JP3288445B2 - 高温高強度フェライト系ステンレス鋼 - Google Patents
高温高強度フェライト系ステンレス鋼Info
- Publication number
- JP3288445B2 JP3288445B2 JP28141492A JP28141492A JP3288445B2 JP 3288445 B2 JP3288445 B2 JP 3288445B2 JP 28141492 A JP28141492 A JP 28141492A JP 28141492 A JP28141492 A JP 28141492A JP 3288445 B2 JP3288445 B2 JP 3288445B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- stainless steel
- ferritic stainless
- toughness
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、安価な高温高強度フェ
ライト系ステンレス鋼に関する。
ライト系ステンレス鋼に関する。
【0002】
【従来の技術】フェライト系ステレンス鋼は、熱膨張係
数が小さいため繰り返し加熱を受けるような環境での特
性(熱疲労特性)に優れている。そのため自動車排気関
連部材、一例としてはエキゾーストパイプ等への使用が
増加しつつある。このような自動車部材は素材の薄肉化
のために、高い高温強度が必要とされる一方、大衆がユ
ーザーである点から安価であることが非常に重要であ
る。そのために、より安価な材料であり、高温高強度で
ある材料の開発が強く求められている。
数が小さいため繰り返し加熱を受けるような環境での特
性(熱疲労特性)に優れている。そのため自動車排気関
連部材、一例としてはエキゾーストパイプ等への使用が
増加しつつある。このような自動車部材は素材の薄肉化
のために、高い高温強度が必要とされる一方、大衆がユ
ーザーである点から安価であることが非常に重要であ
る。そのために、より安価な材料であり、高温高強度で
ある材料の開発が強く求められている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述の要求
を満たすものであり、安価でありつつ、高温高強度のフ
ェライト系ステンレス鋼を提供することを目的とするも
のである。
を満たすものであり、安価でありつつ、高温高強度のフ
ェライト系ステンレス鋼を提供することを目的とするも
のである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、C:0.03
wt%以下、 Si:2.0wt%以下、Mn:
1.5wt%以下、 Cr:5wt%以上20wt
%以下、Ni:1wt%以下、 Zr:0.0
5〜1.0wt%、S:0.03wt%以下、 A
l:0.1wt%以下、P:0.04wt%超0.2w
t%以下、N:0.03wt%以下、残部がFeおよび
不可避的不純物からなる高温高強度フェライト系ステン
レス鋼を提供するものである。
wt%以下、 Si:2.0wt%以下、Mn:
1.5wt%以下、 Cr:5wt%以上20wt
%以下、Ni:1wt%以下、 Zr:0.0
5〜1.0wt%、S:0.03wt%以下、 A
l:0.1wt%以下、P:0.04wt%超0.2w
t%以下、N:0.03wt%以下、残部がFeおよび
不可避的不純物からなる高温高強度フェライト系ステン
レス鋼を提供するものである。
【0005】本発明鋼は、さらに下記の(1)〜(3)
を少なくとも1種含有していてもよい。 (1)Moを5.0wt%以下 (2)Nb,Vを1種以上総計で1.0wt%以下 (3)REM,Caを1種以上総計で0.5wt%以下
を少なくとも1種含有していてもよい。 (1)Moを5.0wt%以下 (2)Nb,Vを1種以上総計で1.0wt%以下 (3)REM,Caを1種以上総計で0.5wt%以下
【0006】
【作用】以下に本発明をさらに詳細に説明する。従来、
フェライト系ステンレス鋼では低くすることが必要とさ
れていたPを、逆に積極的に添加することにより、安価
