JPH01301840A - プレス成形用オーステナイト系ステンレス鋼 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、耐時期割れ性が良好で、かつプレス成形加工
後の磁性が小さいプレス成形用オーステナイト系ステン
レス鋼に関する。

（従来技術とその問題点） 従来、マホービン、ドアノブ等の厳しい深絞り加工が施
されて製品化され、なおかつ製品の磁性が小さいことを
要求される用途に対して、既存鋼５ＵＳ３０４．５ＵＳ
３０５および特開昭５４−１３８８１１号に示されるＮ
ｉ−Ｃｒ−Ｃｕステンレス鋼などが用いられる。

既存鋼５ＵＳ３０４では、時期割れ感受性が高いため。

製品加工途中および製品仕上加工後に歪取り焼鈍工程を
導入しなければならず、製品製造コストが上昇するとい
う欠点がある。

また既存鋼５ＵＳ３０５は１時期割れ性は良好であり、
製品加工後の磁性も小さく、前述した用途に対しては、
有用な鋼であるが、張り出し性に劣るため上記用途に用
いると、加工時にα破断が生じやすい欠点がある。さら
にこの鋼は、Ｎｉ含有量が高く高価である。

一方、特開昭５４−１３８８１１号に示されるＮｉ−Ｃ
ｒ−Ｃｕステンレス鋼は、時期割れ性および張り出し性
は優れているが、加工後の磁性が大きいため、製品仕上
加工後に歪取り焼鈍工程を導入し、磁性を小さくして製
品化を行わねばならず、製品製造コストが上昇する欠点
がある。

したがって、加工性に優れ、加工後の磁性が小さく、マ
ホービンやドアノブなどの厳しい深絞り加工が施される
用途に供せられるオーステナイト系ステンレス鋼であっ
て、高価なＮｉ成分を多量に含有させることなく製品仕
上加工後の歪取り焼鈍工程を省略し、高価なＮｉ成分を
多量に含有させることなく製品の製造工程にかかるコス
トの節減をはかれるプレス成形用オーステナイト系ステ
ンレス鋼が望まれていた。

（問題解決に関する知見） 本発明は、前記問題点を解決しこのような要望に応する
ために、厳しい深絞り加工が施されるプレス成形用オー
ステナイト系ステンレス鋼につぃて、耐時期割れ性を良
好にし、プレス成形加工後の磁性を低くすることを課題
とし１課題解決に関し、成分組成を次のように限定した
オーステナイト系ステンレス鋼を溶製した。

即ち、耐時期割れ住改善のため、Ｃ，Ｎをそれぞれ０．
０５％以下、　０．０３％以下；　Ｃ，Ｎを減少させた
ためオーステナイトが不安定となるので、これを安定化
し強度を上昇させるため、Ｍｎを１．０〜２．０％；加
工性、耐食性改善のため、Ｃｕを０．５〜３．０％；磁
性が高くなるのを防ぐため、Ｓｉを１．０％以下；耐食
性改善、オーステナイト安定化のためＮｉを８．０〜１
０．５％；耐食性、δ−フェライトの生成を考慮して、
Ｃｒを１８．０〜２０．０％を含み；その他年可避的元
素および残りＦｅよりなるオーステナイト系ステンレス
鋼を溶製した。

このオーステナイト系ステンレス鋼は、既存鋼５ＵＳ３
０４．５ＵＳ３０５および特開昭５４−１３８８１１号
に示されるＮｉ−Ｃｒ−Ｃｕステンレス鋼に比し、室温
で４０％引張り歪を付与した後の加工誘起マルテンサイ
ト量が少く、硬さが低く、時期割れ試験で限界絞り比が
３．１以上となり１時期割れ性が良好で、プレス成形加
工後の磁性が／ＪＸさいという知見を得た。

