JPH0387337A - 鉛快削マルテンサイト系ステンレス鋼鋳片およびその熱間圧延法 - Google Patents

鉛快削マルテンサイト系ステンレス鋼鋳片およびその熱間圧延法

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JPH0387337A
JPH0387337A JP22419689A JP22419689A JPH0387337A JP H0387337 A JPH0387337 A JP H0387337A JP 22419689 A JP22419689 A JP 22419689A JP 22419689 A JP22419689 A JP 22419689A JP H0387337 A JPH0387337 A JP H0387337A
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志谷 健才
Mizuo Sakakibara
榊原 瑞夫
Ienobu Fukuoka
福岡 家信
Takashi Matsui
松井 孝至
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野) 本発明は、5US420Jzに代表される高炭素マルテ
ンサイト系ステンレス鋼にPbを添加した鉛快削マルテ
ンサイト系ステンレス鋼鋳片、およびその熱間圧延法に
関するものである。
〔従来の技術〕
耐食性や耐熱性に優れかつ高硬度の金属材料として、5
US420Jzに代表される高炭素マルテンサイト系ス
テンレス鋼があるが、このステンレス鋼は一般に粘性が
大きく、熱伝導度が悪く、切削時に切屑が工具と凝着し
やすいため、切削加工が困難であることが多い。そこで
、s、 Pb、 B++ Se、 Teなとの快削元素
を添加して被削性を改善する研究開発がなされた。なか
でもPbとSを複合添加した快削ステンレス鋼は切屑処
理性及び工具寿命の改善にきわめて有効であることから
各種用途に供されるようになってきた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、この種の快削ステンレス鋼は、上記の快
削元素を添加することによって被削性は改善されるもの
の、熱間加工性が劣化するという問題点がある。特に、
本発明の対象鋼の如く熱間圧延温度域でフェライトとオ
ーステナイトの二相組織を示すステンレス鋼等において
は、もともと熱間加工性が悪い上に快削元素を添加する
ことによって熱間加工性がさらに悪くなるという問題点
があった。
Pb含有ステンレス鋼の熱間加工性劣化は以下の原因に
よっている。すなわち、■Pbはステンレス鋼中への固
溶度が小さいため、はぼ全量が最終凝固域に濃縮して晶
出するとともに、凝固後の冷却中に鋳片中で粗大化し、
粒界にPb粒が形威される。
■Pb含有ステンレス鋼鋳片を1050℃以上に加熱す
ると、液化したPbの膨張圧と蒸発圧により粒界に過大
な圧力が加わり熱間圧延時に粒界割れが発生する。従っ
て、粒界におけるPbの晶出量を低減するか、あるいは
Pbを高融点化合物として液化および蒸発を防止すると
熱間加工性は改善される。
本発明は、熱間加工性の改善された高炭素マルテンサイ
ト系快削ステンレス鋼鋳片およびその熱間圧延法を提供
することを目的とする。
〔課題を解決するための手段・作用〕
本発明の請求項(1)は、高炭素マルテンサイト系ステ
ンレス鋼にPbと同時に適量のSを添加することにより
高融点のPb硫化物すなわちPbS、 (Mn、Pb)
Sを生成させるとともに、鋼中に分散して晶出させたA
j203−5iO□系高融点酸化物を核にしてこれら硫
化物を晶出させ、その回りにPbを晶出させ析出成長さ
せ、粒界におけるPbの晶出および析出を抑制した鋳片
である。なお、硫化物としてはこの他にMnSもあり、
これも前記酸化物を核として析出している。またPbを
分散して晶出させるために、前記酸化物の析出量をJI
Sポイントカウント法に基づき0.008〜0.025
%にするのが好ましい。高炭素マルテンサイト系ステン
レス鋼の成分限定理由はつぎのとおりである。
Cは、マルテンサイトおよび炭化物を形成し、焼入れお
よび焼戻し処理後の硬さと強度を高めるのに必要な成分
であって、硬さおよび強度を得るために、0.15%以
上必要である。しかし、多すぎると冷間加工性と耐食性
を劣化させるので0.50%以下とした。
Siは、鋼の溶製時における脱酸および脱硫剤として必
要である他、高融点のAIz O! −S i Oz系
酸化物を分散して形威し、硫化物晶出の核とするために
0.2%以上必要である。しかし、多すぎるとδフェラ
イトが生成して硬さおよび強度を滅しるので1.0%以
下とした。
Mnは、Siと同様に溶製時における脱酸および脱硫剤
として作用する。また、MnS、 (Mn、 Pb)S
といった硫化物を形威し、切屑処理性および切削工具寿
命を著しく改善する。さらに、分散して形成されたA/
zO:+−3iO2系酸化物を核としてMnS、 (M
n、Pb)Sを晶出させ、その回りにPbを晶出させて
、粒界のPb晶出および析出量を抑えるため、0.2%
以上添加する。しかし、多すぎると熱間加工性を害する
ので3.0%以下とした。
Sは、Mnとともに、MnS、  (Mn、 Pb)S
を形威し、またPbsを形威して切屑処理性および切削
工具寿命を著しく改善する。このため、0.005%以
