JPH11350092A - 冷間加工性に優れた高強度高耐食性ステンレス鋼 - Google Patents
冷間加工性に優れた高強度高耐食性ステンレス鋼Info
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- JPH11350092A JPH11350092A JP15568998A JP15568998A JPH11350092A JP H11350092 A JPH11350092 A JP H11350092A JP 15568998 A JP15568998 A JP 15568998A JP 15568998 A JP15568998 A JP 15568998A JP H11350092 A JPH11350092 A JP H11350092A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷間加工により成形される部品の素材として
好適な冷間加工性に優れた高強度高耐食性ステンレス鋼
を提供すること。 【解決手段】 重量%で、C:0.27〜0.4%、S
i:0.3%以下、Mn:0.3%以下、S:0.00
5%超え0.030%以下、Cr:15.0〜18.0
%、Mo:0.5〜2.0%、O:0.0030%以下
を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
かつ式(1)を満足し、焼なまし状態において優れた冷
間加工性を有することを特徴とする冷間加工性に優れた
高強度高耐食性ステンレス鋼。 1.2{2[%Si]+[%Cr]+1.5[%Mo]}−18≦30[%C] +0.5[%Mn]≦−0.8{2[%Si]+[%Cr]+1.5[%Mo] }+30 … (1)
好適な冷間加工性に優れた高強度高耐食性ステンレス鋼
を提供すること。 【解決手段】 重量%で、C:0.27〜0.4%、S
i:0.3%以下、Mn:0.3%以下、S:0.00
5%超え0.030%以下、Cr:15.0〜18.0
%、Mo:0.5〜2.0%、O:0.0030%以下
を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
かつ式(1)を満足し、焼なまし状態において優れた冷
間加工性を有することを特徴とする冷間加工性に優れた
高強度高耐食性ステンレス鋼。 1.2{2[%Si]+[%Cr]+1.5[%Mo]}−18≦30[%C] +0.5[%Mn]≦−0.8{2[%Si]+[%Cr]+1.5[%Mo] }+30 … (1)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種産業機械、自
動車、電子機器、化学装置等において、高強度と高耐食
性が要求される部品の素材として利用されるマルテンサ
イト系ステンレス鋼に係わり、特に冷間加工により成形
される部品の素材として好適な冷間加工性に優れた高強
度高耐食性ステンレス鋼に関するものである。
動車、電子機器、化学装置等において、高強度と高耐食
性が要求される部品の素材として利用されるマルテンサ
イト系ステンレス鋼に係わり、特に冷間加工により成形
される部品の素材として好適な冷間加工性に優れた高強
度高耐食性ステンレス鋼に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、上記の産業分野において、高
強度と耐食性が要求される部品、例えば、各種シャフト
類、耐食軸受等の素材にはSUS410、SUS420
J2、SUS440C等のマルテンサイト系ステンレス
鋼が使用されている。一方、特開平1−275737号
公報には冷間加工性に優れた高強度ステンレス鋼が提案
されている。しかし、Caの添加により被削性を向上さ
せているため、本発明鋼のようなSを添加した鋼に比べ
て製造が困難である点で問題がある。
強度と耐食性が要求される部品、例えば、各種シャフト
類、耐食軸受等の素材にはSUS410、SUS420
J2、SUS440C等のマルテンサイト系ステンレス
鋼が使用されている。一方、特開平1−275737号
公報には冷間加工性に優れた高強度ステンレス鋼が提案
されている。しかし、Caの添加により被削性を向上さ
せているため、本発明鋼のようなSを添加した鋼に比べ
て製造が困難である点で問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した低C低Cr材
のSUS410は、C量が低いため焼入れ焼戻し状態で
