JPS6230852A - 極軟質フエライト系ステンレス鋼 - Google Patents
極軟質フエライト系ステンレス鋼Info
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- JPS6230852A JPS6230852A JP61033480A JP3348086A JPS6230852A JP S6230852 A JPS6230852 A JP S6230852A JP 61033480 A JP61033480 A JP 61033480A JP 3348086 A JP3348086 A JP 3348086A JP S6230852 A JPS6230852 A JP S6230852A
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- JP
- Japan
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- less
- stainless steel
- hardness
- ferritic stainless
- coins
- Prior art date
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- Pending
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
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〕
本発明は極軟質フェライ）・系ステンレスｉｎに係リ、
特に貨幣、メダル、ゲーム用コインもしくは鍵等の如く
冷間プレスにより精密な圧印加工が必要とされる各種製
品の素材として最適な極軟質フェライト系ステンレス鋼
に関する。
特に貨幣、メダル、ゲーム用コインもしくは鍵等の如く
冷間プレスにより精密な圧印加工が必要とされる各種製
品の素材として最適な極軟質フェライト系ステンレス鋼
に関する。
雑誌ｒｃｈｒｏｍｉｕｍ ＲｅｖｉｅｗＪ Ｎｏ、 １
１９８３年４月号によれば１９７９年に全世界の１１
７ケ国で新たに発行されたコイン総量の５５％以上はス
テンレス鋼が使用されているという。これはコイン製造
上の経済性およびコインの流通に際しての耐久性の観点
からステンレス鋼が見方されていることを意味している
。
１９８３年４月号によれば１９７９年に全世界の１１
７ケ国で新たに発行されたコイン総量の５５％以上はス
テンレス鋼が使用されているという。これはコイン製造
上の経済性およびコインの流通に際しての耐久性の観点
からステンレス鋼が見方されていることを意味している
。
ステンレス鋼コインは魅力的な光沢を有し、耐食性、耐
摩耗性がすぐれており、経済的な観点からも銅合金等の
他の材料と比較して有利性を持っているが、このコイン
への適用に当って最大の問題点は、その硬さが硬いこと
にあり、そのためコイニング（圧印）時に大容量のプレ
ス能力が必要とされること、コイニング時のダイスの寿
命が短いこと等コイン製造上の種々の困難を伴うという
問題である。
摩耗性がすぐれており、経済的な観点からも銅合金等の
他の材料と比較して有利性を持っているが、このコイン
への適用に当って最大の問題点は、その硬さが硬いこと
にあり、そのためコイニング（圧印）時に大容量のプレ
ス能力が必要とされること、コイニング時のダイスの寿
命が短いこと等コイン製造上の種々の困難を伴うという
問題である。
第１表最下段から３段目に最も古くからステンレス鋼を
素材とずろコインの製造を行っているイタリアの１００
リラコインの組成分析値と、該コインに７５０℃５分間
の焼鈍を施し再結晶状態で測定した硬さＨｖを示した。
素材とずろコインの製造を行っているイタリアの１００
リラコインの組成分析値と、該コインに７５０℃５分間
の焼鈍を施し再結晶状態で測定した硬さＨｖを示した。
第１図は該コインの圧印状況を示す表面形状であり、第
２図は７５％Ｃｕ−２５％Ｎｉを含む日本の１００円白
８貨幣の圧印状況を示す表面形状である。第１表より明
らかなとおり、現用イタリアのコイン用ステンレス鋼は
焼なまし状態で硬さが約Ｈｖ １６３と硬質てあり、第
１図、第２図の比較からも明らかな如く、イタリアのス
テンレス鋼を素材とするコインは日本の白銅を素材とす
る１００円貨幣よりも表面の模様の彫りが浅く不鮮明で
ある。コインの彫りの深さは圧印用プレスの圧力を高め
ることによって改善されるが、一方高価なダイスの寿命
を短縮する結果となり経済的に得策ではない。かくの如
く、コイン用素材としてステンレス鋼の種々の利点を十
分に生かすために、先ずその硬質性を改善することが極
めて重要であることが理解されろ。
２図は７５％Ｃｕ−２５％Ｎｉを含む日本の１００円白
８貨幣の圧印状況を示す表面形状である。第１表より明
らかなとおり、現用イタリアのコイン用ステンレス鋼は
焼なまし状態で硬さが約Ｈｖ １６３と硬質てあり、第
１図、第２図の比較からも明らかな如く、イタリアのス
テンレス鋼を素材とするコインは日本の白銅を素材とす
る１００円貨幣よりも表面の模様の彫りが浅く不鮮明で
ある。コインの彫りの深さは圧印用プレスの圧力を高め
