JPH0436456A - 耐応力腐食割れ性の優れたマルテンサイト系１３％Ｃｒステンレス鋼の製造方法 - Google Patents
耐応力腐食割れ性の優れたマルテンサイト系１３％Ｃｒステンレス鋼の製造方法Info
- Publication number
- JPH0436456A JPH0436456A JP14423290A JP14423290A JPH0436456A JP H0436456 A JPH0436456 A JP H0436456A JP 14423290 A JP14423290 A JP 14423290A JP 14423290 A JP14423290 A JP 14423290A JP H0436456 A JPH0436456 A JP H0436456A
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- Japan
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- martensitic
- stainless steel
- steel
- corrosion cracking
- cracking resistance
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- Pending
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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。
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、耐応力腐食割れ性の優れたマルテンサイト系
１３％Ｃｒステンレス鋼の製造方法に関するものである
。
１３％Ｃｒステンレス鋼の製造方法に関するものである
。
（従来の技術）
ボイラーの過熱器、Ｃ０２を多量に含むガスを生産、注
入する油井などに使用される鋼板、形鋼、鋼管等の鋼は
、腐食が著しく激しいため、耐食性に優れた１３％Ｃｒ
ステンレス鋼が使用され、中でも高強度が容易に得られ
しかも熱間加工性に優れたマルテンサイト系１３％Ｃｒ
ステンレス鋼が多く使用されている。
入する油井などに使用される鋼板、形鋼、鋼管等の鋼は
、腐食が著しく激しいため、耐食性に優れた１３％Ｃｒ
ステンレス鋼が使用され、中でも高強度が容易に得られ
しかも熱間加工性に優れたマルテンサイト系１３％Ｃｒ
ステンレス鋼が多く使用されている。
従来、マルテンサイト系１３％Ｃｒステンレス鋼の製造
は、特公平１−２５８１０号公報の第６欄に「−般に使
用される熱処理は通常の焼準−焼戻処理であり、溶製し
た鋼種を鍛練し圧延後９５０℃以上で焼準し、次いで７
００℃〜Ａｃ、の温度で焼戻す」と記載されているよう
に、一般に焼準−焼戻処理で製造されている。しかし、
この方法で製造されたマルテンサイト系１３％Ｃｒステ
ンレス鋼は、強度と靭性と耐食性の優れた製品として得
られるが、耐応力腐食割れ性は十分に満足し得ないとい
う問題があった。
は、特公平１−２５８１０号公報の第６欄に「−般に使
用される熱処理は通常の焼準−焼戻処理であり、溶製し
た鋼種を鍛練し圧延後９５０℃以上で焼準し、次いで７
００℃〜Ａｃ、の温度で焼戻す」と記載されているよう
に、一般に焼準−焼戻処理で製造されている。しかし、
この方法で製造されたマルテンサイト系１３％Ｃｒステ
ンレス鋼は、強度と靭性と耐食性の優れた製品として得
られるが、耐応力腐食割れ性は十分に満足し得ないとい
う問題があった。
（発明が解決しようとする課題）
この問題について本発明者らは種々検討した結果、該鋼
の粒界強度が極めて低いため、粒界破壊を起こし易い点
に原因があることがわかった。粒界強化にはＣ成分の添
加すなわち固溶Ｃを増加させることが一般的である。し
かしながらＣの固溶限は、Ｃｒ成分の含有量の増加によ
って低下するものである。このように、１３％Ｃｒステ
ンレス鋼の固溶Ｃによる粒界強化は期待できない。
の粒界強度が極めて低いため、粒界破壊を起こし易い点
に原因があることがわかった。粒界強化にはＣ成分の添
加すなわち固溶Ｃを増加させることが一般的である。し
かしながらＣの固溶限は、Ｃｒ成分の含有量の増加によ
って低下するものである。このように、１３％Ｃｒステ
ンレス鋼の固溶Ｃによる粒界強化は期待できない。
本発明者は前述したような粒界強化の方法を、従来考え
られていた方法とは全く別の手段である製造プロセスに
よって解決することを追求した。
られていた方法とは全く別の手段である製造プロセスに
よって解決することを追求した。
その結果本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、焼入−焼戻処理後の鋼を冷間加工し
て粒界強化をし、また必要に応して歪取り焼鈍を行うも
のであり、これによって耐応力腐食割れ性の優れたマル
