JPH0474822A - ばね特性と耐へたり性に優れた高強度ステンレス鋼材 - Google Patents
ばね特性と耐へたり性に優れた高強度ステンレス鋼材Info
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- JPH0474822A JPH0474822A JP18773890A JP18773890A JPH0474822A JP H0474822 A JPH0474822 A JP H0474822A JP 18773890 A JP18773890 A JP 18773890A JP 18773890 A JP18773890 A JP 18773890A JP H0474822 A JPH0474822 A JP H0474822A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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ＴＶ． ＯＡ機器、ＶＴＲなどの部品である押
えばね、皿ばねなどに使用される耐食性に優れ、かっば
ね特性と耐へたり性に優れた高強度ステンレス鋼材に関
する。
えばね、皿ばねなどに使用される耐食性に優れ、かっば
ね特性と耐へたり性に優れた高強度ステンレス鋼材に関
する。
ＴＶ、ＯＡ機器． ＶＴＲなどの部品である押えばね皿
ばねなどには耐食性および優れたばね特性が要求され、
ＳＵＳ３０１系の加工硬化型ステンレス鋼などが使用さ
れている。すなわち、本系鋼では冷間加工により高強度
の加工誘起マルテンサイト相を多量に生成させるととも
にオーステナイト相の加工硬化を利用し高強度化させ、
さらに場合によっては冷間加工後、４００℃付近での時
効処理を施しばね特性を向上させる。
ばねなどには耐食性および優れたばね特性が要求され、
ＳＵＳ３０１系の加工硬化型ステンレス鋼などが使用さ
れている。すなわち、本系鋼では冷間加工により高強度
の加工誘起マルテンサイト相を多量に生成させるととも
にオーステナイト相の加工硬化を利用し高強度化させ、
さらに場合によっては冷間加工後、４００℃付近での時
効処理を施しばね特性を向上させる。
しかしながら、最近、上述した用途において黒色化処理
として６００℃付近の高温で熱処理される場合が多くな
り、このような温度での熱処理は加工硬化したオーステ
ナイト相を軟化させるとともに加工誘起マルテンサイト
相の消失が生じるため、ＳＵＳ３０１系鋼でばばね特性
や耐へたり性が著しく低下し、使用に耐えなくなるとい
う問題が生し、高温での熱処理を施してもばね特性や耐
へたり性が低下しない新規なステンレス鋼が要望されて
いる。
として６００℃付近の高温で熱処理される場合が多くな
り、このような温度での熱処理は加工硬化したオーステ
ナイト相を軟化させるとともに加工誘起マルテンサイト
相の消失が生じるため、ＳＵＳ３０１系鋼でばばね特性
や耐へたり性が著しく低下し、使用に耐えなくなるとい
う問題が生し、高温での熱処理を施してもばね特性や耐
へたり性が低下しない新規なステンレス鋼が要望されて
いる。
本発明者等はＣｒ−Ｎｉステンレス鋼において６００℃
付近の高温熱処理でもばね特性や酎へたり性が低下しな
い合金組成ならびに冷間加工と熱処理の影響を鋭意研究
したところ、冷間加工を施しても加工誘起マルテンサイ
ト相が生成せず、実質的に７相である鋼に冷間加工後、
５００〜７００℃で熱処理を施すことでひずみ時効硬化
が生し，その結果ばね特性が著しく向上し、かつ５００
〜７００℃の高温域で使用される場合においても耐へた
り性が優れていることを見出だし，本発明に至った。
付近の高温熱処理でもばね特性や酎へたり性が低下しな
い合金組成ならびに冷間加工と熱処理の影響を鋭意研究
したところ、冷間加工を施しても加工誘起マルテンサイ
ト相が生成せず、実質的に７相である鋼に冷間加工後、
５００〜７００℃で熱処理を施すことでひずみ時効硬化
が生し，その結果ばね特性が著しく向上し、かつ５００
