JPH0472038A - 極軟質オーステナイト系ステンレス鋼 - Google Patents

極軟質オーステナイト系ステンレス鋼

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JPH0472038A
JPH0472038A JP18155190A JP18155190A JPH0472038A JP H0472038 A JPH0472038 A JP H0472038A JP 18155190 A JP18155190 A JP 18155190A JP 18155190 A JP18155190 A JP 18155190A JP H0472038 A JPH0472038 A JP H0472038A
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stainless steel
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宮楠 克久
Yoshihiro Uematsu
植松 美博
Naoto Okubo
直人 大久保
Takao Oda
敬夫 小田
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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、普通鋼もしくは表面処理鋼板が使用されてい
る分野において、より高耐食化が要求される用途に使用
可能な、極めて軟質でなおかつ加工硬化が小さく引張強
さが低いオーステナイト系ステンレス鋼に関する。
(従来の技術〕 従来より、自動車部材や器物ならびに建築材料用内外板
や内装部材などの薄板成形用素材には。
加工性および経済性などの観点から普通鋼もしくは表面
処理鋼板が多用されている。最近、これらに用いら゛れ
る材料の意匠性や耐食性の向上が望まれており、普通鋼
もしくは表面処理鋼板が使用されている分野において素
材のステンレス化が指向される用途も多い。
しかし、 5IIS304に代表されるオーステナイト
系ステンレス鋼は、低炭素普通鋼に比べ硬質であり加工
硬化も大きい。例えば1代表的な薄板成形用素材である
普通鋼冷間圧延鋼板および調帯(JIS G3141)
では標準調質の状態で硬さ(HV)は115以下。
引張強さは28Kgf/■■2以上とされているのに対
し。
5US304は固溶化熱処理状態で硬さ(HV)は20
0以下引張強さ53Kgf/am”以上と規定されてお
り(JIS G4307) 、−船釣な市販鋼では硬さ
()IV)は160前後。
引張強さ70Kgf/■−1前後のレベルにある。
したがって、オーステナイト系ステンレス鋼は普通鋼よ
りも優れた耐食性を有しながらも、普通網冷延鋼板より
も硬さが高く、なおかつ引張強さが大きく加工硬化が大
きいというオーステナイト系ステンレス鋼の機械的性質
上の特質が材料変更に際し大きな障害となっている。事
実、軟質な普通鋼もしくは表面処理鋼板の加工を目的と
するプレス機械などの加工装置を用いてオーステナイト
系ステンレス鋼を加工した場合、所望する形状が得られ
ない等の問題がある。
また、従来よりステンレス鋼が使用されている分野にお
いても9例えば屋根材等の施工時の加工においては、硬
さおよび引張強さが高いが故に。
加工し難いのが現状であり、より軟質でかつ加工硬化の
低い材料が望まれる場合も多い。
このような状況から、従来オーステナイト系ステンレス
鋼の軟質化を図った例としては特公昭51−29085
号公報があり、C,0,02%未満、  Si;0.1
%未満と低減し、その他のMn、P、S、A1.Ti等
の不純物元素を低減することにより、 HV100前後
引張強さ50Kgf/am’前後の特性を有する鋼を得
ている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このように不純物元素を低減する場合、
材料特性の観点からは、母相の固溶強化の低減により硬
さは低下するものの、不純物元素であるC、Nを低下さ
せるとオーステナイト相の安定性が低くなることで加工
硬化が大きくなり引張強さが上昇し2曲げ加工性および
へら絞り加工性を低下させるといった問題を生じる。ま
たSiを0.1%未満に低下すると鋼中の酸素濃度が高
くなり非金属介在物が増加して綱の清浄度を著しく低下
させるといった問題を生しる。すなわち、良好な清浄度
を有しなおかつ軟質なオーステナイト系ステンレス鋼を
製造することは困難な状況にある。
〔発明者らの知見事実〕
本発明者らは、オーステナイト系ステンレス鋼の軟質化
を、硬さの低下と加工硬化の指標として引張強さの低下
といった観点より検討し、オーステナイト系ステンレス
鋼の化学組成と冷延鋼帯の機械的性質の関係を系統的に
調査して硬さおよび引張強さと成分の関係の定量化を行
い、以下のような知見を得た。
(1)硬さを低下させるためには、前述したようにC+
N+St、P+S、AI、Ti等の不純物元素を低下さ
せる以外に、オーステナイト系ステンレス鋼には必須の
元素であるCrを低下させ、Niを増加させること3 
さらにはCu、Mnを添加することが極めて有効である
(2)引張強さ (加工硬化)を低くするには、 Ni
を増加し、CuおよびMnを添加することが極めて有効
である。
〔発明の構成] 本発明は以上のような知見に基づくものであり重量%で
C;0.05%以下 S i ; 1.0%以下 Mn;5.0%以下 Ni;9.0%以上15.0%以下 Cr ; 15.0%以上20.0%以下N 、 0.
