JPS621823A - 被削性にすぐれた高Mn非磁性鋼の製造方法 - Google Patents
被削性にすぐれた高Mn非磁性鋼の製造方法Info
- Publication number
- JPS621823A JPS621823A JP14002485A JP14002485A JPS621823A JP S621823 A JPS621823 A JP S621823A JP 14002485 A JP14002485 A JP 14002485A JP 14002485 A JP14002485 A JP 14002485A JP S621823 A JPS621823 A JP S621823A
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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、被削性にすぐれた高Mn非磁性鋼の製造方法
に関する。
に関する。
(従来の技術)
従来、非磁性が要求される構造材料としての用途に種々
の鋼が用いられている。かかる鋼の一つとして、例えば
、SOS 304鋼(18Cr−8Ni )等のオース
テナイト系ステンレス鋼が知られている。しかし、この
鋼は、高価なNiを多量に含有して、製造費用が高いの
で、構造材料として用いるには適当でない。更に、オー
ステナイトの安定性が良好でないために、例えば、冷間
加工等によって透磁率が上昇する等、磁気特性が不安定
である点からも、非磁性鋼として用いるには適さない。
の鋼が用いられている。かかる鋼の一つとして、例えば
、SOS 304鋼(18Cr−8Ni )等のオース
テナイト系ステンレス鋼が知られている。しかし、この
鋼は、高価なNiを多量に含有して、製造費用が高いの
で、構造材料として用いるには適当でない。更に、オー
ステナイトの安定性が良好でないために、例えば、冷間
加工等によって透磁率が上昇する等、磁気特性が不安定
である点からも、非磁性鋼として用いるには適さない。
他方、0.6C−14Mn−2Ni−2Cr鋼や1.0
C−13Mn等の高Mn非磁性鋼は、製造費用も低廉で
あり、高強度で磁気特性にもすぐれているが、しかし、
被削性、特に、ドリル加工性が劣るために、その適用が
限定されざるを得ない。更に、かかる高Mn非磁性鋼に
S、Ca、Ses Te等の合金元素を添加して、被削
性の改善を図ることも提案されているが、尚、十分では
ない。
C−13Mn等の高Mn非磁性鋼は、製造費用も低廉で
あり、高強度で磁気特性にもすぐれているが、しかし、
被削性、特に、ドリル加工性が劣るために、その適用が
限定されざるを得ない。更に、かかる高Mn非磁性鋼に
S、Ca、Ses Te等の合金元素を添加して、被削
性の改善を図ることも提案されているが、尚、十分では
ない。
(発明の目的)
本発明者らは、従来の非磁性鋼における問題を解決する
ために鋭意研究した結果、高Mn非磁性鋼に多量のMn
Sを含有させると共に、圧延後、急冷することによって
、被削性にすぐれた加速冷却壁高Mn非磁性鋼を得るこ
とができることを見出して、本発明に至ったものである
。
ために鋭意研究した結果、高Mn非磁性鋼に多量のMn
Sを含有させると共に、圧延後、急冷することによって
、被削性にすぐれた加速冷却壁高Mn非磁性鋼を得るこ
とができることを見出して、本発明に至ったものである
。
従って、本発明は、被削性にすぐれた高Mn型非磁性鋼
の製造方法を提供することを目的とする。
の製造方法を提供することを目的とする。
(発明の構成)
本発明による被削性にすぐれた高Mn非磁性鋼の製造方
法は、重量%で C0.10〜0.30%、 Sin、01〜2.00%、 Mn 18〜30%、 S 0.003〜0.06%、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼塊又は鋼片を熱間
圧延終了後、2℃/秒以上の冷却速度で水冷することを
特徴とする。
法は、重量%で C0.10〜0.30%、 Sin、01〜2.00%、 Mn 18〜30%、 S 0.003〜0.06%、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼塊又は鋼片を熱間
圧延終了後、2℃/秒以上の冷却速度で水冷することを
特徴とする。
先ず、本発明の方法において、用いる鋼塊又は鋼片の化
学成分の限定理由を説明する。
学成分の限定理由を説明する。
Cは、オーステナイトの安定化と耐力の向上に有効な元
素である。しかし、Mn1)14〜30%の高Mn鋼に
ついてのC量とドリル孔開は試験におけるドリル孔開は
個数との関係を第1図に示すように、添加量が0.10
%よりも少ないときは、耐力が低いうえに、磁気特性も
不安定である。他方、0.30%を越えて過多に添加す
るときは、切削性、特に、ドリル加工性が急激に低下す