〜７００℃の高温域で使用される場合においても耐へた
り性が優れていることを見出だし，本発明に至った。
本発明は、重量％で
ｃ ： ｏ．ｏａ％以下
Ｓｉ ： ２．０％以下
Ｍｎ ： ２．０〜８．０％
Ｃｒ ： １４．０〜２２．０％以下
Ｎｉ ： １０．０〜２０．０％
Ｎ ： ０．０５〜０．３５％
を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなり、冷間加工を
施しても実質的にγ単相である鋼に５００〜７００゜Ｃ
の温度域で熱処理を施したことを特徴とするばね特性と
耐へたり性に優れた高強度ステンレス鋼材を堤供する。
施しても実質的にγ単相である鋼に５００〜７００゜Ｃ
の温度域で熱処理を施したことを特徴とするばね特性と
耐へたり性に優れた高強度ステンレス鋼材を堤供する。
本発明はまた、重量％で
ｃ ： ｏ．ｏｇ％以下
Ｓｊ ： ２．０％以下
Ｍｎ ： ２．０−８．０％
Ｃｒ ： １４．０〜２２．０％以下
Ｎｉ ： １０．０〜２０．０％
Ｎ ： ０．０５〜０．３５％
Ｍｏ ： ３．０％以下
■、Ｎｂ． Ｔｉの１種または２種以上をそれぞれ１、
０％以下 を含有し，残部Ｆｅおよび不純物からなり、冷間加工を
施しても実質的にγ単相である鋼に５００〜７００℃の
温度域で熱処理を施したことを特徴とする特許 材を提供する。
０％以下 を含有し，残部Ｆｅおよび不純物からなり、冷間加工を
施しても実質的にγ単相である鋼に５００〜７００℃の
温度域で熱処理を施したことを特徴とする特許 材を提供する。
本発明はまた，重量％で
Ｃ ： ０．０８％以下
Ｓｉ ： ２．０％以下
Ｍｎ ： ２．０ 〜８．０％
Ｃｒ ： １４．０〜２２．０％以下
Ｎｉ ： １０．０〜２０．０％
Ｎ ： ０．０５〜０．３５％
Ｃａ． ＲＥＭの１種または２種を０．０５％以下を含
有し、残部Ｆｅおよび不純物からなり、冷間加工を施し
ても実質的にγ単相である鋼に５００〜７００℃の温度
域で熱処理を施したことを特徴とするばね特性と耐へた
り性に優れた高強度ステンレス鋼材を提供する。
有し、残部Ｆｅおよび不純物からなり、冷間加工を施し
ても実質的にγ単相である鋼に５００〜７００℃の温度
域で熱処理を施したことを特徴とするばね特性と耐へた
り性に優れた高強度ステンレス鋼材を提供する。
本発明はまた、重量％で
Ｃ ： ０．０８％以下
Ｓｉ ： ２．０％以下
Ｍｎ ： ２．Ｏ′−８．０％
Ｃｒ ： １４．０−２２．Ｑ％以下
＼ｉ ： １０．０〜２０．０％
Ｎ ： ０．０５〜０．３５％
呵ｏ ： ３．０％以下
■、〜ｂ． Ｔｉの１種または２種以上をそれぞれ１、
０％以下、さらにＣａ− ＲＥＭの１種または２種を０
．０５％以下 を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなり，冷間加工を
施しても実質的にγ単相である鋼に５００〜７００゜Ｃ
の温度域で熱処理を施したことを特徴とするばね特性と
耐へたり性に優れた高強度ステンレス鋼材を提供する。
０％以下、さらにＣａ− ＲＥＭの１種または２種を０
．０５％以下 を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなり，冷間加工を
施しても実質的にγ単相である鋼に５００〜７００゜Ｃ
の温度域で熱処理を施したことを特徴とするばね特性と
耐へたり性に優れた高強度ステンレス鋼材を提供する。
ここに実質的にγ単相の用語は加工誘起マルテンサイト
およびδフェライトを合計で１０％まで含有し得ること
を意味する。以下に本発明の構成要件の限定理由につい
て述べる。
およびδフェライトを合計で１０％まで含有し得ること
を意味する。以下に本発明の構成要件の限定理由につい
て述べる。
ＣはＮと同様に強力なオーステナイト相安定化元素であ
り、冷間加工後の組織を実質的にγ相とするに有効な元
素である。またＣは冷間加工後５００〜７００℃の温度
域で熱処理を施すことによりばね特性を向上させる有効