テンサイト系１３９ｆｉｃｒステンレス鋼の製造方法を
提供することを目的とする。
て粒界強化をし、また必要に応して歪取り焼鈍を行うも
のであり、これによって耐応力腐食割れ性の優れたマル
テンサイト系１３９ｆｉｃｒステンレス鋼の製造方法を
提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明は上記の目的を達成するものであり、その要旨と
するところは、熱間加工あるいはさらに再加熱した高温
度から急冷して７０％以上のマルテンサイト相とフェラ
イト相からなるＣｒ：１２〜１５％含有するステンレス
鋼を、Ａｃ、変態点以下の温度で焼戻処理を施して焼戻
マルテンサイト組織を生成させた後、断面縮少率で３〜
２０％の冷間加工をする製造方法であり、あるいはさら
に続いて温度３００〜７００℃で歪取り焼鈍する製造方
法である。
するところは、熱間加工あるいはさらに再加熱した高温
度から急冷して７０％以上のマルテンサイト相とフェラ
イト相からなるＣｒ：１２〜１５％含有するステンレス
鋼を、Ａｃ、変態点以下の温度で焼戻処理を施して焼戻
マルテンサイト組織を生成させた後、断面縮少率で３〜
２０％の冷間加工をする製造方法であり、あるいはさら
に続いて温度３００〜７００℃で歪取り焼鈍する製造方
法である。
以下、本発明について詳細に説明する。
通常の溶製工程と熱間加工（圧延、鍛造等）を施して鋼
管、棒鋼、形鋼、鋼板等に成形されたＣ ｒ ： １２
〜１５％を含有するマルテンサイト系Ｃｒステンレス鋼
を熱間加工後直ちに、あるいはさらにオーステナイト相
地に若干のフェライト相が析出する通常の温度（９００
〜１１００℃）に再加熱した後、空冷を越える速さで冷
却（焼入れ）してオーステナイト相をマルテンサイト相
に変態させ、フェライト組織地に７０％以上のマルテン
サイト組織を生成させる鋼を製造する。
管、棒鋼、形鋼、鋼板等に成形されたＣ ｒ ： １２
〜１５％を含有するマルテンサイト系Ｃｒステンレス鋼
を熱間加工後直ちに、あるいはさらにオーステナイト相
地に若干のフェライト相が析出する通常の温度（９００
〜１１００℃）に再加熱した後、空冷を越える速さで冷
却（焼入れ）してオーステナイト相をマルテンサイト相
に変態させ、フェライト組織地に７０％以上のマルテン
サイト組織を生成させる鋼を製造する。
本発明においてマルテンサイト系Ｃｒステンレス鋼とは
、その代表的な鋼としてＪＩＳ ５ＵＳ４０３鋼（Ｃ
： ０．１５％以下、Ｓ ｉ：０．５％以下、Ｍｎ：１
．０％以下、Ｐ ： ０．０４％以下、Ｓ ： ０．０
３％以下、Ｃｒ：１１．５〜１３．０％）、ＪＩＳ
５ＵＳ４］ＯＪ＋鋼（Ｃ： ０．０８〜ｏ、ｉｇ％、Ｓ
ｌ：０．８０％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｐ ： ０
．０４％以下、Ｓ ： ０．０３％以下、Ｎ ｉ：ｏ、
６０％以下、Ｃｒ：Ｈ，５〜１４．０％）、ＪＩＳＳＵ
Ｓ４２０Ｊ＋鋼（Ｃ： ０．１６〜０．２５、Ｓ ｉ：
１．０％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｐ ： ０．０４
％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎ ｉ：０．８０％以下
、Ｃｒ：１２．Ｏ〜１４．０％）などが挙げられる。
、その代表的な鋼としてＪＩＳ ５ＵＳ４０３鋼（Ｃ
： ０．１５％以下、Ｓ ｉ：０．５％以下、Ｍｎ：１
．０％以下、Ｐ ： ０．０４％以下、Ｓ ： ０．０
３％以下、Ｃｒ：１１．５〜１３．０％）、ＪＩＳ
５ＵＳ４］ＯＪ＋鋼（Ｃ： ０．０８〜ｏ、ｉｇ％、Ｓ
ｌ：０．８０％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｐ ： ０
．０４％以下、Ｓ ： ０．０３％以下、Ｎ ｉ：ｏ、
６０％以下、Ｃｒ：Ｈ，５〜１４．０％）、ＪＩＳＳＵ
Ｓ４２０Ｊ＋鋼（Ｃ： ０．１６〜０．２５、Ｓ ｉ：
１．０％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｐ ： ０．０４
％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎ ｉ：０．８０％以下
、Ｃｒ：１２．Ｏ〜１４．０％）などが挙げられる。
こうしたマルテンサイト系Ｃｒステンレス鋼に含有され
るＣｒの量を１２〜１５％に限定した理由は、高強度で
耐食性の優れたマルテンサイト組織のステンレス鋼を得
るためであって、１２％未満の少ない含有量では優れた
耐食性が得られず、１５％を越える過剰な含有量ではフ
ェライトやオーステナイト組織が生成して７０％以上の
マルテンサイト組織が得られ難くなる。
るＣｒの量を１２〜１５％に限定した理由は、高強度で
耐食性の優れたマルテンサイト組織のステンレス鋼を得
るためであって、１２％未満の少ない含有量では優れた
耐食性が得られず、１５％を越える過剰な含有量ではフ
