JPH04120249A - マルテンサイト系ステンレス鋼とその製造法 - Google Patents
マルテンサイト系ステンレス鋼とその製造法Info
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- JPH04120249A JPH04120249A JP23969790A JP23969790A JPH04120249A JP H04120249 A JPH04120249 A JP H04120249A JP 23969790 A JP23969790 A JP 23969790A JP 23969790 A JP23969790 A JP 23969790A JP H04120249 A JPH04120249 A JP H04120249A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、耐食性が要求される環境で使用される、高強
度・高靭性のマルテンサイト系ステンレス鋼に関し、例
えばタービンブレード、ポンプシャフト、ボルト、航空
機などの構造材、ならびにその他の強度、靭性および耐
食性が要求される各種機械の構造用鋼として使用される
のに好適なマルテンサイト系ステンレス鋼とその製造法
に関す(従来の技術) 高強度であって、かつ優れた耐食性を備えたステンレス
鋼として、Cr量およびC量を増加し、主として刃物用
として用いられる5IIS420.2重量%程度のNi
の添加により靭性および耐食性の若干の改良を狙った5
US431、さらには硬度、耐食性ともに優れた5US
440等のマルテンサイト系ステンレス鋼が知られてい
る。
度・高靭性のマルテンサイト系ステンレス鋼に関し、例
えばタービンブレード、ポンプシャフト、ボルト、航空
機などの構造材、ならびにその他の強度、靭性および耐
食性が要求される各種機械の構造用鋼として使用される
のに好適なマルテンサイト系ステンレス鋼とその製造法
に関す(従来の技術) 高強度であって、かつ優れた耐食性を備えたステンレス
鋼として、Cr量およびC量を増加し、主として刃物用
として用いられる5IIS420.2重量%程度のNi
の添加により靭性および耐食性の若干の改良を狙った5
US431、さらには硬度、耐食性ともに優れた5US
440等のマルテンサイト系ステンレス鋼が知られてい
る。
これらのマルテンサイト系ステンレス鋼は、焼入れ、焼
戻し熱処理を施すことにより高強度が得られるために、
耐食ばね、シャフト、ボルト等の各種機械の構造用材料
に用いられている。
戻し熱処理を施すことにより高強度が得られるために、
耐食ばね、シャフト、ボルト等の各種機械の構造用材料
に用いられている。
また、金属間化合物または金属相の析出強化を利用する
ことにより、高強度、高耐食性が得られるステンレス鋼
としては、5tlS630.5LIS631等が知られ
ており、同様に高耐食性・高強度材料として使用されて
いる。
ことにより、高強度、高耐食性が得られるステンレス鋼
としては、5tlS630.5LIS631等が知られ
ており、同様に高耐食性・高強度材料として使用されて
いる。
(発明が解決しようとする課!り
ところで、前述の焼入れ・焼戻し型のマルテンサイト系
ステンレス鋼は、高強度で耐食性を有することから種々
の用途で使用されているが、靭性の点で劣るため、実用
上は高温の焼戻しを行うことによって、強度をある程度
犠牲にしなければ実用上必要とされる最低限の靭性の確
保が困難であり、実用上の強度の上限は、現実には、1
00 kgf/am”程度であった。
ステンレス鋼は、高強度で耐食性を有することから種々
の用途で使用されているが、靭性の点で劣るため、実用
上は高温の焼戻しを行うことによって、強度をある程度
犠牲にしなければ実用上必要とされる最低限の靭性の確
保が困難であり、実用上の強度の上限は、現実には、1
00 kgf/am”程度であった。
一方、高強度の割には靭性が比較的良好であるといわれ
る析出強化ステンレス鋼でも、靭性が充分でなく、また
特定の析出強化元素、例えばCu、AQ、Ti等を大量
に添加するために、熱間加工性が著しく低下したり、さ
らには二重時効処理などの複雑な熱処理が必要となると
いう問題があった。
る析出強化ステンレス鋼でも、靭性が充分でなく、また
特定の析出強化元素、例えばCu、AQ、Ti等を大量
に添加するために、熱間加工性が著しく低下したり、さ
らには二重時効処理などの複雑な熱処理が必要となると
いう問題があった。
ここに、本発明の目的は、前述の従来の技術の有する問
題を解消し、複雑な熱処理は必要でなく、例えば焼入れ
・焼戻し処理、もしくは焼入れ・サブゼロ処理・焼戻し
処理を行うだけで高強度が得られ、さらに十分な靭性を
有し、かつ耐食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。
題を解消し、複雑な熱処理は必要でなく、例えば焼入れ
