JPS60190552A - 焼結ステンレス鋼およびその製造方法 - Google Patents
焼結ステンレス鋼およびその製造方法Info
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- JPS60190552A JPS60190552A JP59045486A JP4548684A JPS60190552A JP S60190552 A JPS60190552 A JP S60190552A JP 59045486 A JP59045486 A JP 59045486A JP 4548684 A JP4548684 A JP 4548684A JP S60190552 A JPS60190552 A JP S60190552A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
- C22C33/0278—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5%
- C22C33/0285—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5% with Cr, Co, or Ni having a minimum content higher than 5%
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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】
(発明の分野)
本発明は、実質的にフェライト組織からなるマトリック
スとオーステナイト単相からなる分散相またはオーステ
ナイI・とフェライトの二相金属組織を有する分H&相
等を有する耐応力腐食割れ性の著しく優れた焼結ステン
レス鋼およびその製造方法に関するものである。
スとオーステナイト単相からなる分散相またはオーステ
ナイI・とフェライトの二相金属組織を有する分H&相
等を有する耐応力腐食割れ性の著しく優れた焼結ステン
レス鋼およびその製造方法に関するものである。
(従来技術)
周知のように、ステンレス鋼にはマルテンサイト系、フ
ェライト系、オーステナイト系、二相系があり、それぞ
れの特性に応じた用途において使い分けられている。
ェライト系、オーステナイト系、二相系があり、それぞ
れの特性に応じた用途において使い分けられている。
例えば、フェライト系ステンレス鋼は安価であり、耐応
力腐食割れ性(以下、“耐SCC性”という)に優れる
特徴を有しているが、靭性に劣る欠点を有しており更に
溶接性にも問題がある。
力腐食割れ性(以下、“耐SCC性”という)に優れる
特徴を有しているが、靭性に劣る欠点を有しており更に
溶接性にも問題がある。
オーステナイト系ステンレス鋼は優れた靭性と嗣食性を
有しているが、Niを多量に含有するため一般に高価で
あり、さらに耐SCC性に劣る欠点を有している。高N
i化は副SCC性の改善に対し有効であるがその改善に
は限度があり、さらにNi添加に伴い高価となるため材
料としての汎用性を著しく損なう。
有しているが、Niを多量に含有するため一般に高価で
あり、さらに耐SCC性に劣る欠点を有している。高N
i化は副SCC性の改善に対し有効であるがその改善に
は限度があり、さらにNi添加に伴い高価となるため材
料としての汎用性を著しく損なう。
一方、二相系スう一ンレス鋼はごれらの欠点を解消すべ
く提案されたもので、フェライト系、およびオーステリ
゛イl−系ステンレス鋼の両者の長所を兼ね備えており
オーステナイト系ステンレス鋼並みの優れた靭性と良好
な耐SCC性を有している。
く提案されたもので、フェライト系、およびオーステリ
゛イl−系ステンレス鋼の両者の長所を兼ね備えており
オーステナイト系ステンレス鋼並みの優れた靭性と良好
な耐SCC性を有している。
二相系ステンレス鋼の耐SCC性については、Edel
eanuが、1. Iron 5teel In5t、
、 173.、140 (1953)で18Cr−8N
i−Ti 61中のδフエライト量に着目した研究を発
表して以来数多くの研究があり、成分元素の影響、yk
1処理条件、およびフェライト量の影響などが報告され
ている。
eanuが、1. Iron 5teel In5t、
、 173.、140 (1953)で18Cr−8N
i−Ti 61中のδフエライト量に着目した研究を発
表して以来数多くの研究があり、成分元素の影響、yk
1処理条件、およびフェライト量の影響などが報告され
ている。
一般的には、二相系ステンレス鋼の応力腐食割れ(以下
、“’scc“という)はフェライト相中を伝播し、島
状に分布しているオーステナイト相を迂回し、オーステ
ナイト相で阻止される。
、“’scc“という)はフェライト相中を伝播し、島
状に分布しているオーステナイト相を迂回し、オーステ
ナイト相で阻止される。
二相系ステンレス鋼の特徴としてSCC限界応力値が高
いごとはよく知られているところである。第1図および
第2図は本件発明者の一人が、[防食技術J Vol、
30、No、4. pp、218〜226 (1981
)にl’a’Mしたものである。このうら第1図は25
Cr系のステンレス鋼において鋼中のNi量を変化さ−
lだ供試材を用いて、427K、45%MgCl2溶液
中−(’1(sCC性を評(■1シた結果をまとめたも
のである。縦軸は爾カに対゛JるSCC限界応力値の比
(σth/σ9.)を示し、高い方が爾5Cc1.!L
は優れている。Niを含自しないフェライト系ステンレ
ス鋼では割れを発生しないが、微量のNiを含むソエラ
イト系ステンレス鋼ではσム11/σo、2が急激に低
下している。σth/σ6,2は2%Niで極小値をと
