JPS61238943A - 耐銹性の優れた高強度非磁性鋼 - Google Patents

耐銹性の優れた高強度非磁性鋼

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JPS61238943A
JPS61238943A JP60079968A JP7996885A JPS61238943A JP S61238943 A JPS61238943 A JP S61238943A JP 60079968 A JP60079968 A JP 60079968A JP 7996885 A JP7996885 A JP 7996885A JP S61238943 A JPS61238943 A JP S61238943A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野1 本発明は耐銹性の優れた高強度非磁性鋼に関し、さらに
詳しくは、高Mnlの特性を保有し、かつ、耐銹性に優
れた高強度の非磁性鋼に関する。
[従来技術1 近年、磁気利用技術の発達に伴なって非磁性鋼の応用範
囲が大いに広がってきている。
特に、最近発達の著しい弱電の技術分野においてはVT
R、オーディオ機器、事務機器、電子機器等の磁気を回
避する必要のある精密機器部品として、マイクロモータ
ーシャフトや磁気テープの〃イドピンおよびシャフト等
に使用され、その使用量が増大している。
そして、これらに使用される鋼には、耐摩耗性と同時に
優れた耐銹性が要求されており、非磁性鋼としてはオー
ステナイト系ステンレス鋼、高Mn低CrwIが一般に
用いられているが、高Mn低Cr1qはオーステナイト
系ステンレス鋼に比して強度が高く、強い冷開加工を行
なっても非磁性が安定しており、さらに、安価であると
いう優れた特色を有している6 しかし、この高Mn低Cr鋼は湿潤環境下においては錆
が発生し易いという問題があり、上記した弱電の技術分
野において使用する場合、この錆は非磁性を劣化させる
ようになり、また、摩擦抵抗の増大等により精密部品と
しての機能が低下するので(耐銹性の優れた高Mn系非
磁性鋼が強く望まれている。
また、このような、耐銹性の優れた高MnM鋼は、弱電
の分野以外に重電分野、運輸分野および建築分野等にお
いても要望されている。
[発明が解決しようとする問題点1 本発明は上記に説明したように、従来における非磁性鋼
の種々の問題点を解消すべく本発明者が高Mn系鋼の耐
銹性におよぼす鋼の含有成分、成分割合の影響について
膨大な実験研究を行なって詳細に検討した結果、発銹は
鋼中のCr、 Cu、Mo等の含有量を増加させること
により改善されること、また、これらの元素を多量に含
有するものでも不完全で鋼中の介在物が大きい場合或い
は多い場合にはこの介在物を起点として孔線または隙間
腐蝕により発銹することを知見して、耐銹性の優れた高
強度非磁性鋼を開発したのである。
[問題点を解決するための手段1 本発明に係る耐銹性の優れた高強度非磁性鋼は、(1)
 C0.01〜0.15wt%、Si0.05〜0.6
0wt%、Mn 16−25wt%、S≦0.010w
t%、Ni   ≦ 4,0wt%、 Cr  14〜
20wt%、N 0.3〜0.6u+L%、O≦0.0
1wt%、A10.001〜0.20wt% を含有し、さらに、面積率で 非金属介在物≦0.10% であり、残部が鉄および不可避不純物からなることを特
徴とする耐銹性の優れた高強度非磁性鋼を第1の発明と
し、 (2) C0.01〜0.15wt%、S i 000
5〜0.60wt%、Mn 16−25wt%、S ≦
0.010wt%、Ni ≦4.Owt%、Cr 14
−20wt%、N 0.3〜0.6wt%、0≦0.0
1u+L%、A10.001〜0.20wt%を 含有し、かつ、 Cu 0.1−4,0wt%、Mo 0.1〜3.Ow
t%のうちから選んだ1種または2種 を含有し、さらに、面積率で 非金属介在物≦0.10% であり、残部が鉄および不可避不純物からなることを特
徴とする耐銹性の優れた高強度非磁性鋼を第2の発明と
し、 (3) C0.01〜0.15wt%、S i 0.0
5〜0.60wt%、Mn 16〜25wt%、S≦0
.010wt%、Ni ≦4.0wt%、Cr 14〜
20wt%、N 0.3〜0.6wt%、O≦0.01
wt%、At 0.001〜0.20wt% を含有し、かつ、 V)Ti、Nb5W、Zrのうちから選んだ1種または
2種以上 0.005〜1,011t%を含有し、さら
に、面積率で 非金属介在物≦0.10% であり、残部が鉄および不可避不純物からなることを特
徴とする耐銹性の優れた高強度非磁性鋼を第3の発明と
し、 (4) C0001〜0.15wt%、Sin、05〜
0.60賀t%、Mn 16−25wt%、S≦0%0
10wt%、Ni 64.0wt%、Cr 14〜20
wt%、N 0.3〜0.6wt%、○≦0.01wt
%、A10.00]〜0.20wt% を含有し、かつ、 Cu 0.1〜4,0wt%、Mo001〜3.0II
It%のうちから選んだ1種または2種 を含有し、また、 V)Ti、Nb、W、Zrのうちから選んだ1種または
2種以上o、 oos〜1.Oat%を含有し、さらに
、面積率で 非金属介在物≦0.10% であり、残部が鉄および不可避不純物からなることを特
徴とする耐銹性の優れた高強度非磁性鋼を第4の発明と
する4つの発明からなるものである。
本発明に係る耐銹性の優れた高強度非磁性鋼について以
下詳細に説明する。
先ず、本発明に係る耐銹性の優れた高強度非磁性鋼の含
有成分および成分割合について説明する。
Cは極めて優れたオーステナイト形成元素であり、かつ
、強度を付与する元素であり、含有量が0.0bwt%
未満では非磁性が安定せず、また、0.15wt%を越
えて含有されると耐銹性が劣化するようになる。よって
、C含有量は0.10〜0.15+llt%とする: Siは脱酸剤として必要であり、含有量が0.05wt
%未満では脱酸効果が不足し、また、0.60wt%を
越えて含有されるとSiの酸化物がB系介在物として析
出し、耐銹性を劣化させる。よって、Sit有量ハ0.
