JPH0116286B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0116286B2 JPH0116286B2 JP58180831A JP18083183A JPH0116286B2 JP H0116286 B2 JPH0116286 B2 JP H0116286B2 JP 58180831 A JP58180831 A JP 58180831A JP 18083183 A JP18083183 A JP 18083183A JP H0116286 B2 JPH0116286 B2 JP H0116286B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- rolling
- stainless steel
- duplex stainless
- temperature
- Prior art date
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Description
（発明の技術分野）
本発明は、２相ステンレス鋼板の製造方法、特
に常温付近でフエライト（α）相とオーステナイ
ト（γ）相の２相からなる混合組織を有する、
Fe，Cr，Niを主成分とした２相ステンレス鋼で
あつて、塑性異方性の生じにくい超塑性変形用素
材としての２相ステンレス鋼板の製造方法に関す
る。 （従来技術） 従来、２相ステンレス鋼は、いわゆる難加工材
の部類に属し、そのため加工性改善の種々の提案
がなされてきた。その結果、今日では、例えば熱
間加工性に有害なＳやＯの低減によつて板や管の
ように簡単な形状のものの製造および比較的形状
の簡単な鍛造品の製造は可能になつてきた。 また、複雑な形状の製品の製造についても、加
工、熱処理を組み合せて微細組織とすることによ
つて、超塑性変形を利用した大変形加工法の適用
が可能であることも分かつてきた。 しかし、かかる大変形加工を行うに際し、その
素材については塑性異方性がほとんどないことが
特に重要であるが、従来方法では塑性異方性に関
し所望の性質は得られず、有用な方法の開発が望
まれていた。 （発明の目的） かくして、本発明の目的は、700〜1100℃での
超塑性変形を利用した大変形加工において、塑性
異方性を生じにくい、加工用素材としての２相ス
テンレス鋼板の製造方法を提供することである。 本発明の別の目的は、超塑性材料としての性能
を損なうことなく塑性異方性を改善した２相ステ
ンレス鋼板の製造を可能にする方法を提供するこ
とである。 さらに、本発明の目的は、製品歩留の大巾な上
昇により、大巾なコスト低減を図ることのできる
２相ステンレス鋼板の製造方法を提供することで
ある。 （発明の要約） ここに、本発明者はかかる目的を達成すべく、
従来法では２相ステンレス鋼板の製造時に一方向
にのみ圧延を行つていたことに着目して実験を重
ねたところ、圧延方向と超塑性変形時の塑性異方
性には一定の相関が見られること、および微細組
織とするための熱処理を行つたうえでいわゆるク
ロス圧延による冷間圧延をすることにより塑性異
方性が解消され、さらに超塑性材料としての性能
が大幅に向上することを見い出して、本発明を完
成した。 すなわち、本発明の要旨とするところは、Fe，
Cr，Niを主成分とし、常温付近でフエライト相
とオーステナイト相とから成る混合組織を有する
２相ステンレス鋼を（Ｔ―150）℃以上の温度に
加熱後〔ただし、Ｔはこの２相ステンレス鋼がフ
エライト単相となる温度（℃）〕、水冷もしくは強
制冷却により500℃以下に冷却し、次いで200℃以
下で合計圧下率20％以上のクロス圧延をすること
を特徴とする２相ステンレス鋼板の製造方法であ
る。 （発明の態様） 次に、本発明の具体的態様について詳細に説明
する。 本発明において、２相ステンレス鋼の主成分を
Fe，Cr，Niを限定したのは、他の元素を用いた
組合せでもα相とγ相の２相混合組織は得られる
が、材料の耐食性をはじめとする性質とコストと
を考慮した場合、Fe，Cr，Ni3元素を基本とした
方が有利であるからであり、当該２相ステンレス
鋼はこれらの合金成分の他に、必要に応じて、重
