JPH02247330A - 高温強度，延性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法 - Google Patents
高温強度，延性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法Info
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- JPH02247330A JPH02247330A JP6753089A JP6753089A JPH02247330A JP H02247330 A JPH02247330 A JP H02247330A JP 6753089 A JP6753089 A JP 6753089A JP 6753089 A JP6753089 A JP 6753089A JP H02247330 A JPH02247330 A JP H02247330A
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Landscapes
- 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。
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〉
本発明は高温強度、延性に優れたオーステナイト系ステ
ンレス鋼の製造方法に関する。
ンレス鋼の製造方法に関する。
〈従来の技術〉
オーステナイト系ステンレス鋼は優れた高温強度と耐食
性を有するところから原子炉などの各種構造材料として
広く使用されてきている。
性を有するところから原子炉などの各種構造材料として
広く使用されてきている。
従来オーステナイト系ステンレス鋼は、熱間圧延後、１
０１０〜１１５０℃に再加熱して急冷する、いわゆる固
溶化処理を施して製造されている。ところで、この再加
熱固溶化処理は熱間圧延とは別のオフラインで行われな
ければならないため、設備コストがかさむとともに処理
能率や省エネルギーの点で好ましくなかった。従って熱
間圧延に引き続きオンラインで固溶化処理ができれば、
熱処理費用の低減や設備の省略、工程の短縮等により、
従来より大幅にオーステナイト系ステンレス鋼板の製造
コストを低減できるものと期待される。
０１０〜１１５０℃に再加熱して急冷する、いわゆる固
溶化処理を施して製造されている。ところで、この再加
熱固溶化処理は熱間圧延とは別のオフラインで行われな
ければならないため、設備コストがかさむとともに処理
能率や省エネルギーの点で好ましくなかった。従って熱
間圧延に引き続きオンラインで固溶化処理ができれば、
熱処理費用の低減や設備の省略、工程の短縮等により、
従来より大幅にオーステナイト系ステンレス鋼板の製造
コストを低減できるものと期待される。
従来、−船釣な固溶化熱処理を省略してオーステナイト
系ステンレス鋼板を製造する方法としては、特開昭６０
−２６６１９号公報、特開昭６２−１２４２２０号公報
等が提案されている。これらの方法は、成分を限定し、
さらに熱間圧延時の累積圧下率、ＩＪ上湯温度よび圧延
後の冷却速度をそれぞれ所定の範囲に規制することによ
って、熱間圧延後に改めて再加熱による固溶化処理を行
うことなく、熱間圧延のままでＣｒｊＪ窒化物の析出の
ないオーステナイト系ステンレス鋼板を得ようとするも
のである。
系ステンレス鋼板を製造する方法としては、特開昭６０
−２６６１９号公報、特開昭６２−１２４２２０号公報
等が提案されている。これらの方法は、成分を限定し、
さらに熱間圧延時の累積圧下率、ＩＪ上湯温度よび圧延
後の冷却速度をそれぞれ所定の範囲に規制することによ
って、熱間圧延後に改めて再加熱による固溶化処理を行
うことなく、熱間圧延のままでＣｒｊＪ窒化物の析出の
ないオーステナイト系ステンレス鋼板を得ようとするも
のである。
しかしながら、これらの方法によれば、確かに熱間圧延
のままで、再加熱固溶化処理材と同等以上の常温強度、
延性およびＣ「炭窒化物の析出のないオーステナイト系
ステンレス鋼板を得ることは可能であるが、耐熱材料と
して用いる場合、高温強度、延性確保の点で不十分であ
るという問題が残されている。
のままで、再加熱固溶化処理材と同等以上の常温強度、
延性およびＣ「炭窒化物の析出のないオーステナイト系
ステンレス鋼板を得ることは可能であるが、耐熱材料と
して用いる場合、高温強度、延性確保の点で不十分であ
るという問題が残されている。
そのため、種々の鋼種に対して再加熱固溶化処理材と同
等以上の高温特性を有するオーステ・Ｊ゛イト系スステ
ンレス鋼板オンライン的に製造する方法の確立が求めら
れていた。