ることによって改善されるが、一方高価なダイスの寿命
を短縮する結果となり経済的に得策ではない。かくの如
く、コイン用素材としてステンレス鋼の種々の利点を十
分に生かすために、先ずその硬質性を改善することが極
めて重要であることが理解されろ。
従来コイン用ステンレス鋼として開示されたものに特開
昭５５−８９４３１がある。この発明の要旨とするとこ
ろは、１２〜１８％のＣｒを含む７エライ１〜系ステン
レス鋼において、ＣｒＪ）外の添加元素量を可能な限り
低減したことと、素材の処理工程においてリジング性を
改善するために、その熱延に際して熱延仕上温度を８０
０℃以下とし、巻取温度を４５０℃以下に限定した点に
ある。
昭５５−８９４３１がある。この発明の要旨とするとこ
ろは、１２〜１８％のＣｒを含む７エライ１〜系ステン
レス鋼において、ＣｒＪ）外の添加元素量を可能な限り
低減したことと、素材の処理工程においてリジング性を
改善するために、その熱延に際して熱延仕上温度を８０
０℃以下とし、巻取温度を４５０℃以下に限定した点に
ある。
１７かし、Ｃｒ以外の他の元素を低くすることは種々の
問題があり、例んばＣ，Ｎ含有量を低減させろことはコ
ストの上昇を招き、Ｓｉを低レベルに抑制することは脱
酸不足を生じコイン製造に重要な表面性状を劣化させる
こととなる。またリジング性の改善には熱延性」一温度
、巻取温度を低下させるのが有効であることは、特公昭
４９−１５６９６、特開昭５２ ６６８１６１．特公昭
５８−５６０１２等により公知の技術であるが、コイン
の巻取温度を４５０’３以下の低１品とすることば熱延
材のコインの形状を極端に悪くする結果となり、コイン
用ステンレス鋼として致命的欠陥となるおそれがある。
問題があり、例んばＣ，Ｎ含有量を低減させろことはコ
ストの上昇を招き、Ｓｉを低レベルに抑制することは脱
酸不足を生じコイン製造に重要な表面性状を劣化させる
こととなる。またリジング性の改善には熱延性」一温度
、巻取温度を低下させるのが有効であることは、特公昭
４９−１５６９６、特開昭５２ ６６８１６１．特公昭
５８−５６０１２等により公知の技術であるが、コイン
の巻取温度を４５０’３以下の低１品とすることば熱延
材のコインの形状を極端に悪くする結果となり、コイン
用ステンレス鋼として致命的欠陥となるおそれがある。
本発明の目的はコイン用ステンレス鋼の如く冷間−ｆレ
ス成形等によって加工されるステンレス鋼の上記従来技
術の問題点を解決し、その最大の問題点である硬質性を
改善しＨｖ １４０以下の極軟質フエライ）・系ステン
レス鋼を提供するにある。
ス成形等によって加工されるステンレス鋼の上記従来技
術の問題点を解決し、その最大の問題点である硬質性を
改善しＨｖ １４０以下の極軟質フエライ）・系ステン
レス鋼を提供するにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の上記の目的は次の２発明によって達成される。
第１発明の要旨とするところは次の如くである。すなわ
ら、 重量比にて Ｃ：０．０３％未満 Ｓｉ：０．３０％以下 Ｍｎ：１．５％以下 Ｐ：０．０４％以下 Ｓ：０．１５％以下 Ｎｉ：１．０％以下 Ｃｕ：０．５０％以下 Ｍｏ：０．６０％以下 Ｃｒ： １１．５〜２０％ Ｎ：０．０３％以下 Ａｌ：０．００５〜０．２０％ を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物より成り、
硬度がビッカース硬度スケールて１４０以下てあり圧印
加工性に侵れたことを特徴とする極軟質フェライト系ス
テンレス鋼である。
ら、 重量比にて Ｃ：０．０３％未満 Ｓｉ：０．３０％以下 Ｍｎ：１．５％以下 Ｐ：０．０４％以下 Ｓ：０．１５％以下 Ｎｉ：１．０％以下 Ｃｕ：０．５０％以下 Ｍｏ：０．６０％以下 Ｃｒ： １１．５〜２０％ Ｎ：０．０３％以下 Ａｌ：０．００５〜０．２０％ を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物より成り、
硬度がビッカース硬度スケールて１４０以下てあり圧印
加工性に侵れたことを特徴とする極軟質フェライト系ス
テンレス鋼である。
第２発明の要旨とするところは第１発明と同一基本組成
のほかに、更にＴｉ：０．００５〜０２０％、Ｎｂ：
ｏ、ｏ Ｏ５〜０．２０％、ｖ： ０００５〜０２０
％の中から選ばれた１種以上を含み残部はＦｅおよび不
可避的不純物より成り、硬度がビッカース硬度スケール
で１４０以下であり圧印加工性に擾れたことを特徴とす
る極軟質フェライト系ステンレス鋼である。
のほかに、更にＴｉ：０．００５〜０２０％、Ｎｂ：
ｏ、ｏ Ｏ５〜０．２０％、ｖ： ０００５〜０２０
％の中から選ばれた１種以上を含み残部はＦｅおよび不
可避的不純物より成り、硬度がビッカース硬度スケール
で１４０以下であり圧印加工性に擾れたことを特徴とす
る極軟質フェライト系ステンレス鋼である。
本発明者らは、フェライト系ステンレス鋼の軟質化を図
るに当って、先ずＣ，Ｓｉ 、ＭｎＸＰＸＳ。
るに当って、先ずＣ，Ｓｉ 、ＭｎＸＰＸＳ。
Ｃｒ、 Ｎｉ 、Ｃｕ、 Ｍｏ、Ｎの１０元素を種々の
レベル含有する８７種類のフェライト系ステンレス鋼の
