JPH0949015A - 高強度オーステナイト系ステンレス鋼圧延材の製造方法 - Google Patents
高強度オーステナイト系ステンレス鋼圧延材の製造方法Info
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- JPH0949015A JPH0949015A JP20359995A JP20359995A JPH0949015A JP H0949015 A JPH0949015 A JP H0949015A JP 20359995 A JP20359995 A JP 20359995A JP 20359995 A JP20359995 A JP 20359995A JP H0949015 A JPH0949015 A JP H0949015A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダムや水門の扉レール材として必要な、強
度、表面硬度および耐食性をもったオーステナイト系ス
テンレス鋼圧延材を製造する。 【解決手段】 ＳＵＳ３０４Ｎ２鋼をベースとし、Ｃ：
０．０５％以下、Ｎ：０．１５〜０．３０％、ただしＣ
＋Ｎ：０．２０％以上とし、特定量のＭｏおよびＢと、
特定量のＶおよびＴｉの１種または２種とを加えた合金
組成の材料を、加熱温度９００〜１３００℃、全加工量
３０％以上で圧延し、仕上温度７００〜９５０℃から４
℃／分以上の冷却速度で冷却する。
度、表面硬度および耐食性をもったオーステナイト系ス
テンレス鋼圧延材を製造する。 【解決手段】 ＳＵＳ３０４Ｎ２鋼をベースとし、Ｃ：
０．０５％以下、Ｎ：０．１５〜０．３０％、ただしＣ
＋Ｎ：０．２０％以上とし、特定量のＭｏおよびＢと、
特定量のＶおよびＴｉの１種または２種とを加えた合金
組成の材料を、加熱温度９００〜１３００℃、全加工量
３０％以上で圧延し、仕上温度７００〜９５０℃から４
℃／分以上の冷却速度で冷却する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高硬度かつ高強度、具
体的には表面硬度がＨＢ２５０以上で引張強さが８０kg
f／mm2以上である建材用オーステナイト系ステンレス鋼
の製造方法に関する。
体的には表面硬度がＨＢ２５０以上で引張強さが８０kg
f／mm2以上である建材用オーステナイト系ステンレス鋼
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえばダムや水門の戸当りレールに使
用する材料は、近年ではメンテナンスフリーを目的とし
て、ステンレス鋼を使用することが多くなった。 この
種の材料は、高い水圧に耐える強度と、摺動摩耗に耐え
る硬度とを、水中および水際の腐食環境への耐性と併せ
有することを要求される。
用する材料は、近年ではメンテナンスフリーを目的とし
て、ステンレス鋼を使用することが多くなった。 この
種の材料は、高い水圧に耐える強度と、摺動摩耗に耐え
る硬度とを、水中および水際の腐食環境への耐性と併せ
有することを要求される。
【０００３】従来、上記の用途にはＳＵＳ３０４Ｎ２の
平角圧延材が使用されて来た。 この圧延材は若干の炭
化物が析出しているので、そのままでは耐食性が不足す
る。そこで、熱処理によって炭化物を固溶させて使用し
ていた。 しかし、この溶体化処理は表面硬度を低下さ
せ、耐摩耗性の要求に十分応えられないことになる。ま
た、溶体化のための熱処理は、できれば省略したい。
それにより省エネルギーの要請にこたえ、コストを低減
することができるからである。
平角圧延材が使用されて来た。 この圧延材は若干の炭
化物が析出しているので、そのままでは耐食性が不足す
る。そこで、熱処理によって炭化物を固溶させて使用し
ていた。 しかし、この溶体化処理は表面硬度を低下さ
せ、耐摩耗性の要求に十分応えられないことになる。ま