る。6〜8%Niでのσt11/σ。、lの上昇は組織
がフェライ1〜とオーステナイトの二相組織になっ−C
いるごとによる。しかし、二相系ステンレス鋼の耐SC
C性はNiを含有しないフェライト系ステンレス鋼に比
べれば、なお、劣っている。これは二相系ステンレス鋼
のフェライト相がフェライI・相とオーステナイト相と
の間の元素分配に従い、多量のN1を含有するためと考
えられる。 ゛ 第2図は、25Cr−6Ni の二相系ステンレス鋼(
○印)とそのフェライI・相相当成分を有する28Cr
−4Niフェライ1−系ステンレス鋼(・印)、および
オーステナイト相相当成分を有する21Cr−9Niオ
ーステナイト系ステンレス鋼(△印)の3鋼種を別々に
溶解し、1SCC性を比較したものである(試験条件は
第1図の場合と同じ)。4%の旧を含有するフェライト
相相当の28Cr−4Ni (α)&r4はフェライト
相といっても4%のNiを含有しているこから耐SCC
性が劣っているのが分かる。従来の二相系ステンレス鋼
においてSCCがフェライト相中を伝播し、オーステナ
イト相を迂回し、オーステナイト相で阻止されるのはこ
の点に起因していると考えられる。第3図は従来の溶解
材の二相系ステンレス鋼における上述のようなSCC伝
播機構を模式的に説明するもので、図中黒太線でSCC
伝播経路を示す。言い換えるならば、二相系ステンレス
鋼の耐SCC性はフェライト相の耐S CC性に強く依
存するが、通常の二相系ステンレス鋼のフェライト相ば
凝固時のフェライト相とオーステナイト相聞の元素分配
に従ってどうしても4%程度のNiを含有するため耐S
CC性はNiを含有しないフェライト系ステンレス鋼に
比べ劣っており、ために二相系ステンレス鋼の耐SCC
性はNiを含有しないフェライト系ステンレス鋼に比べ
劣っているのである。ずなわぢ、従来の二相系ステンレ
ス鋼は金属組織を二相とするためにNiバランスとの関
係より4〜8wt%程度の旧を含有しており、フェライ
ト相とオーステナイト相との元素配分に従いフェライト
相が3〜6wt%程度の旧を含有する結果、tliを含
有しないフェライ]・系ステンレス鋼にくらべ而・l5
CC性は必然的に劣っていた。
いごとはよく知られているところである。第1図および
第2図は本件発明者の一人が、[防食技術J Vol、
30、No、4. pp、218〜226 (1981
)にl’a’Mしたものである。このうら第1図は25
Cr系のステンレス鋼において鋼中のNi量を変化さ−
lだ供試材を用いて、427K、45%MgCl2溶液
中−(’1(sCC性を評(■1シた結果をまとめたも
のである。縦軸は爾カに対゛JるSCC限界応力値の比
(σth/σ9.)を示し、高い方が爾5Cc1.!L
は優れている。Niを含自しないフェライト系ステンレ
ス鋼では割れを発生しないが、微量のNiを含むソエラ
イト系ステンレス鋼ではσム11/σo、2が急激に低
下している。σth/σ6,2は2%Niで極小値をと
る。6〜8%Niでのσt11/σ。、lの上昇は組織
がフェライ1〜とオーステナイトの二相組織になっ−C
いるごとによる。しかし、二相系ステンレス鋼の耐SC
C性はNiを含有しないフェライト系ステンレス鋼に比
べれば、なお、劣っている。これは二相系ステンレス鋼
のフェライト相がフェライI・相とオーステナイト相と
の間の元素分配に従い、多量のN1を含有するためと考
えられる。 ゛ 第2図は、25Cr−6Ni の二相系ステンレス鋼(
○印)とそのフェライI・相相当成分を有する28Cr
−4Niフェライ1−系ステンレス鋼(・印)、および
オーステナイト相相当成分を有する21Cr−9Niオ
ーステナイト系ステンレス鋼(△印)の3鋼種を別々に
溶解し、1SCC性を比較したものである(試験条件は
第1図の場合と同じ)。4%の旧を含有するフェライト
相相当の28Cr−4Ni (α)&r4はフェライト
相といっても4%のNiを含有しているこから耐SCC
性が劣っているのが分かる。従来の二相系ステンレス鋼
においてSCCがフェライト相中を伝播し、オーステナ
イト相を迂回し、オーステナイト相で阻止されるのはこ
の点に起因していると考えられる。第3図は従来の溶解
材の二相系ステンレス鋼における上述のようなSCC伝
播機構を模式的に説明するもので、図中黒太線でSCC
伝播経路を示す。言い換えるならば、二相系ステンレス
鋼の耐SCC性はフェライト相の耐S CC性に強く依
存するが、通常の二相系ステンレス鋼のフェライト相ば
凝固時のフェライト相とオーステナイト相聞の元素分配
に従ってどうしても4%程度のNiを含有するため耐S
CC性はNiを含有しないフェライト系ステンレス鋼に
比べ劣っており、ために二相系ステンレス鋼の耐SCC
性はNiを含有しないフェライト系ステンレス鋼に比べ
劣っているのである。ずなわぢ、従来の二相系ステンレ
ス鋼は金属組織を二相とするためにNiバランスとの関
係より4〜8wt%程度の旧を含有しており、フェライ
ト相とオーステナイト相との元素配分に従いフェライト
相が3〜6wt%程度の旧を含有する結果、tliを含
有しないフェライ]・系ステンレス鋼にくらべ而・l5
CC性は必然的に劣っていた。
(発明の目的)
本発明の第1の目的は、従来の二相系ステンレス鋼に比
較して耐SCC性を顕著に改善したステンし・ス鋼を提
供することである。
較して耐SCC性を顕著に改善したステンし・ス鋼を提
供することである。
本発明の別の目的は、オーステナイト系並みの(gれた
靭性とフェライト系ステンレス3.14並みの優れ)こ
耐SCC性を備えたステンレス鋼を提供することである
。
靭性とフェライト系ステンレス3.14並みの優れ)こ
耐SCC性を備えたステンレス鋼を提供することである
。
さらに本発明の別の目的は、粉末冶金法による飛曜的に
耐SCC性が改善され、靭性にもイ肛れた焼結ステンレ