ェライトやオーステナイト組織が生成して７０％以上の
マルテンサイト組織が得られ難くなる。
また７０％以上のマルテンサイト組織に限定した理由は
、冷却のままでも強度か高く、しかも冷間加工の歪みに
よって粒界強度を一層高める効果を奏する。
、冷却のままでも強度か高く、しかも冷間加工の歪みに
よって粒界強度を一層高める効果を奏する。
このようにして製造された冷却ままのマルテンサイト組
織の鋼は、靭性のない硬質を呈する。この硬質を改善す
るために、Ａｃ、変態点以下の温度で焼戻処理を施して
焼戻マルテンサイト組織を生成させ、強度を減じて軟質
化し、加工割れの生じ難い綱を製造する。
織の鋼は、靭性のない硬質を呈する。この硬質を改善す
るために、Ａｃ、変態点以下の温度で焼戻処理を施して
焼戻マルテンサイト組織を生成させ、強度を減じて軟質
化し、加工割れの生じ難い綱を製造する。
さらに本発明では、このように強度と靭性が調整された
焼戻マルテンサイト組織を呈した鋼を、断面縮少率が３
〜２０％の冷間加工を施す。この冷間加工は、前述した
ように外部から応力を付与して鋼の粒界を強化するもの
であって、その加工歪みが解除されない温度例えば４０
０℃以下で、冷間引張、冷間引抜き、冷間圧延、冷間線
引き、冷間鍛造等がその製品形状に適合する方法で行わ
れる。ここで断面縮少率とは、（（加工前断面積）−（
加工後断面積））／（加工前断面積）×１００なる式で
算出される加工率で、この断面縮少率が３％未満では冷
間加工歪が極めて小さいため組織の粒界強化が得られな
い。また断面縮少率が２０％を越える過剰な加工率の冷
間加工では、強度が高くなり過ぎて、鋼に要求される例
えば靭性のような他の諸特性を著しく劣化する問題があ
る。
焼戻マルテンサイト組織を呈した鋼を、断面縮少率が３
〜２０％の冷間加工を施す。この冷間加工は、前述した
ように外部から応力を付与して鋼の粒界を強化するもの
であって、その加工歪みが解除されない温度例えば４０
０℃以下で、冷間引張、冷間引抜き、冷間圧延、冷間線
引き、冷間鍛造等がその製品形状に適合する方法で行わ
れる。ここで断面縮少率とは、（（加工前断面積）−（
加工後断面積））／（加工前断面積）×１００なる式で
算出される加工率で、この断面縮少率が３％未満では冷
間加工歪が極めて小さいため組織の粒界強化が得られな
い。また断面縮少率が２０％を越える過剰な加工率の冷
間加工では、強度が高くなり過ぎて、鋼に要求される例
えば靭性のような他の諸特性を著しく劣化する問題があ
る。
従って、本発明において冷却後の冷間加工は、これらの
諸特性を調和した加工率として、断面縮少率３〜２０％
とした。
諸特性を調和した加工率として、断面縮少率３〜２０％
とした。
上記のような本発明の製造法で得られた鋼は、高強度で
優れた耐応力腐食割れ性を示す。
優れた耐応力腐食割れ性を示す。
しかし冷間加工のままでは一般に高い残留応力が存在す
る。残留応力が高いと切断、切削加工時に更に高い歪み
を生じて鋼か割れる問題かある。
る。残留応力が高いと切断、切削加工時に更に高い歪み
を生じて鋼か割れる問題かある。
従ってこのような問題の観点から、残留応力を緩和する
ために、歪取り焼鈍する。該焼鈍が３００℃未満の低い
温度では残留応力の緩和効果か小さく、また７００℃を
越える高い温度では強度が極端に低下する。こうして得
られた本発明の鋼も、従来の焼入−焼戻鋼に比較して、
同一強度であっても耐応力腐食割れ性が格段に優れてい
る。
ために、歪取り焼鈍する。該焼鈍が３００℃未満の低い
温度では残留応力の緩和効果か小さく、また７００℃を
越える高い温度では強度が極端に低下する。こうして得
られた本発明の鋼も、従来の焼入−焼戻鋼に比較して、
同一強度であっても耐応力腐食割れ性が格段に優れてい
る。
以上のような本発明法によれば、従来の製造法では得ら
れなかった耐応力腐食割れ性に優れたマルテンサイト系
１３％Ｃｒステンレス鋼が容易に製造できるようになっ
た。
れなかった耐応力腐食割れ性に優れたマルテンサイト系
１３％Ｃｒステンレス鋼が容易に製造できるようになっ
た。
（実 施 例）
次に本発明を実施例に基づいて説明する。第１表に示す
鋼を焼入・焼戻を行ない、これに冷間加工を施した。一
部については歪取り焼鈍を施した。
鋼を焼入・焼戻を行ない、これに冷間加工を施した。一
部については歪取り焼鈍を施した。
この時の諸条件を第２表に試験結果と共に掲示した。供
試鋼のＡは鋼板、Ｂ、Ｄは鋼管、Ｃは棒鋼である。
試鋼のＡは鋼板、Ｂ、Ｄは鋼管、Ｃは棒鋼である。
各々の鋼は強度（降伏強度、ＹＳ）と硫化物応力割れ特
性を評価した。硫化物応力割れ特性は１気圧のＨ２Ｓを
飽和した５％ＮａＣ４１＋０．５％ＣＨ，Ｃ０ＯＨ水溶
液中で平行部直径が６．４ｍｍの丸棒引張試験片に引張
応力を加え７２０時間で破断しない最大応力（σ１．）
を求めた。同一強度水準の比較法による鋼と本発明法に
よる鋼を比較すると本発明鋼のσ１．が高く耐応力腐食
割れ性に優れていることが明らかである。