もあまり高い硬度が得られない。また、低C低Cr材の
SUS410等および低Cr材のSUS420J2等は
Cr量が低いため耐食性もあまり良くない。一方、高
C、高Cr材のSUS440C等は、焼入れ焼なまし状
態で高硬度が得られるが、粗大な炭化物を含み、焼なま
し状態での硬さが高いため、冷間加工性が悪い。そのた
め、SUS440C等の高C高Cr材を素材として部品
に加工する場合、焼なまし状態で大部分を切削すること
により製品に近い形状まで加工し、焼入れ焼戻し後に研
削して製品形状に仕上げることが多い。さらに、SUS
440C等の高C高Cr材は、Cr含有量が高いもの
の、多量の炭化物が析出するために素地のCr量が減少
し、耐食性が必ずしも良くない。
のSUS410は、C量が低いため焼入れ焼戻し状態で
もあまり高い硬度が得られない。また、低C低Cr材の
SUS410等および低Cr材のSUS420J2等は
Cr量が低いため耐食性もあまり良くない。一方、高
C、高Cr材のSUS440C等は、焼入れ焼なまし状
態で高硬度が得られるが、粗大な炭化物を含み、焼なま
し状態での硬さが高いため、冷間加工性が悪い。そのた
め、SUS440C等の高C高Cr材を素材として部品
に加工する場合、焼なまし状態で大部分を切削すること
により製品に近い形状まで加工し、焼入れ焼戻し後に研
削して製品形状に仕上げることが多い。さらに、SUS
440C等の高C高Cr材は、Cr含有量が高いもの
の、多量の炭化物が析出するために素地のCr量が減少
し、耐食性が必ずしも良くない。
【0004】また、耐食性向上を目的としてCr、Mo
等のフェライト生成元素のみを高めた場合、圧鍛後にδ
−フェライトが生じ、強度の低下を招く。さらに、SU
S630等の析出硬化系ステンレス鋼は高強度と高耐食
性を要求される用途に使用されるが、高価な上、析出硬
化処理状態でもあまり高い硬度が得られず、また冷間加
工性があまり良くない。このように、従来のマルテンサ
イト系ステンレス鋼は、全般に耐食性が悪く、しかも冷
間加工性や硬度に問題があった。また、析出硬化系ステ
ンレス鋼は高価である上、冷間加工性に問題があった。
しかし、これらに代わる比較的安価な材料がなく、やむ
を得ず使用しているのが現状である。
等のフェライト生成元素のみを高めた場合、圧鍛後にδ
−フェライトが生じ、強度の低下を招く。さらに、SU
S630等の析出硬化系ステンレス鋼は高強度と高耐食
性を要求される用途に使用されるが、高価な上、析出硬
化処理状態でもあまり高い硬度が得られず、また冷間加
工性があまり良くない。このように、従来のマルテンサ
イト系ステンレス鋼は、全般に耐食性が悪く、しかも冷
間加工性や硬度に問題があった。また、析出硬化系ステ
ンレス鋼は高価である上、冷間加工性に問題があった。
しかし、これらに代わる比較的安価な材料がなく、やむ
を得ず使用しているのが現状である。
【0005】一方、前述した特開平1−275737号
公報には冷間加工性に優れた高強度ステンレス鋼が提案
されている。しかし、Caの添加により被削性を向上さ
せており、本発明鋼のようなSを添加した鋼に比べて製
造が困難である。本発明の目的は、上述のような冷間加
工性、強度および耐食性の問題を解決し、安価で冷間加
工性に優れた高強度高耐食性ステンレス鋼を提供するこ
とである。
公報には冷間加工性に優れた高強度ステンレス鋼が提案
されている。しかし、Caの添加により被削性を向上さ
せており、本発明鋼のようなSを添加した鋼に比べて製
造が困難である。本発明の目的は、上述のような冷間加
工性、強度および耐食性の問題を解決し、安価で冷間加
工性に優れた高強度高耐食性ステンレス鋼を提供するこ
とである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によるマルテンサ
イト系ステンレス鋼は、重量%で、C:0.27〜0.
4%、Si:0.3%以下、Mn:0.3%以下、S:
0.005%超え0.030%以下、Cr:15.0〜
18.0%、Mo:0.5〜2.0%、O:0.003
0%以下を含有し、残部がFeおよび不可避不純物から
なり、かつ式(1)を満足し、焼なまし状態において優
れた冷間加工性を示す高強度高耐食性ステンレス鋼であ
る。 1.2{2[%Si]+[%Cr]+1.5[%Mo]}−18≦30[%C] +0.5[%Mn]≦−0.8{2[%Si]+[%Cr]+1.5[%Mo] }+30 … (1)
イト系ステンレス鋼は、重量%で、C:0.27〜0.