る。従って、本発明においては、鋼のC量は0.10〜
0゜30%の範囲とする。尚、ドリル孔開は試験の条件
は、実施例中に記載されている。
素である。しかし、Mn1)14〜30%の高Mn鋼に
ついてのC量とドリル孔開は試験におけるドリル孔開は
個数との関係を第1図に示すように、添加量が0.10
%よりも少ないときは、耐力が低いうえに、磁気特性も
不安定である。他方、0.30%を越えて過多に添加す
るときは、切削性、特に、ドリル加工性が急激に低下す
る。従って、本発明においては、鋼のC量は0.10〜
0゜30%の範囲とする。尚、ドリル孔開は試験の条件
は、実施例中に記載されている。
Stはt!A溶製時の脱酸に必要であると共に、溶鋼の
流動性を向上させて、鋼塊の内部欠陥を減少させる効果
を有する。また、耐力の向上にも有効である。しかし、
添加量が0.01%よりも少ないときは、上記効果に乏
しく、他方、2.00%を越えて多量に添加するときは
、高温延性を阻害し、また、靭性を低下させる。従って
、Siの添加量は0.01〜2.00%の範囲とする。
流動性を向上させて、鋼塊の内部欠陥を減少させる効果
を有する。また、耐力の向上にも有効である。しかし、
添加量が0.01%よりも少ないときは、上記効果に乏
しく、他方、2.00%を越えて多量に添加するときは
、高温延性を阻害し、また、靭性を低下させる。従って
、Siの添加量は0.01〜2.00%の範囲とする。
Mnは、オーステナイトの安定化と靭性の向上に効果を
存すると共に、ドリル加工性に大きい影響を与える。即
ち、C量0.10〜0.30%である鋼について、Mn
量とドリル孔開は試験におけるドリル孔開は個数との関
係を第2図に示すように、鋼に上記効果と共にすぐれた
ドリル加工性を付与するためには、Mnの添加量は、本
発明に従って18〜30%の範囲にあることが必要テあ
り、特に、約20〜28%においてドリル加工性が最も
すぐれる。Mn量が上記範囲外にあるときは、いずれも
ドリル加工性に著しく劣る。
存すると共に、ドリル加工性に大きい影響を与える。即
ち、C量0.10〜0.30%である鋼について、Mn
量とドリル孔開は試験におけるドリル孔開は個数との関
係を第2図に示すように、鋼に上記効果と共にすぐれた
ドリル加工性を付与するためには、Mnの添加量は、本
発明に従って18〜30%の範囲にあることが必要テあ
り、特に、約20〜28%においてドリル加工性が最も
すぐれる。Mn量が上記範囲外にあるときは、いずれも
ドリル加工性に著しく劣る。
Sは、MnS系介在物を生成し、被削性を著しく向上さ
せる効果を有する。C量0.25%、Mn量25%の鋼
について、ドリル孔開は個数及びシャルピー吸収エネル
ギー(vEo)に及ぼすS含有量の影響を第3図に示す
ように、この効果を有効に発揮させるためには、S量は
少なくとも0.003%であることが必要であるが、他
方、0.06%を越えて多量に含有されるときは、綱の
靭性を劣化させる。従って、本発明においては、S量は
o、003〜0.06%の範囲とする。
せる効果を有する。C量0.25%、Mn量25%の鋼
について、ドリル孔開は個数及びシャルピー吸収エネル
ギー(vEo)に及ぼすS含有量の影響を第3図に示す
ように、この効果を有効に発揮させるためには、S量は
少なくとも0.003%であることが必要であるが、他
方、0.06%を越えて多量に含有されるときは、綱の
靭性を劣化させる。従って、本発明においては、S量は
o、003〜0.06%の範囲とする。
本発明においては、鋼塊又は綱片は、上記した元素に加
えて、 Cr5.0%以下、 Cu2.0%以下、 Ni 2.Q%以下、 Mo2.0%以下、 Nb 1,0%以下、 ■ 1.0%以下、 Al 1.0%以下、及び Ti1.0%以下 よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有す
ることができる。
えて、 Cr5.0%以下、 Cu2.0%以下、 Ni 2.Q%以下、 Mo2.0%以下、 Nb 1,0%以下、 ■ 1.0%以下、 Al 1.0%以下、及び Ti1.0%以下 よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有す
ることができる。
Crは、オーステナイトを安定化させると共に、鋼の高
強度化に有効であり、必要に応じて添加される。通常、
1.0%以上を添加することが好ましい。他方、添加量
が7.0%以下であるときは、ドリル加工性は殆ど影響
を受けないが、5.0%を越えるとき、δフェライトを
生成しやすくなって、靭性と磁気特性を低下させる。従
って、本発明においては、Crの添加量は5.0%以下
とする。
強度化に有効であり、必要に応じて添加される。通常、
1.0%以上を添加することが好ましい。他方、添加量
が7.0%以下であるときは、ドリル加工性は殆ど影響
を受けないが、5.0%を越えるとき、δフェライトを
生成しやすくなって、靭性と磁気特性を低下させる。従
