JPH0475306B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0475306B2 JPH0475306B2 JP3881087A JP3881087A JPH0475306B2 JP H0475306 B2 JPH0475306 B2 JP H0475306B2 JP 3881087 A JP3881087 A JP 3881087A JP 3881087 A JP3881087 A JP 3881087A JP H0475306 B2 JPH0475306 B2 JP H0475306B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- content
- austenitic stainless
- stainless steel
- steel
- corrosion resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
＜産業上の利用分野＞
この発明は、超塑性加工が可能な非磁性のオー
ステナイト系ステンレス鋼に関するものである。 ＜背景技術＞ 近年、電子機器類の目覚ましい発達に伴い、非
磁性で、かつ強度や耐食性に優れた金属材料る対
する需要が急増している。そして、従来、このよ
うな用途にはオーステナイト系ステンレスが多様
されてきた。 しかし、オーステナイト系ステンレス鋼は耐食
性や強度は勿論、溶接性や靭性の点でも良好な特
性を示しはするものの、加工性面を採り上げれば
他の非鉄系材料に比して決して好ましいと言える
ものではなかつた。 ところで、最近、材料の超塑性現象を利用して
難加工性の材料を複雑形状に成形加工するため
の、所謂“超塑性加工技術”に関する研究が盛ん
に行われるようになり、強度やコストの点で比較
的有利な鉄系金属材料においても、「Si：0.48％
以下（以降、成分割合を示す％は重量％とする），
Mn：1.60％以下、Ni：5.5〜７％，Cr：21〜25
％，Mo：2.7〜2.8％，Ｎ：0.15％以下を含有する
と共に残部が実質的にFeより成る２相ステンレ
スは、結晶粒を細粒にすることで850℃付近でσ
相の析出を伴いながら超塑性を示す」との発見が
なされて、その応用に関しても様々な研究が行わ
れている。しかしながら、このような２相ステン
レスは如何せん磁性材料であり、電子機器類等に
おける非磁性を必要とする部材には適用し難いも
のであつた。 ＜問題点を解決する手段＞ 本発明発明者等は、上述のような観点から、非
磁性であり、かつ強度、耐食性、加工性及び価格
の面からも申し分のない鉄系の超塑性材料を実現
すべく種々の実験を重ねながら研究を行つたとこ
ろ、「特定の組み合わせとなるように構成成分の
調整を行つたステンレス鋼に、特に0.3％以上の
Ｎを含有させると、これまでに報告例のなかつた
“超塑性を示す非磁性のオーステナイト系ステン
レス鋼”が得られ、しかも該オーステナイト系ス
テンレス鋼は高い強度と優れた耐食性をも兼備し
たものである」との知見を得るに至つたのであ
る。 この発明は、上記知見に基づいてなされたもの
であり、 非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼を、 Si：0.1〜5.0％、Mn：0.5〜5.0％、 Cr：13〜30％、Ni：５〜20％、 Al：0.001〜0.050％、 Ca及びMgの１種以上：0.001〜0.050％、 Ｎ：0.3〜1.5％ を含むか、或いは更に Mo：5.0％以下 をも含有すると共に、残部がFe及び不可避的不
純物より成る成分構成とすることにより、優れた
強度と耐食性は勿論のこと、超塑性をも発揮し得
るようにした点、 に特徴を有するものである。 次に、この発明に係る鋼においてその成分組成
を前記の如くに限定した理由を説明する。 (a) Si Siは鋼の脱酸成分として必要なものであり、