04%以下。
を含有し、場合によってはさらに。
Cu;5.0%以下。
Mo;3.0%以下 A l ; 1.5%以下 Ti;0.5%以下。
Nb;0.5%以下 Z r ; 0.5%以下 V;0.5%以下 B;0.03%以下 REM ; 0.02%以下 のいずれか1種または2種以上を含有し、残部が不可避
的に混入する不純物およびFeからなるオーステナイト
系ステンレス鋼であって 下式■と■を同時に満足するように、これらの成分を調
整してなる極軟質オーステナイト系ステンレス鋼を捉供
するものである。
K =20.5+13.Ox C+0.99x 5i−
1,1XMn −Ni÷0.4X Cr  0.4X 
Cu+117.IX N≦19,5H=27.1+60
.9x C+0.26X S i −Ni+0.68x
 CrO,79X Cu+52.6X N≦29−  
 ■〔作用〕 前記鋼において、■および0式を同時に満足する化学組
成を有する範囲では、従来のオーステナイト系ステンレ
ス鋼では得られなかった極めて軟質な、すなわち硬さ(
)IV)が130以下で引張強さが55Kgf/mm”
以下のオーステナイト系ステンレス鋼を得ることができ
る。
本発明鋼における各成分の作用と含を量限定の理由はお
よそ次のとおりである。
Cは5極めて有効なオーステナイト生成元素であり、そ
の添加量を増加させると、オーステナイト相を安定にす
るものの、多量に含まれると固溶強化により硬質となる
ため0.05%以下とする。
Stは 脱酸剤として有効な元素である力く、軟質さの
点からは低い方が好ましく、1.0%を越えて添加する
と硬さならびに引張強さの上昇を招くため上限は1.0
%とする。
Mnは多量に含まれるほど硬さおよび引張強さは低下す
るものの、5.0%を越えて添加されてもそれらの効果
は太き(上がらな(まため上限を5.0%とする。
Niは オーステナイト系ステンレス鋼に(ま不可欠な
元素であり3硬さならびに引張強さを十分に低くするた
めには、多量に含まれるの力く好ましく、少なくとも9
.0%以上必要である。上限番よ経済性を考慮して15
%とする。
Crは、耐食性の点から、15%以上添加するのが好ま
しい。しかし、軟質化の点より、あまり多量に含有され
ると、硬さの上昇を招くため20%以下とする。
Nは、極めて有効なオーステナイト生成元素でありその
添加量を増加させるとオーステナイト相を安定にするも
のの、 0.04%を越えて含有されると固溶強化によ
る硬さの上昇ならびに表面性状の劣化を招くため0.0
4%以下とする。
Cuは、オーステナイト生成元素であり2硬さならびに
加工硬化を低下させ引張強さを低下させる極めて有効な
元素である。しかし5%を越えて添加すると熱間加工性
を劣化させ、耳切れを生しるため5%以下とする。
Moは添加量を増加すると耐食性を向上させる。
しかし、多量に添加すると硬さを上昇させるため3.0
%以下とする。
A+は製鋼時の脱酸に有効な元素であり、特にTiやZ
rを添加する直前に脱酸剤として添加し溶鋼中の酸素濃
度を下げておきTiやZrの歩留りを向上かつ安定化さ
せるために有効である。しかしAIは固溶強化により1
.5%を越えて添加すると硬さを上昇させるため1.5
%以下とする。
Ti、Nb、V、Zrは結晶粒の細粒化を図り、成形加
工後の肌あれを防止することを目的に添加する。
それぞれ0.5%を越えて添加してもその効果は飽和す
るので0.5%以下とする。
Bは、熱間加工性を向上させる元素であり、熱間割れの
防止に有効であるが、 0.03%を越えて添加すると
、かえって熱間加工性を劣化させるばかりでなく耐粒界
腐食性を劣化するため0.03%以下とする。
REMはBと同様に熱間加工性を向上させる有効な元素
であるが、 0.02%を越えて添加してもその効果の
向上は望めないので0.02%以下とする。
以上の個々の成分規制に加えて、硬さが低くなおかつ加
工硬化が小さく引張強さの低いオーステナイト系ステン
レス鋼を得るためには、前述した0式に従うに値が19
.5以下で且つ■式に従うH値が29となるように成分
を制限することが重要である。この点を、以下に試験結
果よって具体的に示す。
第1表に示す化学成分範囲内の鋼を12種類(階1〜m
12)i製し、これらの鋼片を抽出温度1220°Cで
熱間圧延を施して板厚3.8mm0熱延鋼帯を得た。こ
の熱延鋼帯に1100°C×均熱1分の熱延板焼鈍およ
び酸洗を施したうえ、 1.5m−厚まで冷間圧延し、
 1050℃×均熱1分の中間焼鈍および酸洗を施し、
さらに0.7−園まで仕上圧延し、 1050°C×均
熱1分の仕上焼鈍および酸洗を施した。各材料から試料
を採取してビッカース硬さ(MV)および引張強さ(T
S)を調べた。その結果を第1表に示した。
また、第1図に各供試材のに値と硬さの関係を示した。
硬さはに値の上昇とともに増加することがわかる。硬さ
が130を越えないためにはに値を19.5以下にする
ことが必要である。さらに第2図に各供試材のH値と引
張強さの関係を示した。引張強さはH値の上昇とともに
増加することがわかる。引張強さが55Kgf/am”
を越えないためにはH値を29以下にすることが必要で
ある。
〔実施例] 第2表に本発明I (k13〜阻23)、比較鋼(阻2
4〜Nα29)および従来# (Nα30〜32)の化
学成分と弐〇および■より計算された各供試材のに値お
よびH値を併せて示す。
本発明鋼においては、C,Si、Mn、P、S、Nの不
純物元素を低減させたもの(綱NQ13)、  これに
さらにCuを添加したもの(鋼N1114,15)、 
 さらにTi。
Nb、Zr、A、lを添加したもの(14k16.17
) 、および製造性を考慮し各不純物成分を増加させ、
Cuを添加したもの(綱装置8〜22)と、さらにV、
Moを添加したもの(鋼No、23)を用いた。
比較鋼には2本発明鋼阻13と同様にC,Si、MnP
、S、Nの不純物元素を低減させ、各成分は本発明で規
定する範囲を満足し、に値は19.5を越えないがH値
が29を越えるもの (綱階24および階25)および
C,Si、Ni、Nがそれぞれ本発明で規定する範囲を
満足しないもの(鋼漱26〜29)を用いた。
従来鋼ニハ5tlS304(fik30)、 5tlS
304直鋼Ha 31 )および5US305 (鋼阻
32)を用いた。
これらの成分を有するオーステナイト系ステ。
レス鋼を溶製し、これらの綱片から抽出温度1220゛
Cで熱間圧延を施して3.8ml1lO熱延圀帯を得た
この熱ピ綱帯に1100’CX均熱1分の熱延板焼鈍お
よび酸洗を施したうえ、 1.5Ilal厚まで冷間圧
延し1050°C×均熱1分の中間焼鈍および酸洗を施
しさらに0.7mmまで仕上圧延し、 1050’c 
x均熱1分の仕上焼鈍および酸洗を施したものの硬さな
らびに引張強さを調査した。第2表にそれらの結果を併
記した。
第2表の結果に見られるように9本発明al!113〜
23のいずれの鋼とも、硬さ(l(V)が130以下で
且つ引張強さが55Kgf/ms”以下であり極めて軟
質となっている。また1表面きずの発生も認められず良
好な製造性を有している。
これに対し、比較鋼漱24および阻25は、硬さ(HV