に高温高強度化できる事を見出し、本発明を完成させ
た。
フェライト系ステンレス鋼では低くすることが必要とさ
れていたPを、逆に積極的に添加することにより、安価
に高温高強度化できる事を見出し、本発明を完成させ
た。
【0007】JISG4304の熱間圧延ステレス鋼板とJISG43
05の冷間圧延ステンレス鋼板の中で、フェライト系ステ
ンレス鋼板のPについて以下のように規定されている。
SUS447J1,SUSXM27の2種については、Pは0.03wt
%以下、その他のフェライト系ステンレス鋼板について
はPは0.04wt%以下となっている。この理由は、
Pは素材の靱性を劣化させるためと考えられるために、
できるだけ低減しようとするものである。
05の冷間圧延ステンレス鋼板の中で、フェライト系ステ
ンレス鋼板のPについて以下のように規定されている。
SUS447J1,SUSXM27の2種については、Pは0.03wt
%以下、その他のフェライト系ステンレス鋼板について
はPは0.04wt%以下となっている。この理由は、
Pは素材の靱性を劣化させるためと考えられるために、
できるだけ低減しようとするものである。
【0008】ところが、本発明者らは、Zr必須のフェ
ライト系ステンレス鋼の場合、P添加を行うことによ
り、高温強度が向上するとともに、その靱性も事実上問
題のない程度であることが明らかになった。このような
P添加の意義は次の2点において大きい。
ライト系ステンレス鋼の場合、P添加を行うことによ
り、高温強度が向上するとともに、その靱性も事実上問
題のない程度であることが明らかになった。このような
P添加の意義は次の2点において大きい。
【0009】1つにはPを0.04wt%以下に低減す
るには、従来脱P工程が必要であった。そのため0.0
4〜0.2wt%のPの含有が許されるならば、この脱
P工程の省略、または工程時間短縮が可能になり、著し
く製造性が向上する。また、2つめとして含P溶銑にさ
らにPを添加するとしても、P自身が非常に安価な元素
であり、製品価格への影響は非常に小さい。このような
点からP添加フェライト系ステンレス鋼の高温高強度化
は工業的に大きな意味を有している。
るには、従来脱P工程が必要であった。そのため0.0
4〜0.2wt%のPの含有が許されるならば、この脱
P工程の省略、または工程時間短縮が可能になり、著し
く製造性が向上する。また、2つめとして含P溶銑にさ
らにPを添加するとしても、P自身が非常に安価な元素
であり、製品価格への影響は非常に小さい。このような
点からP添加フェライト系ステンレス鋼の高温高強度化
は工業的に大きな意味を有している。
【0010】ところが、P添加によりフェライト系ステ
ンレス鋼は靭性が低下するという問題がある。例えば、
特公平1−20221号のように、耐食性合金としてP
含有鋼の例があるものの、この例では、靭性の低下をC
r,C,sol Al量を適正化することにより、改善
している。本発明者らは、Pによる高温高強度化に伴う
靭性低下を、Zr含有量の適正化で改善できることを見
出し、本発明完成させた。
ンレス鋼は靭性が低下するという問題がある。例えば、
特公平1−20221号のように、耐食性合金としてP
含有鋼の例があるものの、この例では、靭性の低下をC
r,C,sol Al量を適正化することにより、改善
している。本発明者らは、Pによる高温高強度化に伴う
靭性低下を、Zr含有量の適正化で改善できることを見
出し、本発明完成させた。
【0011】本発明者らは高温強度におよぼす成分の影
響を詳細に検討した。以下に成分の限定理由を示す。 C:0.03wt%以下 Cは靱性に有害であり、できるだけ少いほうが好ましい
が、工業的、経済的な点から上限を0.03wt%とす
る。
響を詳細に検討した。以下に成分の限定理由を示す。 C:0.03wt%以下 Cは靱性に有害であり、できるだけ少いほうが好ましい
が、工業的、経済的な点から上限を0.03wt%とす
る。
【0012】Si:2.0wt%以下 Siは耐酸化性の向上に有効であるが、靱性、加工性を
低下させるため、上限を2wt%とする。
低下させるため、上限を2wt%とする。
【0013】Mn:1.5wt%以下 Mnは、加工性の点から少ない程良いが、製造時の経済