た、溶体化のための熱処理は、できれば省略したい。
それにより省エネルギーの要請にこたえ、コストを低減
することができるからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のような用途に好適な、硬度および強度がともに高く、
かつ炭化物の析出はなく本来の耐食性を発揮するオース
テナイト系ステンレス鋼圧延材を提供すること、および
溶体化処理を省略した制御圧延によりこの圧延材を製造
する方法を提供することにある。
のような用途に好適な、硬度および強度がともに高く、
かつ炭化物の析出はなく本来の耐食性を発揮するオース
テナイト系ステンレス鋼圧延材を提供すること、および
溶体化処理を省略した制御圧延によりこの圧延材を製造
する方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の高強度オーステ
ナイト系ステンレス鋼圧延材の製造方法は、Ｃ：０．０
５％以下、Ｎ：０．１５〜０．３０％、ただしＣ＋Ｎ：
０．２０％以上、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：２．５％
以下、Ｎｉ：７〜１１％、Ｃｒ：１８〜２０％、Ｎｂ：
０．０１〜０．２５％、Ｍｏ：１．０％以下およびＢ：
０．００５％以下に加えて、Ｖ：０．３％以下およびＴ
ｉ：０．３％以下の１種または２種を含有し、残部がＦ
ｅおよび不可避の不純物からなる鋼を、加熱温度９００
〜１３００℃、全加工量３０％以上の条件で圧延し、仕
上圧延温度７００〜９５０℃の範囲から４℃／分以上の
冷却速度で冷却することにより、粒界炭化物の析出がな
い組織を得ることを特徴とする。
ナイト系ステンレス鋼圧延材の製造方法は、Ｃ：０．０
５％以下、Ｎ：０．１５〜０．３０％、ただしＣ＋Ｎ：
０．２０％以上、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：２．５％
以下、Ｎｉ：７〜１１％、Ｃｒ：１８〜２０％、Ｎｂ：
０．０１〜０．２５％、Ｍｏ：１．０％以下およびＢ：
０．００５％以下に加えて、Ｖ：０．３％以下およびＴ
ｉ：０．３％以下の１種または２種を含有し、残部がＦ
ｅおよび不可避の不純物からなる鋼を、加熱温度９００
〜１３００℃、全加工量３０％以上の条件で圧延し、仕
上圧延温度７００〜９５０℃の範囲から４℃／分以上の
冷却速度で冷却することにより、粒界炭化物の析出がな
い組織を得ることを特徴とする。
【０００６】
【作用】従来使用されて来たＳＵＳ３０４Ｎ２の合金組
成は、つぎのとおりである。 Ｃ ：０.０８％以下 Ｐ ：０.０４５ ％以下 Ｃ
ｒ：１７.０〜１９.０％ Ｓｉ：１.００％以下 Ｓ ：０.０３０ ％以下 Ｎ
ｂ：０.１５％以下 Ｍｎ：２.５０％以下 Ｎｉ：１０.５〜１３.０％ Ｎ
：０.１５〜０.３０％ 重量％、残部Ｆｅ。
成は、つぎのとおりである。 Ｃ ：０.０８％以下 Ｐ ：０.０４５ ％以下 Ｃ
ｒ：１７.０〜１９.０％ Ｓｉ：１.００％以下 Ｓ ：０.０３０ ％以下 Ｎ
ｂ：０.１５％以下 Ｍｎ：２.５０％以下 Ｎｉ：１０.５〜１３.０％ Ｎ
：０.１５〜０.３０％ 重量％、残部Ｆｅ。
【０００７】この合金組成から出発し、本発明ではまず
（Ｃ＋Ｎ）量をある程度確保して高強度を実現するこ
と、一方で炭化物の析出を避けるためＣ量は低目に抑
え、それに代えてＮ量を高目にえらぶことを考えた。
さらに、Ｍｏの適量を添加して耐食性を向上させるこ
と、Ｂを微量添加して熱間加工性を向上させること、お
よび、Ｖ，Ｔｉの１種または２種を添加して、硬度を高
めるとともにＣを粒内で固定し粒界に析出させないよう
にした。 こうして得られたのが前記の合金組成であ
る。
（Ｃ＋Ｎ）量をある程度確保して高強度を実現するこ
と、一方で炭化物の析出を避けるためＣ量は低目に抑
