JPH02166228A - 均一微細な炭化物組織を有する高炭素含有ステンレス鋼の製造方法 - Google Patents
均一微細な炭化物組織を有する高炭素含有ステンレス鋼の製造方法Info
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- JPH02166228A JPH02166228A JP63319493A JP31949388A JPH02166228A JP H02166228 A JPH02166228 A JP H02166228A JP 63319493 A JP63319493 A JP 63319493A JP 31949388 A JP31949388 A JP 31949388A JP H02166228 A JPH02166228 A JP H02166228A
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- 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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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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、カミソリ等の薄刃材やヘアリングなどの耐摩
耗部材として使用される高炭素含有マルテンサイト系ス
テンレス鋼の製造方法に関するものである。
耗部材として使用される高炭素含有マルテンサイト系ス
テンレス鋼の製造方法に関するものである。
（ロ）従来の技術
マルテンサイト系ステンレス鋼は焼入れ硬度が高く耐摩
耗性に優れることから、高級包丁、カミソリ、ナイフ、
カッターなど家庭用、工業用あるいは医療用の各種刃物
およびヘアリング、ブツシュ、カム、ローラ等の耐摩耗
部材に使用されている。特に高い硬度および耐摩耗性が
要求されるものについては、ＣｒおよびＣの含有量が高
い５ＵＳ４４０鋼を始めとする高炭素含有マルテンサイ
ト系ステンレス鋼が使用されている。
耗性に優れることから、高級包丁、カミソリ、ナイフ、
カッターなど家庭用、工業用あるいは医療用の各種刃物
およびヘアリング、ブツシュ、カム、ローラ等の耐摩耗
部材に使用されている。特に高い硬度および耐摩耗性が
要求されるものについては、ＣｒおよびＣの含有量が高
い５ＵＳ４４０鋼を始めとする高炭素含有マルテンサイ
ト系ステンレス鋼が使用されている。
しかし、一般にＣｒ含有量が１５重量％以上でかつＣ含
有量が０．５重量％以上の組成では鋳造の凝固過程で初
晶１粒界に薄片状の巨大な共晶Ｃｒ炭化物が晶出する。
有量が０．５重量％以上の組成では鋳造の凝固過程で初
晶１粒界に薄片状の巨大な共晶Ｃｒ炭化物が晶出する。
このＣｒ炭化物は高温加熱によっても一部未固溶のまま
残留することから、熱間圧延および球状化熱処理を行っ
ても微細化することなく逆に凝集粗大化する。このため
、焼入れ処理後も製品中に残留し刃物類の刃こぼれおよ
びヘアリング類の疲労限低下の原因などの品質劣化を招
いている。
残留することから、熱間圧延および球状化熱処理を行っ
ても微細化することなく逆に凝集粗大化する。このため
、焼入れ処理後も製品中に残留し刃物類の刃こぼれおよ
びヘアリング類の疲労限低下の原因などの品質劣化を招
いている。
このような難点を回避すべく、特開昭５８１８９３２２
号公報に鋳造後の鋼塊をエレクＩ・ロスラグ再溶解する
ことを特徴とする均一かつ微細な炭化物組織を有する高
炭素含有マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法が開
示されている。このエレクトロスラグ再溶解プロセスは
、炭化物サイズの微細化に対して相応の効果が認められ
るものの、カミソリ刃用やミニチュアベアリング用とし
て充分満足いく炭化物サイズのものが得られていないの
が現状である。なお上記先願発明では、炭化物凝集粗大
