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JPH04247851A - 高Mnオーステナイト鋼 - Google Patents

高Mnオーステナイト鋼

Info

Publication number
JPH04247851A
JPH04247851A JP585491A JP585491A JPH04247851A JP H04247851 A JPH04247851 A JP H04247851A JP 585491 A JP585491 A JP 585491A JP 585491 A JP585491 A JP 585491A JP H04247851 A JPH04247851 A JP H04247851A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel
machinability
austenitic
wear resistance
austenitic steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP585491A
Other languages
English (en)
Inventor
Soichi Ikeda
池田 惣一
Shoji Tone
登根 正二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP585491A priority Critical patent/JPH04247851A/ja
Publication of JPH04247851A publication Critical patent/JPH04247851A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高Mnオーステナイト
鋼に関し、詳細には、機械加工性及び耐摩耗性に優れた
高Mnオーステナイト鋼に関するものである。
【0002】
【従来の技術】発電機やガスしゃ断器などの各種構造材
料として、従来はオーステナイト系ステンレス鋼が多用
されてきたが、これに比して高Mnオーステナイト鋼は
高強度でかつ低廉であることから、最近ではその使用量
が年々増大してきている。
【0003】又、ハドフィールド鋼(1.0wt%C−
13wt%Mn系)に代表される高Mnオーステナイト
鋼は、加工硬化性が大きくて耐摩耗性に優れているため
、耐摩耗用鋼として使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
耐摩耗性高Mnオーステナイト鋼においては、加工硬化
性が大きいために耐摩耗性に優れている反面、ドリル穴
あけ加工等が困難であって機械加工性に劣るという問題
点があり、近年の使用量増大に伴って機械加工性の改善
が強く望まれるようになってきた。
【0005】本発明はかかる事情に着目してなされたも
のであって、その目的は機械加工性及び耐摩耗性に優れ
た高Mnオーステナイト鋼を提供しようとするものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る高Mnオーステナイト鋼は、次のよう
な構成としている。
【0007】即ち、請求項1に記載の高Mnオーステナ
イト鋼は、C:0.40〜0.70wt% 、Si:0
.10〜3.00wt% 、Mn:12〜30wt% 
、S:0.040wt%以下、Cr:4〜8wt% を
含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼組成を
有する高Mnオーステナイト鋼であって、その鋼の加工
硬化指数を0.40〜0.50にしてなることを特徴と
する高Mnオーステナイト鋼である。請求項2に記載の
高Mnオーステナイト鋼は、前記鋼組成がさらにNi:
0.05〜3.00wt% 、Mo:0.05〜3.0
0wt% 、N:0.040wt%以下の1種又は2種
以上を含有してなる請求項1に記載の高Mnオーステナ
イト鋼である。
【0008】
【作用】本発明は、高Mnオーステナイト鋼の機械加工
性並びに耐摩耗性に及ぼす鋼組成並びに加工硬化指数の
影響を克明に調べ、その結果得られた下記知見に基づき
なされたものである。尚、加工硬化指数とは、金属の塑
性変形学分野で用いられるひずみ硬化指数nのことであ
る。該nは無次元べき指数であって0〜1の値を採り、
その値が小さいほどひずみ硬化し難く、0のものは完全
塑性体と称される。
【0009】上記加工硬化指数nは、引張試験をし10
〜30%の伸びの範囲で次式によりn値を算出すること
により求めた。
【0010】n=〔 ln(σ2/σ1)/ ln(ε
2/ε1)〕但し、上式においてσ1:伸び10%の時
の真応力、σ2:伸び30%の時の真応力、ε1:伸び
10%の時の真ひずみ、ε2:伸び30%の時の真ひず
みを示すものである。
【0011】即ち、高Mnオーステナイト鋼の機械加工
性及び耐摩耗性と加工硬化指数nとは密接な関係があり
、nが小さい場合は機械加工性に優れる反面、耐摩耗性
に劣り、一方nが大きい場合は耐摩耗性に優れる反面、
機械加工性に劣るという傾向にあるが、n=0.40〜
0.50のときは、機械加工性及び耐摩耗性の両方とも
優れているという知見が得られた。
【0012】又、かかる加工硬化指数nは主に鋼組成に
より定まり、前記従来のハドフィールド鋼(1.0wt
%C−13wt%Mn系)では比較的大きい(n>0.