ス鋼を製造する方法を提4Rすることである。
耐SCC性が改善され、靭性にもイ肛れた焼結ステンレ
ス鋼を製造する方法を提4Rすることである。
(発明の要約)
Mi+ 記の通り、−従来、二相系ステンレス鋼におい
−Cは、フェライト相に数%のNiが含有されてくるこ
とは避は難いものと考えられて来た。本発明者らは前述
の第1図および第2図の結果からみても、二相系ステン
レス鋼のフェライト相中のNi含有量を低くすれば、そ
の耐SCC性を飛曜的に改善させることができるものと
考え、二相系ステンレス鋼゛のフェライト相中のNi量
を任意に制御する手段を追求してきた。
−Cは、フェライト相に数%のNiが含有されてくるこ
とは避は難いものと考えられて来た。本発明者らは前述
の第1図および第2図の結果からみても、二相系ステン
レス鋼のフェライト相中のNi含有量を低くすれば、そ
の耐SCC性を飛曜的に改善させることができるものと
考え、二相系ステンレス鋼゛のフェライト相中のNi量
を任意に制御する手段を追求してきた。
その結果二相系ステンレス鋼の各相を構成する組成の鋼
をそれぞれ別々に溶解し、粉末として凝固させ、これを
所定割合に混合して焼結することによって、か<+、’
C1本発明は、マトリックスと分1&相の金属学的組織
が異なる焼結ステンレス鋼であゲ乙実質的にフェライト
絹織からなる7トリックスと、オーステナイト組織、オ
ーステナイトとフェライトの二相組織、オーステナイト
とマルテンサイi・の二相組織およびオーステナイトと
フェライトとマルテンリーイI−の二相組織のうらの1
種以上からなる分11に相を有する、耐応カ席食割れ性
の優れた焼結ステンレス鋼である。
をそれぞれ別々に溶解し、粉末として凝固させ、これを
所定割合に混合して焼結することによって、か<+、’
C1本発明は、マトリックスと分1&相の金属学的組織
が異なる焼結ステンレス鋼であゲ乙実質的にフェライト
絹織からなる7トリックスと、オーステナイト組織、オ
ーステナイトとフェライトの二相組織、オーステナイト
とマルテンサイi・の二相組織およびオーステナイトと
フェライトとマルテンリーイI−の二相組織のうらの1
種以上からなる分11に相を有する、耐応カ席食割れ性
の優れた焼結ステンレス鋼である。
さらに、本発明は、フェライト系ステンレス鋼粉と、オ
ーステリーイト系ステンレス鋼粉、オーステナ・イトと
フェライトからなる二相系ステンレス鋼粉、オーステナ
イトとマルテンサイトの二相系ステンレス鋼粉、および
オーステナイトとフェライトとマルテンサイトの三相系
ステンレス銅粉の1挿具」ことを混合し、しかる後、圧
粉成形して焼結することを特徴とする、耐応力腐食割れ
性に優れた焼結ステンレス鋼の製造方法である。
ーステリーイト系ステンレス鋼粉、オーステナ・イトと
フェライトからなる二相系ステンレス鋼粉、オーステナ
イトとマルテンサイトの二相系ステンレス鋼粉、および
オーステナイトとフェライトとマルテンサイトの三相系
ステンレス銅粉の1挿具」ことを混合し、しかる後、圧
粉成形して焼結することを特徴とする、耐応力腐食割れ
性に優れた焼結ステンレス鋼の製造方法である。
本発明の別の一つの特徴によれば、上記の圧粉成形と焼
結の工程がメ;ハ間静水圧法により行われ゛(もよく、
また、その圧粉成形だけが冷間静水圧法により行われて
もよい。
結の工程がメ;ハ間静水圧法により行われ゛(もよく、
また、その圧粉成形だけが冷間静水圧法により行われて
もよい。
ごこて、7トリックスとなるノコ、シイI・系ステンレ
ス鋼としては5US410.430.434.444
、X1127等が使用でき、分散相となるオーステナイ
ト系ステンレス鋼としては5US304.30.II、
、31G 、316L、317.317L等、同じく二
相系ステンレス鋼としてば5IIS329J1等、が使
用できる。マトリックスとして、例えば5US410を
用いれば、フェライトに名士のマルテンサイトが混在し
た組織が得られやすく、分11に相として5US304
系を用いれば、オーステナイトとマルテンサイトの混在
した分散相が得られる場合がある。
ス鋼としては5US410.430.434.444
、X1127等が使用でき、分散相となるオーステナイ
ト系ステンレス鋼としては5US304.30.II、
、31G 、316L、317.317L等、同じく二
相系ステンレス鋼としてば5IIS329J1等、が使
用できる。マトリックスとして、例えば5US410を
用いれば、フェライトに名士のマルテンサイトが混在し
た組織が得られやすく、分11に相として5US304
系を用いれば、オーステナイトとマルテンサイトの混在
した分散相が得られる場合がある。
本発明によれば、7トリノクスに1lit S Cc性
に優れたフェライト相を存在−已しめているため、例え
ば第4図に示したソエライ1へ相をマl−’Jノクスと
し、これにオーステナイト相が分散した二相系でば、た
とえオーステナイト相側でSCcが発生した4としても
上述のフェライト相側がSCCに対する感受性が極めて
小さいか、またはそれを有しないためsccの伝播はフ
ェライト相側で停止する。これは分散相としで二JYJ
スう一ンレス鋼粉、フェライ1〜」オーステナイト+マ
ルデンサイトのような二相系ステンレス6115)を用
いた場合においても同様である。例えば、第5図に示す
例では、分散相自体が二相組織となっているから、分1
1に相中でも従来の二相系ステンレス鋼におりると同様
にして割れの伝播が防止されるのに加えて、分1ik相
と7トリノクス間でも上記のような割れの伝播停止作用
があるため、耐SCC性は一層向」二する。
に優れたフェライト相を存在−已しめているため、例え
ば第4図に示したソエライ1へ相をマl−’Jノクスと
し、これにオーステナイト相が分散した二相系でば、た
とえオーステナイト相側でSCcが発生した4としても