量％で示す； ５％以下のMo、 １％以下のCu、 0.5％以下のTi、 0.5％以下のNb、 0.5％以下のZr、 0.5％以下のＶ、 １％以下のＷ、 0.1％以下のＣ、 0.2％以下のＮ、 溶解時の脱酸剤としてのSi，Mnをそれぞれ
2.5％以下、2.0％以下 の１種もしくは２種以上を含有していてもよい。
なお、他に少量のReやLa，Ca，Ceあるいは不可
避不純物を含有するものももちろん包含されるの
であつて、それらによつて本発明が制限されるも
のではない。 好適組成としては次のものが例示される。
に常温付近でフエライト（α）相とオーステナイ
ト（γ）相の２相からなる混合組織を有する、
Fe，Cr，Niを主成分とした２相ステンレス鋼で
あつて、塑性異方性の生じにくい超塑性変形用素
材としての２相ステンレス鋼板の製造方法に関す
る。 （従来技術） 従来、２相ステンレス鋼は、いわゆる難加工材
の部類に属し、そのため加工性改善の種々の提案
がなされてきた。その結果、今日では、例えば熱
間加工性に有害なＳやＯの低減によつて板や管の
ように簡単な形状のものの製造および比較的形状
の簡単な鍛造品の製造は可能になつてきた。 また、複雑な形状の製品の製造についても、加
工、熱処理を組み合せて微細組織とすることによ
つて、超塑性変形を利用した大変形加工法の適用
が可能であることも分かつてきた。 しかし、かかる大変形加工を行うに際し、その
素材については塑性異方性がほとんどないことが
特に重要であるが、従来方法では塑性異方性に関
し所望の性質は得られず、有用な方法の開発が望
まれていた。 （発明の目的） かくして、本発明の目的は、700〜1100℃での
超塑性変形を利用した大変形加工において、塑性
異方性を生じにくい、加工用素材としての２相ス
テンレス鋼板の製造方法を提供することである。 本発明の別の目的は、超塑性材料としての性能
を損なうことなく塑性異方性を改善した２相ステ
ンレス鋼板の製造を可能にする方法を提供するこ
とである。 さらに、本発明の目的は、製品歩留の大巾な上
昇により、大巾なコスト低減を図ることのできる
２相ステンレス鋼板の製造方法を提供することで
ある。 （発明の要約） ここに、本発明者はかかる目的を達成すべく、
従来法では２相ステンレス鋼板の製造時に一方向
にのみ圧延を行つていたことに着目して実験を重
ねたところ、圧延方向と超塑性変形時の塑性異方
性には一定の相関が見られること、および微細組
織とするための熱処理を行つたうえでいわゆるク
ロス圧延による冷間圧延をすることにより塑性異
方性が解消され、さらに超塑性材料としての性能
が大幅に向上することを見い出して、本発明を完
成した。 すなわち、本発明の要旨とするところは、Fe，
Cr，Niを主成分とし、常温付近でフエライト相
とオーステナイト相とから成る混合組織を有する
２相ステンレス鋼を（Ｔ―150）℃以上の温度に
加熱後〔ただし、Ｔはこの２相ステンレス鋼がフ
エライト単相となる温度（℃）〕、水冷もしくは強
制冷却により500℃以下に冷却し、次いで200℃以
下で合計圧下率20％以上のクロス圧延をすること
を特徴とする２相ステンレス鋼板の製造方法であ
る。 （発明の態様） 次に、本発明の具体的態様について詳細に説明
する。 本発明において、２相ステンレス鋼の主成分を
Fe，Cr，Niを限定したのは、他の元素を用いた
組合せでもα相とγ相の２相混合組織は得られる
が、材料の耐食性をはじめとする性質とコストと
を考慮した場合、Fe，Cr，Ni3元素を基本とした
方が有利であるからであり、当該２相ステンレス
鋼はこれらの合金成分の他に、必要に応じて、重
量％で示す； ５％以下のMo、 １％以下のCu、 0.5％以下のTi、 0.5％以下のNb、 0.5％以下のZr、 0.5％以下のＶ、 １％以下のＷ、 0.1％以下のＣ、 0.2％以下のＮ、 溶解時の脱酸剤としてのSi，Mnをそれぞれ
2.5％以下、2.0％以下 の１種もしくは２種以上を含有していてもよい。
なお、他に少量のReやLa，Ca，Ceあるいは不可
避不純物を含有するものももちろん包含されるの
であつて、それらによつて本発明が制限されるも
のではない。 好適組成としては次のものが例示される。
【表】
本発明によれば、当該２相ステンレス鋼がα相