え、それに代えてＮ量を高目にえらぶことを考えた。
さらに、Ｍｏの適量を添加して耐食性を向上させるこ
と、Ｂを微量添加して熱間加工性を向上させること、お
よび、Ｖ，Ｔｉの１種または２種を添加して、硬度を高
めるとともにＣを粒内で固定し粒界に析出させないよう
にした。 こうして得られたのが前記の合金組成であ
る。
【０００８】従って、本発明の製造方法で対象とする合
金の各成分のはたらきと組成の限定理由は、Ｓｉ，Ｍ
ｎ，Ｎｉ，ＣｒおよびＮｂに関しては、基礎となったＳ
ＵＳ３０４Ｎ２の各成分のそれらと、基本的には同じで
ある。 本発明の特徴をなす諸成分についての限定理由
は、つぎのとおりである。
金の各成分のはたらきと組成の限定理由は、Ｓｉ，Ｍ
ｎ，Ｎｉ，ＣｒおよびＮｂに関しては、基礎となったＳ
ＵＳ３０４Ｎ２の各成分のそれらと、基本的には同じで
ある。 本発明の特徴をなす諸成分についての限定理由
は、つぎのとおりである。
【０００９】Ｃ：０．０５％以下、好ましくは０．０３
％以下、Ｎ：０．１５〜０．３０％、好ましくは０．２
０〜０．３０％、 ただし、Ｃ＋Ｎ：０．２０％以上、好ましくは０．２５
％以上 強度を確保する上で、Ｃ＋Ｎは０．２０％以上を必要と
し、０．２５％以上あることが好ましい。 その中で、
Ｃは低目にして粒界炭化物（主としてＣｒの炭化物）の
生成を減らし、Ｃに代えてＮのはたらきに期待するた
め、上記のＣ量上限およびＮ量範囲を定めた。
％以下、Ｎ：０．１５〜０．３０％、好ましくは０．２
０〜０．３０％、 ただし、Ｃ＋Ｎ：０．２０％以上、好ましくは０．２５
％以上 強度を確保する上で、Ｃ＋Ｎは０．２０％以上を必要と
し、０．２５％以上あることが好ましい。 その中で、
Ｃは低目にして粒界炭化物（主としてＣｒの炭化物）の
生成を減らし、Ｃに代えてＮのはたらきに期待するた
め、上記のＣ量上限およびＮ量範囲を定めた。
【００１０】Ｍｏ：１．０％以下 前記したように、耐食性とくに硫酸イオンに対する耐食
性を高めるため添加する。 この効果は０．０１％程度
の少量で認められ、より多い添加量では飽和するので、
経済性も考慮して１．０％を上限とした。
性を高めるため添加する。 この効果は０．０１％程度
の少量で認められ、より多い添加量では飽和するので、
経済性も考慮して１．０％を上限とした。
【００１１】Ｂ：０．００５％以下 熱間加工性を向上させるために添加する。 この効果は
０．００１％以上の添加で認められるが、多量に添加す
るとかえって熱間加工性を悪くするため、０．０５％を
上限とした。
０．００１％以上の添加で認められるが、多量に添加す
るとかえって熱間加工性を悪くするため、０．０５％を
上限とした。
【００１２】Ｖ：０．３％以下、Ｔｉ：０．３％以下の
１種または２種 これらは前記のように粒内で炭化物を形成して、粒界へ
の析出を防ぐはたらきをする。 もともとＣ量を低く抑
えた組成であるため炭化物量も少なく、上記した限度内
の少量で有効であり、この上限を超えて添加しても意味
はなくなる。
１種または２種 これらは前記のように粒内で炭化物を形成して、粒界へ
の析出を防ぐはたらきをする。 もともとＣ量を低く抑
えた組成であるため炭化物量も少なく、上記した限度内
の少量で有効であり、この上限を超えて添加しても意味
はなくなる。
【００１３】熱間加工は、前記のように加熱温度９００
〜１３００℃の比較的高い温度で圧延を行ない、３０％
以上の全加工率を加え、仕上圧延温度７００〜９５０℃
とすることにより、炭化物の析出のないオーステナイト
組織を得、４℃／分以上の高い冷却速度で冷却すること
によって、圧延時の組織を維持したまま圧延材製品を得
ることができる。
〜１３００℃の比較的高い温度で圧延を行ない、３０％
以上の全加工率を加え、仕上圧延温度７００〜９５０℃
とすることにより、炭化物の析出のないオーステナイト