上述のフェライト相側がSCCに対する感受性が極めて
小さいか、またはそれを有しないためsccの伝播はフ
ェライト相側で停止する。これは分散相としで二JYJ
スう一ンレス鋼粉、フェライ1〜」オーステナイト+マ
ルデンサイトのような二相系ステンレス6115)を用
いた場合においても同様である。例えば、第5図に示す
例では、分散相自体が二相組織となっているから、分1
1に相中でも従来の二相系ステンレス鋼におりると同様
にして割れの伝播が防止されるのに加えて、分1ik相
と7トリノクス間でも上記のような割れの伝播停止作用
があるため、耐SCC性は一層向」二する。
換言すれば、本発明にあっては、フェライI・系ステン
レス鋼粉に由来する耐SCC性に優れたフェライト相を
71−リックスとして存在せしめることにより、つまり
、島状に分散するオーステナイト相、フェライトとオー
ステナイトの二相等を包囲するように存在セしめるごと
により、たとえsccが発生したとしても、この耐SC
C性に優れたフェライト相の存在によって、その伝播を
阻止して耐SCC性を高めようとするの−Cある。上記
の71へリノクスとなるフェライト相は最初からフェラ
イト系ステンレス鋼として熔解され、わ)未決に凝固さ
−Ukものてあイ〕から、そのN1含有量は自由に選ぶ
ことができる。例えばNi 1%以下というように低N
1化によっ−CWit S CC性を著しく高めたソエ
ライ1〜和から成るステンI7・ス鋼粉末を利用できる
のである。ごのよ・)にしてNi含有量を調整したステ
ンレス鋼粉を例えばオーステナイト組織のステンレス鋼
粉と混合して焼結ずれは、焼結過程における多少のNi
の拡1ikがあるとしてもフェライト粒の中心部まで拡
散することはなく、従来の溶解法で製造した二相系ステ
ンレス鋼におI、)るような凝固時のNiの分配による
フェライト相の高Ni化 ゛は起こり得ないので、鋼粉
末の組成がそのまま実質」−保存されるごとになる。し
たがって、本発明によればマトリックス相のNi含有量
は、原料粉末とし゛(のステンレス鋼粉のNi含有量を
コン1〜ロールすることにより容易Qこかつ自由に選ぶ
ことができる。
レス鋼粉に由来する耐SCC性に優れたフェライト相を
71−リックスとして存在せしめることにより、つまり
、島状に分散するオーステナイト相、フェライトとオー
ステナイトの二相等を包囲するように存在セしめるごと
により、たとえsccが発生したとしても、この耐SC
C性に優れたフェライト相の存在によって、その伝播を
阻止して耐SCC性を高めようとするの−Cある。上記
の71へリノクスとなるフェライト相は最初からフェラ
イト系ステンレス鋼として熔解され、わ)未決に凝固さ
−Ukものてあイ〕から、そのN1含有量は自由に選ぶ
ことができる。例えばNi 1%以下というように低N
1化によっ−CWit S CC性を著しく高めたソエ
ライ1〜和から成るステンI7・ス鋼粉末を利用できる
のである。ごのよ・)にしてNi含有量を調整したステ
ンレス鋼粉を例えばオーステナイト組織のステンレス鋼
粉と混合して焼結ずれは、焼結過程における多少のNi
の拡1ikがあるとしてもフェライト粒の中心部まで拡
散することはなく、従来の溶解法で製造した二相系ステ
ンレス鋼におI、)るような凝固時のNiの分配による
フェライト相の高Ni化 ゛は起こり得ないので、鋼粉
末の組成がそのまま実質」−保存されるごとになる。し
たがって、本発明によればマトリックス相のNi含有量
は、原料粉末とし゛(のステンレス鋼粉のNi含有量を
コン1〜ロールすることにより容易Qこかつ自由に選ぶ
ことができる。
(発明の態様)
本発明に係る焼結ステンレス鋼は、基本として、圧粉成
形、冷間静水圧プレス(Cold Isostatic
Pressings以下略して、C,1,P、という)
、焼結、熱間静水圧プレス(11oむl5osLati
c l’ressing、以下略し−(、Il、1.P
、という)、冷間押出し、冷間抽伸、熱間押出し、熱間
抽出、鍛造、圧延等のうち一種以上の工程を経て製造さ
れた焼結ステンレス鋼とこれに必要に応じり45処理を
施した焼結ステンレス鋼を含む。
形、冷間静水圧プレス(Cold Isostatic
Pressings以下略して、C,1,P、という)
、焼結、熱間静水圧プレス(11oむl5osLati
c l’ressing、以下略し−(、Il、1.P
、という)、冷間押出し、冷間抽伸、熱間押出し、熱間
抽出、鍛造、圧延等のうち一種以上の工程を経て製造さ
れた焼結ステンレス鋼とこれに必要に応じり45処理を
施した焼結ステンレス鋼を含む。
また、本発明の実質的にフェライト相からなる7トリノ
クスとはフェライト単相は昌゛うまでもなく、例えば微
量のマルテンサイト相あるいは他の析出相の存在する7
トリノクスも含まれることを怠味する。
クスとはフェライト単相は昌゛うまでもなく、例えば微
量のマルテンサイト相あるいは他の析出相の存在する7
トリノクスも含まれることを怠味する。
更に、7トリックスおよび分散相には通常ステンレス鋼
に含aされる添加元素と不純物の外、s、 Ph、SC
。
に含aされる添加元素と不純物の外、s、 Ph、SC
。
Te、 Ca等の被削性改善成分を含有させてもよい。
なお、各ステンレス銅粉の製造薄層さらにはステンレス
鋼粉の形態、粒度分布については、本発明の趣旨に反し
ない限り、特に制限されない。
鋼粉の形態、粒度分布については、本発明の趣旨に反し
ない限り、特に制限されない。
このように、本発明は、耐SCC性に優れたフェライト
系スう一ンレス鋼粉とオーステナイト系ステンレス鋼第
5〕および二相系ステンレス鋼粉、あるいは二相系ステ
ンし・ス鋼粉のうらの一種または二挿具」二をLj的に
合わ・Uて適宜量配合焼結するごとで、主たる全屈組織
をソ、4ライトと、オーステナイトとマルテンサイトの
