JPH0365408B2 - - Google Patents

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JPH0365408B2
JPH0365408B2 JP59051233A JP5123384A JPH0365408B2 JP H0365408 B2 JPH0365408 B2 JP H0365408B2 JP 59051233 A JP59051233 A JP 59051233A JP 5123384 A JP5123384 A JP 5123384A JP H0365408 B2 JPH0365408 B2 JP H0365408B2
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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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  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
この発明は、耐食性に優れた高降伏強度オース
テナイト・ステンレス鋼材の製造方法に関するも
のである。 オーステナイト・ステンレス鋼材(以下、鋼材
として鋼板を例にとつて説明する。)に熱処理、
即ち、溶体化または固溶化処理を施す目的は、炭
素鋼や低合金鋼の場合と異なり、Cr炭化物をマ
トリツクスに固溶させて耐食性を向上させること
にあるので、一般に鋼板を1000℃以上の高温度に
加熱する。このためにオーステナイト粒が粗大化
して、降伏強度が著しく低下する。従つて、オー
ステナイト・ステンレス鋼板は高強度を要求され
る一部の構造物用鋼板として不適当である。 上述した問題点の解決法の1つに、オーステナ
イト・ステンレス鋼中の窒素含有量を高める方法
がある。しかし、この方法を採つても降伏強度は
5〜6Kg/mm2程度上昇するにすぎず、しかも、こ
のように窒素含有量を高めると、オーステナイ
ト・ステンレス鋼板の欠点の1つである耐応力腐
食割れが更に劣化するので好ましい方法ではな
い。 別の方法として、オーステナイト・ステンレス
鋼片に制御圧延を施す、即ち、オーステナイト・
ステンレス鋼片を熱間圧延する際に、オーステナ
イトの未再結晶域で累積圧下を施すことによつて
降伏強度を上昇させる方法がある。しかし、この
方法には次のような問題がある。即ち、熱間圧延
前にオーステナイト・ステンレス鋼片をCr炭化
物が十分に固溶する温度に加熱しても、熱間圧延
によつて鋼板中に生じる歪によりCr炭化物が析
出して(Cr炭化物の歪誘起析出と云う)鋼板の
耐食性が劣化する。また、溶体化処理を施すには
Cr炭化物を固溶させた後、冷却途中でCr炭化物
が再度析出しないような冷却速度で冷却する必要
があるが、制御圧延においては圧延後の冷却は空
冷となるためにCr炭化物の析出防止の点から見
ると、前記方法を適用し得る材料は制限される。
即ち、組成としてはC量が0.01%以下のものに制
限され、板厚としては6mm以下の薄物に限定され
る。 オーステナイト・ステンレス鋼は一般に変形抵
抗が大きいことから1パスで大きな圧下をとるこ
とは困難である。従つて、薄物の場合には特にパ
ス回数が増加し、Cr炭化物の歪誘起析出を防止
するための850℃以上の高温仕上げは困難である。 また、オーステナイト・ステンレス鋼は炭素鋼
や低合金鋼と比較すると熱伝導度が1/2程度小さ
いので、制御圧延後の空冷時における冷却速度は
増々遅くなつてCr炭化物は析出し易くなる。 以上の説明から明らかなように、降伏強度が高
く、しかも耐食性に優れたオーステナイト・ステ
ンレス鋼板の製造法は未だ確立されていない。 なお、降伏強度を高めることは別として、溶体
化処理を施すには、オーステナイト・ステンレス
鋼片を前述のような高温度に加熱するための莫大
な熱エネルギーを要するばかりか、このような高
温度に耐えるハースロール等を備えた加熱炉を設
置する必要があり、溶体化処理を独立した工程に
よつて実施することは合理的な方法ではない。 なお、特開昭55−107729号公報には、この発明
の方法に類似すると思われる固溶化処理法が開示
されているが(以下、先行技術という)、これは、
後述するように、この発明の方法と異なるもので
ある。 この発明は、上述のような観点から、降伏強度
が高く、しかも耐食性に優れたオーステナイト・
ステンレス鋼板を安価に製造することができる方
法を提供するものであつて、 オーステナイトステンレス鋼片を1050℃以上の
温度に加熱し、この後、加熱した前記鋼片に850
〜900℃の未再結晶温度域で30%以上の累積圧下
を施し、この範囲内の温度域で圧延を終了させ、
次いで、圧延終了後、このようにして得られたオ
ーステナイトステンレス鋼板を、圧延終了温度を
起点として、直ちに、2℃/sec以上の平均冷却
速度で少なくとも550℃の温度まで加速冷却する
ことに特徴を有するものである。 この発明を詳細に説明する。 この発明に使用されるオーステナイト・ステン
レス鋼は、通常、溶体化処理を必要とする全ての
オーステナイト・ステンレス鋼であり、具体的に
はC:0.1%以下、Mn:5%以下3Si:2%以下、
Ni:6〜50%、Cr:10〜30%、Al:1%以下、
残部:鉄及び不可避不純物(以上重量%)を基本
元素とし、更に必要に応じて、これらの基本元素
にTi:2%以下、Nb:2%以下、Cu:4%以
下、Mo:10%以下の1種または2種以上の付加
的元素を含有するものである。 この発明において、上記元素を有するオーステ
ナイト・ステンレス鋼片を1050℃以上の温度に加
熱するのは、Cr炭化物をマトリツクスに十分に
固溶させるためである。前記鋼片の加熱温度が
1050℃未満の場合にはCr炭化物がマトリツクス
に十分に固溶しないために、耐食性に優れたオー
ステナイト・ステンレス鋼板を製造することがで
きない。 次に、加熱された前記鋼片に850から900℃の未
再結晶温度域で30%以上の累積圧下を施し、圧延
終了後、圧延終了温度を起点として、直ちに加速
冷却を行う理由について説明する。 まず、圧延終了温度の下限値であるが、850℃
未満の温度域で圧下を施すと、Cr炭化物の歪誘
起析出により耐食性が劣化する。従つて、圧延終
了温度の下限値を850℃に限定した。 次に、圧延終了温度の上限値であるが、900℃
を超える温度域では、圧延終了後、工業的に可能
な範囲で直ちに加速冷却を行つても再結晶してし
まい、鋼板の強度向上は望めない。これに対し
て、850から900℃のオーステナイトの未再結晶温
度域では、圧延終了後、直ちに加速冷却を行え
ば、圧延により鋼片中に導入された歪は解放され
ることなく累積されて変形帯密度が上昇し、これ
によつて製造された鋼板の降伏強度が上昇する。
従つて、圧延終了温度の上限値を900℃に限定し
た。 このように、この発明は、未再結晶温度域で圧
延を終了し、圧延終了温度を起点として、直ちに
加速冷却を行うことによつて、高降伏強度および
高耐食性の両立を図るものである。 なお、この発明において、圧延終了温度を起点
として、直ちに鋼板を加速冷却するとは、再結晶
開始前に鋼板を冷却することであつて、前述した
先行技術において実施している放冷または除冷の
ように、圧延終了後、一定時間経過した後に鋼板
を加速冷却することではない。因みに、先行技術
によれば、圧延後、鋼板を直ちに冷却していない
ので、高降伏強度および高耐食性の両方を併せて
付与できない。また、850〜900℃の温度域におけ
る累積圧下率が30%未満では前記変形帯密度の上
昇が不十分であるので、所期の降伏強度の上昇が
得られない。従つて、累積圧下率を30%以上に限
定した。 この発明において、900℃を超える温度域にお
ける圧下は任意である。即ち、いかなる条件で圧
下を施しても、または全く圧下を施さなくても良
い。 圧延仕上り温度は850〜900℃の温度域の任意の
温度で良い。 次に、圧延後の前記鋼板の冷却条件であるが、
圧延後の冷却速度が2℃/sec未満の場合、また
は550℃を超える温度域で2℃/sec未満の冷却速
度で冷却すると、冷却途中でCr炭化物およびσ
相が析出して耐食性が劣化する。従つて、この発
明では圧延後の前記鋼板を2℃/sec以上の平均
冷却速度で少なくとも550℃の温度まで加速冷却
するのである。 次に、この発明の実施例について説明する。 第1表に示す元素を含有するSUS304鋼(A,
BおよびC)を第1図、第2図および第3図に示
す温度曲線を有するプロセス〜に従つて熱処
理した。第1図に示す温度曲線を有するプロセス
は、溶体化処理を行うもので熱間圧延において
はオーステナイトの再結晶域のみで圧下を施す。
第2図に示す温度曲線を有するプロセスは、オ
ーステナイトの再結晶域で圧下を施し、更に、降
伏強度の向上をねらつてオーステナイトの未再結
晶域でも圧下を施す、所謂、制御圧延を行うもの
であり、圧延後は空冷する。第3図に示す温度曲
線を有するプロセスは、第2図に示したプロセ
スと同様、オーステナイトの再結晶および未再
結晶域で圧下を施した後、圧延終了温度を起点と
して、直ちに加速冷却を行う。これが、この発明
における冷却方法である。なお、第1〜第3図の
プロセス〜において、圧延前のオーステナイ
ト・ステンレス鋼片は、何れもCr炭化物を十分
にマトリツクスに固溶させるために1200℃以上の
温度で加熱した。 第2表に前記各プロセス〜における条件、
得られたオーステナイト・ステンレス鋼板1〜1
3(比較鋼板1〜5および10〜13、本発明鋼
板6〜9)の引張試験結果および腐食試験結果を
合せて示す。第2表中ストラウス試験は、沸騰し
た硫酸と硫酸銅との混合液中に試験片を浸漬した
後、試験片を折曲げて腐食状態を評価したもので
あり、○印は割れないことを、×印は全面に粒界
腐食が生じたことを、△印は一部に粒界腐食が生
じたことをそれぞれ示す。Uベンド試験は試験片
を20%の食塩水に1000時間浸漬した後、試験片を
折曲げて腐食割れ状態を評価したものであり、○
印は割れが発生しないことを、×印は割れが発生
したことをそれぞれ示す。
【表】
【表】 第2表から明らかなように、比較鋼板1は耐食
性(耐粒界腐食性および耐腐食割れ性)は良好で
あるが降伏強度は21Kg/mm2とJISに規定された値
の下限であり余り高くない。比較鋼板2は降伏強
度を上昇させるために窒素含有量を増加させたも
のであるが、降伏強度の上昇は5Kg/mm2程度にす
ぎず、耐応力腐食割れ性も悪い。 比較鋼板3〜5は、第2図に示したプロセス
により製造したものであり、そのうち比較鋼板3
を製造したプロセス′は、オーステナイトの未
再結晶域において圧下を施さない点を除いてプロ
セスと同様のプロセスである。オーステナイト
の未再結晶域において圧下を施さない比較鋼板3
は降伏強度が低いのに対して、オーステナイトの
未再結晶域において50%の累積圧下を施した比較
鋼板4および5は、降伏強度が上昇している。し
かし、比較鋼板4および5は圧延終了後の冷却が
空冷であるので、C量の多少にかかわらず耐食
性、特に耐粒界腐食性が悪い。 本発明鋼板6〜9は、850〜900℃の未再結晶温
度域で30%以上の累積圧下を施し、この範囲内の
温度域で圧延を終了させ、圧延終了後、圧延終了
温度を起点として、直ちに加速冷却しているの
で、降伏強度が比較鋼板1〜3と比べて板厚20mm
で55〜56Kg/mm2、板厚50mmで50Kg/mm2と大幅に高
く、かつ、耐食性も優れている。 比較鋼板10〜13は本発明鋼板と同じプロセ
スによつて製造したものであるが、圧延条件また
は冷却条件が本発明の範囲外である。比較鋼板1
0は冷却速度が本発明の場合に比べて遅いために
降伏強度は本発明鋼板8と同程度であるが、耐粒
界腐食性が良くない。比較鋼板11〜13は冷却
速度が本発明の範囲内であるが、オーステナイト
の未再結晶域における圧下を850℃未満の温度に
至るまで施したので、Cr炭化物の歪誘起析出が
生じて耐粒界腐食生に劣る。 以上の説明はオーステナイト・ステンレス鋼板
を製造する場合であるが、他の鋼材を製造する場
合にもこの発明を適用することができることは勿
論である。 以上説明したように、この発明によれば、溶体
化処理を施す場合のように再加熱炉を必要とせ
ず、耐食性に優れ、かつ降伏強度の高いオーステ
ナイト・ステンレス鋼材を製造することができる
といつた極めて有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、従来のオーステナイ
ト・ステンレス鋼板の製造方法における温度曲線
を示すグラフ、第3図は、この発明の方法によつ
てオーステナイト・ステンレス鋼板を製造する場
合の温度曲線を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 オーステナイトステンレス鋼片を1050℃以上
    の温度に加熱し、この後、加熱した前記鋼片に
    850〜900℃の未再結晶温度域で30%以上の累積圧
    下を施し、この範囲内の温度域で圧延を終了さ
    せ、次いで、圧延終了後、このようにして得られ
    たオーステナイトステンレス鋼板を、圧延終了温
    度を起点として、直ちに、2℃/sec以上の平均
    冷却速度で少なくとも550℃の温度まで加速冷却
    することを特徴とする、耐食性に優れた高降伏強
    度オーステナイト・ステンレス鋼材の製造方法。
JP59051233A 1984-03-19 1984-03-19 耐食性に優れた高降伏強度オ−ステナイト・ステンレス鋼材の製造方法 Granted JPS60197817A (ja)

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