50)が、特にCrを4wt% 以上添加すると共に、
C量及びMn量を調整することにより、n=0.40〜
0.50を実現し得るという知見が得られた。更には、
Sを0.040wt%以下で添加すると、実用上支障を
招くことなく、機械加工性を向上し得ることが判った。
【0013】そこで、本発明に係る高Mnオーステナイ
ト鋼は、C:0.40〜0.70wt% 、Si:0.
10〜3.00wt% 、Mn:12〜30wt% 、
S:0.040wt%以下、Cr:4〜8wt% を含
有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼組成を有
する高Mnオーステナイト鋼であって、その鋼の加工硬
化指数を0.40〜0.50にしてなるようにした。故
に、機械加工性及び耐摩耗性に優れている。
【0014】上記数値の限定理由を以下説明する。先ず
、加工硬化指数n:0.40〜0.50としたのは、第
2図に例示する如くn:0.40未満では耐摩耗性が急
激に低下し、n:0.50超では第3図に例示する如く
機械加工性が充分でないからである。尚、第2図は、C
:0.20〜1.0wt%、Si:0.1 〜3.0w
t%、Mn:10〜35wt% 、Cr:10wt% 
以下を含有する10種類の鋼を90kg高周波炉で溶製
し、厚み:16mmに熱間圧延した鋼板についての加工
硬化指数nと耐摩耗性との関係を示すものである。第3
図は、この鋼板について連続的にドリル穴あけ加工し、
同一ドリルで加工限界に至るまでに加工し得た穴あけ個
数と加工硬化指数nとの関係を示すものである。
【0015】Crは、加工硬化指数nを小さくしてn=
0.40〜0.50を実現するための最重要元素である
と共に、オーステナイトの安定化や高強度化にも有効な
成分であり、4wt% 以上でかかる効果が得られる。 しかし、4wt% 未満ではn:0.50超となるため
、第1図に例示する如く機械加工性が急激に低下し、一
方8wt% 超ではδフェライトの生成により靱性が劣
下すると共に経済性も損なわれる。従って、Cr:4〜
8wt% とするのである。尚、第1図は、C:0.5
0wt% 、Si:0.30wt% 、Mn:15wt
% 、S:0.004wt%を含有すると共にCr量を
0〜10wt% に変化させた鋼板(16mm厚)につ
いてドリル穴あけ加工試験した結果を示すものであり、
該試験法及び鋼板の製作方法は第3図の場合と同様であ
る。
【0016】Cはオーステナイトの安定化及び強度を向
上、並びに加工硬化指数nの増大による耐摩耗性の向上
に有効な元素であるが、0.40wt% 未満ではかか
る効果が少なく、一方0.70wt% 超ではn:0.