4%、Si:0.3%以下、Mn:0.3%以下、S:
0.005%超え0.030%以下、Cr:15.0〜
18.0%、Mo:0.5〜2.0%、O:0.003
0%以下を含有し、残部がFeおよび不可避不純物から
なり、かつ式(1)を満足し、焼なまし状態において優
れた冷間加工性を示す高強度高耐食性ステンレス鋼であ
る。 1.2{2[%Si]+[%Cr]+1.5[%Mo]}−18≦30[%C] +0.5[%Mn]≦−0.8{2[%Si]+[%Cr]+1.5[%Mo] }+30 … (1)
【0007】
【発明の実施の形態】C:0.27〜0.4%、Cはマ
ルテンサイト系ステンレス鋼の強度を得るのに必要な元
素である。焼入れ状態で組織をマルテンサイト組織とさ
せ、これに固溶して強度を増大させる。また、焼戻しに
より炭化物を形成し、効果的な強化を示す。十分な強度
を得るため、0.27%以上を含有する必要がある。し
かし、多量のCを添加すると、粗大な炭化物が生成し、
また、焼なまし硬さも高くなるため、冷間加工性を害す
る。耐食性においても多量のC添加に伴うCr炭化物の
析出は、素地のCr量を減少させるため悪影響を及ぼ
す。さらに、Cはマルテンサイト変態点を低下させるた
め、焼入れ時にオーステナイト相が残留し、強度低下を
招く。これらのことから、Cの上限を0.4%とした。
ルテンサイト系ステンレス鋼の強度を得るのに必要な元
素である。焼入れ状態で組織をマルテンサイト組織とさ
せ、これに固溶して強度を増大させる。また、焼戻しに
より炭化物を形成し、効果的な強化を示す。十分な強度
を得るため、0.27%以上を含有する必要がある。し
かし、多量のCを添加すると、粗大な炭化物が生成し、
また、焼なまし硬さも高くなるため、冷間加工性を害す
る。耐食性においても多量のC添加に伴うCr炭化物の
析出は、素地のCr量を減少させるため悪影響を及ぼ
す。さらに、Cはマルテンサイト変態点を低下させるた
め、焼入れ時にオーステナイト相が残留し、強度低下を
招く。これらのことから、Cの上限を0.4%とした。
【0008】Si:0.3%以下、Siは鋼製造時の有
効な脱酸剤である。しかし、Siは靭性を減少させ、焼
なまし硬さを高め、冷間加工性を悪化させるため、上限
を0.3%とした。 Mn:0.3%以下 Mnは脱酸、脱硫剤として添加されるが、Si同様靭性
を劣化させ、焼なまし硬さを高めるため、冷間加工性を
害し、さらに耐食性も劣化させるので、上限を0.3%
とした。
効な脱酸剤である。しかし、Siは靭性を減少させ、焼
なまし硬さを高め、冷間加工性を悪化させるため、上限
を0.3%とした。 Mn:0.3%以下 Mnは脱酸、脱硫剤として添加されるが、Si同様靭性
を劣化させ、焼なまし硬さを高めるため、冷間加工性を
害し、さらに耐食性も劣化させるので、上限を0.3%
とした。
【0009】S:0.005%超え0.030%以下、
Sは硫化物として鋼中に分散させるとチップブレーカー
として作用し、被削性を向上させるため、0.005%
以上の添加とした。しかし、多量の添加は熱間加工性を
劣化させるため、0.030%以下とする。 Cr:15.0〜18.0% Crは、ステンレス鋼の基本成分であり、鋼に耐食性を
付与する極めて重要な元素である。十分な耐食性を得る
ため、Crの添加量を15.0%以上とした。多量のC
rの添加はδ−フェライトの生成させ、強度を低下させ
るので、18.0%以下とした。
Sは硫化物として鋼中に分散させるとチップブレーカー
として作用し、被削性を向上させるため、0.005%
以上の添加とした。しかし、多量の添加は熱間加工性を
劣化させるため、0.030%以下とする。 Cr:15.0〜18.0% Crは、ステンレス鋼の基本成分であり、鋼に耐食性を
付与する極めて重要な元素である。十分な耐食性を得る
ため、Crの添加量を15.0%以上とした。多量のC
rの添加はδ−フェライトの生成させ、強度を低下させ
るので、18.0%以下とした。
【0010】Mo:0.5〜2.0% Moは不動態皮膜を非常に安定化させるため、耐食性の
向上に非常に効果的な元素である。十分な耐食性を得る
ため、Moの添加量を0.5%以上とした。しかし、M
oは高価であり、またδ−フェライトを生成させること
により強度の低下をまねくので、2.0%以下とした。 O:0.0030%以下 さらに、発明者らは本発明鋼において、Oが凝固時に非
金属介在物を生成させるため、鋼の清浄度を害し、冷間
加工性や耐食性等を劣化させることを見出した。そのた
め、Oの含有量を0.0030%以下とした。