05−0.60wt%トt 71゜Mnはオーステナイ
ト形成元素であり、含有量が16wt%未満ではこの効
果は不充分であり、また、25wt%を越えて含有され
ると熱間加工性が着しく劣化する。よって、Mn含有量
は16〜25wt%とする。
Sは本発明に係る耐銹性の優れた高強度非磁性鋼に重大
な影響を与える元素であり、即ち、多量のMnを含有す
る鋼の場合にはMnSを析出し易く、このMnSは水溶
液中に溶出して耐銹性を劣化させるのにつながる孔線の
起点となる。よって、S含有量はその上限を0.010
wt%とする。
NiはC,Mn、後述するNと同様にオーステナイト形
成元素であり、溶製に際して問題となるN含有量を減少
させることができるが、多量の含有は価格が高くなって
不経済である。よって、Ni含有量はその上限を4.0
wt%とする。
Crは非磁性を安定化させ、かつ、耐銹性を付与する顕
著な効果があり、そして、耐銹性を満足させるためには
Cr含有量は10IIIt%以上で充分であるが、含有
量が14wt%未満ではマルテンサイト相の生成に上り
非磁性が不完全となり、また、20wt%を越えて含有
されるとフェライト相の生成により非磁性が不安定とな
る。よって、Cr含有量は14〜20wt%とする。
N1ICと同様に極めて有効なオーステナイト形成元素
であり、かつ、鋼の強度を付与するのに有効な元素であ
り、含有量が0.3wt%未満ではこのような効果は不
充分であり、また、大気中で溶製する場合は0.6wt
%を越えて含有されるど鋳塊に気泡が生じ易く、かつ、
熱間加工性を著しく劣化させる。よって、N含有量は0
.3〜0.6wt%とする。
0は本発明に係る耐銹性の優れた高強度非磁性鋼に重大
な影響を与える元素であり、即ち、含有量が0.0II
wt%を越えて含有されると、lの非金属介在物が多く
なり、かつ、巨大な介在物が生成し易くなり、そして、
B系介在物は冷間加工を行なった場合、B系介在物自体
に割れが発生したり、或いは、マトリックスとの開にボ
イドを生成し易く、これが隙間腐蝕の起点となって耐銹
性を劣化させる。よって、O含有量はその上限を帆01
wt%とする。
A1は重要な元素であり、脱酸剤として必要であり、か
つ、B系介在物の析出量を抑制して耐銹性を向上させる
のに有効な元素であり、さらに、オーステナイト粒を微
細化して強度を高める元素であり、含有量が0.001
wt%未満では脱酸効果が不足し、また、0.20wt
%を越えて含有されると靭性を低下させる。よって、A
l含有量は0.001〜0゜20wt%とする。
Cuはオーステナイト形成元素であり、また、耐銹性を
高くする効果があり、含有量が0.1ust%未満では
期待する効果は得られず、また、4.OWL%を越えて
含有されると熱間加工性を劣化させる。
よって、Cu含有量はOJ〜4.0wt%とする。
Moは耐蝕性および強度を改善するのに有効な元素であ
り、含有量が0.bwt%未満では顕著な効果が期待で
きず、また、3.0wt%を越えて含有されるとフェラ
イトを生成して非磁性が不安定となり、Moは高価なた
め経済的に不利である。よって、Mo含有量は0.1−
3.0wt%とする。
V、Ti、Nb、W、Zrは結晶粒度を微細化し、強度
の向上に有効で、かつ、結晶粒界のCr欠乏層生成原因
となるCr炭化物の析出を抑制し、耐銹性の改善に有効
な元素であり、これらの元素のうちから選んだ1種また
は2種以上の含有量が0.005wt%未満では充分に
強度を向上させることができず、また、1,0wt%を
越えて含有されると靭性が低下する。よって、V、Ti
、Nb、W、Zrはこのうちから選んだ1種または2種
以上の含有量をo、 oos〜1.01%とする。
非金属介在物はCr等を含有させることにより不働態化
を図ると全面腐蝕は抑制されるが、孔線や隙間腐蝕等の
局部腐蝕が生じ易くなり、がっ、非金属介在物は局部腐
蝕の起点となるので少なくすることが必要であり、含有
量が面積率で0.10%未満では発銹することがない。
よって、非金属介在物の含有量は面積率で60.10%
とする。
[実施例] 次に、本発明に係る耐銹性の優れた高強度非磁性鋼の実