うらの一種また二種との二相または三相となし、その耐
SCC性を飛躍的に敗訴しようとするものである。した
がって、本発明にあっては、少なくともフェライト系ス
テンレス鋼粉を含む組合ゼであればオーステナイト系ス
テンレス鋼粉および7二相系または三相系ステンレス鋼
粉のいずれとの絹合せであってもよく、目的に応し最も
通ずる絹成例を選択すればよい。好ましくはフェーンイ
ト糸スう−ンし・ス鋼粉に由来するフェライト相が20
〜80重量%、さらに好ましくは30〜70市量%を占
める配合比で該フェライト相が連続相になっているのが
よい。
系スう一ンレス鋼粉とオーステナイト系ステンレス鋼第
5〕および二相系ステンレス鋼粉、あるいは二相系ステ
ンし・ス鋼粉のうらの一種または二挿具」二をLj的に
合わ・Uて適宜量配合焼結するごとで、主たる全屈組織
をソ、4ライトと、オーステナイトとマルテンサイトの
うらの一種また二種との二相または三相となし、その耐
SCC性を飛躍的に敗訴しようとするものである。した
がって、本発明にあっては、少なくともフェライト系ス
テンレス鋼粉を含む組合ゼであればオーステナイト系ス
テンレス鋼粉および7二相系または三相系ステンレス鋼
粉のいずれとの絹合せであってもよく、目的に応し最も
通ずる絹成例を選択すればよい。好ましくはフェーンイ
ト糸スう−ンし・ス鋼粉に由来するフェライト相が20
〜80重量%、さらに好ましくは30〜70市量%を占
める配合比で該フェライト相が連続相になっているのが
よい。
よって、本発明はその一つの態様によれば、フェライト
系ステンレス鋼わ)に由来するフェライト相が20〜8
0%を占める全屈組織をイt′4゛る3!;L結スう一
ンレス鋼である。そしてその一つの具体的態様として」
7記金属組織はフェライト系ステンレス鋼粉に由来する
フェライト相が20〜80%、残部はオーステナイトQ
)相、フェライトもしくはマルテンサイトとオーステナ
イトの二相またはフェライl−、マルテンサイト、オー
ステナイトの三相のなかから選ばれた組織をもつ耐SC
C性の飛躍的に改善されたステンレスlilである。
系ステンレス鋼わ)に由来するフェライト相が20〜8
0%を占める全屈組織をイt′4゛る3!;L結スう一
ンレス鋼である。そしてその一つの具体的態様として」
7記金属組織はフェライト系ステンレス鋼粉に由来する
フェライト相が20〜80%、残部はオーステナイトQ
)相、フェライトもしくはマルテンサイトとオーステナ
イトの二相またはフェライl−、マルテンサイト、オー
ステナイトの三相のなかから選ばれた組織をもつ耐SC
C性の飛躍的に改善されたステンレスlilである。
以上からも明らかなように、本発明に係る鋼゛(は熔解
法による従来の二相系ステンレス鋼とは異なり二相の成
分割合を任息に選択できるため、従来の安価な二相系ス
テンレス鋼に相当する鋼種から、従来の二相ステンレス
鋼より優れた耐食性を有する鋼種まで、目的に応じ適切
な成分系を選択、調製することが可能であり、そのいず
れにおいても優れた耐SCC性を示しjIIるのである
。また、最近の合金鋼粉製造技術の向」−と、Il、1
.P、等のわ)未冶金分野の新しい技術により焼結合金
の機械的性質は熔解月に遜色ないものとなってきている
ことから、後の実施例に示すように、本発明の焼結ステ
ンレス鋼の機械的性質も従来の熔解Uiに比べて大きな
相違がない。したがっζ、本発明の焼結ステンレス鋼は
最終製品の形状に圧粉成形し、焼結し、そのままあるい
は焼結後、熱処理した状態で使用できるだけでなく、圧
延、押出し、鍛造等の加工を施して坂や管その他任意の
形状となして使用することができる。これは実用上の効
果としては特に重要である。
法による従来の二相系ステンレス鋼とは異なり二相の成
分割合を任息に選択できるため、従来の安価な二相系ス
テンレス鋼に相当する鋼種から、従来の二相ステンレス
鋼より優れた耐食性を有する鋼種まで、目的に応じ適切
な成分系を選択、調製することが可能であり、そのいず
れにおいても優れた耐SCC性を示しjIIるのである
。また、最近の合金鋼粉製造技術の向」−と、Il、1
.P、等のわ)未冶金分野の新しい技術により焼結合金
の機械的性質は熔解月に遜色ないものとなってきている
ことから、後の実施例に示すように、本発明の焼結ステ
ンレス鋼の機械的性質も従来の熔解Uiに比べて大きな
相違がない。したがっζ、本発明の焼結ステンレス鋼は
最終製品の形状に圧粉成形し、焼結し、そのままあるい
は焼結後、熱処理した状態で使用できるだけでなく、圧
延、押出し、鍛造等の加工を施して坂や管その他任意の
形状となして使用することができる。これは実用上の効
果としては特に重要である。
次に、本発明を実施例によってさらに説明する。
人り十〇−
第1表に示す組成の6種のステンレス鋼わ)(−300
メソシユ)を7トマイズ法で製造した。A銅粉ないしC
鋼粉はフェライト系ステンレス鋼、D鋼わ)およびE鋼
15〕はオーステナイI・系ステンレス鋼、F i、岡
粉ば二相ステンレス鋼にそれぞれ4iLI当するもので
ある。
メソシユ)を7トマイズ法で製造した。A銅粉ないしC
鋼粉はフェライト系ステンレス鋼、D鋼わ)およびE鋼
15〕はオーステナイI・系ステンレス鋼、F i、岡
粉ば二相ステンレス鋼にそれぞれ4iLI当するもので
ある。
これら6種の鋼粉を第2表に示す各割合で配合混合し、
炭素鋼製カプセルに充填後、加熱しながら真空に引いて
内部を脱気し−(密閉した。真空引きの条件は、I X
l0−5mm11gで500℃X1hrで行った。また
、保持温度は室温でも可能であるが内部の水分各除去す
る目的より加熱した方がより効果がある。ただし、加熱
は500°C以下でも十分である。次いて、これを熱間
静水圧法(Il、1.P、)により2000気圧の圧力
をかけながら1030℃で1時間焼結した。Il、1.