等以上の高温特性を有するオーステ・Ｊ゛イト系スステ
ンレス鋼板オンライン的に製造する方法の確立が求めら
れていた。
〈発明が解決しようとする処理〉
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、再加
熱固溶化処理材と比較して、同等以上の高温特性を有す
るオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法を提供する
にある。
熱固溶化処理材と比較して、同等以上の高温特性を有す
るオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法を提供する
にある。
＜ｎＢを解決するための手段〉
本発明は重量比で、Ｃ！ ０．０６％以下、Ｓｉ ：
１．０％以下、Ｈｎ ： ２．０％以下、Ｃｒ ： １
６．０〜２０．０％、Ｎｉ：６．０〜１６．０％、Ｎ
： ０．０２〜０．１２％で、Ｃ＋Ｎが０．０８〜０．
１３％を基本成分とし、必要に応じてＢ：０．０００６
〜０．０１０％及び／又はＭｏ： ０．１〜３．０％
、Ｔｉ ｊ Ｏ，５％以下、Ｎｂ ： ０．８％以下の
うち、いずれか１種または２種以上を含有させ残部が鉄
および不可避的不純物からなるオーステナイト系ステン
レス鋼を熱間圧延において全圧下パス数の少なくとも半
数以上に圧下率１０％以上の圧延を施し、かつ圧延仕上
温度を９００〜１０００℃とし、次いで８５０℃から５
００ ℃までの温度域を３℃／ｓ以上の冷却速度で冷却
することを特徴とする高温強度、延性に優れたオーステ
ナイト系ステンレス鋼の製造方法。
１．０％以下、Ｈｎ ： ２．０％以下、Ｃｒ ： １
６．０〜２０．０％、Ｎｉ：６．０〜１６．０％、Ｎ
： ０．０２〜０．１２％で、Ｃ＋Ｎが０．０８〜０．
１３％を基本成分とし、必要に応じてＢ：０．０００６
〜０．０１０％及び／又はＭｏ： ０．１〜３．０％
、Ｔｉ ｊ Ｏ，５％以下、Ｎｂ ： ０．８％以下の
うち、いずれか１種または２種以上を含有させ残部が鉄
および不可避的不純物からなるオーステナイト系ステン
レス鋼を熱間圧延において全圧下パス数の少なくとも半
数以上に圧下率１０％以上の圧延を施し、かつ圧延仕上
温度を９００〜１０００℃とし、次いで８５０℃から５
００ ℃までの温度域を３℃／ｓ以上の冷却速度で冷却
することを特徴とする高温強度、延性に優れたオーステ
ナイト系ステンレス鋼の製造方法。
く作用〉
本発明は、鋼成分および各製造工程の規制からなるが、
まず本発明における成分限定理由について説明する。
まず本発明における成分限定理由について説明する。
Ｃはオーステナイト相を安定にし、強度を増加させるの
に有効であるが、量が増大するとＣｒ炭化物が形成され
やすくなったり、クリープ破断延性を低下させるので、
０．０６％以下に限定した。
に有効であるが、量が増大するとＣｒ炭化物が形成され
やすくなったり、クリープ破断延性を低下させるので、
０．０６％以下に限定した。
Ｓｉは通常脱酸元素として添加されるが、１．０％を越
える添加は熱間加工性を低下させるので１．０％以下に
限定した。
える添加は熱間加工性を低下させるので１．０％以下に
限定した。
Ｍｎは脱酸と熱間加工性向上のため添加されるが２．０
％を越える添加は耐食性を阻害するので、２．０％以下
に限定した。
％を越える添加は耐食性を阻害するので、２．０％以下
に限定した。
Ｃｒは耐酸化性と高温強度を向上させるのに有効である
が、１６．０％未満ではその効果が不十分であり、２０
．０％を越えて添加するとδフェライト竿が増加し熱間
加工性を低下させるので１６．０〜２０．０％の範囲に
限定した。
が、１６．０％未満ではその効果が不十分であり、２０
．０％を越えて添加するとδフェライト竿が増加し熱間
加工性を低下させるので１６．０〜２０．０％の範囲に
限定した。
旧はオーステナイト形成元素であると共に耐食性を向上
さセるのに有効であるが、６．０％未満ではその効果が
不十分であり、１６．０％を越える添加はコスト上昇に
なるので６．０〜１６．０％の範囲に限定した。
さセるのに有効であるが、６．０％未満ではその効果が
不十分であり、１６．０％を越える添加はコスト上昇に
なるので６．０〜１６．０％の範囲に限定した。
Ｎはクリープ破断強度改善に有効な元素であり、この効
果を発揮させるためには０．０２％以上必要であるが、
０．１２％を越える添加は製造性およびクリープ破断延
性を低下させるので０．０２〜０．１２％の範囲に限定
した。
果を発揮させるためには０．０２％以上必要であるが、
０．１２％を越える添加は製造性およびクリープ破断延
性を低下させるので０．０２〜０．１２％の範囲に限定
した。
またＣ＋Ｎ＠はクリープ破断強度に太き（影響し、Ｃ＋