・焼戻し処理、もしくは焼入れ・サブゼロ処理・焼戻し
処理を行うだけで高強度が得られ、さらに十分な靭性を
有し、かつ耐食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。
(課題を解決するための手段)
本発明者は、高強度マルテンサイト系ステンレス鋼の靭
性向上を目的として、各種の実験、検討を重ねた結果、
以下に列記する知見を得た。
性向上を目的として、各種の実験、検討を重ねた結果、
以下に列記する知見を得た。
■靭性を向上させるには、C量の規制と、Niの十分な
量の添加とが最も有効なこと、 ■強度および靭性のバランスに優れる組織としては、δ
フェライトを含まないマルテンサイト単相が望ましいこ
と、および ■高強度を得るためには、残留オーステナイトが大量に
生成しないこと である。
量の添加とが最も有効なこと、 ■強度および靭性のバランスに優れる組織としては、δ
フェライトを含まないマルテンサイト単相が望ましいこ
と、および ■高強度を得るためには、残留オーステナイトが大量に
生成しないこと である。
このような知見に基づいて、本発明者は、さらに検討を
重ねた結果、 (i)Niを2.5重量%超添加するとともに、C量を
0.2重量%以下としたCr−Ni系ステンレス鋼を用
いること、 (11)耐食性を向上させるという観点から、−〇、W
等を必要に応じて適量添加すること、さらに(ij)マ
ルテンサイト単相となり、かつ残留オーステナイトが多
くならない指針となる各元素間における添加量の関係を
用いて、さらに組成を限定すること により、前記課題を解決することができることを知見し
て、本発明を完成した。
重ねた結果、 (i)Niを2.5重量%超添加するとともに、C量を
0.2重量%以下としたCr−Ni系ステンレス鋼を用
いること、 (11)耐食性を向上させるという観点から、−〇、W
等を必要に応じて適量添加すること、さらに(ij)マ
ルテンサイト単相となり、かつ残留オーステナイトが多
くならない指針となる各元素間における添加量の関係を
用いて、さらに組成を限定すること により、前記課題を解決することができることを知見し
て、本発明を完成した。
ここに、本発明の要旨とするところは、重量%で、
C:0.05%鰯0.2%以下、Si: 2%以下、−
〇二2%以下、 P:0.04%以下、S:0
.01%以下、 Cr: 8%以上17%以下、
Ni: 2.5%超8%以下、 八Q: 0.001%以上0.1%以下、N:0.1%
以下、 ただし、 30Cr%+1451m 28NieX>−790(
Cm+Nm)≦455(ト)21CrN+17Si%+
35Nim+910(CH+Ne19)≦731(ト)
残部Feおよび不可避的不純物 からなるw4組成を有することを特徴とする強度、靭性
、耐食性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼である
。
〇二2%以下、 P:0.04%以下、S:0
.01%以下、 Cr: 8%以上17%以下、
Ni: 2.5%超8%以下、 八Q: 0.001%以上0.1%以下、N:0.1%
以下、 ただし、 30Cr%+1451m 28NieX>−790(
Cm+Nm)≦455(ト)21CrN+17Si%+
35Nim+910(CH+Ne19)≦731(ト)
残部Feおよび不可避的不純物 からなるw4組成を有することを特徴とする強度、靭性
、耐食性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼である
。
また、上記の本発明にあっては、前記マルテンサイト系
ステンレス鋼が、重量%で、さらにMo: 3.5%以
下、 W:3%以下、Ti: 1.5%以下、
Nb: 1.5%以下、V:1.5%以下、 Z
r: 1.5%以下、からなる群から選ばれた1種又は
2種以上を有し、さらに、 30Cr(%?+14Si(%)+36Moel[>−
23Nie%−79O(CN+N5G)≦455(ト)
2ICrQQ+17Si%+25Mo(9Q+35Ni
eX?+910(C(%9+NQQ)≦731(ト)を
有することが好適であり、これらの本発明において、前
記マルテンサイト系ステンレス鋼が、重量%で、さらに Ca:0.001%以上0.05%以下、Mg:0.0
01%以上0.05%以下、La:0.001%以上0
.05%以下、Ce:0.001%以上0.05%以下
からなる群から選ばれた1種又は2種以上の元素を有す
ることがより好適である。
ステンレス鋼が、重量%で、さらにMo: 3.5%以
下、 W:3%以下、Ti: 1.5%以下、
Nb: 1.5%以下、V:1.5%以下、 Z
r: 1.5%以下、からなる群から選ばれた1種又は
2種以上を有し、さらに、 30Cr(%?+14Si(%)+36Moel[>−
23Nie%−79O(CN+N5G)≦455(ト)
2ICrQQ+17Si%+25Mo(9Q+35Ni
eX?+910(C(%9+NQQ)≦731(ト)を