成分元素濃度と、結晶粒径がすべて２０〜３０μｍとほ
ぼ一定のもとにおけるＨｖ硬さとの相関分析を行った結
果下記の（１）式を得ることができた。
レベル含有する８７種類のフェライト系ステンレス鋼の
成分元素濃度と、結晶粒径がすべて２０〜３０μｍとほ
ぼ一定のもとにおけるＨｖ硬さとの相関分析を行った結
果下記の（１）式を得ることができた。
Ｈｖ＝７３．３ １２．３（５（Ｃ）＋２２．７（ＸＳ
ｉ）→−０，８（２Ｍｎ）→−３６１（ＺＰ）−５５１
（２Ｓ）＋２．９ （ｊ；Ｃｒ）＋２６ （ＸＮｉ）＋
９ 、８ （ＸＣｕ） ＋ ５ 、１ ＫＭｏ） ＋
３７０ （１）−−−−４１１上記（１）式からＳＵ
Ｓ ４３０に代表されろ通常のフェライト系ステンレス
鋼に含まれる各元素の濃度レベルと上記（１）式の係数
の大きさからＨｖ硬さを低下させるためには、特にフェ
ライト系ステンレス鋼の主要元素としてＳｉ 、Ｐ、
Ｃｕ 、、Ｍｏ、Ｎの５成分を規制すべきであることが
判明した。
ｉ）→−０，８（２Ｍｎ）→−３６１（ＺＰ）−５５１
（２Ｓ）＋２．９ （ｊ；Ｃｒ）＋２６ （ＸＮｉ）＋
９ 、８ （ＸＣｕ） ＋ ５ 、１ ＫＭｏ） ＋
３７０ （１）−−−−４１１上記（１）式からＳＵ
Ｓ ４３０に代表されろ通常のフェライト系ステンレス
鋼に含まれる各元素の濃度レベルと上記（１）式の係数
の大きさからＨｖ硬さを低下させるためには、特にフェ
ライト系ステンレス鋼の主要元素としてＳｉ 、Ｐ、
Ｃｕ 、、Ｍｏ、Ｎの５成分を規制すべきであることが
判明した。
ところで一般にＣは便さを増加させる元素であるが、上
記（１）式ではむしろ負の係数を有している結果となっ
ている。この理由は、フェライト系ステンレス鋼の通常
の処理を経た後ではＣはＣｒ Ｃ等のＣｒ炭化物とし
て析出しており、そのためＣ元素本来の固溶硬化作用は
生ぜず、むしろ固溶硬化作用を与えるＣｒａ度を実質的
に下げることを通して軟化作用を与えることによるもの
と考えられる。
記（１）式ではむしろ負の係数を有している結果となっ
ている。この理由は、フェライト系ステンレス鋼の通常
の処理を経た後ではＣはＣｒ Ｃ等のＣｒ炭化物とし
て析出しており、そのためＣ元素本来の固溶硬化作用は
生ぜず、むしろ固溶硬化作用を与えるＣｒａ度を実質的
に下げることを通して軟化作用を与えることによるもの
と考えられる。
本発明は上記の知見と、溶製時の経済性および素材の）
青浄度と表面性状を考慮して上記要旨の如く組成範囲を
限定することにより、極めて軟質なフェライト系ステン
レス鋼を安価に工業生産し得ることを見出し、本発明を
完成したものである。
青浄度と表面性状を考慮して上記要旨の如く組成範囲を
限定することにより、極めて軟質なフェライト系ステン
レス鋼を安価に工業生産し得ることを見出し、本発明を
完成したものである。
本発明によるフェライト系ステンレス鋼の成分限定理由
について説明する。
について説明する。
Ｃ：
Ｃは上記の如く、硬さに対しては従来一般に考えられて
いた点とは逆に、Ｃｒ炭化物生成を通じて軟化作用をも
つことが明らかになった。それ故Ｃは通常の添加レベル
においては硬さの観点から特に規制する必要はない。し
かし、一方貨幣に適用するに当っては約１５〜２０年と
される貨幣の流通寿命期間中の十分な耐食性を有するこ
とが要求される。
いた点とは逆に、Ｃｒ炭化物生成を通じて軟化作用をも
つことが明らかになった。それ故Ｃは通常の添加レベル
においては硬さの観点から特に規制する必要はない。し
かし、一方貨幣に適用するに当っては約１５〜２０年と
される貨幣の流通寿命期間中の十分な耐食性を有するこ
とが要求される。
貨幣の耐食性に最も影響を及ぼすのは汗であると考えら
れている。本梵明者らばＳｉ：０．１０％、Ｍｎ：０．
５０％、Ｐ：Ｏ，００１％、Ｃｒ：１２．５％および１
７５％、Ａｊ：０．０５％を含有し、かつ各Ｃｒ含有量
レベルにっきＣ含有量を００１０〜００７４％に変化さ
せたステンレス鋼を溶製し、その冷延焼純板の人工汗溶
液中の孔食電位を測定し、第３図にその結果を示した。
れている。本梵明者らばＳｉ：０．１０％、Ｍｎ：０．
５０％、Ｐ：Ｏ，００１％、Ｃｒ：１２．５％および１
７５％、Ａｊ：０．０５％を含有し、かつ各Ｃｒ含有量
レベルにっきＣ含有量を００１０〜００７４％に変化さ
せたステンレス鋼を溶製し、その冷延焼純板の人工汗溶
液中の孔食電位を測定し、第３図にその結果を示した。
なお、比較のため現用のイタリアコイン用ステンレス鋼
の結果も同図においてＯ印で示した。
の結果も同図においてＯ印で示した。
孔食電位の測定は下記のようにして行った。
すなわち、１１の水中に７ｇのＮａＣ１，１ｇの尿素、
４ｇの乳酸を含む人工汗溶液で基準電極としてＳＣＥ
（飽和甘木電厖）を使用してアノード分極試験を行った
。測定は３５℃の前記人工汗溶液に試料を浸漬後ＳＣＥ
による−５００ ｍＶで１０分間保持後、自然浸漬電位
で更に１０分間保持しｔ−後１分間当り２０ｍＶ宛電位
全土げてＩＶになるまて掃引した。かくして得られたア
ノード分極曲線上で孔食の発生に伴って急激な溶解を開
始し溶解電流密度が１００μＡ／ｃｔに達する電位を孔
食電位とした。
４ｇの乳酸を含む人工汗溶液で基準電極としてＳＣＥ
（飽和甘木電厖）を使用してアノード分極試験を行った
