JP3499275B2 - 析出硬化型ステンレス鋼 - Google Patents
析出硬化型ステンレス鋼Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、優れた耐食性および
強度を有するとともに、靱性を向上させた析出硬化型ス
テンレス鋼に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】周知のように、Ｃｒを多量に添加したス
テンレス鋼は、他の鉄鋼材料に比べ耐食性が優れてお
り、腐食環境下で、広く使用されている。一般にステン
レス鋼は、マルテンサイト系を除いて、引張強度は４０
〜６０Ｋｇ／ｍｍ2 程度であり、比較的強度が低い。ま
た、マルテンサイト系ステンレス鋼は、高い強度を有す
るものの、耐食性の点では、他のステンレス鋼に比べ大
きく劣っている。 【０００３】上述の観点から、耐食性の犠牲をできるだ
け小さくして、強度を向上させた材料が望まれ、その要
望に沿った材料として、時効硬化を利用して強度を向上
させた析出硬化型ステンレス鋼が開発されている。その
一例であるマルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼
は、優れた強度と耐食性を有しており、引張強度が１４
０Ｋｇ／ｍｍ2以上で、耐食性も１８−８ステンレス鋼
と同等のものが開発されている。そして、このステンレ
ス鋼は、上記特性を生かして、特に耐食性が必要で、な
おかつ強度が必要な部材として有効に利用されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記したように、析出
硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼によれば、強度の
点で他の高強度鋼に比べても遜色のない、十分に満足で
きる特性が得られている。しかし、シャルピー衝撃値で
代表される靱性値においては、他の高強度鋼に比べて、
その値はかなり低く靱性の点で劣っている。このため、
使用条件の厳しい構造用鋼への採用や大きな衝撃的外力
を受ける用途への利用は困難であり、使用分野が制限さ
れるという問題点がある。この発明は、上記課題を解決
することを基本的な目的とし、析出硬化型ステンレス鋼
として本来有する耐食性および強度を損なうことなく、
靱性の向上を図った新規な析出硬化型ステンレス鋼を提
供しようとするものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明の析出硬化型ステンレス鋼は、重量％で
Ｃ：０．０５％以下，Ｃｒ：１２．５〜１３．５％ Ｎ
ｉ：７．５〜８．６％ Ｍｏ：２〜２．５％，Ａｌ：
０．７５〜１．３％，Ｍｇ：０．０１％以下を含有し残
部がＦｅおよび不可避的不純物からなるものである。 【０００６】 【作用】本願発明は、ＡＳＴＭ規格Ａ６９３ＸＭ−１３
の析出硬化型ステンレス鋼の組成をベースとしてこれに
Ｍｇを添加することにより、靱性の向上を図ったもので
ある。以下に成分範囲限定の理由を述べる。 Ｃ：０．０５％以下 本願発明鋼において、Ｃ含有量が０．０５％を越えると
時効処理により、結晶粒界に炭化物を過剰に析出して、
靱性および耐食性を劣化させるのでＣ含有量の上限を
０．０５％に限定した。 【０００７】Ｃｒ：１２．５〜１３．５％ Ｃｒは本願発明鋼における基本構成成分であって、十分
な耐食性を得るためには、１２．５％以上含有させる必
要がある。また、δ−フェライトの晶出を抑制して脆化
を防止するためにはＣｒ含有量を１３．５％以下に抑え
る必要がある。 Ｎｉ：７．５〜８．６％ Ｎｉは耐食性を維持し、さらに靱性を向上させるため
に、７．５％以上含有させなければならない。また、マ
ルテンサイト変態点の低下と残留オーステナイトの生成
を抑えるためにＮｉ含有量の上限を８．６％とした。 Ｍｏ：２〜２．５％ 所望の強度を確保するためにはＭｏを２％以上含有させ
る必要がある。一方、靱性の低下を防止するためにその
含有量の上限を２．５％に限定した。 【０００８】Ａｌ：０．７５〜１．３％ Ａｌはオーステナイト結晶粒を細粒化する作用があると
ともに、時効処理により、Ａｌの析出物を生成して強度
上昇に寄与する。Ａｌ含有量が０．７５％未満ではこれ
らの両作用を十分に発揮できない。また、１．３％を越
えて含有させるとδ−フェライトを晶出して靱性を低下
させるので上記範囲に限定した。 Ｍｇ：０．０１％以下 Ｍｇは微量に含有させることにより、靱性を向上させる
作用があるが、０．０１％をこえて含有させると偏析し
て、むしろ靱性を低下させるのでＭｇ含有量を０．０１