P、の条件についてはオーステナイト系ステンレス鋼粉
または二相系ステンレス鋼粉よりのフェライ1−系スラ
ーンレス鋼粉側へのNi拡1i31量をできるだけ抑え
る条件下で、かつ十分な緻密化と焼結が進行する条件を
選択する必要がある。適正11.1.l)、条件は使用
する銅粉の具体的成分、組合せ等により検削する必要が
ある。
炭素鋼製カプセルに充填後、加熱しながら真空に引いて
内部を脱気し−(密閉した。真空引きの条件は、I X
l0−5mm11gで500℃X1hrで行った。また
、保持温度は室温でも可能であるが内部の水分各除去す
る目的より加熱した方がより効果がある。ただし、加熱
は500°C以下でも十分である。次いて、これを熱間
静水圧法(Il、1.P、)により2000気圧の圧力
をかけながら1030℃で1時間焼結した。Il、1.
P、の条件についてはオーステナイト系ステンレス鋼粉
または二相系ステンレス鋼粉よりのフェライ1−系スラ
ーンレス鋼粉側へのNi拡1i31量をできるだけ抑え
る条件下で、かつ十分な緻密化と焼結が進行する条件を
選択する必要がある。適正11.1.l)、条件は使用
する銅粉の具体的成分、組合せ等により検削する必要が
ある。
また、金属間化合物の生成も考慮に入れる必要かある。
ここで、上記の条件を溝たず限りは低い温度の方が望ま
しいことは作業性の点からも望ましいことは言うまでも
ない。上限温度は1100℃以下であることが望ましい
。得られた焼結体はさらに大気圧下で第2表に示した各
加熱温度で各1時間加熱保持した後、厚さ30朋×幅6
0關×長さ70鶴の仕上げ寸法にまで熱間鍛造した。
しいことは作業性の点からも望ましいことは言うまでも
ない。上限温度は1100℃以下であることが望ましい
。得られた焼結体はさらに大気圧下で第2表に示した各
加熱温度で各1時間加熱保持した後、厚さ30朋×幅6
0關×長さ70鶴の仕上げ寸法にまで熱間鍛造した。
次いでこの熱間鍛造材は同じく大気中で第2表に示した
各7Ju F、、!!湯温度各1時間加熱保持した後、
仕上げ寸法で厚さ7−×幅60uにまで熱間圧延し、最
終焼鈍を実施した。各焼鈍温度も第2表に示した。
各7Ju F、、!!湯温度各1時間加熱保持した後、
仕上げ寸法で厚さ7−×幅60uにまで熱間圧延し、最
終焼鈍を実施した。各焼鈍温度も第2表に示した。
このようにしC得た焼結ステンレス鋼の板材からal(
駒片を切り出して、耐SCC性試験、シャルピー衝撃試
験、常温での引張試験を実施した。
駒片を切り出して、耐SCC性試験、シャルピー衝撃試
験、常温での引張試験を実施した。
耐SCC性試験は、平行部が直径3朋、長さ20m11
の丸棒引張試験片を間作し、42%塩化マグネシウム水
溶液を沸騰さ−Uその中で一定荷重をかけて浸漬し゛(
破断に至るまでの時間を測定することで行った。
の丸棒引張試験片を間作し、42%塩化マグネシウム水
溶液を沸騰さ−Uその中で一定荷重をかけて浸漬し゛(
破断に至るまでの時間を測定することで行った。
結果を第22.にまとめて示す。
第2表に示す結果からも明らかなように本発明に係る焼
結ステンレス鋼は従来の溶解材(鋼番号15゜16)お
よびオーステナイト系の焼結材(鋼番号11)に比較し
てすべての負荷応力において、破断時間が著しく長い。
結ステンレス鋼は従来の溶解材(鋼番号15゜16)お
よびオーステナイト系の焼結材(鋼番号11)に比較し
てすべての負荷応力において、破断時間が著しく長い。
特にフェライト相の量が70%以上のものでは負荷応力
が40Kgf 7mm2でも1000時間経過しても破
断ゼず、フェライト系の焼結相と同等のq八個を示して
いる。鋼番月15、■6の鋼組成は第3表に示す。
が40Kgf 7mm2でも1000時間経過しても破
断ゼず、フェライト系の焼結相と同等のq八個を示して
いる。鋼番月15、■6の鋼組成は第3表に示す。
第6図は第2表の鋼番号1〜11までの試料を用い、混
合の際のフェライ1−系ステンレス鋼粉割合に対し沸騰
の42%塩化マグネシウム中で35kgf/mm2の一
定荷重をか番」で浸漬した際の破断にいたるまでの11
.5問およびQ ’cにおけるシャルピー衝撃試験での
吸収エネルギー値をまとめてグラフで示したものである
。
合の際のフェライ1−系ステンレス鋼粉割合に対し沸騰
の42%塩化マグネシウム中で35kgf/mm2の一
定荷重をか番」で浸漬した際の破断にいたるまでの11
.5問およびQ ’cにおけるシャルピー衝撃試験での
吸収エネルギー値をまとめてグラフで示したものである
。
図中、各番号は第2表の鋼番号を示す。シャルピー衝撃
試験は5mm厚のJIS d号型試験片で行った。
試験は5mm厚のJIS d号型試験片で行った。
第6図から、耐SCC性については、フェライト量が2
0%以上が望ましく、一方、靭性の点からはフェライト
量が80%以下であることが望ましいことが分かる。た
だし、第2表に示すように耐SCC性試験において、負
荷応力が40kgf 7mm2の場合は、フェライトf
flが20%では破断時間が1000時間以下となるの
で、望ましくはフェライト量を30%以上とするのがよ
い。
0%以上が望ましく、一方、靭性の点からはフェライト
量が80%以下であることが望ましいことが分かる。た
だし、第2表に示すように耐SCC性試験において、負
荷応力が40kgf 7mm2の場合は、フェライトf
flが20%では破断時間が1000時間以下となるの
で、望ましくはフェライト量を30%以上とするのがよ
い。
実】l劃り
第1表に示した鋼粉Bと鋼粉Eとを用いてフェライトと
オーステリーイトの二相系ステンレス鋼の丸棒を作成し
た。鋼1’5) Bと鋼粉Eを1:1に混合した後、!
