JPH02310339A - 強度、バネ特性及び成形性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼 - Google Patents
強度、バネ特性及び成形性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼Info
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- JPH02310339A JPH02310339A JP12889289A JP12889289A JPH02310339A JP H02310339 A JPH02310339 A JP H02310339A JP 12889289 A JP12889289 A JP 12889289A JP 12889289 A JP12889289 A JP 12889289A JP H02310339 A JPH02310339 A JP H02310339A
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- Heat Treatment Of 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、強度、バネ特性及び成形性に優れたマルテン
サイト系ステンレス鋼に関するものである。
サイト系ステンレス鋼に関するものである。
〈従来の技術〉
強度、バネ特性に優れた代表的なものに５ＵＳ３０１や
析出効果型ステンレス鋼の１７−４ＰＨや１７−７ Ｐ
Ｈなどがあるが、最近自動車エンジンや化学プラントの
ガスケット材として高強度、バネ性に優れたうえに、さ
らにこれらの複雑なプレス成形加工に耐える成形性の良
い材料の出現が望まれている。しかし５ＵＳ３０１のハ
ード材や１７−７ＰＨを冷間加工後時効処理（ＣＨ処理
）したものでは伸びが低く加工性が著しく劣り、一方１
７−４ＰＨや１７−７ＰＨ（ＣＨ処理以外）では逆に強
度に劣るという問題があった。
析出効果型ステンレス鋼の１７−４ＰＨや１７−７ Ｐ
Ｈなどがあるが、最近自動車エンジンや化学プラントの
ガスケット材として高強度、バネ性に優れたうえに、さ
らにこれらの複雑なプレス成形加工に耐える成形性の良
い材料の出現が望まれている。しかし５ＵＳ３０１のハ
ード材や１７−７ＰＨを冷間加工後時効処理（ＣＨ処理
）したものでは伸びが低く加工性が著しく劣り、一方１
７−４ＰＨや１７−７ＰＨ（ＣＨ処理以外）では逆に強
度に劣るという問題があった。
そこで、従来、その強度、加工性を改善しようとする試
みがなされており、例えば特開昭５９−２２２５５８号
公報に見られるように、オーステナイト生成元素とフェ
ライト生成元素をバランスよく調整し、さらにＣｕを添
加することにより時効後の強度を改善したものがあるが
、最近さらに素材に対する強度の要求が厳しくなってき
ており、強度。
みがなされており、例えば特開昭５９−２２２５５８号
公報に見られるように、オーステナイト生成元素とフェ
ライト生成元素をバランスよく調整し、さらにＣｕを添
加することにより時効後の強度を改善したものがあるが
、最近さらに素材に対する強度の要求が厳しくなってき
ており、強度。
加工性とも不十分である。しかもこれらの従来鋼は加工
を行うのが溶体化後時効前に限られていたため、加工メ
ーカーでは時効処理設備が必要であり、設備、製造方法
の簡素化、省略化を実現できる素材が求められていた。
を行うのが溶体化後時効前に限られていたため、加工メ
ーカーでは時効処理設備が必要であり、設備、製造方法
の簡素化、省略化を実現できる素材が求められていた。
〈発明が解決しようとする課題〉
これらの情勢に鑑み、本発明の目的は強度、バネ特性に
優れると共に、溶体化後又は時効後のいずれの場合でも
伸びは高く成形性にも優れたステンレス鋼を提供するも
のである。
優れると共に、溶体化後又は時効後のいずれの場合でも
伸びは高く成形性にも優れたステンレス鋼を提供するも
のである。
く課題を解決するための手段〉
すなわち本発明は、重量％にて、Ｃｒ ： １０〜１９
％。
％。
Ｎｉ ： ５．５〜１０％、Ｓｉ：０．４％以下、 Ｍ
ｎ： ２．０％以下、Ａ７：１．１０〜２．００％、Ｔ
ｉ：０．５〜２．０％、Ｃ：０．０３％以下、Ｎ：０．
０４％以下を含をし、さらに必要に応じて、Ｎｂ：
１．０％以下、 Ｚｒ： ２．５％以下。
ｎ： ２．０％以下、Ａ７：１．１０〜２．００％、Ｔ
ｉ：０．５〜２．０％、Ｃ：０．０３％以下、Ｎ：０．