化を抑制するために１１５０°Ｃ以下の熱延加熱温度が
推奨されている。
号公報に鋳造後の鋼塊をエレクＩ・ロスラグ再溶解する
ことを特徴とする均一かつ微細な炭化物組織を有する高
炭素含有マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法が開
示されている。このエレクトロスラグ再溶解プロセスは
、炭化物サイズの微細化に対して相応の効果が認められ
るものの、カミソリ刃用やミニチュアベアリング用とし
て充分満足いく炭化物サイズのものが得られていないの
が現状である。なお上記先願発明では、炭化物凝集粗大
化を抑制するために１１５０°Ｃ以下の熱延加熱温度が
推奨されている。
したがって、特に均一かつ微細な炭化物組織が要求され
るカミソリやヘアリング類については特開昭５４−１２
１２１８号公報に開示されているようにＣｒ含有量が１
５重量％以下、Ｃ含有量が０．５重量％以下のマルテン
サイト系ステンレス鋼が用いられている。しかしながら
、この種のステンレス鋼はＣｒ含有量が低いため本発明
対象鋼に比べて耐食性に劣ることや、Ｃ含有量が低いた
め焼入れ硬度および耐摩耗性が満足いくレベルでないな
どの欠点が指摘されている。
るカミソリやヘアリング類については特開昭５４−１２
１２１８号公報に開示されているようにＣｒ含有量が１
５重量％以下、Ｃ含有量が０．５重量％以下のマルテン
サイト系ステンレス鋼が用いられている。しかしながら
、この種のステンレス鋼はＣｒ含有量が低いため本発明
対象鋼に比べて耐食性に劣ることや、Ｃ含有量が低いた
め焼入れ硬度および耐摩耗性が満足いくレベルでないな
どの欠点が指摘されている。
さらに、特公昭４８−４６９４号公報にＣｒを１１．０
〜１５．０重量％、Ｃを０．５５〜０．８５重量％含む
ステンレス鋼にＮを０．０７〜０．２０重量％添加した
カミソリ刃用ステンレス鋼が開示されている。
〜１５．０重量％、Ｃを０．５５〜０．８５重量％含む
ステンレス鋼にＮを０．０７〜０．２０重量％添加した
カミソリ刃用ステンレス鋼が開示されている。
この鋼はＣｒ含有量が本発明対象鋼に比べ低いので、熱
延加熱温度を限定することなくＮ含有量を高めることの
みによって均一微細な炭化物組織が得られる。しかしＣ
ｒ含有量が低いため、本発明対象鋼に比べ耐食性に劣る
。
延加熱温度を限定することなくＮ含有量を高めることの
みによって均一微細な炭化物組織が得られる。しかしＣ
ｒ含有量が低いため、本発明対象鋼に比べ耐食性に劣る
。
（ハ）発明が解決しようとする課題
本発明は、焼入れ硬度、耐摩耗性および耐食性に優れ均
一微細な炭化物組織を有する高炭素含有ステンレス鋼の
製造方法を提供することを目的とするものである。
一微細な炭化物組織を有する高炭素含有ステンレス鋼の
製造方法を提供することを目的とするものである。
（ニ）課題を解決するための手段およびその作用高炭素
含有ステンレス鋼の巨大Ｃｒ炭化物の生成を抑制するに
は、鋳造凝固過程で生成する共晶Ｃｒ炭化物を微細分散
化し、さらにその凝集粗大化を抑制することが必要であ
る。このため、本発明者らは焼入れ処理後の硬化にも役
立つＮを多量に添加し、鋳造凝固過程で共晶Ｃｒ炭化物
が生成する以前に結晶構造の異なるＣｒ窒化物を晶出さ
せることを指向し本発明をなしとげた。
含有ステンレス鋼の巨大Ｃｒ炭化物の生成を抑制するに
は、鋳造凝固過程で生成する共晶Ｃｒ炭化物を微細分散
化し、さらにその凝集粗大化を抑制することが必要であ
る。このため、本発明者らは焼入れ処理後の硬化にも役
立つＮを多量に添加し、鋳造凝固過程で共晶Ｃｒ炭化物
が生成する以前に結晶構造の異なるＣｒ窒化物を晶出さ
せることを指向し本発明をなしとげた。
Ｃｒを１５〜２０重量％、Ｃを０．５〜１．２重量％含
むステンレス鋼に通常音まれる以上の多量Ｎを添加する
と、初晶γ粒内に層状のＣｒ窒化物が晶出し初晶１粒界
に生成する共晶Ｃｒ炭化物の晶出量が減少する。この層
状Ｃｒ窒化物は熱間圧延によって微細に分断され、冷却
過程で凝集粗大化することなく微細に分散析出すること
を見出した。