。測定は３５℃の前記人工汗溶液に試料を浸漬後ＳＣＥ
による−５００ ｍＶで１０分間保持後、自然浸漬電位
で更に１０分間保持しｔ−後１分間当り２０ｍＶ宛電位
全土げてＩＶになるまて掃引した。かくして得られたア
ノード分極曲線上で孔食の発生に伴って急激な溶解を開
始し溶解電流密度が１００μＡ／ｃｔに達する電位を孔
食電位とした。
第３図から人工汗溶液中の孔食電位はＣｒ含有量によら
ずＣ含有量によって大きく影響されろことがわかるが、
良好な耐食性を得ろという観点からＣ含有量は本発明に
おいて００３％未満に限定した。００３％未満に限定す
ることにより１７５％Ｃｒ 含有レベルて現用の１′ク
リアコイン用ステンレス鋼と比較し優れた耐食性が得ら
れる。
ずＣ含有量によって大きく影響されろことがわかるが、
良好な耐食性を得ろという観点からＣ含有量は本発明に
おいて００３％未満に限定した。００３％未満に限定す
ることにより１７５％Ｃｒ 含有レベルて現用の１′ク
リアコイン用ステンレス鋼と比較し優れた耐食性が得ら
れる。
ＳＩ ：
Ｓｉは溶製時の脱酸のため必須の成分であるが、硬度−
上昇作用が大きいために本発明ではＡＩによる脱酸を考
慮しＳｉを最少限に止め、その上限を０３０％に限定し
た。
上昇作用が大きいために本発明ではＡＩによる脱酸を考
慮しＳｉを最少限に止め、その上限を０３０％に限定し
た。
Ｍｎ ・
上記（１）式より明らかな如＜、Ｍｎは硬度を高める効
果が小さく、１％の添加によっても硬度上昇（よｔ（ｖ
て１弱で、特に厳しく規制する必要がないが、１５％を
越すと耐食性を劣化させるので上限を１５％に限定した
。
果が小さく、１％の添加によっても硬度上昇（よｔ（ｖ
て１弱で、特に厳しく規制する必要がないが、１５％を
越すと耐食性を劣化させるので上限を１５％に限定した
。
Ｐ ：
Ｐは上記（１）式に示す如く硬さ上昇係数が３６１と非
常に大きいので極力低下することが好ましいが脱酸の経
済性との兼ね合いで００４％以下に限定し１．： 。
常に大きいので極力低下することが好ましいが脱酸の経
済性との兼ね合いで００４％以下に限定し１．： 。
Ｓ ：
Ｓは上記（１）式では負の係ｖ！、を有しており、硬、
さの低減のｔ：めに高濃度の添加が望ましいが、Ｓが０
１５％を越えて過多となると耐食性を低下させるので上
限を０１５％に限定した。
さの低減のｔ：めに高濃度の添加が望ましいが、Ｓが０
１５％を越えて過多となると耐食性を低下させるので上
限を０１５％に限定した。
Ｎｉ 、Ｃｕ、 Ｍｏ：
上記（１）式のＮｉ 、Ｃｕ 、 Ｍｏの）（ｖ上昇係
数がそれぞれ２６．９．８．５．１であることを考慮し
てこれら３元素のＨｖ硬さの上昇の合計が約３以下にな
ることを目安として、Ｎ１ば１０％以下、Ｃす：よ０５
０％以下、Ｍｏは０６０％以下に限定した。
数がそれぞれ２６．９．８．５．１であることを考慮し
てこれら３元素のＨｖ硬さの上昇の合計が約３以下にな
ることを目安として、Ｎ１ば１０％以下、Ｃす：よ０５
０％以下、Ｍｏは０６０％以下に限定した。
Ｃｒ ：
Ｃｒはフェライト系ステンレス鋼の耐食性を維持するた
め最も重要な元素であり、１１．５％未満では耐食性を
維持することができず、また２０％を越して過多になる
と熱間加工性が劣化するので１１５〜２０％の範囲に限
定した。
め最も重要な元素であり、１１．５％未満では耐食性を
維持することができず、また２０％を越して過多になる
と熱間加工性が劣化するので１１５〜２０％の範囲に限
定した。
Ｎ ：
Ｎは上記（１）式におけるＨｖ上昇係数が３７０と最大
であり低値とすることが望ましいが、本発明てはＡＩ’
、 Ｔｉ ％ Ｎｂ 、 Ｖの適当屋を添加すること
によりＮを窒化物として固定したのでコスト上昇を来さ
ない０．０３％を上限とし００３％以下に限定した。
であり低値とすることが望ましいが、本発明てはＡＩ’
、 Ｔｉ ％ Ｎｂ 、 Ｖの適当屋を添加すること
によりＮを窒化物として固定したのでコスト上昇を来さ
ない０．０３％を上限とし００３％以下に限定した。
Ａｌ：
ＡＩの適正量の添加は本発明における最も著しい特徴の
一つである。本発明におけるＡＩの作用は次の如くであ
る。
一つである。本発明におけるＡＩの作用は次の如くであ
る。
（イ） Ｈｖ硬さに最も大きく影響するＮをＡｊ’Ｎと
して固定して、その固溶硬化作用を無害化する。
して固定して、その固溶硬化作用を無害化する。
（０） Ｈｖ硬さ上昇作用の大きいＳｌを０３０％以
下に限定したことによる脱酸不十分を補い、かつ脱酸不
十分による清浄度劣化による表面性状の悪化を防止する
。
下に限定したことによる脱酸不十分を補い、かつ脱酸不
十分による清浄度劣化による表面性状の悪化を防止する
。
０５〜３％のＡＩを含むフェライト系ステンレス鋼につ
いて、上記（１）式を求めｔ：のと同一手法でＨｖ硬さ
に対するＡＩの係・数を求めた結果＋６１となり硬化作
用を有することが判明したが、一方０５％以下のＡＩの
添加の場合、原子パーセントでＮ量の３倍以下のＡＩの
添加によって固溶窒素をＡＩＮとして固溶硬化作用を抑
制することができろ。しかし、固溶ｋｌの上記（１１式
と同様のＨｖ硬化係数が＋６１であることより必要以」
二の添加はＨｖ硬さの上昇を招くので、上限を０２０％