単相となる温度をＴ（℃）とした場合、加熱温度
を、（Ｔ―150）℃以上とし、次いで水冷もしくは
強制冷却によつて500℃以下に冷却し、200℃以下
で合計圧下率20％以上の圧延加工を施すのである
が、その目的とするところは、超塑性変形を利用
する熱間加工に先立つて700〜1100℃加熱した時
にα相とγ相の微細混合組織を得るためであり、
かかる加工条件が超塑性現象を実現するための条
件となる。 加熱温度は高い方が好ましく、α相単相領域の
温度であること、つまりＴ℃以上が好ましいが、
これよりも多少低くても構わない。しかし、あま
り低いとα相地中に島状に凝集粗大化したγ相が
残存して超塑性に悪影響を与えるので加熱温度の
下限を（Ｔ―150）℃と定めた。Ｔは一般には
1050〜1250℃の範囲にある。 加熱後の冷却速度は、γ相の凝集、粗大化を可
及的に防止するために大きい程好ましく、水冷が
好ましいが、例えば噴霧冷却等の強制冷却でも良
い。この場合の急冷を500℃以下まで行うのは、
これより高い温度で冷却を中止した場合にはγ相
の粗大化が起こるからである。好ましくは、200
℃以下にまで急冷する。 次いで、200℃以下で圧延加工を行うのは、超
塑性変形を利用した熱間加工を行う場合、その加
工に先立つて700〜1100℃に加熱することによつ
て微細組織を得るためである。このときの圧延加
工温度が200℃を超えると、圧延中あるいは圧延
後にα相の回復が起つてγ相の微細析出の核とな
る転位密度が減少するからである。好ましくは、
この圧延加工温度は50℃以下である。 次に、本発明によれば、上述の200℃以下での
圧延ではクロス圧延が行われる。その目的とする
ところは、微細析出するγ相の核成長方向の均一
分散化にある。 ここに、クロス圧延とは、各パスの圧下率を可
及的に等しくするとともに、合計パス回数を２以
上とするとともに、各パス毎の圧延方向を変えて
行う圧延を云う。好ましくは各パス毎に圧延方向
をほぼ30度以上、変えて行う圧延法であつて、よ
り厳密には45度もしくは45度の整数倍だけ回転さ
せて行い、第１回目と最終回目のパスとのなす角
度を90度もしくは90度の整数倍とする圧延をい
う。好ましくは、上記クロス圧延は、各パス毎に
圧延方向を同じ角度だけ変えるのが良く、それら
の圧延を少なくとも２回繰り返すことから成る。
各パス毎の圧下率は、平均圧下率の2/3〜4/3であ
つてもよい。 なお、従来にあつても、クロス圧延はおこなわ
れているが、その目的とするところは、介在物の
形状制御による機械的特性の異方性解消にあり、
多くの場合、熱間圧延として行われているにすぎ
ない。 本発明によれば、200℃以下でのかかるクロス
圧延により、析出核成長方向に異方性のない組織
が得られ、超塑性変形時の塑性異方性の解消が図
れ、さらに超塑性材料としての性能も均一な微細
組織となるために著しく向上するのである。これ
は、従来のクロス圧延が上述のように介在物の形
状制御を目的とするのと比較して、予想外の効果
といえる。 このようにして製造された鋼板は、超塑性変形
加工に先立つて700〜1100℃に再加熱することに
よつて異方性のみられない均一なな微細組織を得
ることが可能であり、したがつて、超塑性を利用
した大変形加工を行う場合にあつても加工性が良
くさらに塑性異方性はみられないため、極めて歩
留りの良い効率的成形加工を行うことができる。 次に、本発明を実施例によりさらに説明する。 実施例 第１表に示す組成を有する鋼（Ｔ＝1300℃）を
溶解し、鍛造と熱間圧延によつて得た厚さ４mmの
鋼板を、α相―単相域となる1300℃に１時間加熱
後室温にまで水冷し、次いでこれを酸洗して冷間
圧延素材とした。
単相となる温度をＴ（℃）とした場合、加熱温度
を、（Ｔ―150）℃以上とし、次いで水冷もしくは
強制冷却によつて500℃以下に冷却し、200℃以下
で合計圧下率20％以上の圧延加工を施すのである
が、その目的とするところは、超塑性変形を利用
する熱間加工に先立つて700〜1100℃加熱した時
にα相とγ相の微細混合組織を得るためであり、
かかる加工条件が超塑性現象を実現するための条
件となる。 加熱温度は高い方が好ましく、α相単相領域の
温度であること、つまりＴ℃以上が好ましいが、