組織を得、４℃／分以上の高い冷却速度で冷却すること
によって、圧延時の組織を維持したまま圧延材製品を得
ることができる。
【００１４】このようにして、圧延ままの溶体化処理を
行なわない状態で、引張強さ８０kgf／mm2以上、表面硬
度がＨＢ２５０以上であって、従来のＳＵＳ３０４Ｎ２
材と同等の耐食性を有する圧延材が得られる。
行なわない状態で、引張強さ８０kgf／mm2以上、表面硬
度がＨＢ２５０以上であって、従来のＳＵＳ３０４Ｎ２
材と同等の耐食性を有する圧延材が得られる。
【００１５】
【実施例】表１に示す組成のステンレス鋼を溶製し、鋼
塊にした。 表 １No． Ｃ Ｎ Ｃ+Ｎ Ｓｉ Ｍｎ Ｎｉ Ｃｒ Ｍｏ Ｎｂ Ｂ その他 Ａ 0.05 0.21 0.26 0.31 1.81 8.19 19.4 0.01 0.15 0.002 − Ｂ 0.03 0.22 0.25 0.28 1.81 8.17 19.4 0.02 0.08 0.005 V 0.15 Ｃ 0.03 0.25 0.28 0.28 1.83 8.15 19.2 0.03 0.08 0.003 Ti 0.15 Ｄ 0.05 0.29 0.34 0.28 1.81 8.14 19.3 0.01 0.15 0.002 V 0.10 Ti 0.13 重量％、残部Ｆｅ。
塊にした。 表 １No． Ｃ Ｎ Ｃ+Ｎ Ｓｉ Ｍｎ Ｎｉ Ｃｒ Ｍｏ Ｎｂ Ｂ その他 Ａ 0.05 0.21 0.26 0.31 1.81 8.19 19.4 0.01 0.15 0.002 − Ｂ 0.03 0.22 0.25 0.28 1.81 8.17 19.4 0.02 0.08 0.005 V 0.15 Ｃ 0.03 0.25 0.28 0.28 1.83 8.15 19.2 0.03 0.08 0.003 Ti 0.15 Ｄ 0.05 0.29 0.34 0.28 1.81 8.14 19.3 0.01 0.15 0.002 V 0.10 Ti 0.13 重量％、残部Ｆｅ。
【００１６】それぞれの鋼塊を、表２の加工条件で熱間
圧延し、冷却して圧延材とした。 表 ２ No． 試料 加熱温度 仕上温度 加工率 冷却速度 １ Ａ 1200℃ 800℃ ３８％ ４℃／分 ２ Ｂ 1200 800 ３８ ５ ３ Ｃ 1200 800 ３８ ５ ４ Ｄ 1200 800 ３８ ４ ５* Ａ 1100 700 ２５ ５ ６* Ｂ 1100 700 ２７ ４ ７* Ｃ 1100 700 ２５ ４ ８* Ｄ 1100 700 ２９ ３ ９* Ａ 1200 1000 ３８ ４ * 比較例。
圧延し、冷却して圧延材とした。 表 ２ No． 試料 加熱温度 仕上温度 加工率 冷却速度 １ Ａ 1200℃ 800℃ ３８％ ４℃／分 ２ Ｂ 1200 800 ３８ ５ ３ Ｃ 1200 800 ３８ ５ ４ Ｄ 1200 800 ３８ ４ ５* Ａ 1100 700 ２５ ５ ６* Ｂ 1100 700 ２７ ４ ７* Ｃ 1100 700 ２５ ４ ８* Ｄ 1100 700 ２９ ３ ９* Ａ 1200 1000 ３８ ４ * 比較例。
【００１７】得られた圧延材について、炭化物の析出の
有無、機械的性質および各種の耐食性をしらべて、表３
に示す結果を得た。 表 ３ No． 炭化物 引張強さ 表面硬度 耐 食 性 析 出 kgf／mm 2 ＨＢ 塩水噴霧 *1 再活 性化率 *2×10 -3 １ なし ８２ ２８０ 発錆なし ５．５ ２ なし ８５ ２８２ 発錆なし ５．４ ３ なし ８５ ２８５ 発錆なし ５．４ ４ なし ８７ ２９０ 発錆なし ５．５ ５* あり ８０ ２４９ 発錆あり ５．５ ６* あり ７８ ２４５ 発錆あり ５．６ ７* あり ７９ ２４７ 発錆あり ５．４ ８* あり ９３ ２４４ 発錆あり ５．３ ９* なし ７０ ２２０ 発錆なし ５．５ *１ ＪＩＳ−Ｚ2371による。 *２ ＪＩＳ−Ｇ0580による。