むステンレス鋼に通常音まれる以上の多量Ｎを添加する
と、初晶γ粒内に層状のＣｒ窒化物が晶出し初晶１粒界
に生成する共晶Ｃｒ炭化物の晶出量が減少する。この層
状Ｃｒ窒化物は熱間圧延によって微細に分断され、冷却
過程で凝集粗大化することなく微細に分散析出すること
を見出した。
また、熱延工程の加熱によってＣｒ炭化物がマトリック
ス中に固溶し、熱延後の冷却過程でＣｒ窒化物として再
析出するため、Ｃｒ炭化物の凝集粗大化が回避されるこ
とが明らかとなった。したがって、本発明対象鋼を通常
の熱延加熱温度を超える１１５０°Ｃ超に加熱すること
によって、Ｃｒ炭化物をできる限り鋼中に固溶し微細化
させた方が、熱間圧延後のＣｒ炭化物を微細分散析出で
きる。
ス中に固溶し、熱延後の冷却過程でＣｒ窒化物として再
析出するため、Ｃｒ炭化物の凝集粗大化が回避されるこ
とが明らかとなった。したがって、本発明対象鋼を通常
の熱延加熱温度を超える１１５０°Ｃ超に加熱すること
によって、Ｃｒ炭化物をできる限り鋼中に固溶し微細化
させた方が、熱間圧延後のＣｒ炭化物を微細分散析出で
きる。
以上の知見から、焼入れ硬度、耐摩耗性および耐食性に
優れ、均一かつ微細な炭化物組織を有する高炭素含有ス
テンレス鋼の製造が可能となった。
優れ、均一かつ微細な炭化物組織を有する高炭素含有ス
テンレス鋼の製造が可能となった。
次に、本発明の限定理由を説明する。
Ｃ含有量は、刃物用材料および耐摩耗部材として必要な
硬度および耐摩耗性を得るに必要最小限度の０．５重量
％を下限とした。しかし、１．２重量％を越えると耐食
性が著しく劣化するとともに焼入れ後の衝撃靭性が著し
く低下するため１．２重量％を上限とした。
硬度および耐摩耗性を得るに必要最小限度の０．５重量
％を下限とした。しかし、１．２重量％を越えると耐食
性が著しく劣化するとともに焼入れ後の衝撃靭性が著し
く低下するため１．２重量％を上限とした。
Ｃｒ含有量は、良好な耐食性を得るのに必要最小限度の
１５重量％を下限とした。しかし、２０重量％を越える
と共晶Ｃｒ炭化物の晶出量が増大しＣｒ炭化物の粗大化
を招くばかりでなく、製造性の劣化や焼入れ硬度の低下
をきたすため２０重量％を上限とした。
１５重量％を下限とした。しかし、２０重量％を越える
と共晶Ｃｒ炭化物の晶出量が増大しＣｒ炭化物の粗大化
を招くばかりでなく、製造性の劣化や焼入れ硬度の低下
をきたすため２０重量％を上限とした。
Ｓｔは脱酸に有効な元素であるが、冷間加工性を劣化さ
せることから、含有量の上限を１．５重量％とした。
せることから、含有量の上限を１．５重量％とした。
Ｍｎも脱酸に有効な元素であるが、多量に含有すると焼
入れで残留オーステナイトが増加し焼入れ硬度が著しく
低下するため、含有量の上限を１．０重量％とした。
入れで残留オーステナイトが増加し焼入れ硬度が著しく
低下するため、含有量の上限を１．０重量％とした。
Ｎ含有量は、凝固過程で層状のＣｒ窒化物が生成するこ
とによって共晶Ｃｒ炭化物の晶出量低下が認められ、焼
入れ処理後の炭化物が均一かつ微細となるに必要最小限
度の０．０５重量％を下限とした。しかし、０．５０重
量％を越えると靭性が著しく劣化するとともに、焼入れ
処理後の残留オーステナイト相が増加し著しい硬度不足
を生じるため０．５０重量％を上限とした。
とによって共晶Ｃｒ炭化物の晶出量低下が認められ、焼
入れ処理後の炭化物が均一かつ微細となるに必要最小限
度の０．０５重量％を下限とした。しかし、０．５０重
量％を越えると靭性が著しく劣化するとともに、焼入れ
処理後の残留オーステナイト相が増加し著しい硬度不足
を生じるため０．５０重量％を上限とした。
Ｍｏは耐食性の向上に寄与し、■は焼入れ後の靭性を改
善するが、これらの元素はいずれも強力なフェライト生
成元素で焼入れ性を損なうので含有量の上限をＭＯは１
゜５重量％、■は１．０重量％とじた。
善するが、これらの元素はいずれも強力なフェライト生
成元素で焼入れ性を損なうので含有量の上限をＭＯは１
゜５重量％、■は１．０重量％とじた。
熱延加熱温度は、Ｃｒ炭化物をできる限り固溶微細化さ