lii製の直径1100II1、長さ300mmのカプ
セルに鋼粉を充填した後、500℃に加熱しながら内部
を真空引きした。真空引きの条件はI X 10 ’−
5mm11gである。加熱、真空引きの状態で3hr保
持した後、カプセルを密閉した。カプセルは密閉後、冷
間静水圧法(C,I。
オーステリーイトの二相系ステンレス鋼の丸棒を作成し
た。鋼1’5) Bと鋼粉Eを1:1に混合した後、!
lii製の直径1100II1、長さ300mmのカプ
セルに鋼粉を充填した後、500℃に加熱しながら内部
を真空引きした。真空引きの条件はI X 10 ’−
5mm11gである。加熱、真空引きの状態で3hr保
持した後、カプセルを密閉した。カプセルは密閉後、冷
間静水圧法(C,I。
11、)により’Q ’In、2500 kgf/cm
2xi min保持の条件でカプセル内の密度を均一と
し、低気孔率化した。
2xi min保持の条件でカプセル内の密度を均一と
し、低気孔率化した。
次に、電気炉で1200°Cに加熱した後、熱間押出G
こよって直径28ff1mの丸棒とし、これを930°
Cで1時間保肴して焼鈍を実施したあと、試験に供した
。試験片の形状および試験条件は実施例1の場合と間し
であった。試験結果を第7図にまとめて示す。図中、比
較用の鋼番号15.16のものはいずれも熔解法Gこよ
る従来のもの”Cあって、鋼番号16のオーステリーイ
ト系ステンレス鋼は2〜3時間以内でしへずれも破断し
てしまい、一方、二相系ステンレス鋼でも付加応力25
kgf/mm2以上で10時間以内とかなり容易に破断
に至ってしまうことが分かる。しかし、本発明に係ルモ
ノ(○印テ示す) Lk40 kgf/mm2.35
kgf/mi2および30kp、f/mm’の各応力レ
ベルのいずれGこおいても1000時間を越えても破断
せず、溶解法による従来のフェライト系ステンレス鋼の
それと同等以」二の特性を示した。
こよって直径28ff1mの丸棒とし、これを930°
Cで1時間保肴して焼鈍を実施したあと、試験に供した
。試験片の形状および試験条件は実施例1の場合と間し
であった。試験結果を第7図にまとめて示す。図中、比
較用の鋼番号15.16のものはいずれも熔解法Gこよ
る従来のもの”Cあって、鋼番号16のオーステリーイ
ト系ステンレス鋼は2〜3時間以内でしへずれも破断し
てしまい、一方、二相系ステンレス鋼でも付加応力25
kgf/mm2以上で10時間以内とかなり容易に破断
に至ってしまうことが分かる。しかし、本発明に係ルモ
ノ(○印テ示す) Lk40 kgf/mm2.35
kgf/mi2および30kp、f/mm’の各応力レ
ベルのいずれGこおいても1000時間を越えても破断
せず、溶解法による従来のフェライト系ステンレス鋼の
それと同等以」二の特性を示した。
第8図に実施例1における鋼番号5の焼結ステンレス鋼
の各顕微鏡組織写貫(X 100 )を示す。図中、白
くみえる部分がフェライト相であり、黒くみえる部分が
オーステナイト相である。オーステナイト相側には粒界
がみとめられる。フェライト相とオーステナイト相との
割合については粉末配合時の組成割合が焼結体としても
そのまま保存されているのが分かる。
の各顕微鏡組織写貫(X 100 )を示す。図中、白
くみえる部分がフェライト相であり、黒くみえる部分が
オーステナイト相である。オーステナイト相側には粒界
がみとめられる。フェライト相とオーステナイト相との
割合については粉末配合時の組成割合が焼結体としても
そのまま保存されているのが分かる。
通常、溶解材の二相系ステンレス調圧延材においてはフ
ェライト地中に圧延方向に長く伸びたオーステナイト相
が認められるが、本発明に係る焼結ステンレス鋼では原
料鋼粉の形態が残存し−(おり、熔解材とは明らかに異
なる組織となっている。
ェライト地中に圧延方向に長く伸びたオーステナイト相
が認められるが、本発明に係る焼結ステンレス鋼では原
料鋼粉の形態が残存し−(おり、熔解材とは明らかに異
なる組織となっている。
以上説明した通り、本発明によれば、従来のl容解材で
は決して得られないすぐれた耐応力腐食割れ性を備えた
ステンレス鋼が得られる。
は決して得られないすぐれた耐応力腐食割れ性を備えた
ステンレス鋼が得られる。
このような本発明に係る焼結ステンレス鋼は、従来の二
相系ステンレス鋼でもなおSCC発生のおそれのある環
境においても使用できるものであって、その産業上の利
用性は極め、て大きい。
相系ステンレス鋼でもなおSCC発生のおそれのある環
境においても使用できるものであって、その産業上の利
用性は極め、て大きい。
第1図および第2図は、従来の溶解祠についての耐SC
C性試験結果を示すグラフ、 第3図は、従来の溶解(オの二相ステンレス鋼のSCC
伝播機構を模式的に示す説明画、 第4図および第5図は、本発明に係る焼結ステンレス鋼
におりるsec伝播機構を模式的に示す説明図、 第6図は、シャルピー衝撃試験の結果を示すグラフ、 第7図は、同じく耐SCC性試験の結果を示すグラフ、
および 第8図は、本発明に係る焼結ステンレス鋼の代表的金属
組織を示す顕微鏡写真(X 100)である。 出願人 住友金屈工業株式会社 代理人 弁理士 広 瀬 章 − #7 (Z フェライト系ステンレス鋼セかコL合劇1G (會i
% )不22 図 (mlrll 碩給時昭(ks) 本3 図 本7 図 a、 遮な 時 Wv*’1 chト)毛δ図
C性試験結果を示すグラフ、 第3図は、従来の溶解(オの二相ステンレス鋼のSCC
伝播機構を模式的に示す説明画、 第4図および第5図は、本発明に係る焼結ステンレス鋼
におりるsec伝播機構を模式的に示す説明図、 第6図は、シャルピー衝撃試験の結果を示すグラフ、 第7図は、同じく耐SCC性試験の結果を示すグラフ、
および 第8図は、本発明に係る焼結ステンレス鋼の代表的金属
組織を示す顕微鏡写真(X 100)である。 出願人 住友金屈工業株式会社 代理人 弁理士 広 瀬 章 − #7 (Z フェライト系ステンレス鋼セかコL合劇1G (會i
% )不22 図 (mlrll 碩給時昭(ks) 本3 図 本7 図 a、 遮な 時 Wv*’1 chト)毛δ図
Claims (4)
- (1)マトリックスと分散相の金属学的組織が異なる焼
結ステンレス鋼であって、実質的にフェライト組織から
なるマトリックスと、オーステナイト組織、オーステナ
イトとフェライトの二相組織、オーステナイトとマルテ
ンサイトの二相組織およびオーステナイト うちの1種以上からなる分散相を有する゛、耐応力腐食
割れ性の優れた焼結ステンレス鋼。 - (2)フェライト系ステンレス銅粉と、オーステナイト
系ステンレス鋼粉、オーステナイトとフェライトからな
る二相系ステンレス鋼粉、オーステナイトとマルテンサ
イトの二相系ステンレス鋼粉、およびオーステナイトと
フェライトとマルテンサイI−の二相系ステンレス鋼わ