％とした。 【０００９】 【実施例】以下に、本発明の実施例を比較例と対比しつ
つ説明する。表１に示すように、Ｍｇを添加した本発明
鋼（試材Ｎｏ．１〜５）とＭｇ無添加の比較鋼（試材Ｎ
ｏ．６，７）とを真空溶解炉でそれぞれ溶解し、５０Ｋ
ｇの鋼塊を溶製した。得られた鋼塊を鍛伸後、焼入、深
冷処理、時効処理の熱処理を施して供試材とした。この
供試材にて、引張試験及びシャルピー衝撃試験を行な
い、表２の結果を得た。表２から明らかなように、Ｍｇ
を添加した本願発明鋼はＭｇ無添加の比較鋼と強度レベ
ルはほぼ同等であるが、切欠き靱性（シャルピー吸収エ
ネルギー）は比較鋼よりも優れている。 【００１０】 【表１】【００１１】 【表２】 【００１２】 【発明の効果】以上説明したように、本願発明の析出硬
化型ステンレス鋼によれば、析出硬化型ステンレス鋼と
して従来得られていた強度を損なうことなく、靱性を向
上させることができる。
強度を有するとともに、靱性を向上させた析出硬化型ス
テンレス鋼に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】周知のように、Ｃｒを多量に添加したス
テンレス鋼は、他の鉄鋼材料に比べ耐食性が優れてお
り、腐食環境下で、広く使用されている。一般にステン
レス鋼は、マルテンサイト系を除いて、引張強度は４０
〜６０Ｋｇ／ｍｍ2 程度であり、比較的強度が低い。ま
た、マルテンサイト系ステンレス鋼は、高い強度を有す
るものの、耐食性の点では、他のステンレス鋼に比べ大
きく劣っている。 【０００３】上述の観点から、耐食性の犠牲をできるだ
け小さくして、強度を向上させた材料が望まれ、その要
望に沿った材料として、時効硬化を利用して強度を向上
させた析出硬化型ステンレス鋼が開発されている。その
一例であるマルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼
は、優れた強度と耐食性を有しており、引張強度が１４
０Ｋｇ／ｍｍ2以上で、耐食性も１８−８ステンレス鋼
と同等のものが開発されている。そして、このステンレ
ス鋼は、上記特性を生かして、特に耐食性が必要で、な
おかつ強度が必要な部材として有効に利用されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記したように、析出
硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼によれば、強度の
点で他の高強度鋼に比べても遜色のない、十分に満足で
きる特性が得られている。しかし、シャルピー衝撃値で
代表される靱性値においては、他の高強度鋼に比べて、
その値はかなり低く靱性の点で劣っている。このため、
使用条件の厳しい構造用鋼への採用や大きな衝撃的外力
を受ける用途への利用は困難であり、使用分野が制限さ
れるという問題点がある。この発明は、上記課題を解決
することを基本的な目的とし、析出硬化型ステンレス鋼
として本来有する耐食性および強度を損なうことなく、
靱性の向上を図った新規な析出硬化型ステンレス鋼を提
供しようとするものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明の析出硬化型ステンレス鋼は、重量％で
Ｃ：０．０５％以下，Ｃｒ：１２．５〜１３．５％ Ｎ
ｉ：７．５〜８．６％ Ｍｏ：２〜２．５％，Ａｌ：
０．７５〜１．３％，Ｍｇ：０．０１％以下を含有し残
部がＦｅおよび不可避的不純物からなるものである。 【０００６】 【作用】本願発明は、ＡＳＴＭ規格Ａ６９３ＸＭ−１３
の析出硬化型ステンレス鋼の組成をベースとしてこれに
Ｍｇを添加することにより、靱性の向上を図ったもので
ある。以下に成分範囲限定の理由を述べる。 Ｃ：０．０５％以下 本願発明鋼において、Ｃ含有量が０．０５％を越えると
時効処理により、結晶粒界に炭化物を過剰に析出して、
靱性および耐食性を劣化させるのでＣ含有量の上限を
０．０５％に限定した。 【０００７】Ｃｒ：１２．５〜１３．５％ Ｃｒは本願発明鋼における基本構成成分であって、十分
な耐食性を得るためには、１２．５％以上含有させる必
要がある。また、δ−フェライトの晶出を抑制して脆化
を防止するためにはＣｒ含有量を１３．５％以下に抑え
る必要がある。 Ｎｉ：７．５〜８．６％ Ｎｉは耐食性を維持し、さらに靱性を向上させるため
に、７．５％以上含有させなければならない。また、マ
ルテンサイト変態点の低下と残留オーステナイトの生成
を抑えるためにＮｉ含有量の上限を８．６％とした。 Ｍｏ：２〜２．５％ 所望の強度を確保するためにはＭｏを２％以上含有させ