０４％以下を含をし、さらに必要に応じて、Ｎｂ：
１．０％以下、 Ｚｒ： ２．５％以下。
Ｖ：１．Ｑ％以下、 Ｃｕ： ０．７％以下、 Ｍｏ：
３．０％以下のうち１種以上を含有し、かつＣｒ＋２
Ｎｉ＋Ｍｎ＋、＋Ｖ＋Ｍｏ：３５％以下、 ２ Ｎｉ
＋Ｍｎ ： １１％以上、Ｃｒ＋Ａｌ＋Ｍｏ ： １
１．１０％以上を満足し、残部がＦｅ及び不可避的不純
物からなることを特徴とする強度、バネ特性及び成形性
に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼である。
３．０％以下のうち１種以上を含有し、かつＣｒ＋２
Ｎｉ＋Ｍｎ＋、＋Ｖ＋Ｍｏ：３５％以下、 ２ Ｎｉ
＋Ｍｎ ： １１％以上、Ｃｒ＋Ａｌ＋Ｍｏ ： １
１．１０％以上を満足し、残部がＦｅ及び不可避的不純
物からなることを特徴とする強度、バネ特性及び成形性
に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼である。
〈作 用〉
本発明者らは小型鋼塊を用いて機械的性質について検討
した結果、ｆｉＪ、 Ｔｉ、 Ｎｉの積極的複合添加に
より、従来鋼よりも優れた強度が得られ、またＣ、Ｎの
低減を行うと共に特に５ｉｌｌを限定することにより著
しく加工性が改善されることを見出した。
した結果、ｆｉＪ、 Ｔｉ、 Ｎｉの積極的複合添加に
より、従来鋼よりも優れた強度が得られ、またＣ、Ｎの
低減を行うと共に特に５ｉｌｌを限定することにより著
しく加工性が改善されることを見出した。
従来鋼は加工性が悪かったため溶体化処理後に成形加工
を行い、その後で時効処理を行わなくてはならなかった
が、本発明鋼では時効後の加工性にも優れるため、時効
後に加工を行うことができる。従って加工メーカーでの
時効処理工程を省略することができ、熱処理設備が不要
となり、広〈産業上の利用が可能となる。
を行い、その後で時効処理を行わなくてはならなかった
が、本発明鋼では時効後の加工性にも優れるため、時効
後に加工を行うことができる。従って加工メーカーでの
時効処理工程を省略することができ、熱処理設備が不要
となり、広〈産業上の利用が可能となる。
またさらに本発明者らは、Ｎ ｒ ＋ Ｃｒ ＋ Ｍ
ｎ ｒ （Ｍ ｏ ）をＣｒ＋ ２ＮＺ−Ｍｎ＋ （
Ｍｏ）≦３５の式によって制限することにより残留オー
ステナイトを抑え、さらに優れたバネ特性が得られるこ
とを見出した。
ｎ ｒ （Ｍ ｏ ）をＣｒ＋ ２ＮＺ−Ｍｎ＋ （
Ｍｏ）≦３５の式によって制限することにより残留オー
ステナイトを抑え、さらに優れたバネ特性が得られるこ
とを見出した。
またさらに、Ｎｂ、 Ｚｒ、 Ｖ、 Ｃｕ及びＭｏの
うち１種以上を添加することにより一層の強度及び延性
が得られることがわかった。
うち１種以上を添加することにより一層の強度及び延性
が得られることがわかった。
本発明は、これらの知見に基づき構成された析出硬化型
ステンレス鋼であって、以下にその化学成分の限定理由
について述べる。
ステンレス鋼であって、以下にその化学成分の限定理由
について述べる。
Ｃ，ＮＦＣ，Ｎはそれぞれ０．０３重量％（以下％で示
す） 、 ０．０４％を超えると成形加工性が悪くなる
ので、その上限をそれぞれ０．０３％、 ０．０４％に
限定する。
す） 、 ０．０４％を超えると成形加工性が悪くなる
ので、その上限をそれぞれ０．０３％、 ０．０４％に
限定する。
Ｓｉ ： Ｓｉを０．４％以下に限定することにより溶
体化処理材又は溶体化後時効処理材のいずれにおいても
加工性（伸び）が著しく改善され、かつそれらの両者の
差異がほとんどなくなる。従ってＳｉの上限を０．４％
に限定する。しかし、ＳｉＩはいくら低くても本願の主
旨を損なうものではないので、その下限については限定
しない。
体化処理材又は溶体化後時効処理材のいずれにおいても
加工性（伸び）が著しく改善され、かつそれらの両者の
差異がほとんどなくなる。従ってＳｉの上限を０．４％
に限定する。しかし、ＳｉＩはいくら低くても本願の主
旨を損なうものではないので、その下限については限定
しない。
Ｍｎ：２．０％を超えると残留オーステナイトが増加し
強度が小さくなるので、その上限を２．０％に限定する
。
強度が小さくなるので、その上限を２．０％に限定する
。
ＮＬ Ａｊ＋ ＴＩ ’第１図、第２図に示すようにＮ
ｉ。
ｉ。
Ａ７． Ｔｉはそれぞれ５．５％以上、 １．１０％以
上、０．４％以上の複合添加により優れた強度が得られ
る。
上、０．４％以上の複合添加により優れた強度が得られ
る。