十分な脱酸効果を得るためには少なくとも0.1
％の含有量を確保しなければならないが、5.0
％を越えて含有させると熱間加工性の劣化を招
くことから、Si含有量は0.1〜5.0％と定めた。 (b) Mn MnもSiも同様に鋼の脱酸成分として必要な
ものであるが、その含有量が0.5％未満である
と脱酸効果が不十分であり、一方、5.0％を越
えて含有させると耐食性の劣化を招くことか
ら、Mn含有量は0.5〜5.0％と定めた。 (c) Cr Crは鋼の耐食性を改善するのに重要な元素
であり、その含有量が13％未満では所望の耐食
性を確保することができず、一方、30％を越え
て含有量させるとコスト上昇に見合うだけの耐
食性向上効果が得られなくなることから、Cr
含有量は13〜30％と定めた。 (d) Ni この鋼においては、Ni成分が５％未満であ
ると鋳造時の健全性を確保するのが困難とな
り、一方、20％を越えて含有させるとコスト面
の不利を招くようになることから、Ni含有量
は５〜20％と定めた。 (e) Al Alは鋼の脱酸剤として添加されるが、その
含有量が0.001％未満であると十分な脱酸効果
が得られず、一方、0.050％を越えて含有させ
ると鋼の清浄性を悪化することから、Al含有
量は0.001〜0.050％と定めた。 (f) Ca、及びMg これらの成分には、何れも鋼の熱間加工性を
改善するする作用がある。特に高Ｎ材は熱間加
工性に劣るものであるが、このような材料に対
してもCa又はMgは顕著な熱間加工性改善効果
を発揮するので、これらの１種又は２種を含有
させることと定めた。しかしながら、その含有
量が何れも0.001％未満では十分な熱間加工性
改善効果が得られず、一方、0.050％を越えて
含有させると却つて熱間加工性の劣化を招くよ
うになることから、Ca又はMgの含有量は何れ
も0.001〜0.050％と限定した。 (g) Ｎ Ｎはオーステナイト系ステンレス鋼に超塑性
を実現するための極めて重要な元素であり、そ
の含有量が0.3％未満では超塑性温度において
も十分に満足できる超塑性伸びを示すことがな
く、一方、鋼に1.5％を越えてＮを含有量させ
ることは工業上極めて困難であることから、Ｎ
含有量は0.3〜1.5％と定めた。 第１図は、Fe−20％Cr−10％Ni−１％Si−
１％Mn−0.01％Ｃ−Al−Ca鋼に種々割合でＮ
を含有させたオーステナイト系ステンレス鋼の
70％冷延材についての「高温引張り（歪速度
ε′＝10-3sec-1）による伸び」の調査結果である
が、この第１図からも、鋼中のＮ含有量が0.3
％以上になつた場合に初めて、700〜1100℃間
で応力を加えると200％を越える塑性歪が得ら
れることが分かる。 (h) Mo Moには鋼の耐食性を一段と改善する作用が
あるので、より耐食性に優れた材料が望まれる
場合に必要に応じて含有せしめられるが、5.0
％を越えて含有量させるとコスト的な不利を招
くことからMo含有量は5.0％以下と定めた。 なお、この発明に係るオーステナイト系ステン
レス鋼のように0.3％以上のＮを含有する鋼は一
般には大気圧下の溶製が不可能であるので、溶製
には、必要成分を密封炉で例えば10気圧程度の
N2ガス加圧雰囲気にて溶解・鋳造（傾転鋳込み）
する“加圧溶解法”を採用するのが良い。そし
て、Ｎの添加は窒化物（窒化フエロクロム等）を
加えたり、N2ガス雰囲気中で加圧したりするこ
とによつて実施される。 続いて、この発明を実施例により具体的に説明
する。 ＜実施例＞ まず、加圧溶解法を適用して第１表に示す如き
成分組成のオーステナイト系ステンレス鋼を溶製
した。 なお、加圧溶解は、雰囲気ガスとして10気圧の
N2ガスを用いて加圧しながら溶解原料を溶解し、
引き続いて該雰囲気中にて溶解炉を傾転させて下
方に配置した鋳型に鋳込んで凝固させる条件で実
施した。 次に、このようにして得られた各オーステナイ
ト系ステンレス鋼鋳塊を熱間圧延（熱延開始温