な元素でもある。しかし、多量に含有されると耐食性が
低下するため、その上限を０．０８％とする。
り、冷間加工後の組織を実質的にγ相とするに有効な元
素である。またＣは冷間加工後５００〜７００℃の温度
域で熱処理を施すことによりばね特性を向上させる有効
な元素でもある。しかし、多量に含有されると耐食性が
低下するため、その上限を０．０８％とする。
Ｓｉは優れたばね特性を得るに有用な元素であるが，そ
の含有量が２．０％以上になると冷間加工後に加工誘起
マルテンサイト相が多量に生成し、その結果５００〜７
００℃の温度域での時効処理によりばね特性ならびに耐
へたり性が低下する。さらに。
の含有量が２．０％以上になると冷間加工後に加工誘起
マルテンサイト相が多量に生成し、その結果５００〜７
００℃の温度域での時効処理によりばね特性ならびに耐
へたり性が低下する。さらに。
Ｓｉは６００℃以上の高温域でのばね特性を著しく低下
させる。これらを考慮し、その上限を２．０％とする。
させる。これらを考慮し、その上限を２．０％とする。
ｌｌＩｎはＮｉと同様オーステナイト相安定化元素であ
り、冷間加工後の組織を実質的にγ相とするのに有用な
元素である。さらに、Ｍｎはばね特性の向上に有効な元
素であるＮの固溶度を高める元素でもある．これらの性
能を発揮するには２．０％以上の含有が必要である。し
かし、多量に含有さわると製鋼時にＭｎヒユームが多量
に生成するなど製造が困難となるため，その上限を８．
０％とする。
り、冷間加工後の組織を実質的にγ相とするのに有用な
元素である。さらに、Ｍｎはばね特性の向上に有効な元
素であるＮの固溶度を高める元素でもある．これらの性
能を発揮するには２．０％以上の含有が必要である。し
かし、多量に含有さわると製鋼時にＭｎヒユームが多量
に生成するなど製造が困難となるため，その上限を８．
０％とする。
Ｎｉはオーステナイト系ステンレス鋼の基本成分であり
，オーステナイト相の安定化に寄与する有用な元素であ
る。冷間加工後の組織を実質的にγ相とするためには１
０，０％以上必要である。またＮ１は５００〜７００℃
の温度域での時効処理後の優れたばね特性を得るに有効
でもあるが，多量に含有されてもその効果が飽和するた
め上限を２０．０％とする。
，オーステナイト相の安定化に寄与する有用な元素であ
る。冷間加工後の組織を実質的にγ相とするためには１
０，０％以上必要である。またＮ１は５００〜７００℃
の温度域での時効処理後の優れたばね特性を得るに有効
でもあるが，多量に含有されてもその効果が飽和するた
め上限を２０．０％とする。
Ｃｒはステンレス鋼の基本成分であり，良好な耐食性を
得るには１４．０％以上の含有が必要である。
得るには１４．０％以上の含有が必要である。
しかしながら、多量に含有されると多量のδフェライト
が生成し，実質的にγ相の組織を得ることができなくな
るため、その上限を２２，０％とする。
が生成し，実質的にγ相の組織を得ることができなくな
るため、その上限を２２，０％とする。
■はオーステナイト安定化元素であり，冷間加工後の組
織を実質的にγ相とするに有用な元素である。またＮは
本発明の特徴である優れたばね特性と耐へたり性を得る
に必須の元素である。これらの性能を発揮させるために
は０．０５％以上の含有が必要であるが、０．３５％を
超えると，健全な鋼塊が得られなくなるため、これを上
限とする。
織を実質的にγ相とするに有用な元素である。またＮは
本発明の特徴である優れたばね特性と耐へたり性を得る
に必須の元素である。これらの性能を発揮させるために
は０．０５％以上の含有が必要であるが、０．３５％を
超えると，健全な鋼塊が得られなくなるため、これを上
限とする。
阿０は耐食性の向上に有効に作用するとともに優れたば
ね特性と耐へたり性を得るに有効な元素である。しかし
ながら、多量に含有されるとδフエライト生成量が増加
し、組織を実質的にγ相とすることができなくなるため
、その上限を３．０％とする。
ね特性と耐へたり性を得るに有効な元素である。しかし