そこでそれぞれの下限をＮ１５．５％以上、Ａ１：１．
１０％以上、Ｔｉ：０．４％以上に限定する。しかしＮ
ｉは１０％を超えると残留オーステナイトが増え軟化す
るので、その上限を１０％以下にする。また逆にＡＬＴ
ｉは両者とも２．０％を超えると伸びが低くなり成形性
が悪（なるのでその上限を２．０％以下に限定する。
１０％以上、Ｔｉ：０．４％以上に限定する。しかしＮ
ｉは１０％を超えると残留オーステナイトが増え軟化す
るので、その上限を１０％以下にする。また逆にＡＬＴ
ｉは両者とも２．０％を超えると伸びが低くなり成形性
が悪（なるのでその上限を２．０％以下に限定する。
Ｃｒ ： １０％未満では耐食性が著しく劣るので、下
限を１０％以上に限定する。しかしＣｒが１９％を超え
ると残留オーステナイトが増え強度が低下するため、そ
の上限を１９％以下に限定する。
限を１０％以上に限定する。しかしＣｒが１９％を超え
ると残留オーステナイトが増え強度が低下するため、そ
の上限を１９％以下に限定する。
Ｎｂ： １．０％を超えると６フエライトが増加し、
ＦｅｚＮｂ等の金属間化合物の出現により熱間加工性が
悪くなるので、その上限を１．０％以下に限定する。
ＦｅｚＮｂ等の金属間化合物の出現により熱間加工性が
悪くなるので、その上限を１．０％以下に限定する。
Ｚｒ：２．５％を超えると成形性が悪くなるためその上
限を２．５％以下に限定する。
限を２．５％以下に限定する。
Ｖ：１．Ｑ％を超えると成形加工性が悪（なるためその
上限を１．０％以下に限定する。
上限を１．０％以下に限定する。
Ｃｕ：０．７％を超えると熱間加工性及び時効処理材の
伸びが悪くなるのでその上限を０．７％以下に限定する
。
伸びが悪くなるのでその上限を０．７％以下に限定する
。
Ｍｏ：３．０％を超えると熱間加工性が悪くなるのでそ
の上限を３６０％以下に限定する。
の上限を３６０％以下に限定する。
さらにまた本発明鋼は、第３図に示すようにＮＩ。
Ｍｎ量が２ＸＮｉ＋Ｍｎのかたちで１１％未満だと強度
が低いのでその下限を１１％とする。
が低いのでその下限を１１％とする。
しかしＮｉ、 Ｍｎの添加量が多すぎると、残留オース
テナイトが析出しバネ疲労限が低下することを見出した
。その結果Ｃｒ＋２Ｎｉ＋Ｍｎ＋Ａｆｆｉ＋ （Ｍｏ）
のかたちで３５％以下に制限される。また、Ｃｒ、 ｋ
ｌ。
テナイトが析出しバネ疲労限が低下することを見出した
。その結果Ｃｒ＋２Ｎｉ＋Ｍｎ＋Ａｆｆｉ＋ （Ｍｏ）
のかたちで３５％以下に制限される。また、Ｃｒ、 ｋ
ｌ。
（Ｍｏ）量はＣｒ＋Ａｊ＋ （Ｍｏ）のかたちで１１．
１０％未満だと耐食性に劣るので、その下限を１１．１
０％以上に限定する。
１０％未満だと耐食性に劣るので、その下限を１１．１
０％以上に限定する。
上記成分のステンレス鋼は、７５０−１０００°Ｃで溶
体化を行い、さらに４２５〜５００°Ｃで時効を行うこ
とにより優れた強度、バネ特性及び成形性が得られる。
体化を行い、さらに４２５〜５００°Ｃで時効を行うこ
とにより優れた強度、バネ特性及び成形性が得られる。
成形加工は成形性の良い溶体化後または時効後に行うの
が望ましい。
が望ましい。
〈実施例〉
以下実施例について述べる。第１表のＮα１〜１９に示
す成分の真空高周波溶解（５０ｋｇ小型鋼塊）を用いて
、７５０°Ｃ以上で３．０ｍ厚まで熱間圧延を行い、引
き続き１回法で圧延して０．３ｍ厚の冷延板とした。７
５０〜１０００℃で溶体化処理を行い、さらに４７５’
Ｃ，４時間の時効処理を行った。なお、比較ｍ阻２４は
市販されている０、３５ｍ厚の５ＵＳ３０１ハード材で
ある。
す成分の真空高周波溶解（５０ｋｇ小型鋼塊）を用いて
、７５０°Ｃ以上で３．０ｍ厚まで熱間圧延を行い、引
き続き１回法で圧延して０．３ｍ厚の冷延板とした。７
５０〜１０００℃で溶体化処理を行い、さらに４７５’
Ｃ，４時間の時効処理を行った。なお、比較ｍ阻２４は
市販されている０、３５ｍ厚の５ＵＳ３０１ハード材で
ある。
第２表に時効前後の機械的性質を示す、加工性は伸びに
より評価した０強度は硬度測定により、またバネ特性は
バネ限界値により評価した。
より評価した０強度は硬度測定により、またバネ特性は
バネ限界値により評価した。
本発明鋼１〜１５は溶体化処理後の加工性に優れ、また
溶体化後時効処理を施しても強度のみ増加し、伸びはほ
とんど変化せず、時効後においても伸び５％以上を示し
、加工性に優れている。
溶体化後時効処理を施しても強度のみ増加し、伸びはほ
とんど変化せず、時効後においても伸び５％以上を示し
、加工性に優れている。