とし、Ｎ量０．０３％以下の規制との関連から下限をｏ
、ｏｏｓ％とし、ｏ、ｏｏｓ〜０．２０％の範囲に限定
した。
いて、上記（１）式を求めｔ：のと同一手法でＨｖ硬さ
に対するＡＩの係・数を求めた結果＋６１となり硬化作
用を有することが判明したが、一方０５％以下のＡＩの
添加の場合、原子パーセントでＮ量の３倍以下のＡＩの
添加によって固溶窒素をＡＩＮとして固溶硬化作用を抑
制することができろ。しかし、固溶ｋｌの上記（１１式
と同様のＨｖ硬化係数が＋６１であることより必要以」
二の添加はＨｖ硬さの上昇を招くので、上限を０２０％
とし、Ｎ量０．０３％以下の規制との関連から下限をｏ
、ｏｏｓ％とし、ｏ、ｏｏｓ〜０．２０％の範囲に限定
した。
上ｎＦ、Ｃ，Ｓｉ、 Ｍｎ、 Ｐ、 Ｓ
Ｘ Ｎｉ 、 Ｃｕ、 Ｍｏ。
Ｘ Ｎｉ 、 Ｃｕ、 Ｍｏ。
Ｃｒ、Ｎ、ｋｌの各限定量をもって本発明による極軟質
フェライト系ステンレス鋼の基本成分とするが、更にＴ
ｉ、Ｎｂ、Ｖの下記限定量の１挿置」二を同時に含有す
る場合においても、本発明の目的をより有効に達成する
ことができる。これらの限定理由は次の如くである。
フェライト系ステンレス鋼の基本成分とするが、更にＴ
ｉ、Ｎｂ、Ｖの下記限定量の１挿置」二を同時に含有す
る場合においても、本発明の目的をより有効に達成する
ことができる。これらの限定理由は次の如くである。
Ｔｉ ＳＮｂ ＸＶ：
本発明におけるＴｉ、Ｎｂ５Ｖの作用は上記の如（Ｈｖ
硬さに最も大きく影響するＮをその強力な窒化物形成作
用によりＴｉＮ、 ＮｂＮ、 ＶＮとして固定化し、そ
の固溶硬化作用を無害化することにある。これらの元素
を添加する場合はＡＩは脱酸のみを考慮した低レベルで
よいとし）う効果もある。
硬さに最も大きく影響するＮをその強力な窒化物形成作
用によりＴｉＮ、 ＮｂＮ、 ＶＮとして固定化し、そ
の固溶硬化作用を無害化することにある。これらの元素
を添加する場合はＡＩは脱酸のみを考慮した低レベルで
よいとし）う効果もある。
７エライト系ステンレス鋼においては、耐食性向上の目
的で０．２０〜０６０％のＴｉ、Ｎｂ、、Ｖの添加が行
われることがある。この範ｇＨのＴ１、Ｎｂ、、ｖ量を
含むフエライ１−系ステン１／ス泪について、丘記（１
）式を求めたのと同一手法でＨｖ硬さに対するこれら３
元素の係数を求めた結果、＋１１２、＋１７２、＋７４
と算出され大きな硬化作用を有することが判明した。し
かし０２％以下のＴｉ、Ｎｂ、Ｖの添加の場合、原子パ
ーセン）・てＮｚの約３＠以下のＴｉ、Ｎｂ、Ｖの添加
によって実質的に固溶窒素を窒化物として固溶硬化作用
を抑制ずろことができ、かつ著しい硬化作用を発揮ずろ
固溶Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖを無視できるレベルに保つことがで
きることが判明した。
的で０．２０〜０６０％のＴｉ、Ｎｂ、、Ｖの添加が行
われることがある。この範ｇＨのＴ１、Ｎｂ、、ｖ量を
含むフエライ１−系ステン１／ス泪について、丘記（１
）式を求めたのと同一手法でＨｖ硬さに対するこれら３
元素の係数を求めた結果、＋１１２、＋１７２、＋７４
と算出され大きな硬化作用を有することが判明した。し
かし０２％以下のＴｉ、Ｎｂ、Ｖの添加の場合、原子パ
ーセン）・てＮｚの約３＠以下のＴｉ、Ｎｂ、Ｖの添加
によって実質的に固溶窒素を窒化物として固溶硬化作用
を抑制ずろことができ、かつ著しい硬化作用を発揮ずろ
固溶Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖを無視できるレベルに保つことがで
きることが判明した。
まｒ、： Ｔ ｉの添加は、溶製後の連続鋳造に際して
タンディツシュや浸６Ｒ管のノズル詰りを発生させ、ま
た地疵の発生頻度を高めるなどの問題点があるが、本発
明ではＮを００３％以下に限定しているのでＴｉを０２
０％以下添加することにより、かかろ障害も防止できる
のでその上限を０２０％としｔこ。
タンディツシュや浸６Ｒ管のノズル詰りを発生させ、ま
た地疵の発生頻度を高めるなどの問題点があるが、本発
明ではＮを００３％以下に限定しているのでＴｉを０２
０％以下添加することにより、かかろ障害も防止できる
のでその上限を０２０％としｔこ。
またＴｉ、Ｎｂ、■添加の上記効果１ｉｉ！！Ｉ量の７
・弧加量ても相応の効果が期待てきるが、実質的な効果
を得るｔ：めには少くとも０．００５％を要するので、
それぞれ０００５〜０．２０％の範囲に限定１７た。
・弧加量ても相応の効果が期待てきるが、実質的な効果
を得るｔ：めには少くとも０．００５％を要するので、
それぞれ０００５〜０．２０％の範囲に限定１７た。
フェライト系ステンレス鋼の主要元素含有量と硬さの関
係は前記（１）式で定板的に表わされることを明らかに
したが、本発明ではＡ１．Ｔｉ ＸＮｂ 。
係は前記（１）式で定板的に表わされることを明らかに
したが、本発明ではＡ１．Ｔｉ ＸＮｂ 。
■を適当撤添加ずろことにより強力な固溶硬化作用を有
ｔ ７１ Ｎ 全固定し、ＡＩ、 Ｔｉ ’ｔ Ｎｂ、
Ｖ自身の固溶硬化も無視し得るレベルに保つことを可
能とした。この乙とにより＋１１式におけるＮの項およ
びＡＩ ＸＴｉ 、 Ｎｂ、 Ｖの硬化作用を無視した
