JPH0373616B2 - - Google Patents
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- JPH0373616B2 JPH0373616B2 JP61136399A JP13639986A JPH0373616B2 JP H0373616 B2 JPH0373616 B2 JP H0373616B2 JP 61136399 A JP61136399 A JP 61136399A JP 13639986 A JP13639986 A JP 13639986A JP H0373616 B2 JPH0373616 B2 JP H0373616B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Description
この発明は、改良された機械切削特性をもつク
ロム−ニツケルオーステナイト系不銹鋼に関係し
ている。オーステナイト系不銹鋼、特にAISIタ
イプ303オーステナイト系不銹鋼は種々の内作操
作、仕上げ操作に使用されている。したがつて、
鋼の機械切削性は重要な特性である。 硫黄、セレン、テルル、鉛、燐のような元素が
オーステナイト系不銹鋼に加えられるとき、改良
された機械切削性を生じることは知られている。
又、オーステナイト系不銹鋼において比較的高い
マンガン硫黄比を保持することにより、タイプ
303を含め、機械切削性が更に増加されるであろ
うことも知られている。改良された機械切削性は
比較的柔かい硫化マンガンの生成により高マンガ
ン−硫黄比で生じる。マンガンと硫黄の添加によ
り機械切削性が改良される度合は制限される、約
0.45％以上の硫黄含量で、耐腐蝕性が反対に影響
され、加えて粗悪な表面仕上げが生じるであろ
う。 前記のような理由により、従来から、重量％
で、炭素0.018％〜0.110％、窒素0.005％〜0.120
％、クロム16％〜30％、ニツケル５％〜26％、硫
黄0.25％〜0.45％、２％以上７％までで硫黄含量
の少くとも８倍であるマンガン、１％までのシリ
コン、0.6％までのモリブデン、0.5％までの燐を
含むか、或いは燐を含まず、残りは付帯的不純物
をもつ鉄を含むオーステナイト系不銹鋼が機械切
削性鋼として使用されている。然しながら、これ
らの鋼の機械切削性は充分満足したものであると
は云えない。 従つて、本発明の第１の目的は、一般的に使用
されている水準でマンガン、硫黄の使用によりえ
られた機械切削性を越す改良された機械切削特性
をもつオーステナイト系不銹鋼を与えることであ
る。更に特別の目的は、マンガンと硫黄添加での
組合せで改良された機械切削性を生じる一般的水
準より低い水準で、炭素と窒素が、組合せで保持
されているオーステナイト系不銹鋼を与えること
である。 発明によると、オーステナイト不銹鋼の機械切
削性は、マンガンと硫黄添加物との組合せにおい
て低（炭素＋窒素）含量を使用することにより改
良される。機械切削性において更に改良する目的
のため、硫黄に加え、セレン、テルル、鉛、燐を
含む、機械切削性のため一般に使用されている既
知元素も使用されるであろうことが理解される。 発明の機械切削性オーステナイト系不銹鋼は、
本質的に、従来使用されている機械切削性オース
テナイト系不銹鋼と同じ元素を同程度含量を有し
ているが、（炭素＋窒素）含量のみを異にしてい
る。即ち発明の機械切削性オーステナイト系不銹
鋼は本質的に、重量％で、0.018％以上の炭素及
び0.005％以上の窒素を含み、かつ0.060％まで
の、好ましくは0.049％までの、更に好ましくは
0.032％までの（炭素＋窒素）；16％から30％、好
ましくは17％から19％のクロム；５％から26％、
好ましくは６％から14％、更に好ましくは6.5％
から10％のニツケル；0.25％から0.45％の硫黄；
２％以上から７％で少くとも硫黄含量の８倍であ
るマンガン；１％までのシリコン；0.50％までの
燐；0.60％までのモリブデン；残り鉄と付帯的不
純物よりなる。 即ち機械切削性が、（炭素＋窒素）含量を、重
量％で、0.060％又はそれ以下に限定することに
より、改良されると認められていなかつたが、本
発明により、従来使用されている機械切削性オー
ステナイト系不銹鋼において、（炭素＋窒素）含
量を、重量％で0.060％以下に限定することによ
り、その機械切削性が著しく改善されることが認
められたのである。 以下に本発明の鋼の成分限定理由について説明
する。 炭素0.018％及び窒素0.005％なる夫々の含量
は、既存精製技術により達成しうる最低の含量で
ある。炭素及び窒素は加工硬化性を高める。（炭
素＋窒素）含量を0.060％までに限定することに
より、合金の機械切削性が著しく改善されること
が認められた。従つて炭素0.018％以上、窒素
0.005％以上で、かつ（炭素＋窒素）0.060％まで
とする。クロムは合金の耐酸化性、耐蝕性を増加
させるので、少くとも16％を添加する必要があ
る。然しながら、クロムはフエライト形成元素で
あり、その多量の添加はオーステナイト形成に好
ましくなく、又熱間加工性を低下させるので、ニ
ツケル含量との関連においてその含量は30％以下
とする。 ニツケルはクロムと同様、合金の耐酸化性、耐
蝕性に寄与する元素であり、又オーステナイト形
成元素でもある。クロム含量とのバランスにおい
て、オーステナイト構造を安定化させるため５％
から26％とする。 硫黄は機械切削性を改良するため存在させる。
然しながら多量の存在は耐蝕性、熱間加工性を低
下させるので好ましくなく、請求範囲に記された
含量内のマンガンとの組合せで改良された機械切
削性をえるため0.25％から0.45％とする。 マンガンは硫化マンガンを生成させて合金の機
械切削性を改良するため、２％〜７％の含量で少
くとも硫黄の８倍量を含有させる必要がある。多
量のマンガンの存在は、熱間加工性を低下させる
ので好ましくない。それ故（炭素＋窒素）含量の
限定、マンガン及び硫黄含量の存在が、改良され
た機械切削性をえるため要求されている。 シリコンは製鋼時の脱酸に必要な元素である
が、必要以上の含有は熱間加工性を劣化させるの
で、適切な加工性を保持するよう１％までとす
る。 リンは機械切削性を改良するが、多量の存在は
耐蝕性、熱間加工性に悪影響を及ぼすので0.5％
までとする。 モリブデンは合金を著しく強化するが、高価で
あり、加工性の問題もあるので0.6％までとする。 例 発明と特に（炭素＋窒素）含量の上限を論証す
るために、11のオーステナイト不銹鋼の50ポンド
が表−に示された次の組成に熔かされた（重量
％で示されている）。 表−に示された組成物は0.018％から0.110％
の炭素と0.005％から0.120％の窒素の範囲内に炭
素と窒素含量をもつている。表−に示された溶
解作業から、鋳塊が１−3/16インチの六角棒にき
たえられた。棒は１時間1950〓で焼きなまされた
溶解状態で、水で冷され、１インチ丸棒に旋盤で
けずられ、240グリツトシリコンカーバイドペー
パー（grit silicon carbide paper）を使つて微
細にとがれた。棒は鋼の機械切削性について（炭
素＋窒素）含量の効果を確立するため旋盤工具寿
命試験を受けた。旋盤工具寿命試験で、種々の機
械切削速度で突発工具故障までに鋼でつくられた
ウエイフアカツト（wafer cuts）の数が機械切
削性の測定を与えるため使用されている。ウエイ
フアカツトの数が多くなると、機械切削性がより
よくなる。特定の試験状態は次のようであつた：
カツトされている物質は１インチ径の棒であつ
た；切り離す工具は1/4インチ平板AISIM2高速
鋼であつた；工具幾何学は7°の先端傾斜角、
（7°top rake angle）、7°の前端すきま角（7°front
clearace angle）、3°の側面すきま角（3°side
clearance angle）、0°のカツテイング角（cutting
angle）であつた；送り速度は回転につき0.002イ
ンチであつた；潤滑は使用されなかつた。旋盤工
具寿命試験の結果は表−に記載されている。 表−のデータからみられるように、一般に発
明の限定によつて低（炭素＋窒素）含量は
150sfpmの機械切削速度で機械切削性は本質的改
良を生じている。0.067％（Ｃ＋Ｎ）をもつてい
るNo.IV360Aは12.5ウエイフアカツトを与えた；
一方（Ｃ＋Ｎ）％がこの限度以下に減ぜられる
と、重要な改良が生じた。0.049％（Ｃ＋Ｎ）を
もつIV360で、22ウエイフアカツトがつくられ
た。No.IV360Aの（Ｃ＋Ｎ）0.067％でつくられた
ウエイフアカツトの殆んど２倍である。No.IV395
の0.032％（Ｃ＋Ｎ）含量で、ウエイフアカツト
の数は150sfpmの機械切削速度で再び28に劇的に
増加した。
ロム−ニツケルオーステナイト系不銹鋼に関係し
ている。オーステナイト系不銹鋼、特にAISIタ
イプ303オーステナイト系不銹鋼は種々の内作操
作、仕上げ操作に使用されている。したがつて、
鋼の機械切削性は重要な特性である。 硫黄、セレン、テルル、鉛、燐のような元素が
オーステナイト系不銹鋼に加えられるとき、改良
された機械切削性を生じることは知られている。
又、オーステナイト系不銹鋼において比較的高い
マンガン硫黄比を保持することにより、タイプ
303を含め、機械切削性が更に増加されるであろ
うことも知られている。改良された機械切削性は
比較的柔かい硫化マンガンの生成により高マンガ
ン−硫黄比で生じる。マンガンと硫黄の添加によ
り機械切削性が改良される度合は制限される、約
0.45％以上の硫黄含量で、耐腐蝕性が反対に影響
され、加えて粗悪な表面仕上げが生じるであろ
う。 前記のような理由により、従来から、重量％
で、炭素0.018％〜0.110％、窒素0.005％〜0.120
％、クロム16％〜30％、ニツケル５％〜26％、硫
黄0.25％〜0.45％、２％以上７％までで硫黄含量
の少くとも８倍であるマンガン、１％までのシリ
コン、0.6％までのモリブデン、0.5％までの燐を
含むか、或いは燐を含まず、残りは付帯的不純物
をもつ鉄を含むオーステナイト系不銹鋼が機械切
削性鋼として使用されている。然しながら、これ
らの鋼の機械切削性は充分満足したものであると
は云えない。 従つて、本発明の第１の目的は、一般的に使用
されている水準でマンガン、硫黄の使用によりえ
られた機械切削性を越す改良された機械切削特性
をもつオーステナイト系不銹鋼を与えることであ
る。更に特別の目的は、マンガンと硫黄添加での
組合せで改良された機械切削性を生じる一般的水
準より低い水準で、炭素と窒素が、組合せで保持
されているオーステナイト系不銹鋼を与えること
である。 発明によると、オーステナイト不銹鋼の機械切
削性は、マンガンと硫黄添加物との組合せにおい
て低（炭素＋窒素）含量を使用することにより改
良される。機械切削性において更に改良する目的
のため、硫黄に加え、セレン、テルル、鉛、燐を
含む、機械切削性のため一般に使用されている既
知元素も使用されるであろうことが理解される。 発明の機械切削性オーステナイト系不銹鋼は、
本質的に、従来使用されている機械切削性オース
テナイト系不銹鋼と同じ元素を同程度含量を有し
ているが、（炭素＋窒素）含量のみを異にしてい
る。即ち発明の機械切削性オーステナイト系不銹
鋼は本質的に、重量％で、0.018％以上の炭素及
び0.005％以上の窒素を含み、かつ0.060％まで
の、好ましくは0.049％までの、更に好ましくは
0.032％までの（炭素＋窒素）；16％から30％、好
ましくは17％から19％のクロム；５％から26％、
好ましくは６％から14％、更に好ましくは6.5％
から10％のニツケル；0.25％から0.45％の硫黄；
２％以上から７％で少くとも硫黄含量の８倍であ
るマンガン；１％までのシリコン；0.50％までの
燐；0.60％までのモリブデン；残り鉄と付帯的不
純物よりなる。 即ち機械切削性が、（炭素＋窒素）含量を、重
量％で、0.060％又はそれ以下に限定することに
より、改良されると認められていなかつたが、本
発明により、従来使用されている機械切削性オー
ステナイト系不銹鋼において、（炭素＋窒素）含
量を、重量％で0.060％以下に限定することによ
り、その機械切削性が著しく改善されることが認
められたのである。 以下に本発明の鋼の成分限定理由について説明
する。 炭素0.018％及び窒素0.005％なる夫々の含量
は、既存精製技術により達成しうる最低の含量で
ある。炭素及び窒素は加工硬化性を高める。（炭
素＋窒素）含量を0.060％までに限定することに
より、合金の機械切削性が著しく改善されること
が認められた。従つて炭素0.018％以上、窒素
0.005％以上で、かつ（炭素＋窒素）0.060％まで
とする。クロムは合金の耐酸化性、耐蝕性を増加
させるので、少くとも16％を添加する必要があ
る。然しながら、クロムはフエライト形成元素で
あり、その多量の添加はオーステナイト形成に好
ましくなく、又熱間加工性を低下させるので、ニ
ツケル含量との関連においてその含量は30％以下
とする。 ニツケルはクロムと同様、合金の耐酸化性、耐
蝕性に寄与する元素であり、又オーステナイト形
成元素でもある。クロム含量とのバランスにおい
て、オーステナイト構造を安定化させるため５％
から26％とする。 硫黄は機械切削性を改良するため存在させる。
然しながら多量の存在は耐蝕性、熱間加工性を低
下させるので好ましくなく、請求範囲に記された
含量内のマンガンとの組合せで改良された機械切
削性をえるため0.25％から0.45％とする。 マンガンは硫化マンガンを生成させて合金の機
械切削性を改良するため、２％〜７％の含量で少
くとも硫黄の８倍量を含有させる必要がある。多
量のマンガンの存在は、熱間加工性を低下させる
ので好ましくない。それ故（炭素＋窒素）含量の
限定、マンガン及び硫黄含量の存在が、改良され
た機械切削性をえるため要求されている。 シリコンは製鋼時の脱酸に必要な元素である
が、必要以上の含有は熱間加工性を劣化させるの
で、適切な加工性を保持するよう１％までとす
る。 リンは機械切削性を改良するが、多量の存在は
耐蝕性、熱間加工性に悪影響を及ぼすので0.5％
までとする。 モリブデンは合金を著しく強化するが、高価で
あり、加工性の問題もあるので0.6％までとする。 例 発明と特に（炭素＋窒素）含量の上限を論証す
るために、11のオーステナイト不銹鋼の50ポンド
が表−に示された次の組成に熔かされた（重量
％で示されている）。 表−に示された組成物は0.018％から0.110％
の炭素と0.005％から0.120％の窒素の範囲内に炭
素と窒素含量をもつている。表−に示された溶
解作業から、鋳塊が１−3/16インチの六角棒にき
たえられた。棒は１時間1950〓で焼きなまされた
溶解状態で、水で冷され、１インチ丸棒に旋盤で
けずられ、240グリツトシリコンカーバイドペー
パー（grit silicon carbide paper）を使つて微
細にとがれた。棒は鋼の機械切削性について（炭
素＋窒素）含量の効果を確立するため旋盤工具寿
命試験を受けた。旋盤工具寿命試験で、種々の機
械切削速度で突発工具故障までに鋼でつくられた
ウエイフアカツト（wafer cuts）の数が機械切
削性の測定を与えるため使用されている。ウエイ
フアカツトの数が多くなると、機械切削性がより
よくなる。特定の試験状態は次のようであつた：
カツトされている物質は１インチ径の棒であつ
た；切り離す工具は1/4インチ平板AISIM2高速
鋼であつた；工具幾何学は7°の先端傾斜角、
（7°top rake angle）、7°の前端すきま角（7°front
clearace angle）、3°の側面すきま角（3°side
clearance angle）、0°のカツテイング角（cutting
angle）であつた；送り速度は回転につき0.002イ
ンチであつた；潤滑は使用されなかつた。旋盤工
具寿命試験の結果は表−に記載されている。 表−のデータからみられるように、一般に発
明の限定によつて低（炭素＋窒素）含量は
150sfpmの機械切削速度で機械切削性は本質的改
良を生じている。0.067％（Ｃ＋Ｎ）をもつてい
るNo.IV360Aは12.5ウエイフアカツトを与えた；
一方（Ｃ＋Ｎ）％がこの限度以下に減ぜられる
と、重要な改良が生じた。0.049％（Ｃ＋Ｎ）を
もつIV360で、22ウエイフアカツトがつくられ
た。No.IV360Aの（Ｃ＋Ｎ）0.067％でつくられた
ウエイフアカツトの殆んど２倍である。No.IV395
の0.032％（Ｃ＋Ｎ）含量で、ウエイフアカツト
の数は150sfpmの機械切削速度で再び28に劇的に
増加した。
【表】
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％で、本質的に、0.018％以上の炭素及
び0.005％以上の窒素を含み、かつ（炭素＋窒素）
が0.060％まで、16％から30％のクロム、５％か
ら26％のニツケル、0.25％から0.45％の硫黄、２
％以上７％までで硫黄含量の少くとも８倍である
マンガン、１％までのシリコン、0.5％までの燐、
0.6％までのモリブデン、残り鉄及び付帯的不純
物よりなる機械切削性オーステナイト系不銹鋼。 ２ 0.049％までの（炭素＋窒素）をもつ特許請
