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JP3458955B2 - Ferritic stainless steel with excellent cold workability, corrosion resistance, machinability and weldability - Google Patents

Ferritic stainless steel with excellent cold workability, corrosion resistance, machinability and weldability

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Publication number
JP3458955B2
JP3458955B2 JP2000313378A JP2000313378A JP3458955B2 JP 3458955 B2 JP3458955 B2 JP 3458955B2 JP 2000313378 A JP2000313378 A JP 2000313378A JP 2000313378 A JP2000313378 A JP 2000313378A JP 3458955 B2 JP3458955 B2 JP 3458955B2
Authority
JP
Japan
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corrosion resistance
cold workability
machinability
weldability
less
Prior art date
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JP2000313378A
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Inventor
英樹 中川
博史 横田
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Aichi Steel Corp
Original Assignee
Aichi Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Aichi Steel Corp filed Critical Aichi Steel Corp
Priority to JP2000313378A priority Critical patent/JP3458955B2/en
Publication of JP2002121653A publication Critical patent/JP2002121653A/en
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  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、各種ボル
ト類、各種センサーなどの継手類、および家電用部品
類、機械用部品類など、その製造時において冷間加工性
が要求され、また、製造工程によって切削性および溶接
性が要求され、かつ使用時において耐食性が要求される
各種部品類の素材として用いられるフェライト系ステン
レス鋼に関わる。 【0002】 【従来の技術】従来、上述した各種部品類の素材には、
SUS304に代表されるオーステナイト系ステンレス
鋼が用いられている。SUS304は優れた耐食性を有
するものの、加工硬化が著しく、冷間加工性が悪い。そ
のため、ほとんどが切削加工により部品加工されてい
る。 【0003】また、切削性を改善したオーステナイト系
ステンレス鋼SUS303が用いられる場合もあるが、
耐食性が悪いため、限られた用途にしか適用されていな
い。切削加工のみによる部品加工は、削り代が大きく、
歩留りを著しく低下させ、部品コストが割高になってし
まう。また、歩留りの低下は、資源の有効活用の面から
も出来る限り回避されるべきである。このような状況か
ら、比較的冷間加工性に優れたSUS430に代表され
るフェライト系ステンレス鋼が、上述した各種部品類の
素材に用いられるようになっている。 【0004】しかしながら、SUS430などでは、冷
間加工性が十分とは言い難い。具体的には、冷間加工時
の変形抵抗が高いため、加工設備への負荷が高く、型寿
命などを劣化させるとともに、ニアネットシェイプの冷
間加工を困難にさせている。また、SUS430は、S
US304などに比較して耐食性が悪く、その適用が限
られている。このような課題を解決するために、特許第
2906445号および特開平03−180449に示
される発明が開示されている。 【0005】特許第2906445号は、C、Si、M
n、S、N、Oを低く抑え、かつNbを添加することに
より、冷間加工性、靭性、耐食性に優れたフェライト系
ステンレス鋼を提供するものである。また、特開平03
−180449は、C、Si、Mn、N、Oを低く抑
え、かつNbを添加し、さらに、Pb、Bi、Seを添
加することにより、冷間加工性、靭性、耐食性、被削性
に優れたフェライト系ステンレス鋼を提供するものであ
る。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】上述した各種部品類の
加工工程において、冷間加工のみで部品加工されること
はまれであり、多くの場合、冷間加工後に切削加工され
るため、その素材には切削性も求められる。さらに、加
工された部品類は、溶接により他部品と接合される場合
も多く、溶接性も求められている。すなわち、冷間加工
性、耐食性、切削性および溶接性に優れた素材が求めら
れている。具体的には、熱処理後の硬さが80HRB以
下、かつ限界加工率50%以上と冷間加工性に優れ、塩
水噴霧試験など大気環境を模した腐食試験において、S
US430より優れる十分な耐食性を示し、SUS43
0以上の切削性を有し、さらに、各種溶接法に対して、
溶接施工性に優れる素材が求められている。 【0007】上記の特許第2906445号は、冷間加
工性、靭性、耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼
に関する発明であり、溶接性と切削性については、全く
考慮されていない。また、上記の特開平03−1804
49は、冷間加工性、靭性、耐食性に加え、被削性にも
優れたフェライト系ステンレス鋼に関する発明である
が、溶接性については、全く考慮されていない。また、
この発明の場合、被削性を付与するため、PbやBiが
添加されているが、これらの低融点金属は、溶接性を害
するものである。 【0008】すなわち、従来の技術において、冷間加工
性や耐食性の向上に関しては知見が得られているもの
の、溶接性に関する検討はなされていない。本発明はこ
のような問題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果
得られたもので、冷間加工性、耐食性、切削性が良好
で、かつ溶接性に優れるフェライト系ステンレス鋼を提
供するものである。 【0009】 【課題を解決するための手段】発明者らは、溶接性に及
ぼす種々の元素の影響を調査し、次のような知見を得
た。第一に、冷間加工性を害するとして低減されるSi
を微量添加することにより、溶接性を高めることが明ら
かとなった。第二に、Nb添加とともに、冷間加工性を
害するとして低減されるCおよびNに対し、C+Nを0.