ながら、多量に含有されるとδフエライト生成量が増加
し、組織を実質的にγ相とすることができなくなるため
、その上限を３．０％とする。
Ｖ、Ｎｂ、 Ｔｉはともに冷間加工後５００−７００°
Ｃの温度域で熱処理を施すことによりばね特性と耐へた
り性を向上させるに有効な元素であるが、多量に含有さ
れるとδフエライト生成量が増加し、組織を実質的にγ
相とすることができなくなるため、それぞれ１．０％以
下とする。
Ｃの温度域で熱処理を施すことによりばね特性と耐へた
り性を向上させるに有効な元素であるが、多量に含有さ
れるとδフエライト生成量が増加し、組織を実質的にγ
相とすることができなくなるため、それぞれ１．０％以
下とする。
Ｃａ、 ＲＥＩよ強力な脱酸、脱硫剤として作用し、熱
間加工性を向上させる有用な元素である。しかし、０．
０５％を超えて添加されると、逆に熱間加工性を低下さ
せるとともに、耐食性を低下させるため、これを上限と
する。
間加工性を向上させる有用な元素である。しかし、０．
０５％を超えて添加されると、逆に熱間加工性を低下さ
せるとともに、耐食性を低下させるため、これを上限と
する。
熱処理を５００〜７００℃の温度域で実施するのは本発
明者等の知見に基いているが、その限定の理由は以下の
発明の具体的開示の欄の記載より明らかになるであろう
。
明者等の知見に基いているが、その限定の理由は以下の
発明の具体的開示の欄の記載より明らかになるであろう
。
以下、図面を参照して、本発明を実施例によって具体的
に説明する。
に説明する。
第１表に示す組成の鋼試料を溶製した。ＡＩは従来鋼５
ＵＳ３０１．８１〜Ｂ９は本発明鋼である。それぞれの
鋼を鋳造、鍛造、熱間圧延により３圃厚とした。
ＵＳ３０１．８１〜Ｂ９は本発明鋼である。それぞれの
鋼を鋳造、鍛造、熱間圧延により３圃厚とした。
ついで溶体化処理後、冷間圧延と焼鈍を繰り返し、仕上
げ板厚： ０．６ｍｍの冷間圧延材とした。最終冷延段
階の圧下率は第２表に示した。これらの冷間圧延材に４
００〜８００℃の温度で３０分間の熱処理を施した後、
ＪＩＳ ）＋３１３０の繰返したわみ試験法に準じてば
ね限界値を測定した。冷間圧延材を幅１０１ｆｆｌ＋。
げ板厚： ０．６ｍｍの冷間圧延材とした。最終冷延段
階の圧下率は第２表に示した。これらの冷間圧延材に４
００〜８００℃の温度で３０分間の熱処理を施した後、
ＪＩＳ ）＋３１３０の繰返したわみ試験法に準じてば
ね限界値を測定した。冷間圧延材を幅１０１ｆｆｌ＋。
長さ１００ｍｍの試片に加工した後、第１図に示す標線
間隔Ｑ ＝８０ａｎのエツジに載置し、第２図に示す様
に、中央に置いたエツジに荷重を加えてａ＝３膿の変位
を与えた状態で４００〜８００°Ｃの温度で３０分間の
熱処理を施し、空冷後除荷し、へたり量すを測定した。
間隔Ｑ ＝８０ａｎのエツジに載置し、第２図に示す様
に、中央に置いたエツジに荷重を加えてａ＝３膿の変位
を与えた状態で４００〜８００°Ｃの温度で３０分間の
熱処理を施し、空冷後除荷し、へたり量すを測定した。
へたり率＝（ｂ／ａ）Ｘ１００（％）
と定義する。
第２表
ＣＲは冷間圧延を意味する。
ＢＩＯの鋼の最終冷延圧下率５０％の試料について４０
０〜８００℃の温度で熱処理した後のへたり率とばね限
界値を第４図に示す。この図から明らかなように、５０
０〜７００℃の範囲で熱処理したものはへたり率もばね
限界値も優れていることがわかる。
０〜８００℃の温度で熱処理した後のへたり率とばね限
界値を第４図に示す。この図から明らかなように、５０
０〜７００℃の範囲で熱処理したものはへたり率もばね
限界値も優れていることがわかる。
他の試料の試験結果も第２表に示しである。この表から
れかるように従来鋼ＡＩでは、６０％の冷間圧延後に４
００℃の熱処理を施すと、ばね限界値は８１ｋｇ／ｗ１
２と高いが、６００°Ｃの熱処理を施すと、ばね限界値
は４２ ｋｇ ／ ｍｍ ”まで低下する。一方、へた
り率も４００℃の熱処理を施した場合に比へ６００°Ｃ
の熱処理を施した場合の方が大きいことがわかる。
れかるように従来鋼ＡＩでは、６０％の冷間圧延後に４
００℃の熱処理を施すと、ばね限界値は８１ｋｇ／ｗ１
２と高いが、６００°Ｃの熱処理を施すと、ばね限界値
は４２ ｋｇ ／ ｍｍ ”まで低下する。一方、へた
り率も４００℃の熱処理を施した場合に比へ６００°Ｃ
の熱処理を施した場合の方が大きいことがわかる。
これに対し、本発明鋼である８１〜Ｂ５では、オーステ
ナイト安定化元素のＮｉ、 ＭｎおよびＮを多く含有し
、高温の熱処理後でも優れたばね特性と耐へたり性を示
す。８６〜１１はＭＯｌＶ、ＮｂおよびＴｉを適量含有
しているもので、冷間加工と熱処理を付与した後のばね
特性と耐へたり性は、これらの元素を含有しない鋼に比
入でさらに上昇している。
ナイト安定化元素のＮｉ、 ＭｎおよびＮを多く含有し
、高温の熱処理後でも優れたばね特性と耐へたり性を示
す。８６〜１１はＭＯｌＶ、ＮｂおよびＴｉを適量含有
しているもので、冷間加工と熱処理を付与した後のばね
特性と耐へたり性は、これらの元素を含有しない鋼に比
入でさらに上昇している。
なお、第２表中の本邸は、供試材が本発明鋼であるが熱
処理温度が本発明範囲を外れるものであり、４００℃の
熱処理を施すとばね限界値が十分とはいえず、また８０
０℃の熱処理でばばね限界値が低く、かつ耐へたり性も
大きくなることがわかる。
処理温度が本発明範囲を外れるものであり、４００℃の
熱処理を施すとばね限界値が十分とはいえず、また８０
０℃の熱処理でばばね限界値が低く、かつ耐へたり性も
大きくなることがわかる。
〔発明の効果〕
本発明は冷間加工を施しても実質的にγ重相である鋼に
、５００〜７００°Ｃの温度域で熱処理を施すことを特
徴とする特許 強度ステンレス鋼材を提供するものであり、その工業的
価値は大きい。
、５００〜７００°Ｃの温度域で熱処理を施すことを特
徴とする特許 強度ステンレス鋼材を提供するものであり、その工業的
価値は大きい。
第１〜３図はへたり率測定の方法を図解する概念図であ
り，第４図は本発明鋼材の１試料と既知鋼試料の熱処理
温度とへたり率およびばね限界率の関係を示すグラフで
ある。
り，第４図は本発明鋼材の１試料と既知鋼試料の熱処理
温度とへたり率およびばね限界率の関係を示すグラフで
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）重量％で Ｃ：０．０８％以下 Ｓｉ：２．０％以下 Ｍｎ：２．０〜８．０％ Ｃｒ：１４．０〜２２．０％以下 Ｎｉ：１０．０〜２０．０％ Ｎ：０．０５〜０．３５％ を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなり、冷間加工を
施しても実質的にγ単相である鋼に５００〜７００℃の
温度域で熱処理を施したことを特徴とするばね特性と耐
へたり性に優れた高強度ステンレス鋼材。 ２）重量％で Ｃ：０．０８％以下 Ｓｉ：２．０％以下 Ｍｎ：２．０〜８．０％ Ｃｒ：１４．０〜２２．０％以下 Ｎｉ：１０．０〜２０．０％ Ｎ：０．０５〜０．３５％ Ｍｏ：３．０％以下 Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉの１種または２種以上をそれぞれ１．０
％以下 を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなり、冷間加工を
施しても実質的にγ単相である鋼に５００〜７００℃の
温度域で熱処理を施したことを特徴とするばね特性と耐
へたり性に優れた高強度ステンレス鋼材。 ３）重量％で Ｃ：０．０８％以下 Ｓｉ：２．０％以下 Ｍｎ：２．０〜８．０％ Ｃｒ：１４．０〜２２．０％以下 Ｎｉ：１０．０〜２０．０％ Ｎ：０．０５〜０．３５％ Ｃａ、ＲＥＭの１種または２種を０．０５％以下を含有
し、残部Ｆｅおよび不純物からなり、冷間加工を施して
も実質的にγ単相である鋼に５００〜７００℃の温度域
で熱処理を施したことを特徴とするばね特性と耐へたり