度：1250℃）し、1200〜1350℃で焼鈍した後、70
％の冷間圧延によつて厚さ：1.0〜1.5mmの冷延板
とした。 次いで、この冷延板から1.0〜1.5mm厚×36mm幅
×140長の引張り試験片を切り出して室温での引
張り特性を調査すると共に、850℃における歪速
度ε′＝15×10-3sec-1での高温引張り伸びを調査
した。 この結果を第１表に併せて示した。 第１表に示される結果からも明らかなように、
この発明に係るオーステナイト系ステンレス鋼は
常温で高い強度を有しているばかりか、850℃付
近の温度で200％を越える超塑性伸びを示す
ステナイト系ステンレス鋼に関するものである。 ＜背景技術＞ 近年、電子機器類の目覚ましい発達に伴い、非
磁性で、かつ強度や耐食性に優れた金属材料る対
する需要が急増している。そして、従来、このよ
うな用途にはオーステナイト系ステンレスが多様
されてきた。 しかし、オーステナイト系ステンレス鋼は耐食
性や強度は勿論、溶接性や靭性の点でも良好な特
性を示しはするものの、加工性面を採り上げれば
他の非鉄系材料に比して決して好ましいと言える
ものではなかつた。 ところで、最近、材料の超塑性現象を利用して
難加工性の材料を複雑形状に成形加工するため
の、所謂“超塑性加工技術”に関する研究が盛ん
に行われるようになり、強度やコストの点で比較
的有利な鉄系金属材料においても、「Si：0.48％
以下（以降、成分割合を示す％は重量％とする），
Mn：1.60％以下、Ni：5.5〜７％，Cr：21〜25
％，Mo：2.7〜2.8％，Ｎ：0.15％以下を含有する
と共に残部が実質的にFeより成る２相ステンレ
スは、結晶粒を細粒にすることで850℃付近でσ
相の析出を伴いながら超塑性を示す」との発見が
なされて、その応用に関しても様々な研究が行わ
れている。しかしながら、このような２相ステン
レスは如何せん磁性材料であり、電子機器類等に
おける非磁性を必要とする部材には適用し難いも
のであつた。 ＜問題点を解決する手段＞ 本発明発明者等は、上述のような観点から、非
磁性であり、かつ強度、耐食性、加工性及び価格
の面からも申し分のない鉄系の超塑性材料を実現
すべく種々の実験を重ねながら研究を行つたとこ
ろ、「特定の組み合わせとなるように構成成分の
調整を行つたステンレス鋼に、特に0.3％以上の
Ｎを含有させると、これまでに報告例のなかつた
“超塑性を示す非磁性のオーステナイト系ステン
レス鋼”が得られ、しかも該オーステナイト系ス
テンレス鋼は高い強度と優れた耐食性をも兼備し
たものである」との知見を得るに至つたのであ
る。 この発明は、上記知見に基づいてなされたもの
であり、 非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼を、 Si：0.1〜5.0％、Mn：0.5〜5.0％、 Cr：13〜30％、Ni：５〜20％、 Al：0.001〜0.050％、 Ca及びMgの１種以上：0.001〜0.050％、 Ｎ：0.3〜1.5％ を含むか、或いは更に Mo：5.0％以下 をも含有すると共に、残部がFe及び不可避的不
純物より成る成分構成とすることにより、優れた
強度と耐食性は勿論のこと、超塑性をも発揮し得
るようにした点、 に特徴を有するものである。 次に、この発明に係る鋼においてその成分組成
を前記の如くに限定した理由を説明する。 (a) Si Siは鋼の脱酸成分として必要なものであり、
十分な脱酸効果を得るためには少なくとも0.1
％の含有量を確保しなければならないが、5.0
％を越えて含有させると熱間加工性の劣化を招
くことから、Si含有量は0.1〜5.0％と定めた。 (b) Mn MnもSiも同様に鋼の脱酸成分として必要な
ものであるが、その含有量が0.5％未満である
と脱酸効果が不十分であり、一方、5.0％を越
えて含有させると耐食性の劣化を招くことか
ら、Mn含有量は0.5〜5.0％と定めた。 (c) Cr Crは鋼の耐食性を改善するのに重要な元素