010%以上と下限を設けることにより、Nb炭窒化物の析
出量を確保して、溶接部の結晶粒の微細化および溶接熱
影響部の結晶粒の粗大化防止を図ることができることが
明らかとなった。これにより溶接部および溶接熱影響部
の靭性を確保することが可能になる。 【0010】本発明は、溶接性に関する上述の知見に加
え、冷間加工時の変形抵抗を低減させるため、Cおよび
N量を低く抑えるとともに、Nbを添加して固溶Cおよ
びN量を低減し、かつSi、Cu、Ni、Cr、Mo、
Al、Oの含有量を限定することで優れた耐食性を付与
し、Mn、Sの含有量を限定することで切削性を付与し
たものである。従って、本発明の冷間加工性、耐食性、
切削性、溶接性に優れたフェライト系ステンレス鋼は、
重量比にして、C:0.020%以下、Si:0.30超〜1.00
%、Mn:0.50超〜1.00%、P:0.040%以下、S:0.005
〜0.020%、Cu:1.0%以下、Ni:1.0%以下、Cr:1
3.0〜20.0%、Mo:0.50超〜2.00%、Al:0.020%以
下、N:0.020%以下、Nb:0.20〜0.50%、O:0.010%
以下、C+N:0.010%以上を含有し、残部がFeおよび
不可避な不純物からなるものである。 【0011】次に化学成分の限定理由について述べる。 C:0.020%以下 Cは、不可避元素ではあるが、冷間加工性、靭性および
耐食性、特に溶接熱影響部の耐食性を著しく劣化させる
元素であり、上限を0.020%とする。 Si:0.30超〜1.00% Siは、鋼の製造時に脱酸剤として必要な元素で、かつ
溶接時のアークの安定性を高め、スパッタ発生量を抑
え、さらに湯流れ性を改善する元素でもあり、さらに耐
食性にも有効な元素でもあり、その効果のためには0.30
%超の含有が必要である。しかし、含有量が多くなる
と、熱間加工性を損ない、かつ固溶強化による硬度上昇
を招いて冷間加工性を損なうため、上限を1.00%、より
好ましくは0.80%とする。 【0012】Mn:0.50超〜1.00% Mnは、鋼の製造時に脱酸剤として必要な元素で、かつ
Sとともに非金属介在物MnSを生成して切削性を高め
る元素でもあり、その効果のためには0.50%超の含有が
必要である。しかし、含有量が多くなると、耐食性およ
び冷間加工性の劣化を招き、さらに熱間加工性を損なう
ため、上限を1.00%、より好ましくは0.90%とする。 P:0.040%以下 Pは、不可避元素ではあるが、冷間加工性を著しく劣化
させる元素であり、かつ溶接割れを生じやすくさせる元
素でもあるため、上限を0.040%とする。 【0013】S:0.005〜0.020% Sは、Mnととに非金属介在物MnSを形成し、切削性
を向上させる元素であり、その効果のためには0.005%以
上の添加が必要である。しかし、含有量が多くなると、
耐食性および冷間加工性を損なうとともに、溶接割れを
生じやすくさせるため、上限を0.020%、よりこの好まし
くは0.015%とする。 Cu:1.0%以下 Cuは、耐食性および冷間加工性を向上させる元素であ
るが、含有量が多くなると、固溶強化による硬度上昇を
招いて冷間加工性を損なうため、その上限を1.0%、より
好ましくは0.60%とする。 【0014】Ni:1.0%以下 Niは、耐食性および冷間加工性を向上させる元素であ
るが、含有量が多くなると、固溶強化による硬度上昇を
招いて冷間加工性を損なうため、その上限を1.0%、より
好ましくは0.60%とする。 Cr:13.0〜20.0% Crは、耐食性を付与するために必須の元素であり、そ
の効果を引き出すためには、13.0%以上、より好ましく
は15.0%以上、さらに好ましくは17.0%以上の含有が必要
である。しかし、含有量が多くなると、冷間加工性およ
び熱間加工性を損なうため、その上限を20.0%、より好
ましくは19.0%とする。 【0015】Mo:0.50超〜2.00% Moは、耐食性を向上させる元素として知られており、
その効果を引き出すためには、0.50%超の含有が必要で
ある。しかし、含有量が多くなると、固溶強化による硬