施例について説明する。
実施例 第1表に示す含有成分および成分割合となるように、高
周波炉により常法に従って溶解後鋳造して150kgの
IIIILとし、次いで、熱間圧延により6閣φとして
、1100”Cの温度で1時間加熱してから空冷し、そ
の後、加工率30%の冷間抽伸を行なったものを試験片
とした。
第2表に耐銹性、0.2%耐力および透磁率の試験結果
を示す。
耐銹性は試験片(φ4.OX、70n+m)をJISZ
2371(1976)の塩水噴霧試験方法によって行な
い、200時間経過後の錆発生部の面積率で評価した。
この第2表から明らかなように、本発明に係る耐銹性の
優れた高強度非磁性鋼は、何れも錆の発生がなく、耐銹
性に優れており、また、115kgf/llll112
以上の0.2%耐力を有し、かつ、透磁率が61.01
以上の低透磁率であり、これに対し、比較鋼は錆が発生
したのである。
(注)鋼種1〜18・・本発明に係る耐銹性の優れた高
強度非磁性鋼。
鋼種19〜24・・比較例。
[発明の効果1 以上説明したように、本発明に係る耐銹性の優れた高強
度非磁性鋼は上記に説明したような構成を有しているも
のであるから、高い強度を有し、透磁率にも優れ、さら
に、著しく優れた耐銹性を有しており、弱電分野はもと
より重電分野その他運輸、建築の分野等にも広く使用す
ることができるという効果を有するものである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)C0.01〜0.15wt%、Si0.05〜0
    .60wt%、Mn16〜25wt%、S≦0.010
    wt%、Ni≦4.0wt%、Cr14〜20wt%、
    N0.3〜0.6wt%、O≦0.01wt%、Al0
    .001〜0.20wt% を含有し、さらに、面積率で 非金属介在物≦0.10% であり、残部が鉄および不可避不純物からなることを特
    徴とする耐銹性の優れた高強度非磁性鋼。
  2. (2)C0.01〜0.15wt%、Si0.05〜0
    .60wt%、Mn16〜25wt%、S≦0.010
    wt%、Ni≦4.0wt%、Cr14〜20wt%、
    N0.3〜0.6wt%、0≦0.01wt%、Al0
    .001〜0.20wt% を含有し、かつ、 Cu0.1〜4.0wt%、Mo0.1〜3.0wt%
    のうちから選んだ1種または2種 を含有し、さらに、面積率で 非金属介在物≦0.10% であり、残部が鉄および不可避不純物からなることを特
    徴とする耐銹性の優れた高強度非磁性鋼。
  3. (3)C0.01〜0.15wt%、Si0.05〜0
    .60wt%、Mn16〜25wt%、5≦0.010
    wt%、Ni≦4.0wt%、Cr14〜20wt%、
    N0.3〜0.6wt%、0≦0.01wt%、Al0
    .001〜0.20wt% を含有し、かつ、 V)Ti、Nb、W、Zrのうちから選んだ1種または
    2種以上0.005〜1.0wt%を含有し、さらに、
    面積率で 非金属介在物≦0.10% であり、残部が鉄および不可避不純物からなることを特
    徴とする耐銹性の優れた高強度非磁性鋼。
  4. (4)C0.01〜0.15wt%、Si0.05〜0
    .60wt%、Mn16〜25wt%、S≦0.010
    wt%、Ni≦4.0wt%、Cr14〜20wt%、
    N0.3〜0.6wt%、O≦0.01wt%、Al0
    .001〜0.20wt% を含有し、かつ、 Cu0.1〜4.0wt%、Mo0.1〜3.0wt%
    のうちから選んだ1種または2種 を含有し、また、 V、Ti、Nb、W、Zrのうちから選んだ1種または
    2種以上0.005〜1.0wt%を含有し、さらに、
    面積率で 非金属介在物≦0.10% であり、残部が鉄および不可避不純物からなることを特
    徴とする耐銹性の優れた高強度非磁性鋼。
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