って、本発明においては、Crの添加量は5.0%以下
とする。
cuSNi及びMoも、Crと同様に、オーステナイト
の安定化或いは靭性の向上に効果を有する元素である。
の安定化或いは靭性の向上に効果を有する元素である。
しかし、いずれの元素もこれを過多に添加するときは、
鋼の被削性が損なわれるのみならず、経済性も損なわれ
る。従って、これらの元素は、いずれも添加量の上限を
それぞれ2.0%とする。
鋼の被削性が損なわれるのみならず、経済性も損なわれ
る。従って、これらの元素は、いずれも添加量の上限を
それぞれ2.0%とする。
Nb、V、Ti及びAIは、鋼の高強度化のために必要
に応じて添加される。この目的のために、通常、それぞ
れの元素について、1.0%以下の範囲で添加される。
に応じて添加される。この目的のために、通常、それぞ
れの元素について、1.0%以下の範囲で添加される。
更に、本発明においては、鋼塊又は鋼片は、上記したオ
ーステナイト安定化及び高強度化元素と共に、又はこれ
らとは独立して、 Se 0.01〜0.20%、 Te 0.01〜0.20%、 Pb 0101〜0.20%、 Bio、01〜0.20%、及び Ca 0.001〜0.01% よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有す
ることができる。
ーステナイト安定化及び高強度化元素と共に、又はこれ
らとは独立して、 Se 0.01〜0.20%、 Te 0.01〜0.20%、 Pb 0101〜0.20%、 Bio、01〜0.20%、及び Ca 0.001〜0.01% よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有す
ることができる。
Se、TeXPb及びBiは、鋼の被削性の向上に有効
である。即ち、pb及びBiは被加工物と工具との間に
潤滑作用を有し、Se及びTeはSと同様にMnと化合
物を生成して、綱の被削性を向上させる。このような効
果を有効に発現させるためには、いずれの元素について
も、0.01%以上を添加することが必要である。添加
量の上限はいずれの元素についても0.20%とする。
である。即ち、pb及びBiは被加工物と工具との間に
潤滑作用を有し、Se及びTeはSと同様にMnと化合
物を生成して、綱の被削性を向上させる。このような効
果を有効に発現させるためには、いずれの元素について
も、0.01%以上を添加することが必要である。添加
量の上限はいずれの元素についても0.20%とする。
また、Caは、MnS系介在物を球状化し、鋼の被削性
を改善すると共に、鋼の異方性の改善にも効果がある。
を改善すると共に、鋼の異方性の改善にも効果がある。
このような効果を有効に発揮させるためには、少な(と
も0.001%を添加することが必要であるが、0.0
1%を越えて過多に添加するときは、綱の清浄度を劣化
させ、また、靭性を低下させる。従って、Caの添加量
は0.001〜0.01%の範囲とする。
も0.001%を添加することが必要であるが、0.0
1%を越えて過多に添加するときは、綱の清浄度を劣化
させ、また、靭性を低下させる。従って、Caの添加量
は0.001〜0.01%の範囲とする。
次に、本発明による製造方法を説明する。
本発明の方法は、上記した化学組成を有する鋼塊又は鋼
片を熱間圧延終了後、2℃/秒以上の冷却速度で水冷す
る。
片を熱間圧延終了後、2℃/秒以上の冷却速度で水冷す
る。
本発明の方法においては、鋼の熱間圧延は、仕上温度を
850〜1000℃の範囲とするのが好ましい。C31
0,25%、Mn量25%及び531o、oio%の綱
について、ドリル孔開は個数と機械的性質に及ぼす圧延
仕上温度の影響を第4図に示しているが、仕上温度が低
下するにつれてドリル加工性が低下する。特に、850
℃よりも低いときは、ドリル加工性が著しく低下するの
みならず、靭性もまた著しく低下するからである。好ま
しくは、仕上温度は900℃以上である。しかし、仕上
温度を1000℃を越える高温とする場合は、第4図に
示すように、降伏強度が低下するので好ましくない。
850〜1000℃の範囲とするのが好ましい。C31
0,25%、Mn量25%及び531o、oio%の綱
について、ドリル孔開は個数と機械的性質に及ぼす圧延
仕上温度の影響を第4図に示しているが、仕上温度が低
下するにつれてドリル加工性が低下する。特に、850
℃よりも低いときは、ドリル加工性が著しく低下するの
みならず、靭性もまた著しく低下するからである。好ま
しくは、仕上温度は900℃以上である。しかし、仕上
温度を1000℃を越える高温とする場合は、第4図に
示すように、降伏強度が低下するので好ましくない。
本発明の方法においては、このようにして熱間圧延を終
了した後、好ましくは水冷開始温度を800℃以上、水
冷停止温度を500℃以下として、冷却速度2℃/秒以