度上昇を招いて冷間加工性を損ない、さらに材料コスト
も上昇させてしまうため、その上限を2.00%、より好ま
しくは1.00%とする。 Al:0.020%以下 Alは、鋼の製造時に脱酸剤として必要な元素である
が、酸化物を形成して、冷間加工性および耐食性を劣化
させる元素でもあり、かつ溶接時にはアークの乱れやス
パッタの発生を招く元素でもあり、その上限を0.020%と
する。 【0016】N:0.020%以下 Nは、Cと同様、不可避元素ではあるが、冷間加工性、
靭性および耐食性、特に溶接熱影響部の耐食性を著しく
劣化させる元素であり、上限を0.020%とする。 Nb:0.20〜0.50% Nbは、CおよびNと親和力の強い元素で、炭窒化物を
形成して固溶CおよびN量を低下させることにより、硬
度を低下させて冷間加工性を高め、かつ耐食性を向上さ
せる元素である。また、溶接時には、溶接部で炭窒化物
を形成し、溶接部の結晶粒を微細化させるとともに、溶
接熱影響部では、炭窒化物が結晶粒の粗大化を防止し、
溶接部および溶接熱影響部の延性、靭性を高める。その
効果のためには、0.20%以上の含有が必要である。しか
し、含有量が多くなると、逆に冷間加工性および熱間加
工性を損なうため、その上限を0.50%、より好ましくは
0.40%とする。 【0017】O:0.010%以下 Oは、鋼中において、ほとんどがアルミナに代表される
酸化物系介在物として存在し、冷間加工性および耐食性
を著しく劣化させる元素であり、かつ溶接部の延性、靭
性を損なう元素でもあるため、その上限を0.010%、より
好ましくは0.008%とする。 C+N:0.010%以上 CおよびNは、冷間加工性、耐食性を著しく劣化させる
元素であることから、各々0.020%以下であることが望ま
しいが、溶接部および溶接熱影響部の延性、靭性を確保
するためには、Nb炭窒化物の析出が必須であり、この
炭窒化物を効果的に析出させるため、C+Nの下限を0.
010%とする。 【0018】 【発明の実施の形態】本発明鋼の特徴を比較鋼および従
来鋼と比較してまとめる。表1は、これら供試材の化学
成分を示している。 【表1】表1において、A〜Jは本発明鋼の化学成分、K〜Vは
比較鋼の化学成分、SUS430、SUS304は従来
鋼である。表1の供試材について、熱処理後に、硬さ、
限界加工率、耐食性、切削性、溶接性を評価し、表2に
まとめた。 【表2】 なお、熱処理条件は、本発明鋼および比較鋼について
は、1000℃からの急冷とし、従来鋼については、J
IS規格に準拠とした。 【0019】硬さについては、ロックウェル硬度計(B
スケール)を用いて測定したものであり、限界加工率に
ついては、日本塑性加工学会冷間鍛造分科会基準、冷間
据込み性試験方法に基づいて、直径14mm、高さ21
mmのノッチ付円柱状試験片を用いて圧縮試験を行い、
割れ発生率50%の据込み率を測定したものである。耐
食性については、5%NaCl、35℃水溶液にて96
時間の塩水噴霧試験を行い、さび発生の面積率が2%以
下のものを○、2%を超えるものを×として判定したも
のである。 【0020】切削性については、10mm厚の試験片を
用いて、ドリルは材質SKH51の5φストレートドリ
ルを用い、回転数759rpm、荷重72kgとしたと
きの穿孔試験により評価した。評価に際しては、比較材
SUS430の穿孔時間を基準に、それより穿孔時間が
短いものを○、穿孔時間が長いものを×として判定した
ものである。溶接性については、アルゴンガスシールド
のもと、電流60A、電圧10V、溶接速度80cm/
minの条件で突合せのTIG溶接(溶接棒なし)を行
い、ビード外観、アーク安定性、スパッタ発生状況から
溶接施工性を評価し、溶接施工性に問題が無いものを
○、問題があるものを×として判定したものであり、ま
た、溶接部の結晶粒径をJIS法に基づいて測定し、結
晶粒度Noに換算したものである。 【0021】ここで、本発明鋼は、硬さが80HRB以
下と低く軟質であり、かつ限界加工率も54%以上と高
く冷間加工性に優れている。また、耐食性、切削性、溶