性を考慮して上限を1.5wt%に限定した。
性を考慮して上限を1.5wt%に限定した。
【0014】Cr:5wt%以上20wt%以下 Crは耐酸化性を付与する主要元素であるが、5wt%
未満では十分な耐酸化性がなく、20wt%を超えると
靱性劣化及び加工性の劣化が著しいため20wt%を上
限とした。
未満では十分な耐酸化性がなく、20wt%を超えると
靱性劣化及び加工性の劣化が著しいため20wt%を上
限とした。
【0015】Ni:1wt%以下 Niは製造工程上不可避的に入ってくるが、靱性向上に
寄与する。特に添加する必要はないが、高価であるため
1wt%を上限とする。
寄与する。特に添加する必要はないが、高価であるため
1wt%を上限とする。
【0016】S:0.03wt%以下 Sは熱間加工性の点から少ない方が好ましく、0.03
wt%以下とした。
wt%以下とした。
【0017】Al:0.1wt%以下脱 酸材として添加する。多量に添加すると粗大な介在物
が生じるため上限を0.1wt%とした。
が生じるため上限を0.1wt%とした。
【0018】N:0.03wt%以下 高温強度を高めるが、Cと同じく、靱性に有害である
が、0.03wt%以下であれば、実用上問題はない。
が、0.03wt%以下であれば、実用上問題はない。
【0019】P:0.04wt%超0.2wt%以下 Pは高温強度を向上させる。0.04wt%を超えて添
加するとその効果が顕著になるが、靱性を劣化させる。
しかし、Zrとの複合添加によって、その劣化が抑制さ
れるが、Pが0.2wt%を超えるとZrとの複合添加
によっても、靱性劣化が著しいので0.04wt%超
0.2wt%以下に限定する。
加するとその効果が顕著になるが、靱性を劣化させる。
しかし、Zrとの複合添加によって、その劣化が抑制さ
れるが、Pが0.2wt%を超えるとZrとの複合添加
によっても、靱性劣化が著しいので0.04wt%超
0.2wt%以下に限定する。
【0020】Zr:0.05〜1.0wt%以下 上述のように、Zr添加は、P添加による靱性の劣化を
防ぐ効果がある。しかし、1wt%を超えて添加した場
合、靱性の低下また、コスト的にも望ましくないため、
0.05〜1.0wt%の範囲とした。
防ぐ効果がある。しかし、1wt%を超えて添加した場
合、靱性の低下また、コスト的にも望ましくないため、
0.05〜1.0wt%の範囲とした。
【0021】Mo:5.0wt%以下 Moは高温強度向上のために添加する。非常に高価な元
素であるため上限を5.0wt%とした。
素であるため上限を5.0wt%とした。
【0022】Nb,V:1種以上総計で1.0wt%以
下 Nb,Vは高温強度向上のために少なくとも1種添加さ
れる。総計の添加量が1wt%を超えて添加すると、靱
性が劣化するため上限を1wt%とした。
下 Nb,Vは高温強度向上のために少なくとも1種添加さ
れる。総計の添加量が1wt%を超えて添加すると、靱
性が劣化するため上限を1wt%とした。
【0023】REM,Ca:1種以上総計で0.5wt
%以下 REM,Caは耐酸化性向上のため少なくとも1種添加
する。しかし総計の添加量が0.5wt%を超えて添加
すると靱性が劣化するため上限を0.5wt%とする。
%以下 REM,Caは耐酸化性向上のため少なくとも1種添加
する。しかし総計の添加量が0.5wt%を超えて添加
すると靱性が劣化するため上限を0.5wt%とする。
【0024】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
明する。
【0025】(実施例) 表1に示す化学組成を有するステンレス鋼を真空溶解炉
で溶製し、30kg鋼塊とした。以下公知の方法により
熱間圧延、焼きなまし、冷間圧延、仕上げ焼きなましを
行い、2mm厚の鋼板を作製した。これらの供試材を以
下の条件において高温引張試験、シャルピー衝撃試験を
行った。その結果を表2に示す。 (1)高温引張試験 板厚2mmの板状試験片を用いて、0.3%/分の引張
速度で0.2%PSを測定した。 (2)シャルピー衝撃試験 長さ55mm、幅10mm、厚さ2mmの試験片を用