（発明の構成） 本発明は、このような知見を得て前記課題を達成するも
のであり、 Ｃ：０．０５％以下、 Ｎ：０．０３％以下、 Ｓｉ：　　１．００％以下。

Ｍｎ：　　１．００〜２．００％以下、Ｃｕ：　　０．
５０〜３．００％以下、Ｎｉ：　　８．００〜１０．５
０％以下、Ｃｒ：　１８．ＯＯ〜２０．００％、 残部がＦｅと不可避的不純物とからなる組成を有し。

次の実験式 ％式％） で与えられるＮｒ（Ｒ，Ｔ、）の計算値が５以下であり
、さらに限界絞り比が３．１以上であるプレス成形用オ
ーステナイト系ステンレス鋼を提供する。

次に本発明における鋼組成の限定理由を以下に説明する
。

Ｃ：　耐時期割れ性を改善する目的で、時期割れ発生頻
度が低下する０、０５％以下とする。

Ｎ：Ｃと同じ理由から０．０３％以下とする。

Ｍｎ：強力なオーステナイト生成元素であるＣおよびＮ
を低下させるため、オーステナイトが不安定になってい
る。この点をおぎなうと同時に固溶強化によって強度を
上昇させるために１．００％以上添加する。また２、０
０％を越えて添加すると、耐食性の劣化の原因となるた
めに２．００％以下とする。

Ｃｕ：　Ｍｎと同じ理由から、オーステナイト安定度を
上昇させるためおよびＣｕ添加によって加工性および耐
食性が改善されるため０．５％以上添加する。

しかし、３．０％を越えて添加すると熱間加工性が劣化
するため３．０％以下とする。

Ｓｉ：　ｓｉは１．００％以上添加するとフェライトを
形成しやすくなり、磁性が高くなるため、１．００％以
下とする。

Ｎｉ：耐食性とオーステナイトの安定度を確保するため
に、８．００％以上とする。またＮｉ量を高くすると製
造コストが高くなるため、上限を１０．５％とする。

Ｃｒ：耐食性を考慮した場合１８．００％以上が好まし
く、δ−フェライトの生成をおさえながら製清コストを
引き下げるためには２０．００％以下が好ましい。

前記化学組成範囲にある各化学成分値（％）を実験式に
代入して算定される計算値Ｍｒ（Ｒ，ｒ、）を５以下と
することおよび時期割れ限界絞り比を３．１以上とする
ことについては、後に説明する。

（発明の具体的開示） 化学成分としてＣ，Ｎ、　Ｓｉ、　Ｍｎ、　Ｃｕ、　Ｎ
ｉおよびＣｒを含有し、残部がＦｅと不可避的不純物と
からなるプレス成形用オーステナイト系ステンレス鋼に
ついて、化学成分Ｃ，Ｎ、　Ｍｎ、　Ｓｉ、　Ｃｕ、　
ＮｉおよびＣｒの含有量を変えたオーステナイト系ステ
ンレス鋼を溶製した。

次の実験式 ％式％） に、上記化学成分の含有量（重量％）を変えた成分値（
％）を代入して算定し、オーステナイト系ステンレス鋼
についてＭｒ（Ｒ，Ｔ、）の各計算値を求め、一方、室
温（２５°Ｃ）で４０％引張り歪付与後の各加工誘起マ
ルテンサイト量（α′量）を振動試料型磁力計（東英工
業社製）により測定した。

第１図は上記実験式から得られたＭｒ（Ｒ，Ｔ、）計算
値と、室温（２５℃）で４０％引張り歪を付与した後の
加工誘起マルテンサイト量（α′量）の実測値（％）の
関係を示す。

第１図より、　Ｍｒ　（Ｒ、Ｔ　、　）計算値の増加と
共に、加工誘起マルテンサイト量（α′量）の実測値（
％）が増加し、−膜内に磁性が高くなる。Ｍｒ（Ｒ，Ｔ
、）値が負値を示すとき、加工誘起マルテンサイト量（
α′量）はＯに近似して磁性も低下する。