せるため、通常の高炭素含有ステンレス鋼の熱延加熱温
度上限を超える１１５０°Ｃ超を下限とした。
せるため、通常の高炭素含有ステンレス鋼の熱延加熱温
度上限を超える１１５０°Ｃ超を下限とした。
（へ）実施例
第１表に示す化学組成の高炭素ステンレス鋼鋳片を１５
０ ｋｇ真空溶解炉で溶製した後、１１２０°Ｃあるい
は１２００°Ｃに加熱し熱間圧延を施した。
０ ｋｇ真空溶解炉で溶製した後、１１２０°Ｃあるい
は１２００°Ｃに加熱し熱間圧延を施した。
そして、通常の高炭素ステンレス鋼の製造方法によって
板厚１．５ｍｍの冷延焼鈍板を製造し、焼入れ処理（１
０５０°（：Ｘｌ０ｍ１ｎ加熱後、大気放冷）および焼
戻し処理（２０ｏ’ｃｘ３０ｍｉｎ加熱後、大気放冷）
を行った。この焼入れ焼戻し材の硬度および巨大炭化物
の有無を第１表に示す。巨大炭化物の有無は、粒径１０
μｍ以上の炭化物が存在しないものを○で示し、認めら
れたものを×とした。
板厚１．５ｍｍの冷延焼鈍板を製造し、焼入れ処理（１
０５０°（：Ｘｌ０ｍ１ｎ加熱後、大気放冷）および焼
戻し処理（２０ｏ’ｃｘ３０ｍｉｎ加熱後、大気放冷）
を行った。この焼入れ焼戻し材の硬度および巨大炭化物
の有無を第１表に示す。巨大炭化物の有無は、粒径１０
μｍ以上の炭化物が存在しないものを○で示し、認めら
れたものを×とした。
本発明に従って製造された本発明例Ｎｏ、 １〜１０の
試料は、いずれもＨ＊ｃ５９以上の高い硬度を示すとと
もに、粒径１０μｍ以上の巨大炭化物は認められない。
試料は、いずれもＨ＊ｃ５９以上の高い硬度を示すとと
もに、粒径１０μｍ以上の巨大炭化物は認められない。
一方、Ｎ含有量が低い比較例Ｎｏ、１１〜１２の試料お
よび熱延加熱温度が低い比較例Ｎ。
よび熱延加熱温度が低い比較例Ｎ。
１３〜１５の試料は、高い焼入れ硬度が得られるものの
、粒径１０μｍ以上の巨大炭化物の析出が認められる。
、粒径１０μｍ以上の巨大炭化物の析出が認められる。
以上の実施例から、本発明によれば成分および熱延加熱
温度が密接に関連して極めて効果的に作用し、高い焼入
れ硬度および均一微細な炭化物組織を有する高炭素ステ
ンレス鋼の製造が可能であることが明らかである。
温度が密接に関連して極めて効果的に作用し、高い焼入
れ硬度および均一微細な炭化物組織を有する高炭素ステ
ンレス鋼の製造が可能であることが明らかである。
第
表
（ト）発明の効果
本発明によって、安価なＮの含有量を増し熱延加熱温度
を高めるだけで、均一かつ微細な炭化物組織を有する高
炭素ステンレス綱の製造が可能となった。本発明は特殊
な設備やプロセスを必要としないため、大量生産が可能
で製品歩留りも著しく向上する。この結果、従来製造不
可能であった焼入れ硬度、耐摩耗性および耐食性に優れ
均一微細な炭化物組織を有する高級刃物用材料が、安価
に生産できるようになり、産業上および社会的意義は極
めて多大なものである。
を高めるだけで、均一かつ微細な炭化物組織を有する高
炭素ステンレス綱の製造が可能となった。本発明は特殊
な設備やプロセスを必要としないため、大量生産が可能
で製品歩留りも著しく向上する。この結果、従来製造不
可能であった焼入れ硬度、耐摩耗性および耐食性に優れ
均一微細な炭化物組織を有する高級刃物用材料が、安価
に生産できるようになり、産業上および社会的意義は極
めて多大なものである。
Claims (2)
- （１）Ｃ：０．５〜１．２重量％、Ｃｒ：１５〜２０重
量％、Ｓｉ：１．５重量％以下、Ｍｎ：１．０重量％以
下、Ｎ：０．０５〜０．５０重量％を含有するマルテン
サイト系ステンレス鋼を１１５０℃超に加熱し熱間圧延
を行うことを特徴とする均一微細な炭化物組織を有する
高炭素含有ステンレス鋼の製造方法。 - （２）Ｃ：０．５〜１．２重量％、Ｃｒ：１５〜２０重
量％、Ｓｉ：１．５重量％以下、Ｍｎ：１．０重量％以
下、Ｎ：０．０５〜０．５０重量％を含有し、Ｍｏ：１
．５重量％以下、Ｖ：１．０重量％以下のうち１種ない
し２種を含有するマルテンサイト系ステンレス鋼を１１
５０℃超に加熱し熱間圧延を行うことを特徴とする均一