い、冷延方向に2mmのVノッチをいれ−20℃での吸
収エネルギーを測定した。N=3の平均値を求めた。 (3)酸化試験 2mm×20mm×30mmの試験片を大気中900
℃、100時間保持した後の重量変化を求めた。また目
視により、酸化スケールが剥離しているか否かも調べ
た。評価は下記によった。
で溶製し、30kg鋼塊とした。以下公知の方法により
熱間圧延、焼きなまし、冷間圧延、仕上げ焼きなましを
行い、2mm厚の鋼板を作製した。これらの供試材を以
下の条件において高温引張試験、シャルピー衝撃試験を
行った。その結果を表2に示す。 (1)高温引張試験 板厚2mmの板状試験片を用いて、0.3%/分の引張
速度で0.2%PSを測定した。 (2)シャルピー衝撃試験 長さ55mm、幅10mm、厚さ2mmの試験片を用
い、冷延方向に2mmのVノッチをいれ−20℃での吸
収エネルギーを測定した。N=3の平均値を求めた。 (3)酸化試験 2mm×20mm×30mmの試験片を大気中900
℃、100時間保持した後の重量変化を求めた。また目
視により、酸化スケールが剥離しているか否かも調べ
た。評価は下記によった。
【0026】鋼A,B,Fの比較により、P添加により
高温強度が向上することは明確であるものの、Pにより
著しく脆化することがわかる。しかし、Zrとの複合添
加により、Pによる脆化は抑制されつつ、高い高温強度
が維持される(鋼1,2と鋼A,Bの比較)。しかし、
比較鋼C,Dのように、Pが過剰であると、Zrを複合
添加しても靱性向上が見られない。一方、Zrが、過剰
であると、Zrの金属間化合物が生成し、靱性を劣化さ
せる(鋼E)。鋼1と鋼3,4,8又は鋼4と鋼10、
鋼5と鋼11の比較によりMo,Nb,Vの添加はP添
加鋼においても高温強度を向上させる。鋼5,6のよう
にREM,Caの添加は表2に示すように、P添加鋼に
おいても耐酸化性を向上させる。鋼7,9は、P,Z
r,Mo,Nb,REMのすべての効果が具現したもの
であり、P添加鋼において、高靱性、高温高強度、高耐
酸化性フェライト系ステンレス鋼である。
高温強度が向上することは明確であるものの、Pにより
著しく脆化することがわかる。しかし、Zrとの複合添
加により、Pによる脆化は抑制されつつ、高い高温強度
が維持される(鋼1,2と鋼A,Bの比較)。しかし、
比較鋼C,Dのように、Pが過剰であると、Zrを複合
添加しても靱性向上が見られない。一方、Zrが、過剰
であると、Zrの金属間化合物が生成し、靱性を劣化さ
せる(鋼E)。鋼1と鋼3,4,8又は鋼4と鋼10、
鋼5と鋼11の比較によりMo,Nb,Vの添加はP添
加鋼においても高温強度を向上させる。鋼5,6のよう
にREM,Caの添加は表2に示すように、P添加鋼に
おいても耐酸化性を向上させる。鋼7,9は、P,Z
r,Mo,Nb,REMのすべての効果が具現したもの
であり、P添加鋼において、高靱性、高温高強度、高耐
酸化性フェライト系ステンレス鋼である。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、低廉なP
添加高温高強度フェライト系ステンレス鋼が得られる。
さらに、基本成分に付加成分を添加すれば一層特性は優
れたものとなる。
添加高温高強度フェライト系ステンレス鋼が得られる。
さらに、基本成分に付加成分を添加すれば一層特性は優
れたものとなる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉 岡 啓 一 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社技術研究本部内 (56)参考文献 特開 平4−228547(JP,A) 特開 昭54−128421(JP,A) 特開 昭55−122856(JP,A) 特開 昭61−99659(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 38/00 - 38/60
Claims (4)
- 【請求項1】C:0.03wt%以下、 Si:
2.0wt%以下、 Mn:1.5wt%以下、 Cr:5wt%以上2
0wt%以下、 Ni:1wt%以下、 Zr:0.05〜1.