この第１図に示されるような様々なＭｒ（Ｒ，丁）計算
値、即ち加工誘起マルテンサイト量（α′量）の実測値
（％）を有する各鋼を加工メーカーに渡し、加工メーカ
ーにてプレス成形加工を行なって製品加工後の歪取り焼
鈍の要否を調査したところ、肝（Ｒ，Ｔ）計算値がおよ
そ５．５以下で有れば、加工後の歪取り焼鈍が不要であ
ることが確認された。

このようなの結果より、プレス成形加工後の磁性の小さ
いプレス成形用オーステナイト系ステンレス鋼としてＭ
ｒ（Ｒ，Ｔ、）計算値は５以下とする。

次に時期割れ性の指標となる限界絞り比を以下に記す方
法で試験した。

厚さ１ｍ＋ｍの板を直径４２ｍｍの円孔を有する２個の
ダイの間に固定し、直径４０ｍｍのポンチを押し込んで
、第１段絞りを行ない、そのようにして成形された円筒
杯状試料を次に直径３４ｍｍの丸孔を有するグイと直径
３１．５＋ａｍのポンチで縮少加工して第２段絞りとし
、さらに直径３０．５ｍｍの丸孔を有するグイと直径２
７．５ｍｎ＋のポンチで縮少加工して第３段絞りとし、
最終的に直径２７．６ｍｎ＋のダイと直径２４　、５ｍ
ｍのポンチを用いて縮少加工して第４段絞りとした。

試料の両面に潤滑油として床用ワックス（ジョンソンワ
ックス）とマシン油の混合物を用い、絞り速度は各段と
も１００〜１５０ｍｍ／ｗｉｎであった。

第１表にブランク径６４ｍｍ、７０ｍｎ＋および７６ｍ
ｍについて各段数における時期割れ性の指標となる限界
絞り比の結果を示す、一般に、このような時期割れ性の
試験方法では、限界絞り比が大きくなるほど良好な耐時
期割れ性を示すことになり、第１表 第１表に示す時期割れ試験結果においては、限界絞り比
３．１が最も良好な耐時期割れ性を示していることにな
る。前述のマホービン、ドアノブ等の厳しいプレス成形
加工を経た製品において、その製品の時期割れ性の指標
となる限界絞り比は２．８程度である。従って１種々の
絞り比で行われるプレス成形加工に対応できて製品の耐
時期割れ性を向上させるために、限界絞り比が３．１以
上であれば実使用上問題ないと考えられる。

（実施例） 第２表に本発明鋼と比較鋼の各化学組成例を示し、その
各側におけるＭｒ（Ｒ，Ｔ、）計算値および室温（２５
℃）で４０％引張り歪付与後の加工誘起マルテンサイト
量（α′量）の実測値を示す。また、第３表に第２表の
各化学組成例における本発明鋼および比較鋼の硬さ、引
張り試験特性値、成形性試験値、時期割れ性の指標とな
る限界絞り比を示す。

鴫 曹 ア ア ζ この第２表と第３表に示した実施例から、本発明鋼と比
較鋼とを比較する。

まず１本発明鋼と５ＵＳ３０４比較鋼とを比較してみる
と本発明鋼は、第２表より、Ｍｒ（Ｒ，Ｔ、ン計算値お
よび加工誘起マルテンサイト量（α′量）の実測値Ｃ％
）が低くなっていることがわかる。

前にも触れたが、この加工誘起マルテンサイト１（α′
値）の実測値（％）低いということは、加工表の磁性が
低いことである。

また第３表より、本発明鋼は、硬さ、引張り試論特性値
および張り出し性の指標となるエリクセン値（以下Ｅｖ
値と略す）において若干軟質傾向を示しているが、深絞
り性の指標となるコニカルカップ値（以下ＣＣｖ値と略
す）においては差は？い、しかし、時期割れ性の指標と
なる限界深絞り比は５ＵＳ３０４比較鋼よりも著しく優
れていることつ１わかる。