)は130以下となっているものの、引張強さが55K
gf/n+m”以上と高く、加工硬化が大きいことを示
している。比較w4Nct26〜29は、いずれも本発
明の要件を満足しない綱であるが、比較fiNo、26
および27は、硬さは130以下を満足しているものの
、引張強さは60Kgf/+m”以上と高く加工硬化が
大きい。
比較jllNa28および29は硬さおよび引張強さと
も高く軟質化は回れていない。従来11ii1に30〜
32はいずれも硬さおよび引張強さとも高く硬質となっ
ている。
〔効果〕
以上のように、オーステナイト系ステンレス鋼の成分を
本発明に従って調整することにより、従来のオーステナ
イト系ステンレス鋼では得られない極めて硬さが低く、
なおかつ引張強さが低く加工硬化の小さい極めて軟質な
オーステナイト系ステンレス鋼を製造性を損なうことな
く得ることができる。このことにより本発明鋼は、 5
US304に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼
が普通鋼に比べて硬質であり1なおかつ加工硬化が大き
く引張強さが高いため使用不可能であった分野に使用す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、冷延鋼帯の硬さとに値の関係を示した図、第
2図ば冷延鋼帯の引張強さとH値の関係を示した図であ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%で、 C;0.05%以下、 Si;1.0%以下、 Mn;5.0%以下、 Ni;9.0%以上15.0%以下、 Cr;15.0%以上20.0%以下、 N;0.04%以下、 を含有し、残部がFeおよび不可避的に混入する不純物
    よりなり且つ下記[1]′および[2]′式を同時に満
    足する化学組成を有する、硬さ(HV)が130以下で
    引張強さが55kgf/mm^2以下の極軟質オーステ
    ナイト系ステンレス鋼。 K=20.5+13.0×C+0.99×Si−1.1
    ×Mn−Ni+0.4×Cr+117.1×N≦19.
    5・・[1]′H=27.1+60.9×C+0.26
    ×Si−Ni+0.68×Cr+52.6×N≦29・
    ・[2]′
  2. (2)重量%で、 C;0.05%以下、 Si;1.0%以下、 Mn;5.0%以下、 Ni:9.0%以上15.0%以下、 Cr;15.0%以上20.0%以下、 N;0.04%以下、 を含有し、さらに、 Cu;5.0%以下、 Mo;3.0%以下、 Al;1.5%以下、 Ti;0.5%以下、 Nb;0.5%以下、 Zr;0.5%以下、 V;0.5%以下、 B;0.03%以下、 REM;0.02%以下、 のいずれかを1種または2種以上含有し、残部がFeお
    よび不可避的に混入する不純物よりなり且つ下記[1]
    および[2]式を同時に満足する化学組成を有する、硬
    さ(HV)が130以下で引張強さが55kgf/mm
    ^2以下の極軟質オーステナイト系ステンレス鋼。 K=20.5+13.0×C+0.99×Si−1.1
    ×Mn−Ni+0.4×Cr−0.4×Cu+117.
    1×N≦19.5・・[1]H=27.1+60.9×
    C+0.26×Si−Ni+0.68×Cr−0.79
    ×Cu+52.6×N≦29・・[2]
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