これよりも多少低くても構わない。しかし、あま
り低いとα相地中に島状に凝集粗大化したγ相が
残存して超塑性に悪影響を与えるので加熱温度の
下限を（Ｔ―150）℃と定めた。Ｔは一般には
1050〜1250℃の範囲にある。 加熱後の冷却速度は、γ相の凝集、粗大化を可
及的に防止するために大きい程好ましく、水冷が
好ましいが、例えば噴霧冷却等の強制冷却でも良
い。この場合の急冷を500℃以下まで行うのは、
これより高い温度で冷却を中止した場合にはγ相
の粗大化が起こるからである。好ましくは、200
℃以下にまで急冷する。 次いで、200℃以下で圧延加工を行うのは、超
塑性変形を利用した熱間加工を行う場合、その加
工に先立つて700〜1100℃に加熱することによつ
て微細組織を得るためである。このときの圧延加
工温度が200℃を超えると、圧延中あるいは圧延
後にα相の回復が起つてγ相の微細析出の核とな
る転位密度が減少するからである。好ましくは、
この圧延加工温度は50℃以下である。 次に、本発明によれば、上述の200℃以下での
圧延ではクロス圧延が行われる。その目的とする
ところは、微細析出するγ相の核成長方向の均一
分散化にある。 ここに、クロス圧延とは、各パスの圧下率を可
及的に等しくするとともに、合計パス回数を２以
上とするとともに、各パス毎の圧延方向を変えて
行う圧延を云う。好ましくは各パス毎に圧延方向
をほぼ30度以上、変えて行う圧延法であつて、よ
り厳密には45度もしくは45度の整数倍だけ回転さ
せて行い、第１回目と最終回目のパスとのなす角
度を90度もしくは90度の整数倍とする圧延をい
う。好ましくは、上記クロス圧延は、各パス毎に
圧延方向を同じ角度だけ変えるのが良く、それら
の圧延を少なくとも２回繰り返すことから成る。
各パス毎の圧下率は、平均圧下率の2/3〜4/3であ
つてもよい。 なお、従来にあつても、クロス圧延はおこなわ
れているが、その目的とするところは、介在物の
形状制御による機械的特性の異方性解消にあり、
多くの場合、熱間圧延として行われているにすぎ
ない。 本発明によれば、200℃以下でのかかるクロス
圧延により、析出核成長方向に異方性のない組織
が得られ、超塑性変形時の塑性異方性の解消が図
れ、さらに超塑性材料としての性能も均一な微細
組織となるために著しく向上するのである。これ
は、従来のクロス圧延が上述のように介在物の形
状制御を目的とするのと比較して、予想外の効果
といえる。 このようにして製造された鋼板は、超塑性変形
加工に先立つて700〜1100℃に再加熱することに
よつて異方性のみられない均一なな微細組織を得
ることが可能であり、したがつて、超塑性を利用
した大変形加工を行う場合にあつても加工性が良
くさらに塑性異方性はみられないため、極めて歩
留りの良い効率的成形加工を行うことができる。 次に、本発明を実施例によりさらに説明する。 実施例 第１表に示す組成を有する鋼（Ｔ＝1300℃）を
溶解し、鍛造と熱間圧延によつて得た厚さ４mmの
鋼板を、α相―単相域となる1300℃に１時間加熱
後室温にまで水冷し、次いでこれを酸洗して冷間
圧延素材とした。
【表】
これらを第２表に示す各条件下で室温にて冷間
圧延した。得られた冷間圧延材から半径300mmの
円板を切出し、塑性異方性評価の試験片とした。 添付図面は塑性異方性の試験法を略式断面図で
示す説明図である。図からも分かるように、円板
状試験片を深絞り加工して供試材の塑性異方性を
評価した。 円板状試験片１の加工は、1000℃において直径
50mmの金型２に直径40mm、端部の曲率半径５mmの
治具３を、図中、矢印方向に移動させて歪速度〜
10-3s-1で行つた。このようにして各供試材から
の円板状試験片から深さ200mmのカツプ状のもの
を製造し、残つた耳の部分の長さの場所による差
で塑性異方性を評価した。 その結果をまとめて、併せて第２表に示すが本
発明による方法で製造された鋼板においては塑性
異方性はほとんど生じなかつたが、従来法もしく
は本発明方法と条件がはずれる比較例の場合にお
いては著しく異方性を生じた。
圧延した。得られた冷間圧延材から半径300mmの
円板を切出し、塑性異方性評価の試験片とした。 添付図面は塑性異方性の試験法を略式断面図で