有することが好適であり、これらの本発明において、前
記マルテンサイト系ステンレス鋼が、重量%で、さらに Ca:0.001%以上0.05%以下、Mg:0.0
01%以上0.05%以下、La:0.001%以上0
.05%以下、Ce:0.001%以上0.05%以下
からなる群から選ばれた1種又は2種以上の元素を有す
ることがより好適である。
さらに、前記の鋼組成を有するマルテンサイト系ステン
レス鋼を熱間成形後、急冷または徐冷を行うことにより
、強度、靭性、耐食性に優れたマルテンサイト系ステン
レス鋼を製造することができる。
レス鋼を熱間成形後、急冷または徐冷を行うことにより
、強度、靭性、耐食性に優れたマルテンサイト系ステン
レス鋼を製造することができる。
また、前記の鋼組成を有するマルテンサイト系ステンレ
ス鋼を熱間成形後、少なくとも70℃以下にまで急冷ま
たは徐冷を行った後に、さらに450℃以下で焼戻すこ
とにより、強度、靭性、耐食性に優れたマルテンサイト
系ステンレス鋼を製造することができる。
ス鋼を熱間成形後、少なくとも70℃以下にまで急冷ま
たは徐冷を行った後に、さらに450℃以下で焼戻すこ
とにより、強度、靭性、耐食性に優れたマルテンサイト
系ステンレス鋼を製造することができる。
また、これらのマルテンサイト系ステンレス鋼の製造に
際して、前記黛、冷または徐冷を行った後に、サブゼロ
処理を行うことが好適である。
際して、前記黛、冷または徐冷を行った後に、サブゼロ
処理を行うことが好適である。
さらに、前述の1Au成を有するマルテンサイト系ステ
ンレス鋼を熱間成形後、少なくとも70℃以下にまで栄
、冷または徐冷してから、Ac、点板上に再加熱した後
、少なくとも70℃以下にまで急冷または徐冷を行い、
さらに必要に応して、450℃以下で焼戻すことにより
、強度、靭性、耐食性に優れたマルテンサイト系ステン
レス鋼を製造することができる。
ンレス鋼を熱間成形後、少なくとも70℃以下にまで栄
、冷または徐冷してから、Ac、点板上に再加熱した後
、少なくとも70℃以下にまで急冷または徐冷を行い、
さらに必要に応して、450℃以下で焼戻すことにより
、強度、靭性、耐食性に優れたマルテンサイト系ステン
レス鋼を製造することができる。
さらに、これらのマルテンサイト系ステンレス鋼の製造
に際して、前記Ac、点板上に再加熱後の前記急冷また
は徐冷を行った後に、サブゼロ処理を行うことが好適で
ある。
に際して、前記Ac、点板上に再加熱後の前記急冷また
は徐冷を行った後に、サブゼロ処理を行うことが好適で
ある。
本発明における「急冷」および「徐冷」は、ともに−船
釣な意味において用いており、例えば前者では水冷や油
冷を、後者では空冷を包含する。
釣な意味において用いており、例えば前者では水冷や油
冷を、後者では空冷を包含する。
(作用)
以下、本発明を作用効果とともに詳述する。なお、本明
細書においては、特にことわりがない限り、r%」は「
重量%」を意味するものとする。
細書においては、特にことわりがない限り、r%」は「
重量%」を意味するものとする。
C:強度の確保のために0.05%を超える量が必要で
あるが、含有量が0.2%を超えると靭性が低下し、耐
応力腐食割れ感受性も大きくなる。そこで、C含有量は
、0.05%超0.2%以下と限定する。
あるが、含有量が0.2%を超えると靭性が低下し、耐
応力腐食割れ感受性も大きくなる。そこで、C含有量は
、0.05%超0.2%以下と限定する。
Si:通常の製鋼過程での脱酸剤として必要である。
しかし、靭性の向上のためには少なければ少ないほど好
ましい結果が得られる。具体的には、2%を超えると靭
性が著しく低下する。そこで、Si含有量は、2%以下
と限定する。
ましい結果が得られる。具体的には、2%を超えると靭
性が著しく低下する。そこで、Si含有量は、2%以下
と限定する。
Mn: Mnは、強度を上昇させるが、靭性を低下させ
る作用を奏する。靭性の向上のためには、少ないほうが
好ましい。具体的には、強度と靭性とを共に適当なレベ
ルで両立させるためには、2%が添加量の上限である。
る作用を奏する。靭性の向上のためには、少ないほうが
好ましい。具体的には、強度と靭性とを共に適当なレベ
ルで両立させるためには、2%が添加量の上限である。
そこで、Mn含有量は、2%以下と限定する。
P:P含有量は、低ければ低い程、靭性が向上し、P含
有量が0.04%を超えると靭性が低下する。
有量が0.04%を超えると靭性が低下する。
そこで、P含有量は、0.04%以下と限定する。
S: Sは、前述のP同様、含有量が低ければ低い程、
靭性および熱間加工性が向上する。高い靭性を得るため
には、S含有量は、0.01%以下であることが必要で
ある。そこで、S含有量は、0.01%以下と限定する
。
靭性および熱間加工性が向上する。高い靭性を得るため
には、S含有量は、0.01%以下であることが必要で
ある。そこで、S含有量は、0.01%以下と限定する
