JP5825218B2 - ダイクエンチ用ステンレス鋼板およびそれを用いたダイクエンチ部材 - Google Patents
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Description
Cは、鋼の焼入れ強度を高める元素である。ダイクエンチ部材の引張強度を900MPa以上にするには、その量を0.03%以上とする必要がある。一方、C量が0.15%以上だと、焼入れ後の鋼が著しく脆化するので、焼戻し処理が必要となり、製造コスト増を招く。したがって、C量は0.03%以上0.15%未満とする。
Siは、ダイクエンチ前の加熱時に鋼板表面にSi酸化皮膜を形成して、Feスケールの生成を抑制する効果を持つ元素である。こうした効果を得るには、その量を0.1%以上とする必要がある。一方、Si量が2.0%を超えると、鋼の脆化が著しくなる。したがって、Si量は0.1%以上2.0%以下とする。より好ましくはSi量は0.3%以上2.0%以下であり、さらに好ましくは、0.5%以上2.0%以下である。
Mnは、ダイクエンチ前の加熱時に鋼板表面にMn酸化皮膜を形成して、Feスケールの生成を抑制する効果を持つ元素である。さらにはスケールと母材の密着性を高め、鋼板から剥離したスケールによる金型の損傷を抑えることができる。こうした効果を得るには、その量を0.30%以上とする必要があり、0.50%以上とすることが好ましい。さらにMn量を1.00%超えとすると、上記の効果が一層顕著になるため好ましく、Mn量を1.50%超えとすることがより好ましい。一方、Mn量が2.50%を超えると、鋼の脆化が著しくなる。したがって、Mn量は0.30%以上2.50%以下とする。好ましくは、Mn量は0.50%以上2.50%以下であり、より好ましくは1.00%超え2.50%以下であり、さらに好ましくは1.50%超え2.50%以下である。
Pの量が0.05%を超えると、鋼の脆化が著しくなる。したがって、P量は0.05%以下、好ましくは0.03%以下とする。
Sの量が0.010%を超えると、鋼の脆化が著しくなる。したがって、S量は0.010%以下、好ましくは0.005%以下とする。
Alは、鋼の脱酸のために、通常0.001%以上含まれる元素である。一方Al量が0.20%を超えると、鋼の脆化が著しくなる。したがって、Al量は0.001%以上0.20%以下、好ましくは0.001%以上0.05%以下とし、より好ましくは0.001%以上0.01%以下とする。
Crは、ステンレス鋼板では、加熱時に鋼板表面に薄くて緻密なCr酸化物を形成し、Feスケールの生成を抑制できる。こうした効果を得るには、その量を11.0%超えとする必要がある。一方、Cr量が15.0%を超えると、ダイクエンチ部材の金属組織中に軟質のフェライト相が過剰に増加し、900MPa以上の引張強度が得られなくなる。したがって、Cr量は11.0%超え15.0%以下とする。
Niは、鋼の焼入れ性を高めるとともに、耐食性を向上させる効果を持つ元素である。こうした効果を得るには、その量を0.01%以上とする必要がある。一方、Ni量が0.60%を超えると、コスト増を招く。したがって、Ni量は0.01%以上0.60%以下とする。好ましくは0.05%以上0.60%以下である。
Nは、鋼の焼入れ強度を高める元素である。ダイクエンチ部材の引張強度を900MPa以上にするには、その量を0.005%以上とする必要がある。一方、N量が0.09%を超えると、焼入れ後の鋼が著しく脆化するので、焼戻し処理が必要となり、製造コスト増を招く。したがって、N量は0.005%以上0.09%以下とする。
Bは鋼の焼入れ性を高める元素であり、ダイクエンチによる高強度化を促進する。こうした効果を得るには、B量を0.0005%以上とする必要がある。一方、B量が0.0030%を超えると鋼が著しく脆化する。よって、Bを添加する場合は、B量は0.0005%以上0.0030%以下とすることが好ましい。
Mo、Cuは、いずれもダイクエンチ前の加熱時に生成するFeスケールの成長を抑制する。こうした効果を得るには、Mo量、Cu量はそれぞれ0.01%以上とする必要がある。一方、Mo量、Cu量がそれぞれ1.5%を超えてもその効果が飽和し、添加により鋼のコストが高くなるだけである。よって、Mo、Cuを添加する場合は、Mo量は0.01%以上1.5%以下、Cu量は0.01%以上1.5%以下とすることが好ましい。より好ましくは、Mo量は0.1%以上1.5%以下、Cu量は0.1%以上1.5%以下である。
Nb、Ti、Vは、ダイクエンチ部材をスポット溶接やMIG溶接などで他の部材と接合する際に、ステンレス鋼特有の鋭敏化による耐食性の低下を抑制する効果がある。こうした効果を得るには、Nb量、Ti量、V量はそれぞれ0.01%以上とする必要がある。一方、Nb量、Ti量、V量がそれぞれ0.5%を超えてもその効果が飽和し、添加により鋼のコストが高くなるだけである。よって、Nb、Ti、Vを添加する場合は、Nb量は0.01%以上0.5%以下、Ti量は0.01%以上0.5%以下、V量は0.01%以上0.5%以下とすることが好ましい。より好ましくは、Nb量は0.1%以上0.5%以下、Ti量は0.1%以上0.5%以下、V量は0.1%以上0.5%以下である。
スケール剥離量:熱処理後の鋼板から、JIS Z 2201に準拠したJIS5号引張試験片を採取し、JIS Z 2241に準拠して全伸び8%の引張加工を行い、その引張加工により剥離したスケール量を引張加工前後の試験片の重量差により測定した。
耐食性:熱処理後の鋼板から70mm×150mmの矩形試料を採取し、JIS Z 2371に準拠した塩水噴霧試験を24時間実施後、塩酸酸洗により腐食生成物を除去し、酸洗前後の鋼板の重量差から腐食生成物量、すなわち腐食減量を算出し、腐食減量が10g/m2以下であれば耐食性に優れると評価した。
引張強度:熱処理後の鋼板からJIS Z 2201に準拠したJIS 5号引張試験片を採取し、JIS Z 2241に準拠して引張試験を行い、引張強度を測定した。
Claims (5)
- 質量%で、C:0.03%以上0.15%未満、Si:0.1%以上2.0%以下、Mn:0.30%以上2.50%以下、P:0.05%以下、S:0.010%以下、Al:0.001%以上0.20%以下、Cr:11.0%超え15.0%以下、Ni:0.01%以上0.60%以下、N:0.005%以上0.09%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有するダイクエンチ用ステンレス鋼板。
- さらに、質量%でB:0.0005%以上0.0030%以下を含有することを特徴とする請求項1に記載のダイクエンチ用ステンレス鋼板。
- さらに、質量%でMo:0.01%以上1.5%以下、Cu:0.01%以上1.5%以下のいずれか1種以上を含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のダイクエンチ用ステンレス鋼板。
- さらに、質量%でNb:0.01%以上0.5%以下、Ti:0.01%以上0.5%以下、V:0.01%以上0.5%以下のいずれか1種以上を含有することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のダイクエンチ用ステンレス鋼板。
- 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のダイクエンチ用ステンレス鋼板を用いたダイクエンチ部材。
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