接性も良好である。一方、これに対して、比較鋼KはC
rが低く、比較鋼LはSが高く、さらに比較鋼NはC+
Nが低くなっており、溶接部の結晶粒径が粗大であり、
溶接部の延性、靭性が不十分である。比較鋼MはCが高
くなっており、硬さが高く、かつ限界加工率が低く冷間
加工性が劣っており、さらに耐食性も不十分である。ま
た、比較鋼PはNbが低くなっており、同様に冷間加工
性および耐食性が不十分であるとともに、溶接部の結晶
粒径が粗大であり、溶接部の延性、靭性が不十分であ
る。比較鋼OはMoが高くなっており、硬さが高く、か
つ限界加工率が低く冷間加工性が劣っている。 【0022】比較鋼QはAlが高くなっており、限界加
工率が低く、冷間加工性が劣っており、さらに耐食性、
切削性、溶接性も不十分である。比較鋼RはOが高くな
っており、限界加工率が低く、冷間加工性が劣ってお
り、さらに耐食性、切削性も不十分である。比較鋼Sは
Mnが低くなっており、切削性が劣っている。比較鋼T
はSiが低くなっており、溶接性が不十分である。比較
鋼Uは、Si、Mn、Sが低くなっており、冷間加工
性、耐食性は優れるものの、切削性と溶接性が劣ってい
る。比較鋼Vは、Si、Mn、Sが低く、かつ快削元素
としてPbが添加されており、冷間加工性、耐食性、切
削性は優れるものの、溶接性が劣っている。従って、本
発明は冷間加工性、耐食性、切削性、溶接性に優れるフ
ェライト系ステンレス鋼である。 【0023】以上に本発明の実施例を詳述したが、これ
は一例であり、本発明の意図を逸脱しない範囲で、冷間
加工性、耐食性、切削性および溶接性が要求される各種
部品類に適用可能である。 【0024】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、冷間加
工性、耐食性および切削性が良好で、かつ溶接性に優れ
るフェライト系ステンレス鋼を得ることができる。具体
的には、熱処理後の硬さが80HRB以下、かつ限界加
工率50%以上と冷間加工性に優れ、塩水噴霧試験など
大気環境を模した腐食試験において、SUS430より
優れる十分な耐食性を示し、SUS430以上の切削性
を有し、さらに、各種溶接法に対して、溶接施工性に優
れるフェライト系ステンレス鋼を得ることができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing joints such as various bolts and various sensors, and parts for home electric appliances and parts for machinery. The present invention relates to a ferritic stainless steel used as a material for various parts that require cold workability, require machinability and weldability depending on a manufacturing process, and require corrosion resistance during use. [0002] Conventionally, materials for the above-mentioned various parts include:
Austenitic stainless steel represented by SUS304 is used. SUS304 has excellent corrosion resistance, but has remarkable work hardening and poor cold workability. Therefore, most parts are processed by cutting. [0003] In some cases, austenitic stainless steel SUS303 having improved machinability is used.