0wt%、 S:0.03wt%以下、 Al:0.1wt%以
下、 P:0.04wt%超0.2wt%以下、 N:0.03wt%以下、 残部がFeおよび不可避的不純物からなる高温高強度フ
ェライト系ステンレス鋼。 - 【請求項2】さらに、Moを5.0wt%以下含有する
請求項1に記載の高温高強度フェライト系ステンレス
鋼。 - 【請求項3】さらに、Nb,Vを1種以上総計で1.0
wt%以下含有する請求項1または2に記載の高温高強
度フェライト系ステンレス鋼。 - 【請求項4】さらに、REM,Caを少なくとも1種総
計で0.5wt%以下含有する請求項1〜3のいずれか
に記載の高温高強度フェライト系ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28141492A JP3288445B2 (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 高温高強度フェライト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28141492A JP3288445B2 (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 高温高強度フェライト系ステンレス鋼 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06128698A JPH06128698A (ja) | 1994-05-10 |
JP3288445B2 true JP3288445B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=17638830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28141492A Expired - Fee Related JP3288445B2 (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 高温高強度フェライト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3288445B2 (ja) |
-
1992
- 1992-10-20 JP JP28141492A patent/JP3288445B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06128698A (ja) | 1994-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2166120B1 (en) | Ferritic stainless steel having excellent heat resistance | |
TWI431122B (zh) | 耐熱性和韌性優異之肥粒鐵系不鏽鋼 | |
TWI465587B (zh) | 耐氧化性優異之肥粒鐵系不鏽鋼 | |
WO2003106722A1 (ja) | 耐熱性フェライト系ステンレス鋼およびその製造方法 | |
TWI472629B (zh) | 耐熱性和加工性優異之肥粒鐵系不鏽鋼 | |
JP3064871B2 (ja) | 成形加工後の耐肌あれ性および高温疲労特性に優れるフェライト系ステンレス熱延鋼板 | |
JP4185425B2 (ja) | 成形性と高温強度・耐高温酸化性・低温靱性とを同時改善したフェライト系鋼板 | |
JP3269799B2 (ja) | 加工性、耐粒界腐食性および高温強度に優れるエンジン排気部材用フェライト系ステンレス鋼 | |
JP7278079B2 (ja) | ステンレス冷延鋼板、ステンレス熱延鋼板及びステンレス熱延鋼板の製造方法 | |
JP4173609B2 (ja) | 成形性および熱間加工性に優れたプレス成形用オーステナイト系ステンレス鋼および鋼板 | |
JP3508520B2 (ja) | 溶接部の高温疲労特性に優れたCr含有フェライト鋼 | |
JP3247244B2 (ja) | 耐食性と加工性に優れたFe−Cr−Ni系合金 | |
JP2968430B2 (ja) | 高強度低熱膨張合金 | |
JP3242007B2 (ja) | 耐酸化スケール剥離性に優れた自動車排気系部材用フェライト系ステンレス鋼 | |
US3759705A (en) | Chromium containing alloy steel and articles | |
JP3288445B2 (ja) | 高温高強度フェライト系ステンレス鋼 | |
JP3744403B2 (ja) | 軟質なCr含有鋼 | |
JP2801832B2 (ja) | 加工性に優れたFe−Cr合金 | |
JP3004784B2 (ja) | 高温用高靱性フェライト系ステンレス鋼 | |
JP2000073147A (ja) | 高温強度、加工性および表面性状に優れたCr含有鋼 | |
JP2801833B2 (ja) | 加工性および耐孔食性に優れたFe−Cr合金 | |
JP2938710B2 (ja) | 加工性および高温強度に優れたFe−Cr合金 | |
JP2518795B2 (ja) | 熱間加工性に優れる軟質オ―ステナイト系ステンレス鋼 | |
JP2801834B2 (ja) | 加工性、耐孔食性および溶接部耐食性に優れるFe−Cr合金 | |
JP2801779B2 (ja) | 高温強度と溶接部の加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020219 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |