JPH0225979B2

JPH0225979B2 -

Info

Publication number: JPH0225979B2
Application number: JP13876283A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Morichika; Akio Ninomya; Kazuyuki Inui
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1983-07-28
Filing date: 1983-07-28
Publication date: 1990-06-06
Also published as: JPS6029451A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、舶用プロペラ材として使用される析
出硬化型ステンレス鋳鋼に関する。鋼系の舶用プロペラには、強度と耐食性が要求
され、また北氷洋などの寒冷海域で使用されるも
のでは低温靭性が要求される。これらの要求に対
する従来のプロペラ材料として一般に、JIS
SCS2（C0.16〜0.24％、Si≦1.5％、Mn≦1.0％、
Ni≦1.0％、Cr11.5〜14.0％）、あるいはJIS
SCS16（Ｃ≦0.03％、Si≦1.5％、Mn≦2.0％、
Ni12.0〜16.0％、Cr17.0〜20.0％、Mo2.0〜3.0％）
が使用されてきた。近時、省エネルギー等の要請に対してプロペラ
肉厚の薄肉化のこころみがなされているが、上記
SCS2の引張強さは60Kg／mm²程度、SCS16では40
Kg／mm²程度にとどまるものであるため、より強度
の高い材料の開発が強く要求されている。本発明は上記要請に応えるものである。本発明の析出硬化型ステンレス鋳鋼は、C0.02
〜0.06％、Si0.3〜1.5％、Mn0.2〜1.7％、Ni5.0〜
7.0％、Cr11.0〜13.5％、Mo1.5〜2.5％、Cu1.5〜
2.5％、Nb0.2〜0.4％、P0.05％以下、S0.05％以
下、残部Feおよび不可避不純物からなる。本発明のステンレス鋳鋼は溶体化処理され、つ
いて時効処理されることにより、舶用プロペラ材
として必要な諸特性を具備し、特に強度にすぐれ
る。また、溶体化処理後の加工性が良好で、その
後の時効処理により歪の発生を伴なわずに高強度
化を達成することができる。本発明ステンレス鋳鋼の成分限定理由は次のと
おりである。Ｃ：0.02〜0.06％Ｃは硬度を高める効果を有する。0.02％未満で
はその効果が不足し、0.06％をこえると、材料の
加工性、耐衝撃性が悪くなる。 Si：0.3〜1.5％ Siは通常脱酸剤として添加される。0.3％に満
たないと脱酸効果が十分でなく、一方1.5％をこ
えると、耐衝撃性、靭性が劣化する。 Mn：0.2〜1.7％ Mnは脱酸・脱硫作用により鋼を清浄化する。
0.2％未満では十分な効果が得られない。一方1.7
％をこえると耐衝撃性の低下をみる。 Ni：5.0〜7.0％ Niは弾性限度、引張強度の向上に必要な元素
である。高弾性限度、高引張強度を確保するため
に、少くとも5.0％を必要とする。含有量の増加
とともにその効果は増すが、鋳造性の悪化、コス
ト増加を伴うので、7.0％を上限とする。 Cr：11.0〜13.5％ Crは高い弾性限度、高い引張強度を得るため
に、11.0％以上を必要とする。ただし、含有量が
多くなるとコスト増加のみならず、マルテンサイ
ト組織が得られず、高強度の確保が困難となるの
で13.5％を上限とする。 Cu：1.5〜2.5％ CuはCuリツチ層による析出硬化で、弾性限度
および引張強度の向上に寄与する。この効果を得
るために少くとも1.5％を要し、含有量の増加に
伴つて効果も増すが、余り多くなると耐衝撃性の
低下を招き、伸び、絞りも減じるので、2.5％を
上限とする。 Mo：1.5〜2.5％ Moは弾性限度および引張強度を高めるために
加えられる。1.5％未満ではその効果が不足する。
含有量の増加につれ、効果の増大をみるが、耐衝
撃性や伸び、絞りの低下を伴うので、2.5％を上
限とする。 Nb：0.2〜0.4％ Nbは機械的諸性質の改善、とくに弾性限度の
向上に寄与する。この効果を発揮させるために少
くとも0.2％を要する。しかし、多量に含有する
と耐衝撃性の低下を伴うので0.4％以下とする。 P.Sその他の不可避不純物はむろん少い程良い
が、通常の溶製技術上の混入量を許容する。例え
ば、Ｐは0.05％以下、Ｓは0.05％以下混入して差
支えない。本発明ステンレス鋳鋼は、通常鋳造ののち、温
度1000〜1150℃での溶体化処理、ついで500〜750
℃での時効処理に付される。この熱処理によつて
舶用プロペラとしてより望ましい機械的諸性質が
付与され、耐衝撃性などを損なわずに、高強度化
が達成される。その引張強さは100Kg／mm²をこえ
る。溶体化処理温度を1000℃以上とするのは、そ
れより低いと、固溶化が不足し、一方1150℃を上
限とするのは、それをこえると、結晶粒の粗大化
による脆化等の材質劣化を生じるからである。加
熱保持後の冷却は空冷（約３〜７℃／秒）によれ
ばよい。時効処理温度を500℃以上とするのは、
それより低いと、耐衝撃性が十分でなく、一方
750℃を上限とするのは、それをこえると強度の
低下をみるからである。時効処理後は空冷すれば
よい。また、前記溶体化処理に先立つて、均質化処理
を行うことは材質を更に向上させるために好まし
いことである。均質化処理は1000〜1150℃に加熱
保持したのち、炉冷（約0.6〜1.2℃／分）するこ
とにより達成される。本発明ステンレス鋳鋼は、溶体化処理後、比較
的軟質で、良好な加工性を有し、加工後の時効処
理においても歪を生じないので、適宜機械加工を
行うことにより精度のよい形状・寸法に仕上げる
ことができる。本発明ステンレス鋳鋼の成分組成、熱処理条件
および機械的性質について具体例を示せば第１表
および第２表のとおりである。比較例として、
SCS2およびSCS16につきJIS規格を併記する。こ
れより明らかなように、本発明鋳鋼は、耐力、引
張強さが高く、SCS2やSCS16に比し著しく強度
にすぐれている。また、伸び、絞り等も良好であ
るほか、耐衝撃性も十分に備えていることがわか
る。

【表】

【表】以上のように、本発明の析出硬化型ステンレス
鋳鋼は、舶用プロペラ材として望まれるすぐれた
材質を具備し、とりわけ従来材に比し高い強度を
有するので、耐久性、安定性が高められ、また昨
今の薄肉・軽量化による省エネルギーの要請に十
分応えるものである。更に、本発明ステンレス鋳
鋼は、熱処理過程での加工性にすぐれるので、加
工コストの節減効果をもたらす。なお、本発明ステンレス鋳鋼は、舶用プロペラ
材のほか、腐食環境下で、強度、耐摩耗性、靭性
等が要求される用途、例えばウオータータービン
ブレード、ポンプ用インペラなどの材料としても
有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

１ C0.02〜0.06％、Si0.3〜1.5％、Mn0.2〜1.7
％、Ni5.0〜7.0％、Cr11.0〜13.5％、Mo1.5〜2.5
％、Cu1.5〜2.5％、Nb0.2〜0.4％、P0.05％以下、
S0.05％以下、残部Feおよび不可避不純物からな
る舶用プロペラ用析出硬化型ステンレス鋳鋼。