。
Cr:耐食性皮膜を形成させるには、8%以上のCrの
添加が必要である。しかし、17%を超えるとフェライ
トが生成しやすくなり、目標とするマルテンサイト系ス
テンレス鋼が得にくくなる。
添加が必要である。しかし、17%を超えるとフェライ
トが生成しやすくなり、目標とするマルテンサイト系ス
テンレス鋼が得にくくなる。
そこで、C「含有量は、8%以上17%以下と限定する
。
。
Ni: Niは、靭性の向上に著しく寄与する元素であ
る。2.5%以下ではその効果が少なく、一方8%を趙
えるとコストが高くなりすぎるとともに、残留オーステ
ナイト量が増加して強度を確保できなくなる。そこで、
Ni含有量は、2.5%趙8%以下と限定する。
る。2.5%以下ではその効果が少なく、一方8%を趙
えるとコストが高くなりすぎるとともに、残留オーステ
ナイト量が増加して強度を確保できなくなる。そこで、
Ni含有量は、2.5%趙8%以下と限定する。
AQ:AQは、鋼中にあっては、脱酸剤として作用する
。All含有量が0.001%未満ではその効果がな(
、一方0.1%を超えると介在物が多くなって耐食性が
低下する。そこで、鳩舎有量は0.001%以上0.1
%以下と限定する。
。All含有量が0.001%未満ではその効果がな(
、一方0.1%を超えると介在物が多くなって耐食性が
低下する。そこで、鳩舎有量は0.001%以上0.1
%以下と限定する。
NUNは、強度上界に有効な元素であるが、0.1%を
超えると鋳造時にブローホールが生じる。
超えると鋳造時にブローホールが生じる。
そこで、N含有量は0.1%以下と限定する。
上記以外の残部は、Feと不可避的不純物とである。
さらに本発明にあっては、各元素量は、次式を満足する
関係にあることが必要である。
関係にあることが必要である。
30Cr%+14Si%−23Ni5Q 790(C
QQ十N5Q)≦455(ト)・ ・(1) 21Cr働+17Sie!IQ+35NieilQ+9
10(C%+N%)≦731(ト)すなわち、高強度と
高靭性、さらには高耐食性を確保するためには、δフェ
ライトは存在せず、かつ残留オーステナイト量も10%
以下であることが望ましい0通常のオーステナイト化温
度である800〜1200℃でオーステナイト単相鋼と
なり、δフェライトを含まない相を得るためには、式(
1)を満足する必要がある。一方、室温まで冷却し、ま
たはサブゼロ処理を行った後に残留オーステナイト量を
10%以下に低減するためには、式(2)を満足する必
要がある。
QQ十N5Q)≦455(ト)・ ・(1) 21Cr働+17Sie!IQ+35NieilQ+9
10(C%+N%)≦731(ト)すなわち、高強度と
高靭性、さらには高耐食性を確保するためには、δフェ
ライトは存在せず、かつ残留オーステナイト量も10%
以下であることが望ましい0通常のオーステナイト化温
度である800〜1200℃でオーステナイト単相鋼と
なり、δフェライトを含まない相を得るためには、式(
1)を満足する必要がある。一方、室温まで冷却し、ま
たはサブゼロ処理を行った後に残留オーステナイト量を
10%以下に低減するためには、式(2)を満足する必
要がある。
そこで、本発明における各元素の含有量は、それぞれ式
(1)および式(2)を満足することが必要である。
(1)および式(2)を満足することが必要である。
さらに、本発明によれば、例えばMo、 W、丁1%N
b、 VおよびZrからなる群から選ばれた1種または
2種以上の合金元素を含有することにより、より一層の
品質の向上を図ることができる。
b、 VおよびZrからなる群から選ばれた1種または
2種以上の合金元素を含有することにより、より一層の
品質の向上を図ることができる。
Mo、W:耐食性を更に向上させる元素であり、それぞ
れ3.5%以下、3%以下まで添加することが有効であ
る。それを趙えて添加しても耐食性向上効果が飽和する
ばかりか、コストが高くなるので、前記範囲内で添加す
ることが望ましいTi、 Nb、 V、 Zr二強度を
更に向上させる元素である。それぞれ、含有量が1.5
%を超えると、靭性が低下するので、添加量は、それぞ
れ1.5%以下と限定することが望ましい。
れ3.5%以下、3%以下まで添加することが有効であ
る。それを趙えて添加しても耐食性向上効果が飽和する
ばかりか、コストが高くなるので、前記範囲内で添加す
ることが望ましいTi、 Nb、 V、 Zr二強度を
更に向上させる元素である。それぞれ、含有量が1.5
%を超えると、靭性が低下するので、添加量は、それぞ
れ1.5%以下と限定することが望ましい。
なお、上記の添加元素のうち、前述のように、通常のオ
ーステナイト化温度である800〜1200℃で完全に
オーステナイト単相となり、δフェライトを含まない相
とすること、および冷却またはサブゼロ処理後に残留オ
ーステナイト量を10%以下とすることには、Moが影
響する。すなわち、本発明にかかるマルテンサイト系ス