向上に非常に効果的な元素である。十分な耐食性を得る
ため、Moの添加量を0.5%以上とした。しかし、M
oは高価であり、またδ−フェライトを生成させること
により強度の低下をまねくので、2.0%以下とした。 O:0.0030%以下 さらに、発明者らは本発明鋼において、Oが凝固時に非
金属介在物を生成させるため、鋼の清浄度を害し、冷間
加工性や耐食性等を劣化させることを見出した。そのた
め、Oの含有量を0.0030%以下とした。
【0011】強度を低下させる圧鍛後のδ−フェライト
の生成量はNi当量とCr当量の関係により規定され、
発明者らは実験結果からδ−フェライトの生成しない各
成分の相互関係を示す式(1)を見出した。そのため、
δ−フェライトが生成しないよう、上述の各成分範囲内
で、式(1)を満足するよう各成分を調整する。 1.2{2[%Si]+[%Cr]+1.5[%Mo]}−18≦30[%C] +0.5[%Mn]≦−0.8{2[%Si]+[%Cr]+1.5[%Mo] }+30 … (1)
の生成量はNi当量とCr当量の関係により規定され、
発明者らは実験結果からδ−フェライトの生成しない各
成分の相互関係を示す式(1)を見出した。そのため、
δ−フェライトが生成しないよう、上述の各成分範囲内
で、式(1)を満足するよう各成分を調整する。 1.2{2[%Si]+[%Cr]+1.5[%Mo]}−18≦30[%C] +0.5[%Mn]≦−0.8{2[%Si]+[%Cr]+1.5[%Mo] }+30 … (1)
【0012】
【実施例】表1に示す化学成分の本発明鋼No.1〜9
と比較鋼No.10〜15を溶製し、鍛造して直径30
mmの素材とした。これらの素材を軟化させるため球状
化焼なましを行い、球状化焼なまし材を用いて冷間加工
性を評価した。冷間加工性は、球状化焼なまし材の硬度
の測定および冷間据込み性試験により評価した。なお、
冷間据込み性試験の測定値である限界据込み率は、試験
前の試験片高さに対する割れが発生したときの据込み量
の割合(%)を示す値である。本発明鋼No.1〜9の
球状化焼なまし後の硬さは、いずれも十分に低い焼なま
し硬さであり、また、限界据込み率も75%以上の高い
値を示しており、比較鋼No.15のSUS440Cに
比べて優れた冷間加工性を示している。
と比較鋼No.10〜15を溶製し、鍛造して直径30
mmの素材とした。これらの素材を軟化させるため球状
化焼なましを行い、球状化焼なまし材を用いて冷間加工
性を評価した。冷間加工性は、球状化焼なまし材の硬度
の測定および冷間据込み性試験により評価した。なお、
冷間据込み性試験の測定値である限界据込み率は、試験
前の試験片高さに対する割れが発生したときの据込み量
の割合(%)を示す値である。本発明鋼No.1〜9の
球状化焼なまし後の硬さは、いずれも十分に低い焼なま
し硬さであり、また、限界据込み率も75%以上の高い
値を示しており、比較鋼No.15のSUS440Cに
比べて優れた冷間加工性を示している。
【0013】次に、球状化焼なまし材に焼入れ・低温焼
戻しを施し、硬度と耐食性の評価を行った。耐食性は塩
水噴霧試験(温度35℃、5%NaCl水溶液、16時
間)により評価した。評価は4段階とし、Aは発銹が認
められなかったもの、Bは少し発銹が認められたもの、
Cはかなり発銹が認められたもの、Dは全面に発銹が認
められたものを示す。
戻しを施し、硬度と耐食性の評価を行った。耐食性は塩
水噴霧試験(温度35℃、5%NaCl水溶液、16時
間)により評価した。評価は4段階とし、Aは発銹が認
められなかったもの、Bは少し発銹が認められたもの、
Cはかなり発銹が認められたもの、Dは全面に発銹が認
められたものを示す。
【0014】本発明鋼No.1〜9の焼入れ・低温焼戻
し後の硬さはいずれも50HRC以上であり、十分な高
硬度を示している。本発明鋼No.1〜9は、塩水噴霧
試験においていずれも良好な耐食性を示している。比較
鋼No.10は耐食性、比較鋼No.11は強度、比較
鋼No.12は焼なまし硬さ、比較鋼No.13〜15
は冷間加工性と耐食性で本発明鋼に劣っている。
し後の硬さはいずれも50HRC以上であり、十分な高
硬度を示している。本発明鋼No.1〜9は、塩水噴霧
試験においていずれも良好な耐食性を示している。比較
鋼No.10は耐食性、比較鋼No.11は強度、比較
鋼No.12は焼なまし硬さ、比較鋼No.13〜15
は冷間加工性と耐食性で本発明鋼に劣っている。
【0015】
【表1】
【0016】