上にて加速冷却する。
了した後、好ましくは水冷開始温度を800℃以上、水
冷停止温度を500℃以下として、冷却速度2℃/秒以
上にて加速冷却する。
第4図に示すように、加速冷却によって、ドリル孔開は
個数は大幅に増加する。また、耐力の向上にも有効であ
る。加速冷却によるドリル加工性向上の原因については
、 ■加速冷却による鋼材の残留応力がよい方向に働いてい
る、 ■炭窒化物の析出が少なく、オーステナイトが安定化し
ている、或いは、 ■地鉄と介在物との界面の剥離性が高くなっている、等
が考えられる。
個数は大幅に増加する。また、耐力の向上にも有効であ
る。加速冷却によるドリル加工性向上の原因については
、 ■加速冷却による鋼材の残留応力がよい方向に働いてい
る、 ■炭窒化物の析出が少なく、オーステナイトが安定化し
ている、或いは、 ■地鉄と介在物との界面の剥離性が高くなっている、等
が考えられる。
このような水冷に際して、水冷開始温度が800℃より
も低いとき、及び水冷停止温度が500°Cよりも高い
ときは、炭化物が生成して、鋼の靭性及び耐食性を損な
うおそれがある。更に、加速冷却による強度上昇の効果
も小さい。
も低いとき、及び水冷停止温度が500°Cよりも高い
ときは、炭化物が生成して、鋼の靭性及び耐食性を損な
うおそれがある。更に、加速冷却による強度上昇の効果
も小さい。
(発明の効果)
以上のように、本発明の方法によれば、高Mn非磁性鋼
の製造において、特に、鋼中のMn及びS量を規制する
と共に、かかる鋼を好ましくは所定の条件下に熱間圧延
した後、所定の条件にて加速冷却することによって、被
削性が著しく改善された高Mn非磁性鋼を得ることがで
きる。
の製造において、特に、鋼中のMn及びS量を規制する
と共に、かかる鋼を好ましくは所定の条件下に熱間圧延
した後、所定の条件にて加速冷却することによって、被
削性が著しく改善された高Mn非磁性鋼を得ることがで
きる。
(実施例)
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例によって何ら制限されるものではない。
れら実施例によって何ら制限されるものではない。
実施例1
表に示す化学組成を有する鋼からなる厚さ125〜15
01)のスラブを、表に示す所定の仕上温度にて板厚1
6顛に圧延し、この後、表に示す条件にて冷却した。
01)のスラブを、表に示す所定の仕上温度にて板厚1
6顛に圧延し、この後、表に示す条件にて冷却した。
このようにして得られた圧延板について、引張特性、衝
撃特性、引張試験後の破面の透磁率及びドリル孔開は個
数を表に示す。ここに、ドリル孔開は試験条件は次のと
おりである。
撃特性、引張試験後の破面の透磁率及びドリル孔開は個
数を表に示す。ここに、ドリル孔開は試験条件は次のと
おりである。
使用ドリル 高Mn鋼用121)径
切削速度 7.2 m/分
送り 0.135 mm/rev。
切削油 使用(水溶性)
本発明の方法による高Mn非磁性鋼は、磁気特性及び被
削性にすぐれるのみならず、引張特性及び衝撃特性も良
好である。
削性にすぐれるのみならず、引張特性及び衝撃特性も良
好である。
これに対して、比較鋼4は圧延後の冷却が空冷であるた
め、被削性が劣る。比較鋼5は圧延仕上温度が低いため
に、被削性、靭性共に劣る。比較鋼7はS添加により被
削性はやや向上しているものの、空冷材であるために、
水冷材と比較して、ドリル孔開は個数は少ない。比較鋼
13はC量が本発明において規定する量よりも少ないの
で、磁気特性が不安定である。その他の諸性質も本発明
鋼に比べて著しく劣る。また、比較鋼14及び15はC
量が過多であるので、被削性が著しく劣っている。
め、被削性が劣る。比較鋼5は圧延仕上温度が低いため
に、被削性、靭性共に劣る。比較鋼7はS添加により被
削性はやや向上しているものの、空冷材であるために、
水冷材と比較して、ドリル孔開は個数は少ない。比較鋼
13はC量が本発明において規定する量よりも少ないの
で、磁気特性が不安定である。その他の諸性質も本発明
鋼に比べて著しく劣る。また、比較鋼14及び15はC
量が過多であるので、被削性が著しく劣っている。
第1図は、板厚16mの圧延材におけるC含有量とドリ
ル孔開は試験における孔開は個数との関係を示すグラフ
、第2図は、圧延材におけるMn含有量とドリル孔開は
個数との関係を示すグラフ、第3図は、ドリル孔開は個
数とシャルピー吸収エネルギーに及ぼすS含有量の影響
を示すグラフ、第4図は、ドリル孔開は個数と機械的性
質に及ぼす圧延仕上温度と加速冷却の影響を示すグラフ
である。 第1図 第2図 M4L材量(幻 第3図 第4図 ふ址社り邊度ひり
ル孔開は試験における孔開は個数との関係を示すグラフ
、第2図は、圧延材におけるMn含有量とドリル孔開は
個数との関係を示すグラフ、第3図は、ドリル孔開は個
数とシャルピー吸収エネルギーに及ぼすS含有量の影響
を示すグラフ、第4図は、ドリル孔開は個数と機械的性