Due to poor corrosion resistance, it is only applied to limited uses. Parts machining using only cutting processing requires a large cutting allowance,
The yield is significantly reduced, and the cost of parts is increased. In addition, yield reduction should be avoided as much as possible from the viewpoint of effective use of resources. Under such circumstances, ferritic stainless steel represented by SUS430, which is relatively excellent in cold workability, has been used as a material for the above-mentioned various components. [0004] However, it is difficult to say that SUS430 or the like has sufficient cold workability. Specifically, since the deformation resistance during cold working is high, the load on the working equipment is high, the life of the mold and the like are deteriorated, and the cold working of the near net shape is made difficult. Also, SUS430 is
Corrosion resistance is lower than that of US304, and its application is limited. In order to solve such problems, the inventions disclosed in Japanese Patent No. 2906445 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 03-180449 are disclosed. [0005] Patent No. 2906445 discloses C, Si, M
An object of the present invention is to provide a ferritic stainless steel excellent in cold workability, toughness, and corrosion resistance by suppressing n, S, N, and O and adding Nb. Also, Japanese Patent Application Laid-Open
-180449 has excellent cold workability, toughness, corrosion resistance, and machinability by suppressing C, Si, Mn, N, and O, adding Nb, and further adding Pb, Bi, and Se. To provide ferritic stainless steel. [0006] In the above-described processing steps of various parts, it is rare that parts are processed only by cold working, and in many cases, cutting is performed after cold working. The material is also required to have machinability. Further, processed parts are often joined to other parts by welding, and weldability is also required. That is, a material excellent in cold workability, corrosion resistance, machinability and weldability is required. More specifically, the hardness after heat treatment is 80 HRB or less, and the critical work ratio is 50% or more, which is excellent in cold workability.
Shows sufficient corrosion resistance superior to US430, SUS43
It has a machinability of 0 or more, and for various welding methods,
Materials with excellent welding workability are required. The above-mentioned Japanese Patent No. 2906445 is an invention relating to a ferritic stainless steel excellent in cold workability, toughness and corrosion resistance, and does not consider weldability and machinability at all. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No.
49 is an invention relating to a ferritic stainless steel excellent in machinability in addition to cold workability, toughness and corrosion resistance, but does not consider weldability at all. Also,
In the case of the present invention, Pb and Bi are added to impart machinability, but these low melting point metals impair weldability. That is, in the prior art, although knowledge has been obtained on the improvement of cold workability and corrosion resistance, no study has been made on weldability. The present invention, which has been obtained as a result of intensive studies in order to solve such problems, provides a ferritic stainless steel having good cold workability, corrosion resistance, good machinability, and excellent weldability. Things. The present inventors have investigated the effects of various elements on weldability and obtained the following findings. First, Si that is reduced as impairing cold workability
It has been clarified that the addition of a small amount of increases the weldability. Secondly, with the addition of Nb, C and N are reduced to 0.
By setting the lower limit to 010% or more, it is clear that it is possible to secure the precipitation amount of Nb carbonitride and to achieve the refinement of the crystal grains in the welded portion and the prevention of the coarsening of the crystal grains in the weld heat affected zone. became. Thereby, it becomes possible to secure the toughness of the welded portion and the weld heat affected zone. According to the present invention, in addition to the above-mentioned knowledge on weldability, in order to reduce deformation resistance during cold working, the amounts of C and N are kept low, and the amount of dissolved C and N is reduced by adding Nb. And Si, Cu, Ni, Cr, Mo,
Excellent corrosion resistance is imparted by limiting the contents of Al and O, and machinability is imparted by limiting the contents of Mn and S. Therefore, the cold workability of the present invention, corrosion resistance,
Ferritic stainless steel with excellent machinability and weldability
In terms of weight ratio, C: 0.020% or less, Si: more than 0.30 to 1.00
%, Mn: more than 0.50 to 1.00%, P: 0.040% or less, S: 0.005
0.020%, Cu: 1.0% or less, Ni: 1.0% or less, Cr: 1
3.0 to 20.0%, Mo: more than 0.50 to 2.00%, Al: 0.020% or less, N: 0.020% or less, Nb: 0.20 to 0.50%, O: 0.010%
Hereinafter, C + N contains 0.010% or more, with the balance being Fe and unavoidable impurities. Next, the reasons for limiting the chemical components will be described. C: 0.020% or less C is an unavoidable element, but is an element that significantly deteriorates cold workability, toughness, and corrosion resistance, particularly the corrosion resistance of the heat affected zone by welding. The upper limit is made 0.020%. Si: more than 0.30 to 1.00% Si is an element necessary as a deoxidizing agent in the production of steel, and is also an element that increases the stability of the arc during welding, suppresses the amount of spatter generated, and further improves the flowability of molten metal. , It is also an element effective for corrosion resistance, and its effect is 0.30