【発明の効果】以上述べたように、本発明鋼は、焼なま
し状態での硬さが低く、優れた冷間加工性を備えている
ため、本発明鋼を素材として用いることにより冷間加工
で安価に部品を製造できるという利点がある。さらに、
焼入れ・焼戻し状態での硬さも高く、高強度であり、耐
食性においても従来鋼に比べて優れているため、高強度
高耐食性が要求される部品の素材として非常に適してい
る。
し状態での硬さが低く、優れた冷間加工性を備えている
ため、本発明鋼を素材として用いることにより冷間加工
で安価に部品を製造できるという利点がある。さらに、
焼入れ・焼戻し状態での硬さも高く、高強度であり、耐
食性においても従来鋼に比べて優れているため、高強度
高耐食性が要求される部品の素材として非常に適してい
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 重量%で、 C:0.27〜0.4%、 Si:0.3%以下、 Mn:0.3%以下、 S:0.005%超え0.030%以下、 Cr:15.0〜18.0%、 Mo:0.5〜2.0%、 O:0.0030%以下を含有し、 残部がFeおよび不可避不純物からなり、かつ式(1)
を満足し、焼なまし状態において優れた冷間加工性を有
することを特徴とする冷間加工性に優れた高強度高耐食
性ステンレス鋼。 1.2{2[%Si]+[%Cr]+1.5[%Mo]}−18≦30[%C] +0.5[%Mn]≦−0.8{2[%Si]+[%Cr]+1.5[%Mo] }+30 … (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15568998A JP3501946B2 (ja) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | 冷間加工性に優れた高強度高耐食性ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15568998A JP3501946B2 (ja) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | 冷間加工性に優れた高強度高耐食性ステンレス鋼 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11350092A true JPH11350092A (ja) | 1999-12-21 |
JP3501946B2 JP3501946B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=15611404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15568998A Expired - Fee Related JP3501946B2 (ja) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | 冷間加工性に優れた高強度高耐食性ステンレス鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3501946B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020050916A (ja) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | 日鉄ステンレス株式会社 | 冷間加工性に優れる高硬度・高耐食性用途のマルテンサイト系ステンレス鋼及びその製造方法 |
-
1998
- 1998-06-04 JP JP15568998A patent/JP3501946B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020050916A (ja) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | 日鉄ステンレス株式会社 | 冷間加工性に優れる高硬度・高耐食性用途のマルテンサイト系ステンレス鋼及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3501946B2 (ja) | 2004-03-02 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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