有無、機械的性質および各種の耐食性をしらべて、表３
に示す結果を得た。 表 ３ No． 炭化物 引張強さ 表面硬度 耐 食 性 析 出 kgf／mm 2 ＨＢ 塩水噴霧 *1 再活 性化率 *2×10 -3 １ なし ８２ ２８０ 発錆なし ５．５ ２ なし ８５ ２８２ 発錆なし ５．４ ３ なし ８５ ２８５ 発錆なし ５．４ ４ なし ８７ ２９０ 発錆なし ５．５ ５* あり ８０ ２４９ 発錆あり ５．５ ６* あり ７８ ２４５ 発錆あり ５．６ ７* あり ７９ ２４７ 発錆あり ５．４ ８* あり ９３ ２４４ 発錆あり ５．３ ９* なし ７０ ２２０ 発錆なし ５．５ *１ ＪＩＳ−Ｚ2371による。 *２ ＪＩＳ−Ｇ0580による。
【００１８】表３の結果から、本発明に従う圧延条件で
加工したNo．１〜４（実施例）の材料は、表面硬度がＨ
Ｂ２５０以上、引張強さ８０kgf／mm2以上の特性ととも
に、このステンレス鋼本来の耐食性を有することが明ら
かである。 一方、比較例の材料は本発明の条件を完全
には満たしていないため、性能が不満足である。 まず
No．５〜７は加工率が不足であり、表面硬度、引張強さ
ともに不足し、炭化物が析出して耐食性もよくない。
次にNo．８は冷却速度が低く、引張強さは高いが表面硬
度が低く、やはり耐食性が劣る。 またNo．９は仕上温
度が高すぎて、耐食性はよいものの、表面硬度と引張強
さが著しく低下している。
加工したNo．１〜４（実施例）の材料は、表面硬度がＨ
Ｂ２５０以上、引張強さ８０kgf／mm2以上の特性ととも
に、このステンレス鋼本来の耐食性を有することが明ら
かである。 一方、比較例の材料は本発明の条件を完全
には満たしていないため、性能が不満足である。 まず
No．５〜７は加工率が不足であり、表面硬度、引張強さ
ともに不足し、炭化物が析出して耐食性もよくない。
次にNo．８は冷却速度が低く、引張強さは高いが表面硬
度が低く、やはり耐食性が劣る。 またNo．９は仕上温
度が高すぎて、耐食性はよいものの、表面硬度と引張強
さが著しく低下している。
【００１９】
【発明の効果】本発明の方法に従って高強度オーステナ
イト系ステンレス鋼圧延材を製造すれば、既知のＳＵＳ
３０４Ｎ２鋼の圧延製品と同等の強度を有し、それより
高い表面硬度をもち、従って耐摩耗性が改善された圧延
材が得られる。 その耐食性は、従来材と同等である。
このような圧延材は、ダムや水門の扉が当るレールの
材料として好適であるほか、同様な条件に使用される材
料、すなわち強い圧力の下に相手材が摺動する機械部品
の材料として有用である。
イト系ステンレス鋼圧延材を製造すれば、既知のＳＵＳ
３０４Ｎ２鋼の圧延製品と同等の強度を有し、それより
高い表面硬度をもち、従って耐摩耗性が改善された圧延
材が得られる。 その耐食性は、従来材と同等である。
このような圧延材は、ダムや水門の扉が当るレールの
材料として好適であるほか、同様な条件に使用される材
料、すなわち強い圧力の下に相手材が摺動する機械部品
の材料として有用である。
【００２０】溶体化処理を行なわない本発明の製造方法
は、工程の省略に伴いコストが低減できる。
は、工程の省略に伴いコストが低減できる。
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｃ：０．０５％以下、Ｎ：０．１５〜
０．３０％、ただしＣ＋Ｎ：０．２０％以上、Ｓｉ：
１．０％以下、Ｍｎ：２．５％以下、Ｎｉ：７〜１１
％、Ｃｒ：１８〜２０％、Ｎｂ：０．０１〜０．２５
％、Ｍｏ：１．０％以下およびＢ：０．００５％以下に
加えて、Ｖ：０．３％以下およびＴｉ：０．３％以下の
１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不可避の不
純物からなる鋼を、加熱温度９００〜１３００℃、全加