50超になって機械加工性が劣化すると共に、熱間加工
性も劣化するので、0.40〜0.70wt% とする
【0017】Siは、鋼溶製時の脱酸作用を有し且つ強
度向上に有効であるので0.10wt% 以上添加する
が、 3.00wt%超では熱間加工性を損なうので、
0.10〜3.00wt% とする。
【0018】Mnは、Cと共に重要なオーステナイトの
安定化に有効な元素であり、12wt% 未満ではかか
る効果が低減し、30wt% 超では熱間加工性が著し
く劣化するので、12〜30wt% とする。
【0019】Sは、機械加工性の向上に有効な元素であ
るが、0.040wt%超では靱性及び溶接性の低下を
招くので、0.040wt%以下とする。
【0020】上記成分に加えて更にNi:0.05〜3
.00wt% 、Mo:0.05〜3.00wt% 、
N:0.040wt% 以下の1種又は2種以上を含有
させると、オーステナイトを確実に安定化し得ると共に
、より強度を向上し得るので、これを必要に応じて添加
するとよい。この場合の添加量を上記の如くする理由を
以下説明する。
【0021】Niは、オーステナイトの安定化及び高強
度化、更には靱性向上に有効であるが、0.05% 未
満ではかかる効果は少なく、又、3.00% 超では経
済性に問題があり、従って、0.05〜3.00% と
する。
【0022】Moは、オーステナイトの安定化及び高強
度化に有効であるが、0.05% 未満ではこの効果は
少なく、又、3.00% 超では経済性に問題があり、
従って、0.05〜3.00% とする。
【0023】Nも、Moと同様に有効であるが、0.0
40wt%超では機械加工性の低下を招くので0.04
0wt%以下とする。
【0024】
【実施例】90キロ高周波炉で7種類の高Mnオーステ
ナイト鋼を溶製した。表1に、これらの鋼の化学成分を
示す。
【0025】上記鋼を、板厚16mmの鋼板に熱間圧延
した後、それらについて、加工硬化指数nを測定すると
共に、すべり摩耗試験及びドリル穴あけ加工試験を実施
した。尚、この場合、すべり摩耗試験は、接触圧力:1
8kg/cm2、摩耗速度:4.0m/sec、摩耗距
離:10,000mm、潤滑油:使用という条件で行っ
た。ドリル穴あけ加工試験は、切削速度:7.2m/m
in、送り:0.135mm/rev、ドリル径:12
Φ、水溶性切削液:使用という条件で行った。
【0026】それらの試験結果を表2に示す。表1〜2
から判る如く、比較例である実験 No.1〜3は鋼組
成及び加工硬化指数nが本発明に係るものと異なり、 
No.1はn:0.40未満であって耐摩耗性に劣り、
 No.2及び3はn:0.50超であってドリル穴あ
け加工性が悪い。これに対して、本発明の実施例である
実験 No.4〜7は、加工硬化指数nが0.40〜0
.50の範囲内にあって耐摩耗性及びドリル穴あけ加工
性に優れている。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】尚、上記実施例は板厚16mmの熱延鋼板
についてのものであるが、本発明はこれに限定されず、
他の鋼製品、例えば熱延厚鋼板、熱延鋼板の焼鈍材又は
焼入焼戻し材、冷延鋼板、冷延鋼板の焼鈍材又は焼入焼
戻し材、条鋼、形鋼等についても適用し得ることはいう
までもない。
【0030】
【発明の効果】本発明に係る高Mnオーステナイト鋼は
、前述の如き構成を有し作用を成すものであって機械加
工性及び耐摩耗性に優れている。このように機械加工性
に優れた耐摩耗用鋼であるので、ドリル穴あけ加工等の
機械加工がなされる耐摩耗用鋼として好適に使用し得る
ようになるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】高Mnオーステナイト鋼(熱延鋼板)のCr量
とドリル穴あけ加工性(穴あけ個数)との関係を示す図
である。
【図2】高Mnオーステナイト鋼(熱延鋼板)の加工硬
化指数nと耐摩耗性との関係を示す図である。
【図3】高Mnオーステナイト鋼(熱延鋼板)の加工硬
化指数nとドリル穴あけ加工性(穴あけ個数)との関係
を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  C:0.40〜0.70wt% 、S
    i:0.10〜3.00wt% 、Mn:12〜30w
    t% 、S:0.040wt%以下、Cr:4〜8wt
    % を含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼
    組成を有する高Mnオーステナイト鋼であって、その鋼
    の加工硬化指数を0.40〜0.50にしてなることを
    特徴とする高Mnオーステナイト鋼。
  2. 【請求項2】  前記鋼組成がさらにNi:0.05〜
    3.00wt%、Mo:0.05〜3.00wt% 、
    N:0.040wt%以下の1種又は2種以上を含有し
    てなる請求項1に記載の高Mnオーステナイト鋼。
JP585491A 1991-01-22 1991-01-22 高Mnオーステナイト鋼 Withdrawn JPH04247851A (ja)

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