)の1種以上とを混合し、しかる後、圧粉成形して焼結
することを特徴とする、耐応力腐食割れ性に優れた焼結
ステンレス鋼の製造方法。 - (3)圧粉成形と焼結の工程が熱間静水圧法により行わ
れる特許請求の範囲第2項記載の焼結ステンレス鋼の製
造方法。 - (4)圧粉成形が冷間静水圧性により行なわれる特許請
求の範囲第2項記載の焼結ステンレス鋼の製造方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59045486A JPS60190552A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 焼結ステンレス鋼およびその製造方法 |
US06/710,086 US4581202A (en) | 1984-03-12 | 1985-03-11 | Sintered stainless steel and production process therefor |
CA000476201A CA1238211A (en) | 1984-03-12 | 1985-03-11 | Sintered stainless steel and production process therefor |
EP85301686A EP0157509B1 (en) | 1984-03-12 | 1985-03-12 | Sintered stainless steel and production process therefor |
DE8585301686T DE3566555D1 (en) | 1984-03-12 | 1985-03-12 | Sintered stainless steel and production process therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59045486A JPS60190552A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 焼結ステンレス鋼およびその製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2412337A Division JPH0663055B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 焼結ステンレス鋼 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60190552A true JPS60190552A (ja) | 1985-09-28 |
JPH0459383B2 JPH0459383B2 (ja) | 1992-09-22 |
Family
ID=12720729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59045486A Granted JPS60190552A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 焼結ステンレス鋼およびその製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4581202A (ja) |
EP (1) | EP0157509B1 (ja) |
JP (1) | JPS60190552A (ja) |
CA (1) | CA1238211A (ja) |
DE (1) | DE3566555D1 (ja) |
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JP2019151924A (ja) * | 2018-02-27 | 2019-09-12 | ロールス・ロイス・ピーエルシーRolls−Royce Public Limited Company | オーステナイト鉄合金を製造する方法 |
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FI100388B (fi) * | 1996-01-22 | 1997-11-28 | Rauma Materials Tech Oy | Kulutusta kestävä, sitkeä teräs |
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-
1984
- 1984-03-12 JP JP59045486A patent/JPS60190552A/ja active Granted
-
1985
- 1985-03-11 US US06/710,086 patent/US4581202A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-03-11 CA CA000476201A patent/CA1238211A/en not_active Expired
- 1985-03-12 DE DE8585301686T patent/DE3566555D1/de not_active Expired
- 1985-03-12 EP EP85301686A patent/EP0157509B1/en not_active Expired
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---|---|---|---|---|
JPS61201706A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-09-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 継目無し焼結鋼管およびその製造方法 |
JP2019151924A (ja) * | 2018-02-27 | 2019-09-12 | ロールス・ロイス・ピーエルシーRolls−Royce Public Limited Company | オーステナイト鉄合金を製造する方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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EP0157509A1 (en) | 1985-10-09 |
JPH0459383B2 (ja) | 1992-09-22 |
US4581202A (en) | 1986-04-08 |
EP0157509B1 (en) | 1988-11-30 |
CA1238211A (en) | 1988-06-21 |
DE3566555D1 (en) | 1989-01-05 |
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