テンレス鋼が合金元素としてMoを含む場合には、前記
(1)式および(2)式は、それぞれ 30Crm + 1451m +36Mo% −28N
i m −790(CN 十Nm)≦455(1)・
・ ・(3) 21Crm + 17SiN +25Mo% +35N
i(’IQ +910(C6Q +Nm)≦731(ト
)・ ・ ・(4) となる。
ーステナイト化温度である800〜1200℃で完全に
オーステナイト単相となり、δフェライトを含まない相
とすること、および冷却またはサブゼロ処理後に残留オ
ーステナイト量を10%以下とすることには、Moが影
響する。すなわち、本発明にかかるマルテンサイト系ス
テンレス鋼が合金元素としてMoを含む場合には、前記
(1)式および(2)式は、それぞれ 30Crm + 1451m +36Mo% −28N
i m −790(CN 十Nm)≦455(1)・
・ ・(3) 21Crm + 17SiN +25Mo% +35N
i(’IQ +910(C6Q +Nm)≦731(ト
)・ ・ ・(4) となる。
さらに、本発明にかかるマルテンサイト系ステンレス鋼
の他の合金元素について説明する。
の他の合金元素について説明する。
Ca、 Mg、 La、 Ce: これらの元素も所望
により少なくとも1種類以上添加することにより、いず
れも熱間加工性の改善を図ることができる元素である。
により少なくとも1種類以上添加することにより、いず
れも熱間加工性の改善を図ることができる元素である。
それぞれ0.001%未満では効果がなく、一方0.0
5%を超えると耐食性が低下する。そこで、これらの各
元素の含有量は、0.001%以上0.05%以下と限
定することが望ましい。
5%を超えると耐食性が低下する。そこで、これらの各
元素の含有量は、0.001%以上0.05%以下と限
定することが望ましい。
以上の組成を有するマルテンサイト系ステンレス鋼は、
通常の熱間加工で成形した後、特に急冷を必要とせず、
Ms点以下の温度に冷却した状態(すなわち、急冷また
は徐冷を行った状態)でマルテンサイト主体の組織とな
り、高強度と高靭性とを兼ね備える。
通常の熱間加工で成形した後、特に急冷を必要とせず、
Ms点以下の温度に冷却した状態(すなわち、急冷また
は徐冷を行った状態)でマルテンサイト主体の組織とな
り、高強度と高靭性とを兼ね備える。
さらに、前記冷却後にサブゼロ処理を行って残留オース
テナイト量をさらに減少させることにより、より一層の
高強度が得られる。
テナイト量をさらに減少させることにより、より一層の
高強度が得られる。
前記サブゼロ処理としては、本発明においては、室温以
下の温度に数時間保持する手段によればよく、特に0℃
以下に冷却する手段に限定されるものではない0例えば
、液体窒素中やエチルアルコールとドライアイスとの混
合物中で、4〜8時間保持する処理を行う手段が例示さ
れる。
下の温度に数時間保持する手段によればよく、特に0℃
以下に冷却する手段に限定されるものではない0例えば
、液体窒素中やエチルアルコールとドライアイスとの混
合物中で、4〜8時間保持する処理を行う手段が例示さ
れる。
さらに、本発明にかかるマルテンサイト系ステンレス鋼
の熱処理法としては、以下のいずれがの方法が望ましい
。
の熱処理法としては、以下のいずれがの方法が望ましい
。
(1)熱間成形後、少なくとも70℃以下に急冷またば
徐冷を行った後、必要に応じてサブゼロ処理を行い、4
50℃以下で焼戻す。
徐冷を行った後、必要に応じてサブゼロ処理を行い、4
50℃以下で焼戻す。
(If)熱間成形後、少なくとも70℃以下に、急冷ま
たは徐冷したものをAc、点板上で加熱し、−部もしく
は全部を再オーステナイト化した後、急冷または徐冷し
て焼入れ、さらにサブゼロ処理を必要に応じて行う。
たは徐冷したものをAc、点板上で加熱し、−部もしく
は全部を再オーステナイト化した後、急冷または徐冷し
て焼入れ、さらにサブゼロ処理を必要に応じて行う。
(1)前記(II)のサブゼロ処理後に、さらに450
℃以下で焼戻す。
℃以下で焼戻す。
(1)の場合は直接焼入れ一焼戻し工程となり、靭性の
向上のために450℃以下で焼戻すことが望ましい。熱
間成形後の冷却は、徐冷でもマルテンサイト組織が得ら
れるが、靭性の向上のためには急冷を行うことが望まし
い、焼戻し後の冷却も特に規定しないが、焼戻し脆性の
回避のためには徐冷は好ましくない。なお、冷却温度を
少なくとも70℃以下と限定する理由は、Ms点以下の
温度に確実に冷却しで、マルテンサイト化を促進するた
めである。
向上のために450℃以下で焼戻すことが望ましい。熱
間成形後の冷却は、徐冷でもマルテンサイト組織が得ら
れるが、靭性の向上のためには急冷を行うことが望まし
い、焼戻し後の冷却も特に規定しないが、焼戻し脆性の
回避のためには徐冷は好ましくない。なお、冷却温度を
少なくとも70℃以下と限定する理由は、Ms点以下の
温度に確実に冷却しで、マルテンサイト化を促進するた