工量３０％以上の条件で圧延し、仕上圧延温度７００〜
９５０℃の範囲から４℃／分以上の冷却速度で冷却する
ことにより、粒界炭化物の析出がない組織を得ることを
特徴とする高強度オーステナイト系ステンレス鋼圧延材
の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１の方法により製造され、引張強
さ１００kgf／mm2以上を有する圧延材。 - 【請求項３】 平角材に圧延され、ダム、水門の戸当り
レール用材とする請求項２の圧延材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20359995A JPH0949015A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 高強度オーステナイト系ステンレス鋼圧延材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20359995A JPH0949015A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 高強度オーステナイト系ステンレス鋼圧延材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0949015A true JPH0949015A (ja) | 1997-02-18 |
Family
ID=16476732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20359995A Pending JPH0949015A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 高強度オーステナイト系ステンレス鋼圧延材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0949015A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100570894B1 (ko) * | 2001-12-17 | 2006-04-12 | 주식회사 포스코 | 나이오븀 첨가 오스테나이트계 347 스테인레스강 열연강재의 제조방법 |
| CN114807741A (zh) * | 2021-09-02 | 2022-07-29 | 中国科学院金属研究所 | 一种基于碳化物析出提高奥氏体不锈钢性能的方法 |
-
1995
- 1995-08-09 JP JP20359995A patent/JPH0949015A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100570894B1 (ko) * | 2001-12-17 | 2006-04-12 | 주식회사 포스코 | 나이오븀 첨가 오스테나이트계 347 스테인레스강 열연강재의 제조방법 |
| CN114807741A (zh) * | 2021-09-02 | 2022-07-29 | 中国科学院金属研究所 | 一种基于碳化物析出提高奥氏体不锈钢性能的方法 |
| CN114807741B (zh) * | 2021-09-02 | 2023-09-22 | 中国科学院金属研究所 | 一种基于碳化物析出提高奥氏体不锈钢性能的方法 |
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Legal Events
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060124 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060704 |