下記の硬さ指数ＨｖＮで実質的な硬さと成分の関係を表
示できることがわかった。
ｔ ７１ Ｎ 全固定し、ＡＩ、 Ｔｉ ’ｔ Ｎｂ、
Ｖ自身の固溶硬化も無視し得るレベルに保つことを可
能とした。この乙とにより＋１１式におけるＮの項およ
びＡＩ ＸＴｉ 、 Ｎｂ、 Ｖの硬化作用を無視した
下記の硬さ指数ＨｖＮで実質的な硬さと成分の関係を表
示できることがわかった。
硬さ指数ＨｖＮ＝７３．３−１２．３（ＸＣｒｌ＋２２
．７（ＸＳｉ１＋０．８ （ＸＭｎ）＋３６１ （ｚｐ
） −５５，１ＫＳＩ＋ ２．９ （ＸＣｒ）＋ ２．
６ （ｚＮｉ）＋ ９．８ （ＸＣｕ）＋ ５１ （Ｘ
Ｍｏ）−４２） 本発明においては、既存の従来材と比較し、貨幣、メダ
ル、ゲーム用コインもしくは鍵等の圧印加工時の圧印圧
力が大幅に軽減できる値として（２）式の硬さ指数Ｈｖ
Ｎを１４０以下にすることが望ましい。
．７（ＸＳｉ１＋０．８ （ＸＭｎ）＋３６１ （ｚｐ
） −５５，１ＫＳＩ＋ ２．９ （ＸＣｒ）＋ ２．
６ （ｚＮｉ）＋ ９．８ （ＸＣｕ）＋ ５１ （Ｘ
Ｍｏ）−４２） 本発明においては、既存の従来材と比較し、貨幣、メダ
ル、ゲーム用コインもしくは鍵等の圧印加工時の圧印圧
力が大幅に軽減できる値として（２）式の硬さ指数Ｈｖ
Ｎを１４０以下にすることが望ましい。
上記各成分の限定要件を満し、残部はＦｅおよび不可避
的不純物より成り、更に好適には上記硬さ指数を満たす
フェライト系ステンレス鋼は、その最終の冷延焼純板の
Ｈｖ硬さで１４０以下を確保することが可能であり、従
来よりも著（７く軟質のフェライト系ステンレス鋼を得
ることができた。
的不純物より成り、更に好適には上記硬さ指数を満たす
フェライト系ステンレス鋼は、その最終の冷延焼純板の
Ｈｖ硬さで１４０以下を確保することが可能であり、従
来よりも著（７く軟質のフェライト系ステンレス鋼を得
ることができた。
本発明では最終の冷延後の焼鈍条件は特に規制（７ない
が、ＡＩのみの添加材の場合、焼Ｍ ＞７４度が約９０
０℃以上になるとＡｌＮの再固溶が生じ固溶窒素が増し
硬度上昇を生起させるため９００℃未満の焼鈍が望まし
い。
が、ＡＩのみの添加材の場合、焼Ｍ ＞７４度が約９０
０℃以上になるとＡｌＮの再固溶が生じ固溶窒素が増し
硬度上昇を生起させるため９００℃未満の焼鈍が望まし
い。
第１表に示す如きＡ−３の１９種の本発明によるフェラ
イト系ステンレス鋼および比較鋼として５ＵＳ４３０お
よびイタリアコイン用フェライト系ステンレス鋼と同質
ステンレス鋼および低炭素、低窒素であるが、Ｔ１また
はＮｂがそれぞれ０．３６％、０．５０％と本発明によ
る限定量よりも過度にＴｉＸＮｂを含む７エライト系ス
テンレス鋼の比較鋼Ｔ、Ｕをいずれも同様に高周波真空
溶解炉で溶製し、それぞれ３０ｋｇの鋼塊とした。
イト系ステンレス鋼および比較鋼として５ＵＳ４３０お
よびイタリアコイン用フェライト系ステンレス鋼と同質
ステンレス鋼および低炭素、低窒素であるが、Ｔ１また
はＮｂがそれぞれ０．３６％、０．５０％と本発明によ
る限定量よりも過度にＴｉＸＮｂを含む７エライト系ス
テンレス鋼の比較鋼Ｔ、Ｕをいずれも同様に高周波真空
溶解炉で溶製し、それぞれ３０ｋｇの鋼塊とした。
これらの鋼塊をいずれも同一条件で１２５０℃に加熱後
熱間圧延を行い３鴎厚の熱延板とした。
熱間圧延を行い３鴎厚の熱延板とした。
その際の熱間圧延仕上温度は８３０℃であったっこの熱
延板を公知の方法により焼なまし、冷間圧延、仕上焼な
ましを行い１．２ｍｍ厚の冷延焼ｔｉｅ ５％板を得た
。
延板を公知の方法により焼なまし、冷間圧延、仕上焼な
ましを行い１．２ｍｍ厚の冷延焼ｔｉｅ ５％板を得た
。
−ａにコイン材としては１２〜２．７ｍｍ厚の材料が使
用されるが、上記各工程処理を経ても本発明鋼および比
較鋼はいずれもリジングに伴う表面性状の劣化は見られ
ず、その後のテス）・コインの試作に当ってもなんらの
１−ラブルが発生しなかった。
用されるが、上記各工程処理を経ても本発明鋼および比
較鋼はいずれもリジングに伴う表面性状の劣化は見られ
ず、その後のテス）・コインの試作に当ってもなんらの
１−ラブルが発生しなかった。
従ってリジングに関して特別な条件で工程処理する必要
がないことが判明しｔ：。
がないことが判明しｔ：。
これらの各供試材についてＨｖ硬さ、降伏応力、引張強
さおよび伸びの機械的性質を測定し、第１表に同時に示
した。第１表より明らかな如く、本発明鋼はＨｖ硬さは
１０３〜１３８の範囲であり、比較鋼５ｔＪＳ ４３０
の１５７、イタリアコイン用ステンレス鋼の１６３より
も著しく軟質となってし１ろことがわかる。比較鋼の硬
さが（２）式による硬さ指数と大きく異なる理由はこれ
らの鋼では固溶Ｎおよび固溶Ｔｉ、Ｎｂが硬さに寄与し
ているためと考えられる。
さおよび伸びの機械的性質を測定し、第１表に同時に示
した。第１表より明らかな如く、本発明鋼はＨｖ硬さは
１０３〜１３８の範囲であり、比較鋼５ｔＪＳ ４３０
の１５７、イタリアコイン用ステンレス鋼の１６３より
も著しく軟質となってし１ろことがわかる。比較鋼の硬
さが（２）式による硬さ指数と大きく異なる理由はこれ
らの鋼では固溶Ｎおよび固溶Ｔｉ、Ｎｂが硬さに寄与し
ているためと考えられる。
次に本発明のうちＣｒ含有３１１２．５％クラスおよび