めである。
(It)の場合は、焼入れままの熱処理となる。へ01
点以上に加熱して、一部あるいは全部をオーステナイト
化した後冷却する。冷却は、徐冷でもマルテンサイト変
態して高強度が得られるが、靭性の面からは急冷が望ま
しい。また、再オーステナイト化は均質化の意味もある
ので、Ac+点より高くAc3点以上の温度とすること
が望ましい。
点以上に加熱して、一部あるいは全部をオーステナイト
化した後冷却する。冷却は、徐冷でもマルテンサイト変
態して高強度が得られるが、靭性の面からは急冷が望ま
しい。また、再オーステナイト化は均質化の意味もある
ので、Ac+点より高くAc3点以上の温度とすること
が望ましい。
(I[I)の場合は、 (It)で焼入れした材料を焼
戻すことにより靭性の向上を得ることを目的とする。
戻すことにより靭性の向上を得ることを目的とする。
強度があまり低下せず靭性の向上が得られる450℃以
下で焼戻すことが好ましい。
下で焼戻すことが好ましい。
このような熱処理を施すことにより、本発明にかかるマ
ルテンサイト系ステンレス鋼を容易に、かつ確実に得る
ことができる。
ルテンサイト系ステンレス鋼を容易に、かつ確実に得る
ことができる。
さらに、本発明を実施例を参照しながら、詳述する。
実施例
第1表に示す組成のA−a鋼をそれぞれ溶製し、熱間圧
延を行い、その後放置することにより空冷して、室温ま
で冷却し、12m+−厚の板材とした0本発明鋼である
A−3鯛、従来鋼のT−V鋼、比較例のW%a鯛につい
て、第2表に示す内容の熱処理を行った後、引張強度、
靭性および応力腐食割れについて試験した。
延を行い、その後放置することにより空冷して、室温ま
で冷却し、12m+−厚の板材とした0本発明鋼である
A−3鯛、従来鋼のT−V鋼、比較例のW%a鯛につい
て、第2表に示す内容の熱処理を行った後、引張強度、
靭性および応力腐食割れについて試験した。
引張試験は、直径4mm、平行部34mmの引張試験片
を前記板材より切り出して行った。
を前記板材より切り出して行った。
靭性は、寸法が10X10X55■−である2−―vノ
ツチのシャルピー試験片を切り出し、衝撃値で評価した
。
ツチのシャルピー試験片を切り出し、衝撃値で評価した
。
応力腐食割れ試験は、直径2.54m5、平行部2.5
■■の定荷重型試験片を切り出して、耐力の90%の荷
重を負荷し3.5%NaC:50℃の環境下で、9Gh
r後の割れの有無で評価した。
■■の定荷重型試験片を切り出して、耐力の90%の荷
重を負荷し3.5%NaC:50℃の環境下で、9Gh
r後の割れの有無で評価した。
これらの試験の結果を第2表にまとめて示す。
なお、第2表中、応力腐食割れの欄においてroOJと
あるのは、試験片2個ともに割れが発生しなかったもの
、「××」とあるのは試験片2個ともに割れが発生した
ことを示す。
あるのは、試験片2個ともに割れが発生しなかったもの
、「××」とあるのは試験片2個ともに割れが発生した
ことを示す。
従来例である試料NCL32および試料隘33は、従来
の3115420.5US431tlJの結果である。
の3115420.5US431tlJの結果である。
靭性を確保するために強度を低く押さえているが、それ
でも衝撃値は15kgf−m/c+s’にはとどかず、
レベルが低い。
でも衝撃値は15kgf−m/c+s’にはとどかず、
レベルが低い。
さらに、耐食性も良好でなく応力腐食割れを生じている
。
。
また、従来例である試料階34は、17−4pHステン
レス(SllS631鋼)である0強度はかなりのもの
が得られるが、Cuを多量添加するため、靭性が大きく
劣っている。
レス(SllS631鋼)である0強度はかなりのもの
が得られるが、Cuを多量添加するため、靭性が大きく
劣っている。
さらに、比較例である試料階35および試料PkL36
は、それぞれC,N量が本発明にかかるマルテンサイト
系ステンレス鋼に比べ多くなっており、靭性が低く、応
力腐食割れもみられ好ましくない。
は、それぞれC,N量が本発明にかかるマルテンサイト
系ステンレス鋼に比べ多くなっており、靭性が低く、応
力腐食割れもみられ好ましくない。
また、比較例である試料阻37および試料隘38は、本
発明にかかるマルテンサイト系ステンレス鋼で規定する
数式を満たさない成分系である。試料黒37は、δフェ
ライトが析出して靭性が低下し、試料隘38は、残留オ
ーステナイトが多量に析出するために鋒伏強度が著しく
低下してしまう。
発明にかかるマルテンサイト系ステンレス鋼で規定する
数式を満たさない成分系である。試料黒37は、δフェ
ライトが析出して靭性が低下し、試料隘38は、残留オ
ーステナイトが多量に析出するために鋒伏強度が著しく
低下してしまう。
さらに、比較例である試料NcL39は、Crが8%に
満たず、応力腐食割れを生じている。
満たず、応力腐食割れを生じている。
これに対して、本発明例である試料NCLIないし試料
N11L31に示すように、本発明にかかる鋼種は、熱