る必要がある。一方、靱性の低下を防止するためにその
含有量の上限を２．５％に限定した。 【０００８】Ａｌ：０．７５〜１．３％ Ａｌはオーステナイト結晶粒を細粒化する作用があると
ともに、時効処理により、Ａｌの析出物を生成して強度
上昇に寄与する。Ａｌ含有量が０．７５％未満ではこれ
らの両作用を十分に発揮できない。また、１．３％を越
えて含有させるとδ−フェライトを晶出して靱性を低下
させるので上記範囲に限定した。 Ｍｇ：０．０１％以下 Ｍｇは微量に含有させることにより、靱性を向上させる
作用があるが、０．０１％をこえて含有させると偏析し
て、むしろ靱性を低下させるのでＭｇ含有量を０．０１
％とした。 【０００９】 【実施例】以下に、本発明の実施例を比較例と対比しつ
つ説明する。表１に示すように、Ｍｇを添加した本発明
鋼（試材Ｎｏ．１〜５）とＭｇ無添加の比較鋼（試材Ｎ
ｏ．６，７）とを真空溶解炉でそれぞれ溶解し、５０Ｋ
ｇの鋼塊を溶製した。得られた鋼塊を鍛伸後、焼入、深
冷処理、時効処理の熱処理を施して供試材とした。この
供試材にて、引張試験及びシャルピー衝撃試験を行な
い、表２の結果を得た。表２から明らかなように、Ｍｇ
を添加した本願発明鋼はＭｇ無添加の比較鋼と強度レベ
ルはほぼ同等であるが、切欠き靱性（シャルピー吸収エ
ネルギー）は比較鋼よりも優れている。 【００１０】 【表１】【００１１】 【表２】 【００１２】 【発明の効果】以上説明したように、本願発明の析出硬
化型ステンレス鋼によれば、析出硬化型ステンレス鋼と
して従来得られていた強度を損なうことなく、靱性を向
上させることができる。
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(56)参考文献 特開 平５−125490（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−155653（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−268040（ＪＰ，Ａ)
特公 昭42−11896（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22C 38/00 - 38/60
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 重量％でＣ：０．０５％以下，Ｃｒ：１
２．５〜１３．５％，Ｎｉ：７．５〜８．６％，Ｍｏ：
２〜２．５％，Ａｌ：０．７５〜１．３％，Ｍｇ：０．
０１％以下を含有し残部がＦｅおよび不可避的不純物か
らなる析出硬化型ステンレス鋼
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33901393A JP3499275B2 (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | 析出硬化型ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33901393A JP3499275B2 (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | 析出硬化型ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07157849A JPH07157849A (ja) | 1995-06-20 |
| JP3499275B2 true JP3499275B2 (ja) | 2004-02-23 |
Family
ID=18323450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33901393A Expired - Fee Related JP3499275B2 (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | 析出硬化型ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3499275B2 (ja) |
-
1993
- 1993-12-03 JP JP33901393A patent/JP3499275B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07157849A (ja) | 1995-06-20 |
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