これに比べ比較例１６．１７．２１は加工性には優れる
ものの、強度、バネ特性に劣り、バネ材として適さない
、また比較鋼１８〜２０．２２〜２４は、強度。
ものの、強度、バネ特性に劣り、バネ材として適さない
、また比較鋼１８〜２０．２２〜２４は、強度。
バネ特性には優れているが、加工性に劣る。
〈発明の効果〉
本発明により高強度でバネ特性に優れ、かつ成形性のよ
い材料を安価に提供することが可能になり、さらに加工
メーカーでは時効設備が不要なので、バネ材、ガスケッ
ト材などとして広〈産業上利用されることが可能となっ
た。
い材料を安価に提供することが可能になり、さらに加工
メーカーでは時効設備が不要なので、バネ材、ガスケッ
ト材などとして広〈産業上利用されることが可能となっ
た。
第１図はＮｉ及びＴｉ含有量と硬度との関係を示すグラ
フ、第２図はＭ及びＴｉ含有量と硬度との関係を示すグ
ラフ、第３図はＣｒ、 ＡＺ、 Ｍｏ、 Ｎｉ、 Ｍｎ
含有量とバネ限界等との関係を示すグラフである。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 Ｎｉ （重量％） ＡＩ（重量％）
フ、第２図はＭ及びＴｉ含有量と硬度との関係を示すグ
ラフ、第３図はＣｒ、 ＡＺ、 Ｍｏ、 Ｎｉ、 Ｍｎ
含有量とバネ限界等との関係を示すグラフである。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 Ｎｉ （重量％） ＡＩ（重量％）
Claims (2)
- （１）重量％にて、 Ｃｒ：１０〜１９％、 Ｎｉ：５．５〜１０％。 Ｓｉ：０．４％以下、 Ｍｎ：２．０％以下、 Ｎ：１．１０〜２．００％、 Ｔｉ：０．５〜２．０％、 Ｃ：０．０３％以下、 Ｎ：０．０４％以下 を含有し、かつ Ｃｒ＋２Ｎｉ＋Ｍｎ＋Ａｌ：３５％以下、 ２Ｎｉ＋Ｍｎ：１１％以上、 Ｃｒ＋Ａｌ：１１．１０％以上 を満足し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなること
を特徴とする強度、バネ特性及び成形性に優れたマルテ
ンサイト系ステンレス鋼。 - （２）重量％にて、 Ｃｒ：１０〜１９％、 Ｎｉ：５．５〜１０％、 Ｓｉ：０．４％以下、 Ｍｎ：２．０％以下、 Ｎ：１．１０〜２．００％、 Ｔｉ：０．５〜２．０％、 Ｃ：０．０３％以下、 Ｎ：０．０４％以下 を含有し、さらに Ｎｂ：１．０％以下、 Ｚｒ：２．５％以下、 Ｖ：１．０％以下、 Ｃｕ：０．７％以下、 Ｍｏ：３．０％以下 のうち１種以上を含有し、かつ Ｃｒ＋２Ｎｉ＋Ｍｎ＋Ａｌ＋Ｍｏ：３５％以下、 ２Ｎｉ＋Ｍｎ：１１％以上、 Ｃｒ＋Ａｌ＋Ｍｏ：１１．１０％以上 を満足し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなること
を特徴とする強度、バネ特性及び成形性に優れたマルテ
ンサイト系ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12889289A JPH02310339A (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 強度、バネ特性及び成形性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12889289A JPH02310339A (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 強度、バネ特性及び成形性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02310339A true JPH02310339A (ja) | 1990-12-26 |
Family
ID=14995930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12889289A Pending JPH02310339A (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 強度、バネ特性及び成形性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02310339A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1989
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