Ｎｌｌが０．０８％未満では十分なりリープ破断強度が
確保できないし、０．１３％を越えて添加するとクリー
プ破断延性が低下するので０．０８〜０．１３％の範囲
に限定した。
Ｎｌｌが０．０８％未満では十分なりリープ破断強度が
確保できないし、０．１３％を越えて添加するとクリー
プ破断延性が低下するので０．０８〜０．１３％の範囲
に限定した。
Ｂは必要成分ではないが、炭化物を微細化かつ安定化し
炭化物の粒界析出を抑制して粒界を強化するため、クリ
ープ破断強度、延性改善に有効な元素であり、この効果
を発揮させるためには０．０００６％以上の添加が必要
であるが、０．０１％を越えて添加すると溶接時に高温
割れが発生するので、０゜０００６〜０，０１％の範囲
に限定した。
炭化物の粒界析出を抑制して粒界を強化するため、クリ
ープ破断強度、延性改善に有効な元素であり、この効果
を発揮させるためには０．０００６％以上の添加が必要
であるが、０．０１％を越えて添加すると溶接時に高温
割れが発生するので、０゜０００６〜０，０１％の範囲
に限定した。
Ｎｏは高温強度、耐食性の向上に著しい効果のある元素
であるが、０．１％未満では効果がなく、また過剰に添
加すると、クリープ破断延性を低下させるので０．１〜
３．０％に限定した。
であるが、０．１％未満では効果がなく、また過剰に添
加すると、クリープ破断延性を低下させるので０．１〜
３．０％に限定した。
Ｔ１は高温強度を改善するとともに、Ｔｌ炭化物を形成
し、Ｃ「炭化物の生成を抑制し、粒界腐食性を向上させ
るために添加されるが、Ｃと有効に結びつくためのＴｌ
量はＣ（％）×５で十分であり、過剰に添加するとクリ
ープ破断延性を低下させるので０．５％以下に限定した
。
し、Ｃ「炭化物の生成を抑制し、粒界腐食性を向上させ
るために添加されるが、Ｃと有効に結びつくためのＴｌ
量はＣ（％）×５で十分であり、過剰に添加するとクリ
ープ破断延性を低下させるので０．５％以下に限定した
。
Ｎｂは丁１と同様、高温強度を改善するとともに、Ｎｂ
炭化物を形成し、Ｃｒ炭化物の生成を抑制し、粒界腐食
性を向上させるために添加されるが、（二と有効に結び
つくためのＮｂＷｔはＣ（％）×１０で一１分であり、
過剰に添加するとクリープ破断延性を低下させるので０
．８％以下に限定した。
炭化物を形成し、Ｃｒ炭化物の生成を抑制し、粒界腐食
性を向上させるために添加されるが、（二と有効に結び
つくためのＮｂＷｔはＣ（％）×１０で一１分であり、
過剰に添加するとクリープ破断延性を低下させるので０
．８％以下に限定した。
次に製造条件の限定理由について説明する。
オーステナイト系ステンレス鋼で均一に再結晶させた＆
ｎ織を得るためには、温度、圧下率が重要であることが
判明した。すなわち熱間加工と再結晶においては圧延の
初期から大圧下あるいは累積で大正下し、圧延を進める
ことが必要である。均一再結晶ｍ磯を得るためには、各
パスの圧下率は大きい方が望ましく、ｌパス当たりの圧
下率が１０％未満の小圧下を（り返すと混粒組織になる
ので、全圧下パス数の少なくとも半数以上に１０％以上
の圧延を実施しなければならない。
ｎ織を得るためには、温度、圧下率が重要であることが
判明した。すなわち熱間加工と再結晶においては圧延の
初期から大圧下あるいは累積で大正下し、圧延を進める
ことが必要である。均一再結晶ｍ磯を得るためには、各
パスの圧下率は大きい方が望ましく、ｌパス当たりの圧
下率が１０％未満の小圧下を（り返すと混粒組織になる
ので、全圧下パス数の少なくとも半数以上に１０％以上
の圧延を実施しなければならない。
以上の通りの熱間圧延を行った場合の最終の熱間仕上圧
延は９００〜１０００℃にしなければならない。
延は９００〜１０００℃にしなければならない。
熱間圧延温度が１０００℃を越えると十分なりリープ破
断強度がｉ＋）られず、一方９００℃未満の場合には伸
長した未再結晶＆［ｌｒａが増加し、クリープ破断延性
を低下させる。
断強度がｉ＋）られず、一方９００℃未満の場合には伸
長した未再結晶＆［ｌｒａが増加し、クリープ破断延性
を低下させる。
また熱間加工後の冷却は、８５０℃から５００℃までの
温度域での冷却速度が３℃／ｓ未満の場合は、冷却中に
粒界に炭化物が析出し、耐食性が劣化する。したがって
８５０℃から５００℃までの温度域での冷却速度を３℃
／ｓ以上に限定した。
温度域での冷却速度が３℃／ｓ未満の場合は、冷却中に
粒界に炭化物が析出し、耐食性が劣化する。したがって
８５０℃から５００℃までの温度域での冷却速度を３℃
／ｓ以上に限定した。
〈実施例〉
第１表に示す１７種のオーステナイト系ステンレス鋼を
用いて、第２表に示す加工条件および冷却条件で熱間加
工を行った。