質に及ぼす圧延仕上温度と加速冷却の影響を示すグラフ
である。 第1図 第2図 M4L材量(幻 第3図 第4図 ふ址社り邊度ひり
Claims (4)
- (1)重量%で C 0.10〜0.30%、 Si 0.01〜2.00%、 Mn 18〜30%、 S 0.003〜0.06%、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼塊又は鋼片を熱間
圧延終了後、2℃/秒以上の冷却速度で水冷することを
特徴とする被削性にすぐれた高Mn非磁性鋼の製造方法
。 - (2)重量%で (a)C 0.10〜0.30%、 Si 0.01〜2.00%、 Mn 18〜30%、 S 0.003〜0.06%に加えて、更に、(b)C
r 5.0%以下、 Cu 2.0%以下、 Ni 2.0%以下、 Mo 2.0%以下、 Nb 1.0%以下、 V 1.0%以下、 Al 1.0%以下、及び Ti 1.0%以下 よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有し
、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼塊又は鋼片を熱間
圧延終了後、2℃/秒以上の冷却速度で水冷することを
特徴とする被削性にすぐれた高Mn非磁性鋼の製造方法
。 - (3)重量%で (a)C 0.10〜0.30%、 Si 0.01〜2.00%、 Mn 18〜30%、 S 0.003〜0.06%に加えて、更に、(b)S
e 0.01〜0.20%、 Te 0.01〜0.20%、 Pb 0.01〜0.20%、 Bi 0.01〜0.20%、及び Ca 0.001〜0.01% よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有し
、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼塊又は鋼片を熱間
圧延終了後、2℃/秒以上の冷却速度で水冷することを
特徴とする被削性にすぐれた高Mn非磁性鋼の製造方法
。 - (4)重量%で (a)C 0.10〜0.30%、 Si 0.01〜2.00%、 Mn 18〜30%、 S 0.003〜0.06%に加えて、更に、(b)C
r 5.0%以下、 Cu 2.0%以下、 Ni 2.0%以下、 Mo 2.0%以下、 Nb 1.0%以下、 V 1.0%以下、 Al 1.0%以下、及び Ti 1.0%以下 よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素と、 (c)Se 0.01〜0.20%、 Te 0.01〜0.20%、 Pb 0.01〜0.20%、 Bi 0.01〜0.20%、及び Ca 0.001〜0.01% よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素とを含有
し、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼塊又は鋼片を熱間
圧延終了後、2℃/秒以上の冷却速度で水冷することを
特徴とする被削性にすぐれた高Mn非磁性鋼の製造方法
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14002485A JPS621823A (ja) | 1985-06-25 | 1985-06-25 | 被削性にすぐれた高Mn非磁性鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14002485A JPS621823A (ja) | 1985-06-25 | 1985-06-25 | 被削性にすぐれた高Mn非磁性鋼の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS621823A true JPS621823A (ja) | 1987-01-07 |
Family
ID=15259170
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14002485A Pending JPS621823A (ja) | 1985-06-25 | 1985-06-25 | 被削性にすぐれた高Mn非磁性鋼の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS621823A (ja) |
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-
1985
- 1985-06-25 JP JP14002485A patent/JPS621823A/ja active Pending
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