間圧延のままでも、あるいは高温焼戻しを伴わない種々
の熱処理を施しても、必要な強度と靭性と耐食性とを兼
ね備えており、各種の機械構造用鋼として好適である。
N11L31に示すように、本発明にかかる鋼種は、熱
間圧延のままでも、あるいは高温焼戻しを伴わない種々
の熱処理を施しても、必要な強度と靭性と耐食性とを兼
ね備えており、各種の機械構造用鋼として好適である。
(発明の効果)
以上詳述したように、本発明にががるマルテンサイト系
ステンレス鋼は、十分な耐食性を備え、更に高強度、高
靭性を存することが明らかである。
ステンレス鋼は、十分な耐食性を備え、更に高強度、高
靭性を存することが明らかである。
したがって、高強度と高靭性と耐食性とが同時に要求さ
れる構造用部材として使用するのに好適であり、その工
業的な利用価値は大きい。
れる構造用部材として使用するのに好適であり、その工
業的な利用価値は大きい。
かかる効果を有する本発明の意義は、極めて著しい。
Claims (9)
- (1)重量%で、 C:0.05%超0.2%以下、Si:2%以下、Mn
:2%以下、P:0.04%以下、 S:0.01%以下、Cr:8%以上17%以下、Ni
:2.5%超8%以下、 M:0.001%以上0.1%以下、 N:0.1%以下、 ただし、 30Cr(%)+14Si(%)−28Ni(%)−7
90(C(%)+N(%))≦455(%)21Cr(
%)+17Si(%)+35Ni(%)+910(C(
%)+N(%))≦731(%)残部Feおよび不可避
的不純物 からなる鋼組成を有することを特徴とする強度、靭性、
耐食性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼。 - (2)さらに、重量%で、 Mo:3.5%以下、W:3%以下、 Ti:1.5%以下、Nb:1.5%以下、V:1.5
%以下、Zr:1.5%以下、 からなる群から選ばれた1種又は2種以上を有し、さら
に、 30Cr(%)+14Si(%)+36Mo(%)−2
8Ni(%)−790(C(%)+N(%))≦455
(%)21Cr(%)+17Si(%)+25Mo(%
)+35Ni(%)+910(C(%)+N(%))≦
731(%)を満足する鋼組成を有することを特徴とす
る請求項1記載のマルテンサイト系ステンレス鋼。 - (3)さらに、重量%で、 Ca:0.001%以上0.05%以下、 Mg:0.001%以上0.05%以下、 La:0.001%以上0.05%以下、 Ce:0.001%以上0.05%以下 からなる群から選ばれた1種又は2種以上の元素を含有
する鋼組成を有することを特徴とする請求項1または請
求項2記載のマルテンサイト系ステンレス鋼。 - (4)請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の鋼組
成を有するマルテンサイト系ステンレス鋼を熱間成形後
、急冷または徐冷を行うことを特徴とする強度、靭性、
耐食性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼の製造法
。 - (5)請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の鋼組
成を有するマルテンサイト系ステンレス鋼を熱間成形後
、少なくとも70℃以下にまで急冷または徐冷を行った
後に、さらに450℃以下で焼戻すことを特徴とする強
度、靭性、耐食性に優れたマルテンサイト系ステンレス
鋼の製造法。 - (6)請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の鋼組
成を有するマルテンサイト系ステンレス鋼を熱間成形後
、少なくとも70℃以下にまで急冷または徐冷を行って
から、Ac_1点以上に再加熱した後、急冷または徐冷
を行うことを特徴とする強度、靭性、耐食性に優れたマ
ルテンサイト系ステンレス鋼の製造法。 - (7)請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の鋼組
成を有するマルテンサイト系ステンレス鋼を熱間成形後
、少なくとも70℃以下にまで急冷または徐冷を行って
から、Ac_1点以上に再加熱した後、少なくとも70
℃以下にまで急冷または徐冷を行った後、450℃以下
で焼戻すことを特徴とする強度、靭性、耐食性に優れた
マルテンサイト系ステンレス鋼の製造法。 - (8)前記急冷または徐冷を行った後に、サブゼロ処理
を行うことを特徴とする請求項4または請求項5記載の
マルテンサイト系ステンレス鋼の製造法。 - (9)前記Ac_1点以上に再加熱した後の急冷または
徐冷後に、サブゼロ処理を行うことを特徴とする請求項
6または請求項7記載のマルテンサイト系ステンレス鋼