１７５％クラスの異なるＣｒレベルの代表鋼として供試
材Ｂ、、ＪおよびＦ、Ｌを取り挙げて、従来からコイン
用素材として広く使用されている白銅、黄銅、アルミニ
ウム、ニッケルを比較材として耐食性、耐摩耗性、コイ
ニング性の比較試験を行った。耐食性は上９己の人工汗
中の孔食電位によって評価した。なお、本発明鋼Ｆおよ
び比較材臼銅の耐食試験の人工汗溶液中のアノード分極
曲線をそれぞれ第４図、第５図に示しｔ：。
１７５％クラスの異なるＣｒレベルの代表鋼として供試
材Ｂ、、ＪおよびＦ、Ｌを取り挙げて、従来からコイン
用素材として広く使用されている白銅、黄銅、アルミニ
ウム、ニッケルを比較材として耐食性、耐摩耗性、コイ
ニング性の比較試験を行った。耐食性は上９己の人工汗
中の孔食電位によって評価した。なお、本発明鋼Ｆおよ
び比較材臼銅の耐食試験の人工汗溶液中のアノード分極
曲線をそれぞれ第４図、第５図に示しｔ：。
また、耐摩耗試験は大越式耐摩耗試験機を用い、荷重３
．２ｋｇ、摩耗距ｇｉ６６．６ ｍ、 摩耗速度０、５
１ ｍ／ｓｅ ｃの条件で比摩耗量を測定した。
．２ｋｇ、摩耗距ｇｉ６６．６ ｍ、 摩耗速度０、５
１ ｍ／ｓｅ ｃの条件で比摩耗量を測定した。
更にコイニング時の圧印力測定のために、本発明による
供試材Ｂ、Ｆ、Ｊ、Ｉ−および各比較材から２５ｍｍφ
のブランクを打抜き、これを圧線による耳付は後、ダイ
ス材質、ＩＩＳ Ｇ４４０４による５ＫＤ１１を使用
し圧印深さ２５０μｍの条件でコインを作成し、周辺の
ぼりの発生、模様の彫りの状況から最適圧印力を測定し
た。
供試材Ｂ、Ｆ、Ｊ、Ｉ−および各比較材から２５ｍｍφ
のブランクを打抜き、これを圧線による耳付は後、ダイ
ス材質、ＩＩＳ Ｇ４４０４による５ＫＤ１１を使用
し圧印深さ２５０μｍの条件でコインを作成し、周辺の
ぼりの発生、模様の彫りの状況から最適圧印力を測定し
た。
なお、比較材として使用した白銅は７５％Ｃｕ−２５％
Ｎｉ合金であり、黄銅は７０％Ｃｕ −３０％Ｚｎ合金
である。これら本発明鋼および比較材による耐食性、耐
摩耗性、最適圧印力によるコイニング性の比較試験Ｃよ
第２表に示すとおりである。
Ｎｉ合金であり、黄銅は７０％Ｃｕ −３０％Ｚｎ合金
である。これら本発明鋼および比較材による耐食性、耐
摩耗性、最適圧印力によるコイニング性の比較試験Ｃよ
第２表に示すとおりである。
第 ２ 表
、第２表より明らかな如く、本発明によるフェライト系
ステンレス鋼供試材Ｂ、ＦＸＪ、Ｌは他の比較材に比し
次の如きすぐれた特性を有している。
ステンレス鋼供試材Ｂ、ＦＸＪ、Ｌは他の比較材に比し
次の如きすぐれた特性を有している。
すなわち、
（イ）耐食性に関しては、本発明鋼は他の非鉄コイン材
料の白銅、黄銅、アルミニウム、ニッケルよりはるかに
すぐれ、５ＵＳ４３０、イタリアコイン用ステンレス鍔
とほぼ同等である。
料の白銅、黄銅、アルミニウム、ニッケルよりはるかに
すぐれ、５ＵＳ４３０、イタリアコイン用ステンレス鍔
とほぼ同等である。
（ロ）耐摩耗性についても、本発明鋼は非鉄コイン材料
の比較材およびイタリアコイン用ステンレユ鋼よりすぐ
れ、５Ｕｓ４３ｏとほぼ同等である。
の比較材およびイタリアコイン用ステンレユ鋼よりすぐ
れ、５Ｕｓ４３ｏとほぼ同等である。
（ハ）コイン材等の冷間プレスによろ圧印加工に最も重
要な特性である最適圧印力に関しては、本発明鋼は耳付
は後焼鈍を施さなくとも３０３４３０、イタリアコイン
用ステンしス鋼等の他のフェライト系ステンレス鋼に比
し著しく低い値を示し、他の非鉄コイン材料の比較材に
比しても黄銅、ニッケルよりすぐれ、白銅、アルミニウ
ムの域に迫る低値にて、コイン用等の冷間てプレス成形
されろ用途に最適の材料であることを示している。これ
は第１表にて明らかにした本発明鋼の極軟質に、よる結
果である。
要な特性である最適圧印力に関しては、本発明鋼は耳付
は後焼鈍を施さなくとも３０３４３０、イタリアコイン
用ステンしス鋼等の他のフェライト系ステンレス鋼に比
し著しく低い値を示し、他の非鉄コイン材料の比較材に
比しても黄銅、ニッケルよりすぐれ、白銅、アルミニウ
ムの域に迫る低値にて、コイン用等の冷間てプレス成形
されろ用途に最適の材料であることを示している。これ
は第１表にて明らかにした本発明鋼の極軟質に、よる結
果である。
本発明によるフェライト系ステンレス鋼は適正な成分組
成を有し、特に極軟質および高耐食性とする本発明の目
的からＳｉ 、 Ｐ、 Ｃｕ、 Ｍｏ、 Ｎを低減する
と同時に、ｋｌをｏ、ｏｏｓ〜０．２０％とし、更に０
００５〜０２０％のＴｉ、Ｎｂ、Ｖを１種以上添加する
ことにより、ＮをＡｌＮまたはＴｉＮ、ＮｂＮ、ＶＮと
して固定し、その固溶硬化作用を無害化し、併せてＳｉ
不足による脱酸作用の不足を補う組成としたので次の如
き効果を挙げることができた。
成を有し、特に極軟質および高耐食性とする本発明の目
的からＳｉ 、 Ｐ、 Ｃｕ、 Ｍｏ、 Ｎを低減する
と同時に、ｋｌをｏ、ｏｏｓ〜０．２０％とし、更に０
００５〜０２０％のＴｉ、Ｎｂ、Ｖを１種以上添加する
ことにより、ＮをＡｌＮまたはＴｉＮ、ＮｂＮ、ＶＮと
して固定し、その固溶硬化作用を無害化し、併せてＳｉ
不足による脱酸作用の不足を補う組成としたので次の如