性を評価した。硫化物応力割れ特性は１気圧のＨ２Ｓを
飽和した５％ＮａＣ４１＋０．５％ＣＨ，Ｃ０ＯＨ水溶
液中で平行部直径が６．４ｍｍの丸棒引張試験片に引張
応力を加え７２０時間で破断しない最大応力（σ１．）
を求めた。同一強度水準の比較法による鋼と本発明法に
よる鋼を比較すると本発明鋼のσ１．が高く耐応力腐食
割れ性に優れていることが明らかである。
（発明の効果）
以上説明したように、本願発明は冷間加工あるいは必要
に応して歪取り焼鈍を行うことにより、マルテンサイト
系１３％Ｃｒステンレス鋼の粒界強化をして、優れた耐
応力腐食割れ性を付与でき、多方面に用途を拡大できて
、その工業的効果は極めて大きい。
に応して歪取り焼鈍を行うことにより、マルテンサイト
系１３％Ｃｒステンレス鋼の粒界強化をして、優れた耐
応力腐食割れ性を付与でき、多方面に用途を拡大できて
、その工業的効果は極めて大きい。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）熱間加工あるいはさらに再加熱した高温度から急冷
して７０％以上のマルテンサイト相とフェライト相から
なるＣｒ：１２〜１５％を含有するステンレス鋼を、Ａ
ｃ＿１変態点以下の温度で焼戻処理を施して焼戻マルテ
ンサイト組織を生成させた後、断面縮少率で３〜２０％
の冷間加工することを特徴とする耐応力腐食割れ性の優
れたマルテンサイト系１３％Ｃｒステンレス鋼の製造方
法。 ２）熱間加工あるいはさらに再加熱した高温度から急冷
して７０％以上のマルテンサイト相とフェライト相から
なるＣｒ：１２〜１５％を含有するステンレス鋼を、Ａ
ｃ＿１変態点以下の温度で焼戻処理を施して焼戻マルテ
ンサイト組織を生成させた後、断面縮少率で３〜２０％
の冷間加工をし、続いて温度３００〜７００℃で歪取り
焼鈍することを特徴とする耐応力腐食割れ性の優れたマ
ルテンサイト系１３％Ｃｒステンレス鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14423290A JPH0436456A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | 耐応力腐食割れ性の優れたマルテンサイト系１３％Ｃｒステンレス鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14423290A JPH0436456A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | 耐応力腐食割れ性の優れたマルテンサイト系１３％Ｃｒステンレス鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0436456A true JPH0436456A (ja) | 1992-02-06 |
Family
ID=15357319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14423290A Pending JPH0436456A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | 耐応力腐食割れ性の優れたマルテンサイト系１３％Ｃｒステンレス鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0436456A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7892404B2 (en) | 2004-05-21 | 2011-02-22 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Method for oxidizing substance and oxidation apparatus therefor |
| JP4755283B2 (ja) * | 2007-07-26 | 2011-08-24 | 富士通株式会社 | 紙葉厚み検出装置 |
-
1990
- 1990-06-01 JP JP14423290A patent/JPH0436456A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7892404B2 (en) | 2004-05-21 | 2011-02-22 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Method for oxidizing substance and oxidation apparatus therefor |
| JP4755283B2 (ja) * | 2007-07-26 | 2011-08-24 | 富士通株式会社 | 紙葉厚み検出装置 |
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