用いて、第２表に示す加工条件および冷却条件で熱間加
工を行った。
これらの鋼板の５５０℃における引張特性、クリープ特
性および１０％しゅう酸エッチ試験後の組織を調査し同
じく第２表に示した。第２表において供試材Ｎ１１２．
３． ８．１０，１２．１４．１６．１Ｂ、２０．２
２，２４゜２６．２８．３Ｇ、３２．３４は本発明例、
Ｎｎｌ、４．５，６゜１１は比較例、Ｎ［Ｌ７． ９．
１１，１３．１５．１？、１９．２１，２３．２５．２
７，２９．３１．３３．３５は従来例である。比較例１
はＣ＋Ｎが０．０８未満であるため十分な高温強度が得
られない。
性および１０％しゅう酸エッチ試験後の組織を調査し同
じく第２表に示した。第２表において供試材Ｎ１１２．
３． ８．１０，１２．１４．１６．１Ｂ、２０．２
２，２４゜２６．２８．３Ｇ、３２．３４は本発明例、
Ｎｎｌ、４．５，６゜１１は比較例、Ｎ［Ｌ７． ９．
１１，１３．１５．１？、１９．２１，２３．２５．２
７，２９．３１．３３．３５は従来例である。比較例１
はＣ＋Ｎが０．０８未満であるため十分な高温強度が得
られない。
比較例４は熱間仕上温度が９００℃未満であるため伸長
した未再結晶組織が増加し、延性が劣っている。比較例
５は全圧下パス数に対してｌＯ％／パス以上の圧下率で
のパス数が半数以上に達していないため、混粒組繊とな
り延性が劣っている。比較例６は８５０〜５００℃の温
度域での冷却速度がｌｏ（：／Ｓと遅いため、粒界に炭
化物が析出し、耐食性が劣っている。比較例１１１ＩＣ
が０．０６％を超えているためクリープ破断延性が劣っ
ている。また従来例である而７． ９．１１，１３，１
５，１７．１９，２１．２３，２５，２７．２９．３１
．３３．３５は十分な高温強度が得られず、特に引張り
試験における耐力が極端に低い。これに対して本発明の
条件をすべて満足している本発明例階２． ３． ８．
１０．＋２．１４．１Ｇ、１８，２０，２２．２４．２
６．２Ｂ、３０，３２．３４は高温において高強度、高
延性で、耐食性も優れている。
した未再結晶組織が増加し、延性が劣っている。比較例
５は全圧下パス数に対してｌＯ％／パス以上の圧下率で
のパス数が半数以上に達していないため、混粒組繊とな
り延性が劣っている。比較例６は８５０〜５００℃の温
度域での冷却速度がｌｏ（：／Ｓと遅いため、粒界に炭
化物が析出し、耐食性が劣っている。比較例１１１ＩＣ
が０．０６％を超えているためクリープ破断延性が劣っ
ている。また従来例である而７． ９．１１，１３，１
５，１７．１９，２１．２３，２５，２７．２９．３１
．３３．３５は十分な高温強度が得られず、特に引張り
試験における耐力が極端に低い。これに対して本発明の
条件をすべて満足している本発明例階２． ３． ８．
１０．＋２．１４．１Ｇ、１８，２０，２２．２４．２
６．２Ｂ、３０，３２．３４は高温において高強度、高
延性で、耐食性も優れている。
〈発明の効果〉
本発明は、上記実施例からも明らかなように、化学成分
を限定するとともに製造条件を限定することにより優れ
た高温強度、延性および耐食性を有するオーステナイト
系ステンレス鋼を経済的に得ることが可能となり、高い
安全性が要求される原子炉などの高温非弾性領域で使用
される構造材料への適用が期待できる。
を限定するとともに製造条件を限定することにより優れ
た高温強度、延性および耐食性を有するオーステナイト
系ステンレス鋼を経済的に得ることが可能となり、高い
安全性が要求される原子炉などの高温非弾性領域で使用
される構造材料への適用が期待できる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量比で、Ｃ：０．０６％以下、Ｓｉ：１．０％以
下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：１６．０〜２０．０％
、Ｎｉ：６．０〜１６．０％、Ｎ：０．０２〜０．１２
％を含有し、かつＣ＋Ｎが０．０８〜０．１３％で残部
が鉄および不可避的不純物からなるオーステナイト系ス
テンレス鋼を熱間圧延において全圧下パス数の少なくと
も半数以上に圧下率１０％以上の圧延を施し、かつ圧延
仕上温度を９００〜１０００℃とし、次いで８５０℃か
ら５００℃までの温度域を３℃／ｓ以上の冷却速度で冷
却することを特徴とする高温強度、延性に優れたオース
テナイト系ステンレス鋼の製造方法。 ２、重量比で、Ｃ：０．０６％以下、Ｓｉ：１．０％以
下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：１６．０〜２０．０％
、Ｎｉ：６．０〜１６．０％、Ｎ：０．０２〜０．１２
％を含有し、かつＣ＋Ｎが０．０８〜０．１３％を基本