微細な炭化物組織を有する高炭素含有ステンレス鋼の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63319493A JPH02166228A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 均一微細な炭化物組織を有する高炭素含有ステンレス鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63319493A JPH02166228A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 均一微細な炭化物組織を有する高炭素含有ステンレス鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02166228A true JPH02166228A (ja) | 1990-06-26 |
Family
ID=18110831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63319493A Pending JPH02166228A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 均一微細な炭化物組織を有する高炭素含有ステンレス鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02166228A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0694622A1 (de) * | 1994-06-29 | 1996-01-31 | BÖHLER YBBSTALWERKE Ges.m.b.H. | Korrosionbeständige Legierung und Verfahren zur Herstellung korrosionsbeständiger Schneidwaren |
| JP2008231517A (ja) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Nisshin Steel Co Ltd | 刃物用ステンレス鋼材およびその製造法 |
| CN102766816A (zh) * | 2012-07-06 | 2012-11-07 | 常熟市长江不锈钢材料有限公司 | 80Cr14MoV高碳高铬马氏体不锈钢带钢及其制备方法 |
| CN103540856A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-01-29 | 常熟市长江不锈钢材料有限公司 | 一种3Cr17NiMoV不锈钢带钢及制备方法 |
| CN113528941A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-10-22 | 中国兵器科学研究院宁波分院 | 一种含氮马氏体不锈轴承钢及其制备方法 |
| JP2022164959A (ja) * | 2021-04-19 | 2022-10-31 | 武生特殊鋼材株式会社 | マルテンサイト系ステンレス鋼製刃物 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS484694B1 (ja) * | 1969-08-01 | 1973-02-10 | ||
| JPS63166948A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-11 | Nippon Steel Corp | 刃物用Ｃｒ炭化物分散型ステンレス鋼板およびその製造方法 |
-
1988
- 1988-12-20 JP JP63319493A patent/JPH02166228A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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