It is necessary to contain more than%. However, when the content increases, the hot workability is impaired, and the hardness increases due to solid solution strengthening, which impairs the cold workability. Therefore, the upper limit is set to 1.00%, more preferably 0.80%. Mn: more than 0.50% to 1.00% Mn is an element necessary as a deoxidizing agent in the production of steel, and is an element that forms nonmetallic inclusions MnS together with S to enhance machinability. Must contain more than 0.50%. However, when the content is increased, corrosion resistance and cold workability are deteriorated, and hot workability is further impaired. Therefore, the upper limit is set to 1.00%, more preferably 0.90%. P: 0.040% or less Although P is an unavoidable element, it is an element that significantly deteriorates cold workability and also an element that easily causes weld cracking. Therefore, the upper limit is made 0.040%. S: 0.005 to 0.020% S is an element that forms nonmetallic inclusions MnS with Mn to improve machinability, and its effect requires an addition of 0.005% or more. However, when the content increases,
The upper limit is set to 0.020%, more preferably 0.015%, in order to impair corrosion resistance and cold workability and easily cause weld cracking. Cu: 1.0% or less Cu is an element that improves corrosion resistance and cold workability. However, when the content is large, the hardness increases due to solid solution strengthening and the cold workability is impaired, so the upper limit is 1.0%. , More preferably 0.60%. Ni: 1.0% or less Ni is an element that improves corrosion resistance and cold workability. However, if the content is too large, hardness increases due to solid solution strengthening, which impairs cold workability. Is set to 1.0%, more preferably 0.60%. Cr: 13.0 to 20.0% Cr is an essential element for imparting corrosion resistance. In order to bring out its effects, it is necessary to contain 13.0% or more, more preferably 15.0% or more, and still more preferably 17.0% or more. It is. However, when the content is increased, the cold workability and the hot workability are impaired, so the upper limit is set to 20.0%, more preferably 19.0%. Mo: more than 0.50 to 2.00% Mo is known as an element for improving corrosion resistance.
In order to achieve the effect, the content needs to be more than 0.50%. However, when the content increases, the hardness increases due to solid solution strengthening, which impairs the cold workability and further increases the material cost. Therefore, the upper limit is set to 2.00%, more preferably 1.00%. Al: 0.020% or less Al is an element necessary as a deoxidizing agent in the production of steel, but it is also an element that forms an oxide to deteriorate cold workability and corrosion resistance. It is also an element that causes spattering, and its upper limit is made 0.020%. N: 0.020% or less N, like C, is an unavoidable element.
It is an element that significantly deteriorates the toughness and corrosion resistance, particularly the corrosion resistance of the weld heat affected zone. The upper limit is made 0.020%. Nb: 0.20 to 0.50% Nb is an element having a strong affinity for C and N, and forms a carbonitride to reduce the amount of dissolved C and N, thereby lowering the hardness and increasing the cold workability. And it is an element that improves corrosion resistance. In addition, during welding, carbonitride is formed in the welded portion to refine the crystal grains in the welded portion, and in the weld heat affected zone, the carbonitride prevents the crystal grains from becoming coarse,
Increases ductility and toughness of weld zone and weld heat affected zone. For that effect, the content must be 0.20% or more. However, when the content is increased, conversely, to impair cold workability and hot workability, the upper limit is 0.50%, more preferably.
0.40%. O: 0.010% or less O is an element which is present in the steel as oxide inclusions typified by alumina, and significantly deteriorates cold workability and corrosion resistance. , Since it is also an element that impairs toughness, its upper limit is made 0.010%, more preferably 0.008%. C + N: 0.010% or more C and N are elements that significantly deteriorate cold workability and corrosion resistance. Therefore, it is preferable that each of them is 0.020% or less. In order to effectively precipitate Nb carbonitride, the lower limit of C + N must be set to 0.1 in order to effectively deposit this carbonitride.
010%. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The features of the steel of the present invention are summarized in comparison with a comparative steel and a conventional steel. Table 1 shows the chemical components of these test materials. [Table 1] In Table 1, A to J are the chemical components of the steel of the present invention, K to V are the chemical components of the comparative steel, and SUS430 and SUS304 are the conventional steels. For the test materials in Table 1, hardness after heat treatment,
The critical working rate, corrosion resistance, machinability, and weldability were evaluated and summarized in Table 2. [Table 2] The heat treatment conditions were as follows: rapid cooling from 1000 ° C. for the steel of the present invention and the comparative steel;
It was based on the IS standard. Regarding the hardness, Rockwell hardness tester (B
Scale), and the critical working ratio is 14 mm in diameter and 21 mm in height based on the cold forging test method based on the standards of the Cold Forging Subcommittee of the Japan Society for Technology of Plasticity.
The compression test was performed using a notched cylindrical test piece with
The upsetting rate at a crack generation rate of 50% was measured. The corrosion resistance was 96% in 5% NaCl, 35 ° C. aqueous solution.