き効果を挙げることができた。
（イ）硬さは極めて軟質であって、ＨｖｌＯＯ〜１４０
を示し、その結果最適圧印力は極めて低い。
を示し、その結果最適圧印力は極めて低い。
（ロ）耐食性、耐摩耗性についても、他の非鉄コイン材
料より著しくすぐれている。
料より著しくすぐれている。
（ハ）／？ｉ延祠の表面性状がすぐれている。
（ニ）製造コストが割安である。
（ホ）コイン材としてもイタリアコイン用フェライト系
ステンレス鋼よりすべての点ですぐれた最適材料である
。
ステンレス鋼よりすべての点ですぐれた最適材料である
。
第１図はフェライト系ステンレス鋼を使用するイタリア
１００リラ貨幣の表面および裏面形状の測定図、第２図
は７５％Ｃｕ−２５％Ｎｉの白銅を使用する日本の１０
０円貨幣の表面および裏面形状の測定図、第３図は人工
汗溶液中の孔食電位と炭素含有量との関係を示す線図、
第４図は本発明鋼の実施例である供試材Ｆの耐食試験の
人工汗溶液中のアノード分極曲線図、第５図は比較材白
銅の第４図と同様の人工汗溶液中のアノード分極曲線図
である。
１００リラ貨幣の表面および裏面形状の測定図、第２図
は７５％Ｃｕ−２５％Ｎｉの白銅を使用する日本の１０
０円貨幣の表面および裏面形状の測定図、第３図は人工
汗溶液中の孔食電位と炭素含有量との関係を示す線図、
第４図は本発明鋼の実施例である供試材Ｆの耐食試験の
人工汗溶液中のアノード分極曲線図、第５図は比較材白
銅の第４図と同様の人工汗溶液中のアノード分極曲線図
である。
Claims (2)
- （１）重量比にてＣ：０．０３％未満 Ｓｉ：０．３０％以下 Ｍｎ：１．５％以下 Ｐ：０．０４％以下 Ｓ：０．１５％以下 Ｎｉ：１．０％以下 Ｃｕ：０．５０％以下 Ｍｏ：０．６０％以下 Ｃｒ：１１．５〜２０％ Ｎ：０．０３％以下 Ａｌ：０．００５〜０．２０％ を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物より成り、
硬度がビッカース硬度スケールで１４０以下であり圧印
加工性に優れたことを特徴とする極軟質フェライト系ス
テンレス鋼。 - （２）重量比にてＣ：０．０３％未満 Ｓｉ：０．３０％以下 Ｍｎ：１．５％以下 Ｐ：０．０４％以下 Ｓ：０．１５％以下 Ｎｉ：１．０％以下 Ｃｕ：０．５０％以下 Ｍｏ：０．６０％以下 Ｃｒ：１１．５〜２０％ Ｎ：０．０３％以下 Ａｌ：０．００５〜０．２０％ を含有し、更にＴｉ：０．００５〜０．２０％、Ｎｂ：
０．００５〜０．２０％、Ｖ：０．００５〜０．２０％
の中から選ばれた１種以上を含み残部はＦｅおよび不可
避的不純物より成り、硬度がビッカース硬度スケールで
１４０以下であり圧印加工性に優れたことを特徴とする
極軟質フェライト系ステンレス鋼。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3102085 | 1985-02-19 | ||
| JP60-31020 | 1985-02-19 | ||
| JP60-77876 | 1985-04-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6230852A true JPS6230852A (ja) | 1987-02-09 |
Family
ID=12319836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61033480A Pending JPS6230852A (ja) | 1985-02-19 | 1986-02-18 | 極軟質フエライト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6230852A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010514928A (ja) * | 2006-12-28 | 2010-05-06 | ポスコ | 耐食性及び張出成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼及びその製造方法 |
| JP2018154858A (ja) * | 2017-03-15 | 2018-10-04 | 日新製鋼株式会社 | Ｔｉ含有フェライト系ステンレス鋼熱延鋼帯および鋼帯の製造方法 |
-
1986
- 1986-02-18 JP JP61033480A patent/JPS6230852A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010514928A (ja) * | 2006-12-28 | 2010-05-06 | ポスコ | 耐食性及び張出成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼及びその製造方法 |
| JP2018154858A (ja) * | 2017-03-15 | 2018-10-04 | 日新製鋼株式会社 | Ｔｉ含有フェライト系ステンレス鋼熱延鋼帯および鋼帯の製造方法 |
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