上必要である。しかし、多すぎると熱間加工性、冷間加
工性および耐食性を著しく害するので0.35%以下と
した。
Crは、耐食性、硬さ、および強度を確保するために1
1%以上必要である。16%を越えて添加すると、フェ
ライトの生成により、焼入・焼戻し処理後の硬さ・強度
が低下する。したがって、Crは11〜16%とした。
AIは、Siとともに高融点のIVz O* −S i
Oz系酸化物を分散して形威し、硫化物晶出の核とする
ために0.003%以上必要である。しかし、多すぎる
とδフェライトが生成して、硬さおよび強度を減じるの
で0.03%以下とした。
Pbは、Sと同様に切屑処理性および切削工具寿命を改
善する。とくに切屑処理性の改善に効果が大きい。この
効果を発揮させるには0.03%以上必要である。しか
し、過剰に添加すると、熱間加工割れが発生するので0
.30%以下とした。
その他必要に応じて、耐食性、冷間圧造性等を付与する
ために、Cu、 Ni、 Mo等を添加することができ
、残部はFeおよび不可避的不純物からなる。
このような本発明鋳片は、粒界におけるPbの晶出およ
び析出成長が抑制されているので、熱間加工塩度に加熱
したとき、粒界における過大な圧力発生が防止され、熱
間加工性が改善される。
つぎに、本発明の請求項(2)の熱間圧延法は、請求項
(1)記載の鋳片を1000〜1150℃に加熱して行
う。
1000’C未満では変形抵抗が大きく通常の圧延機で
は正常な圧延が困難となり、1150℃を越えると、粒
界のPbの影響が現れて圧延割れが発生する。
本発明における熱間圧延としては、棒線材の連続圧延、
ストリップの連続圧延、厚板圧延、ビレットあるいはス
ラブの分塊圧延等が対象となる。
通常鉛快削ステンレス鋼は、Pbの膨張圧および蒸気圧
による粒界割れ発生を防止するために1050℃未満の
温度で圧延されるが、本発明においては、鋳片の粒界に
低融点Pbの晶出が激減しているので、熱間圧延の上限
温度を1150℃に高めることが出来る。したがって、
熱間圧延作業が容易となり、疵発生等による材料歩留り
の低下が防止される。
〔実施例〕
表1に示す化学成分のマルテンサイト系ステンレス鋼を
溶製し、150X150mmの角鋳片に連続鋳造した。
得られた鋳片の酸化物および硫化物は、表2に示すとお
りである。本発明例のNo、 1〜No、 4は、分散
して析出したA l zo:+−5iO□系酸化物(複
合酸化物)を核として硫化物が晶出し、比較例のNo、
 5およびNα6は、SiO2等の酸化物が分散してお
らず、硫化物が分散されずに晶出していた。
本発明例Nα1〜阻4では、Pbは酸化物を核に分散し
て晶出した硫化物の回りに主として晶出し析出成長して
いて、粒界のpt4は少ない。比較例NO,5およびN
o、 6では、Pbは硫化物の回りにも存在するが、粒
界に多く存在した。粒界および粒内におけるPblの割
合を表2に示した。
これらの鋳片を1150”Cに加熱して、直径5.5m
mの線材に連続圧延した結果、表2に示すとおり、本発
明例No、 1〜No、 4では圧延割れがなく、比較
例No、 5およびNo、 6では圧延割れが発生した
また、No、1(本発明例)およびNo、5(比較例)
について、鋳片を1000〜1250℃に加熱し圧延し
たときの割れ発生状況を調査した。その結果、第1図に
示すように、比較例では1000〜1250”Cの温度
範囲において割れが発生しているのに対して、本発明例
では加熱温度1150℃以下の温度では圧延割れは発生
しなかった。なお、第1図において、割れ評点0は割れ
なし、1は実用に供することができる程度の微細な割れ
、2は皮削りを行う必要のあるもの、3以上はスクラッ
プにせざるをえない割れである。
表1および表2に示した本発明例および比較例の各線材
について、切削性の評価を切屑処理性および工具寿命に
ついて行ったが、いずれも良好であった。また耐食性に
ついても、いずれも良好であった。
〔発明の効果〕
以上述べた如く、本発明によれば切削性、耐食性および
高硬度のマルテンサイト系ステンレス鋼の素材となる熱
間加工性の優れた鋳片が得られ、また製造性に優れかつ
高歩留りの熱間圧延を行うことができ、その工業的効果
は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明例および比較例の熱間加工割れ状況を示
す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%にてC:0.15〜0.50%、Si:0
    .2〜1.0%、Mn:0.2〜3.0%、S:0.0
    05〜0.35%、Cr:11〜16%、Al:0.0
    03〜0.03%、Pb:0.03〜0.30%を含有
    し、残部鉄および不可避的不純物からなり、Al_2O
    _3−SiO_2系酸化物を核にして硫化物が晶出し、
    その回りにPbが晶出・析出成長し、粒界におけるPb
    の晶出・析出が抑制されていることを特徴とする鉛快削
    マルテンサイト系ステンレス鋼鋳片。
  2. (2)請求項1記載の鋳片を1000〜1150℃に加
    熱し熱間圧延することを特徴とする鉛快削マルテンサイ
    ト系ステンレス鋼鋳片の熱間圧延法。
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