A salt spray test was conducted for a long time, and those having an area ratio of rust generation of 2% or less were evaluated as ○, and those exceeding 2% were evaluated as x. The machinability was evaluated by a piercing test using a 10 mm thick test piece, a 5 mm straight SKH51 drill, a rotation speed of 759 rpm and a load of 72 kg. At the time of evaluation, based on the perforation time of the comparative material SUS430, those with a shorter perforation time were judged as ○, and those with a longer perforation time were judged as x. Regarding the weldability, under the argon gas shield, current 60A, voltage 10V, welding speed 80cm /
Butt TIG welding (without welding rod) was performed under the conditions of min, and the weldability was evaluated from the bead appearance, arc stability, and spatter generation status. It was determined as ×, and the crystal grain size of the welded portion was measured based on the JIS method and converted into a crystal grain size No. The steel of the present invention has a low hardness of 80 HRB or less and is soft, and has a high critical working ratio of 54% or more and is excellent in cold workability. In addition, corrosion resistance, machinability and weldability are good. On the other hand, comparative steel K
r is low, comparative steel L has high S, and comparative steel N has C +
N is low, the grain size of the weld is coarse,
The ductility and toughness of the weld are insufficient. Comparative steel M has a high C, a high hardness, a low critical working ratio, poor cold workability, and insufficient corrosion resistance. Further, the comparative steel P has a low Nb, similarly has poor cold workability and corrosion resistance, has a coarse crystal grain size at the welded portion, and has insufficient ductility and toughness at the welded portion. . Comparative steel O has a high Mo, a high hardness, a low critical working ratio, and poor cold workability. The comparative steel Q has a high Al content, a low critical working ratio, a poor cold workability, a high corrosion resistance,
The machinability and weldability are also insufficient. Comparative steel R has high O, low critical working ratio, inferior cold workability, and insufficient corrosion resistance and machinability. Comparative steel S has a low Mn and is inferior in machinability. Comparative steel T
Has low Si, and the weldability is insufficient. Comparative steel U has low Si, Mn, and S, and is excellent in cold workability and corrosion resistance, but is inferior in machinability and weldability. Comparative steel V has low Si, Mn, and S, and Pb is added as a free-cutting element, and is excellent in cold workability, corrosion resistance, and machinability, but is inferior in weldability. Therefore, the present invention is a ferritic stainless steel excellent in cold workability, corrosion resistance, machinability, and weldability. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, these are merely examples, and various parts requiring cold workability, corrosion resistance, machinability, and weldability without departing from the intent of the present invention. Applicable to classes. As described above, according to the present invention, a ferritic stainless steel excellent in cold workability, corrosion resistance and machinability and excellent in weldability can be obtained. Specifically, the hardness after heat treatment is 80 HRB or less, and the critical work ratio is 50% or more, which is excellent in cold workability, and shows sufficient corrosion resistance superior to SUS430 in a corrosion test simulating the atmospheric environment such as a salt spray test. And SUS430 or more, and ferritic stainless steel excellent in welding workability with various welding methods can be obtained.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】重量比にして、C:0.020%以下、Si:0.
30超〜1.00%、Mn:0.50超〜1.00%、P:0.040%以下、
S:0.005〜0.020%、Cu:1.0%以下、Ni:1.0%以
下、Cr:13.0〜20.0%、Mo:0.50超〜2.00%、Al:
0.020%以下、N:0.020%以下、Nb:0.20〜0.50%、
O:0.010%以下、C+N:0.010%以上を含有し、残部が
Feおよび不可避な不純物からなる冷間加工性、耐食
性、切削性、溶接性に優れたフェライト系ステンレス
鋼。
(57) [Claims] [Claim 1] In terms of weight ratio, C: 0.020% or less, Si: 0.
Over 30 to 1.00%, Mn: over 0.50 to 1.00%, P: 0.040% or less,
S: 0.005 to 0.020%, Cu: 1.0% or less, Ni: 1.0% or less, Cr: 13.0 to 20.0%, Mo: more than 0.50 to 2.00%, Al:
0.020% or less, N: 0.020% or less, Nb: 0.20 to 0.50%,
A ferritic stainless steel containing O: 0.010% or less and C + N: 0.010% or more, with the balance being Fe and unavoidable impurities and having excellent cold workability, corrosion resistance, machinability, and weldability.
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