求の範囲第１項記載の鋼。 ３ 0.032％までの（炭素＋窒素）をもつ特許請
求の範囲第１項記載の鋼。 ４ 重量％で、クロム17％から19％及びニツケル
６％から14％をもつ特許請求の範囲第１項記載の
銅。 ５ 0.049％までの（炭素＋窒素）をもつ特許請
求の範囲第４項記載の鋼。 ６ 0.032％までの（炭素＋窒素）をもつ特許請
求の範囲第４項記載の鋼。 ７ 6.5％から10％のニツケルをもつ特許請求の
範囲第４項記載の鋼。 ８ 0.049％までの（炭素＋窒素）をもつ特許請
求の範囲第７項記載の鋼。 ９ 0.032％までの（炭素＋窒素）をもつ特許請
求の範囲第７項記載の鋼。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US744627 | 1985-06-14 | ||
| US06/744,627 US4613367A (en) | 1985-06-14 | 1985-06-14 | Low carbon plus nitrogen, free-machining austenitic stainless steel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61288054A JPS61288054A (ja) | 1986-12-18 |
| JPH0373616B2 true JPH0373616B2 (ja) | 1991-11-22 |
Family
ID=24993412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61136399A Granted JPS61288054A (ja) | 1985-06-14 | 1986-06-13 | 低炭素プラス窒素含有の機械切削できるオーステナイト系不銹鋼 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4613367A (ja) |
| EP (1) | EP0206643A3 (ja) |
| JP (1) | JPS61288054A (ja) |
| CA (1) | CA1267002A (ja) |
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Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3437478A (en) * | 1965-05-14 | 1969-04-08 | Crucible Steel Co America | Free-machining austenitic stainless steels |
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-
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- 1985-06-14 US US06/744,627 patent/US4613367A/en not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-06-11 EP EP86304463A patent/EP0206643A3/en not_active Withdrawn
- 1986-06-12 CA CA000511452A patent/CA1267002A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-06-13 JP JP61136399A patent/JPS61288054A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0206643A2 (en) | 1986-12-30 |
| US4613367A (en) | 1986-09-23 |
| EP0206643A3 (en) | 1988-09-14 |
| JPS61288054A (ja) | 1986-12-18 |
| CA1267002A (en) | 1990-03-27 |
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