成分とし、さらにＢ：０．０００６〜０．０１％を含有
させ、残部が鉄および不可避的不純物からなるオーステ
ナイト系ステンレス鋼を熱間圧延において全圧下パス数
の少なくとも半数以上に圧下率１０％以上の圧延を施し
、かつ圧延仕上温度を９００〜１０００℃とし次いで８
５０℃から５００℃までの温度域を３℃／ｓ以上の冷却
速度で冷却することを特徴とする高温強度、延性に優れ
たオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。 ３、重量比で、Ｃ：０．０６％以下、Ｓｉ：１．０％以
下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：１６．０〜２０．０％
、Ｎｉ：６．０〜１６．０％、Ｎ：０．０２〜０．１２
％を含有し、かつＣ＋Ｎが０．０８〜０．１３％を基本
成分とし、さらにＭｏ：０．１〜３．０％、Ｔｉ：０．
５％以下、Ｍｂ：０．８％以下のうち、いずれか１種ま
たは２種以上を含有させ、残部が鉄および不可避的不純
物からなるオーステナイト系ステンレス鋼を熱間圧延に
おいて全圧下パス数の少なくとも半数以上に圧下率１０
％以上の圧延を施し、かつ圧延仕上温度を９００〜１０
００℃とし、圧延後８５０℃から５００℃までの温度域
を３℃／ｓ以上の冷却速度で冷却することを特徴とする
高温強度、延性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼
の製造方法。 ４、重量比で、Ｃ：０．０６％以下、Ｓｉ：１．０％以
下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：１６．０〜２０．０％
、Ｎｉ：６．０〜１６．０％、Ｎ：０．０２〜０．１２
％で、Ｃ＋Ｎが０．０８〜０．１３％を基本成分とし、
かつＢ：０．０００６〜０．０１０％を含有し、さらに
Ｍｏ：０．１〜３．０％、Ｔｉ：０．５％以下、Ｎｂ：
０．８％以下のうち、いずれか１種または２種以上含有
させ残部が鉄および不可避的不純物からなるオーステナ
イト系ステンレス鋼を熱間圧延において全圧下パス数の
少なくとも半数以上に圧下率１０％以上の圧延を施し、
かつ圧延仕上温度を９００〜１０００℃とし、次いで８
５０℃から５００℃までの温度域を３℃／ｓ以上の冷却
速度で冷却することを特徴とする高温強度、延性に優れ
たオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6753089A JPH02247330A (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 高温強度，延性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6753089A JPH02247330A (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 高温強度，延性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02247330A true JPH02247330A (ja) | 1990-10-03 |
Family
ID=13347626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6753089A Pending JPH02247330A (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 高温強度，延性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02247330A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021021093A (ja) * | 2019-07-25 | 2021-02-18 | 日本製鉄株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼材 |
-
1989
- 1989-03-22 JP JP6753089A patent/JPH02247330A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021021093A (ja) * | 2019-07-25 | 2021-02-18 | 日本製鉄株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼材 |
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