の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23969790A JPH04120249A (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | マルテンサイト系ステンレス鋼とその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23969790A JPH04120249A (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | マルテンサイト系ステンレス鋼とその製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04120249A true JPH04120249A (ja) | 1992-04-21 |
Family
ID=17048577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23969790A Pending JPH04120249A (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | マルテンサイト系ステンレス鋼とその製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04120249A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1306458A2 (en) * | 2001-10-25 | 2003-05-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 12Cr alloy steel for a turbine rotor |
US6793744B1 (en) * | 2000-11-15 | 2004-09-21 | Research Institute Of Industrial Science & Technology | Martenstic stainless steel having high mechanical strength and corrosion |
JP2013127097A (ja) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Ihi Corp | ステンレス鋼 |
CN108866453A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-11-23 | 西京学院 | 一种马氏体耐热钢及其制备方法 |
CN111101081A (zh) * | 2019-04-16 | 2020-05-05 | 嘉兴吉森科技有限公司 | 一种用于层压板的高强度沉淀硬化不锈钢及其制造方法 |
-
1990
- 1990-09-10 JP JP23969790A patent/JPH04120249A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6793744B1 (en) * | 2000-11-15 | 2004-09-21 | Research Institute Of Industrial Science & Technology | Martenstic stainless steel having high mechanical strength and corrosion |
EP1306458A2 (en) * | 2001-10-25 | 2003-05-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 12Cr alloy steel for a turbine rotor |
EP1306458A3 (en) * | 2001-10-25 | 2003-08-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 12Cr alloy steel for a turbine rotor |
JP2013127097A (ja) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Ihi Corp | ステンレス鋼 |
CN108866453A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-11-23 | 西京学院 | 一种马氏体耐热钢及其制备方法 |
CN108866453B (zh) * | 2018-07-19 | 2020-11-24 | 西京学院 | 一种马氏体耐热钢及其制备方法 |
CN111101081A (zh) * | 2019-04-16 | 2020-05-05 | 嘉兴吉森科技有限公司 | 一种用于层压板的高强度沉淀硬化不锈钢及其制造方法 |
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