the delta ferrite phase was relatively reduced by optimizing the component balance.
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is by no means limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention.
本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼は、自動車の燃料噴射系部品、船舶用シャフト、航空機部品などに用いることができる。 The martensitic stainless steel according to the present invention can be used for automobile fuel injection system parts, ship shafts, aircraft parts, and the like.
Claims (5)
０．１０≦Ｓｉ≦１．００ｍａｓｓ％、
０．１０≦Ｍｎ≦１．５０ｍａｓｓ％、
１．００≦Ｎｉ≦３．００ｍａｓｓ％、
１４．００≦Ｃｒ≦１７．５０ｍａｓｓ％、
０．０１≦Ｍｏ≦０．４０ｍａｓｓ％、
０．０１≦Ｎｂ≦０．３０ｍａｓｓ％、及び、
０≦Ｖ≦０．５０ｍａｓｓ％
を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、
次の式（１）の関係を満たすマルテンサイト系ステンレス鋼。
Ｍｏ＋２Ｎｂ＋Ｖ≧０．０８ｍａｓｓ％ …（１）
但し、Ｖを含まないときは、式（１）においてＶ＝０として計算する。 0.10≦C≦0.25 mass%,
0.10≦Si≦1.00 mass%,
0.10≦Mn≦1.50 mass%,
1.00≦Ni≦3.00 mass%,
14.00≦Cr≦17.50 mass %,
0.01≤Mo≤0.40 mass%,
0.01 ≤ Nb ≤ 0.30 mass%, and
0≤V≤0.50 mass%
containing, the balance consisting of Fe and unavoidable impurities,
Martensitic stainless steel that satisfies the following formula (1).
Mo+2Nb+V≧0.08 mass% (1)
However, when V is not included, calculation is performed with V=0 in Equation (1).
である請求項１に記載のマルテンサイト系ステンレス鋼。 0.01≤V≤0.50 mass%
The martensitic stainless steel according to claim 1, wherein
硬さが２７ＨＲＣ以上であり、
吸収エネルギーが５０Ｊ以上である
マルテンサイト系ステンレス鋼部材。 Made of the martensitic stainless steel according to claim 1 or 2,
Hardness is 27HRC or more,
A martensitic stainless steel member having an absorbed energy of 50 J or more.
前記素材をＡc3点以上固相線温度未満の温度から焼入れする第２工程と、
焼入れ後の前記素材を焼き戻す第３工程と、
焼き戻された前記素材を仕上げ加工し、マルテンサイト系ステンレス鋼部材を得る第４工程と
を備えたマルテンサイト系ステンレス鋼部材の製造方法。 A first step of manufacturing a material made of the martensitic stainless steel according to claim 1 or 2;
a second step of quenching the material from a temperature above the A c3 point and below the solidus temperature;
a third step of tempering the material after quenching;
and a fourth step of finishing the tempered material to obtain a martensitic stainless steel member.
（ａ）４００℃以上Ａc3点未満の温度Ｔにおいて焼戻しを行う工程、又は、
（ｂ）Ａc1点以上Ａc3点未満の温度Ｔ1において１回目の焼戻しを行い、次いで、３００℃以上Ａc3点未満の温度Ｔ2（＜Ｔ1）において２回目の焼戻しを行う工程
を含む請求項４に記載のマルテンサイト系ステンレス鋼部材の製造方法。 The third step is
(a) a step of tempering at a temperature T of 400° C. or more and less than the Ac3 point, or
(b) a step of first tempering at a temperature T1 of A c1 point or more and A c3 point, and then second tempering at a temperature T2 (<T1) of 300° C. or more and less than A c3 point; The method for producing a martensitic stainless steel member according to claim 4, comprising:
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