示す説明図である。図からも分かるように、円板
状試験片を深絞り加工して供試材の塑性異方性を
評価した。 円板状試験片１の加工は、1000℃において直径
50mmの金型２に直径40mm、端部の曲率半径５mmの
治具３を、図中、矢印方向に移動させて歪速度〜
10-3s-1で行つた。このようにして各供試材から
の円板状試験片から深さ200mmのカツプ状のもの
を製造し、残つた耳の部分の長さの場所による差
で塑性異方性を評価した。 その結果をまとめて、併せて第２表に示すが本
発明による方法で製造された鋼板においては塑性
異方性はほとんど生じなかつたが、従来法もしく
は本発明方法と条件がはずれる比較例の場合にお
いては著しく異方性を生じた。
【表】
添付図面は略式断面図で示す塑性異方性を評価
する試験方法の説明図である。 １：円板状試験片、２：金型、３：治具。
する試験方法の説明図である。 １：円板状試験片、２：金型、３：治具。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Fe，Cr，Niを主成分とし、常温付近でフエ
ライト相とオーステナイト相とから成る混合組織
を有する２相ステンレス鋼を（Ｔ―150）℃以上
の温度に加熱すること〔ただし、Ｔは該２相ステ
ンレス鋼がフエライト単相となる温度（℃）〕； この加熱された鋼を水冷もしくは強制冷却によ
り500℃以下に冷却すること；および この冷却された鋼板に200℃以下で合計圧下率
20％以上のクロス圧延を施すこと、 を特徴とする２相ステンレス鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58180831A JPS6075524A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ２相ステンレス鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58180831A JPS6075524A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ２相ステンレス鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6075524A JPS6075524A (ja) | 1985-04-27 |
| JPH0116286B2 true JPH0116286B2 (ja) | 1989-03-23 |
Family
ID=16090117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58180831A Granted JPS6075524A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ２相ステンレス鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6075524A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5630004B2 (ja) * | 2009-11-04 | 2014-11-26 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 引張強さが１５００ＭＰａ以上の高強度鋼板およびその製造方法 |
| JP5630005B2 (ja) * | 2009-11-04 | 2014-11-26 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 引張強さが１５００ＭＰａ以上の高強度鋼板およびその製造方法 |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP58180831A patent/JPS6075524A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6075524A (ja) | 1985-04-27 |
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