JP5466897B2 - 低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼とその製造方法 - Google Patents
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- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Description
(1)質量%で、C:0.035〜0.055%、N:0.015〜0.025%、Si:0.25〜0.50%、Mn:1.4〜1.8%、Ni:0.5%以下、Cr:12〜13%、Cu:0.5%〜0.8%、Mo:0.50%以下、V:0.10%以下、Ti:0.05%以下、Nb:0.05%以下、Al:0.001%〜0.010%を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなり、C+N:0.06〜0.08%を満足し、かつ、式1で表されるγpが80以上95未満、式2で表されるK値が0.35以下である組成を有し、鋼板中のFeCr炭化物の長径/短径比が2.0以下であることを特徴とする低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼。
γp=420[%C]+470[%N]+23[%Ni]+9[%Cu]+7[%Mn]
−11.5[%Cr]−11.5[%Si]−12[%Mo]−23[%V]
−47[%Nb]−49[%Ti]−52[%Al]+189・・・式1
K値=33[%Ti]+10[%Nb]+[%V]・・・式2
(2)熱間圧延後焼鈍の焼鈍温度を800℃以上900℃以下とし、当該温度域における保定時間を1時間以上30時間以下とし、750〜600℃の冷却速度を35℃/hr以下とすることを特徴とする(1)に記載の低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法。
この実験では、C:0.04%、Si:0.3%、Mn:1.46%、Cr:12.3%、Cu:0.51%、Mo:0.01%、Ti:0.001%、Nb:0.005%、V:0.07%、N:0.02%を基本組成とする鋼を溶製して、厚さ250mmのスラブとし、1230℃に加熱後、熱延終了温度980℃、巻取温度:830℃とする熱間圧延により、板厚3.8mmの熱延鋼板としたものを供試材として用いた。この熱延板に対し、均熱温度を700〜1000℃、均熱時間を1〜20時間の範囲で変化させた熱延板焼鈍を施した。このときの昇温速度は300℃までを150℃/h、均熱温度−100℃までを30℃/hr、その後、均熱温度までを10℃/hrとした。また、均熱後の冷却速度は25℃/hr一定として、350℃まで冷却した。
この実験では熱延焼鈍板の析出物や靭性に及ぼす成分の影響を調べる実験を行った。即ち、C:0.038%、Si:0.3%、Mn:1.5%、Cr:12.1%、Cu:0〜0.10%、Mo:0.01%、Ti:0.001%、Nb:0.005%、V:0.07%、N:0.02%を基本組成とする鋼を実験室で溶製して、厚さ100mmの鋼塊とし、1160℃に加熱後、熱延終了温度980℃、巻取温度:750℃とする熱間圧延により、板厚5.3mmの熱延鋼板としたものを供試材として用いた。この熱延板に対し、均熱温度を850℃、均熱時間を2時間とした熱延板焼鈍を施した。このときの昇温速度は30℃/hrとした。また、均熱後の冷却速度は30℃/hr一定として、500℃まで冷却した。得られた熱延焼鈍板について、靭性の評価と析出物の形態評価を(実験1)と同様の手法で行った。熱延焼鈍板の靭性に及ぼすCu量の影響を図3に示した。Cu量が延性脆性遷移温度に大きく影響しており、0.5〜0.8%の狭い範囲で延性脆性遷移温度が0℃を下回ることを知見した。
次に、本発明の成分限定理由を述べる。CおよびNは、ディスクブレーキ用途に必要な焼入れ硬さを高め耐磨耗性を得るのに有効な元素である。
γp=420[%C]+470[%N]+23[%Ni]+9[%Cu]+7[%Mn]−11.5[%Cr]−11.5[%Si]−12[%Mo]−23[%V]−47[%Nb]−49[%Ti]−52[%Al]+189 ・・・式1
尚、この式における[%C]、[%N]、[%Ni]、[%Cu]、[%Mn]、[%Cr]、[%Si]、[%A1]、[%Mo]、[%Ti]、[%Nb]はそれぞれの成分の質量%を示す。
K値=33[%Ti]+10[%Nb]+[%V] ・・・式2
尚、この式における[%Ti]、[%Nb]、[%V]はそれぞれの成分の質量%を示す。
熱延鋼板は、大部分がマルテンサイト組織であるため、剪断加工やプレス加工を行なう前に、焼き戻して軟質化させることが必要である。この目的だけであれば、熱延板焼鈍温度は650℃以上、800℃未満でも十分である。しかしながら、当該温度で焼戻しを行なうと、FeCr炭化物は板状に析出し、熱延焼鈍板の靭性を劣化させる。すなわち、炭化物が一部固溶する温度で炭化物を球状化させるために、焼鈍温度は800℃以上とした。但し、焼鈍温度が高すぎると焼鈍時に酸化スケールが厚くなり、デスケーリング肯定の負荷が大きくなるために、上限を900℃とした。
Claims (2)
- 質量%で、
C:0.035〜0.055%、
N:0.015〜0.025%、
Si:0.25〜0.50%、
Mn:1.4〜1.8%、
Ni:0.5%以下、
Cr:12〜13%、
Cu:0.5%〜0.8%、
Mo:0.50%以下
Nb:0.05%以下
Ti:0.05%以下
V:0.10%以下
Al:0.001%〜0.010%を含有し、
残部Feおよび不可避的不純物からなり、
C+N:0.06〜0.08%を満足し、
かつ、式1で表されるγpが80〜95未満であり、式2で表されるK値が0.35以下の組成を有し、
鋼板中のFeCr炭化物の長径/短径比が2.0以下であることを特徴とする低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼。
γp=420[%C]+470[%N]+23[%Ni]+9[%Cu]+7[%Mn]
−11.5[%Cr]−11.5[%Si]−12[%Mo]−23[%V]
−47[%Nb]−49[%Ti]−52[%Al]+189 ・・・式1
K値=33[%Ti]+10[%Nb]+[%V] ・・・式2 - 熱間圧延後焼鈍の焼鈍温度を800℃以上900℃以下とし、当該温度域における保定時間を1時間以上30時間以下とし、750〜600℃の冷却速度を35℃/hr以下とする請求項1に記載の低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法。
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