性に優れた高強度ステンレス鋼材。 ４）重量％で Ｃ：０．０８％以下 Ｓｉ：２．０％以下 Ｍｎ：２．０〜８．０％ Ｃｒ：１４．０〜２２．０％以下 Ｎｉ：１０．０〜２０．０％ Ｎ：０．０５〜０．３５％ Ｍｏ：３．０％以下 Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉの１種または２種以上を、それぞれ１．
０％以下、Ｃａ、ＲＥＭの１種または２種を０．０５％
以下 を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなり、冷間加工を
施しても実質的にγ単相である鋼に５００〜７００℃の
温度域で熱処理を施したことを特徴とするばね特性と耐
へたり性に優れた高強度ステンレス鋼材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18773890A JPH0474822A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | ばね特性と耐へたり性に優れた高強度ステンレス鋼材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18773890A JPH0474822A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | ばね特性と耐へたり性に優れた高強度ステンレス鋼材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0474822A true JPH0474822A (ja) | 1992-03-10 |
Family
ID=16211331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18773890A Pending JPH0474822A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | ばね特性と耐へたり性に優れた高強度ステンレス鋼材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0474822A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009084597A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Nippon Seisen Co Ltd | 耐水素性ばね用ステンレス鋼線及びそれを用いた耐水素性ばね製品 |
| JP2012211348A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-11-01 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高温耐へたり性に優れる冷間圧延ステンレス鋼板およびその製造方法 |
-
1990
- 1990-07-16 JP JP18773890A patent/JPH0474822A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009084597A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Nippon Seisen Co Ltd | 耐水素性ばね用ステンレス鋼線及びそれを用いた耐水素性ばね製品 |
| JP2012211348A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-11-01 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高温耐へたり性に優れる冷間圧延ステンレス鋼板およびその製造方法 |
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