次に、本発明鋼と５ＵＳ３０５比較鋼とを比較する。

、ＵＳ３０５比較鋼は非磁性鋼と別称されているが、こ
Ｄことが第２表に示されたＭｒ（Ｒ，Ｔ、）計算値−３
７，９であり且つ加工誘起マルテンサイト量（α′量）
の実測値（％）がほぼＯであり、この両値が極端に低い
ことからよく理解される。

従って本発明鋼は、５ＵＳ３０５比較鋼のこの両値には
及ぶべきもないが、しかし第３表に示すように引張り試
験特性値およびＥｖ値が高く優れている。

限界絞り比については画調とも同等の特性値を示してい
る。

さらに、本発明鋼と特開昭５４−１３８８１１に示され
るＮｉ−Ｃｒ−Ｃｕステンレス鋼と比較する。本発明鋼
は、第３表に示されるようにＮｉ−Ｃｒ−Ｃｕステンレ
ス鋼よりもＥｖ値が低く張り出し性に劣るが実用上問題
となる程劣っていない。限界絞り比は、同等の特性を有
している。しかし、第２表より、本発明鋼は、加工後の
加工誘起マルテンサイト量（α′量）が極めて少なく、
従って磁性が著しく低くなるのである。

（発明の効果） 本発明を実施することによって以下に述べるような効果
を生じる。

■　本発明鋼は、既存鋼５ＵＳ３０４よりも若干軟質傾
向にあり耐時期割れ性に優れ、かつ加工後の磁性も若干
ではあるが小さいため、プレス加工途中およびプレス仕
上加工後の歪取り焼鈍工程を省略しても、従来のプレス
成形製品を製造でき、歪取り焼鈍工程に費やされるコス
トの節減が可能となった。

■　本発明鋼は、既存ｍ５Ｕｓ３０５よりも張り出し性
に優れているため、プレス成形製品の製造が容易となり
、さらにＮｉ量が低いため、製造コストが安価となる。

■　本発明鋼は、特開昭５４−１３８８１１に示される
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｃｕステンレス鋼の張り出し性および耐時
期割れ性を有している。さらに本発明鋼の加工後の磁性
はＮｉ−Ｃｒ−Ｃｕ鋼のそれよりも明らかに低くなって
いるため、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｃｕステンレス鋼のプレス成形
製品製造工程中の歪取り焼鈍工程が省略でき、当工程に
かかるコストの節減が可能となった。

上記の結果より、本発明鋼は、耐時期割れ性が良好で、
かつプレス成形加工後の磁性が小さいため、本発明鋼を
プレス成形製造用オーステナイト系ステンレス鋼として
用いることによって、従来鋼では、さけることができな
かった歪取り焼鈍工程を省略でき、生産性が上り、また
原材料費の低減も図られ大幅にコストの節減が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、化学組成の異なるプレス成形用オーステナイ
ト系ステンレス鋼の実験式より求めた肝（Ｒ，Ｔ、）計
算値と、室温（２５℃）で４０％引張り歪付与後の加工
誘起マルテンサイト量（α′量）の実測値（％）との関
係を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．０５％以下、 Ｎ：０．０３％以下、 Ｓｉ：１．００％以下、 Ｍｎ：１．００〜２．００％以下、 Ｃｕ：０．５０〜３．００％以下、 Ｎｉ：８．００〜１０．５０％以下、 Ｃｒ：１８．００〜２０．００％、 残部がＦｅと不可避的不純物とからなる組成を有し、次
   の実験式 Ｍｒ（Ｒ．Ｔ．）＝３８６−３１１（Ｃ＋Ｎ）−６．２
   Ｓｉ−５．４Ｍｎ−９．２Ｃｒ−２０（Ｎｉ＋Ｃｕ）で
   与えられるＭｒ（Ｒ．Ｔ．）、の計算値が５以下であり
   、さらに限界絞り比が３．１以上であるプレス成形用オ
   ーステナイト系ステンレス鋼。