であり、その含有量が13％未満では所望の耐食
性を確保することができず、一方、30％を越え
て含有量させるとコスト上昇に見合うだけの耐
食性向上効果が得られなくなることから、Cr
含有量は13〜30％と定めた。 (d) Ni この鋼においては、Ni成分が５％未満であ
ると鋳造時の健全性を確保するのが困難とな
り、一方、20％を越えて含有させるとコスト面
の不利を招くようになることから、Ni含有量
は５〜20％と定めた。 (e) Al Alは鋼の脱酸剤として添加されるが、その
含有量が0.001％未満であると十分な脱酸効果
が得られず、一方、0.050％を越えて含有させ
ると鋼の清浄性を悪化することから、Al含有
量は0.001〜0.050％と定めた。 (f) Ca、及びMg これらの成分には、何れも鋼の熱間加工性を
改善するする作用がある。特に高Ｎ材は熱間加
工性に劣るものであるが、このような材料に対
してもCa又はMgは顕著な熱間加工性改善効果
を発揮するので、これらの１種又は２種を含有
させることと定めた。しかしながら、その含有
量が何れも0.001％未満では十分な熱間加工性
改善効果が得られず、一方、0.050％を越えて
含有させると却つて熱間加工性の劣化を招くよ
うになることから、Ca又はMgの含有量は何れ
も0.001〜0.050％と限定した。 (g) Ｎ Ｎはオーステナイト系ステンレス鋼に超塑性
を実現するための極めて重要な元素であり、そ
の含有量が0.3％未満では超塑性温度において
も十分に満足できる超塑性伸びを示すことがな
く、一方、鋼に1.5％を越えてＮを含有量させ
ることは工業上極めて困難であることから、Ｎ
含有量は0.3〜1.5％と定めた。 第１図は、Fe−20％Cr−10％Ni−１％Si−
１％Mn−0.01％Ｃ−Al−Ca鋼に種々割合でＮ
を含有させたオーステナイト系ステンレス鋼の
70％冷延材についての「高温引張り（歪速度
ε′＝10-3sec-1）による伸び」の調査結果である
が、この第１図からも、鋼中のＮ含有量が0.3
％以上になつた場合に初めて、700〜1100℃間
で応力を加えると200％を越える塑性歪が得ら
れることが分かる。 (h) Mo Moには鋼の耐食性を一段と改善する作用が
あるので、より耐食性に優れた材料が望まれる
場合に必要に応じて含有せしめられるが、5.0
％を越えて含有量させるとコスト的な不利を招
くことからMo含有量は5.0％以下と定めた。 なお、この発明に係るオーステナイト系ステン
レス鋼のように0.3％以上のＮを含有する鋼は一
般には大気圧下の溶製が不可能であるので、溶製
には、必要成分を密封炉で例えば10気圧程度の
N2ガス加圧雰囲気にて溶解・鋳造（傾転鋳込み）
する“加圧溶解法”を採用するのが良い。そし
て、Ｎの添加は窒化物（窒化フエロクロム等）を
加えたり、N2ガス雰囲気中で加圧したりするこ
とによつて実施される。 続いて、この発明を実施例により具体的に説明
する。 ＜実施例＞ まず、加圧溶解法を適用して第１表に示す如き
成分組成のオーステナイト系ステンレス鋼を溶製
した。 なお、加圧溶解は、雰囲気ガスとして10気圧の
N2ガスを用いて加圧しながら溶解原料を溶解し、
引き続いて該雰囲気中にて溶解炉を傾転させて下
方に配置した鋳型に鋳込んで凝固させる条件で実
施した。 次に、このようにして得られた各オーステナイ
ト系ステンレス鋼鋳塊を熱間圧延（熱延開始温
度：1250℃）し、1200〜1350℃で焼鈍した後、70
％の冷間圧延によつて厚さ：1.0〜1.5mmの冷延板
とした。 次いで、この冷延板から1.0〜1.5mm厚×36mm幅
×140長の引張り試験片を切り出して室温での引
張り特性を調査すると共に、850℃における歪速
度ε′＝15×10-3sec-1での高温引張り伸びを調査
した。 この結果を第１表に併せて示した。 第１表に示される結果からも明らかなように、
この発明に係るオーステナイト系ステンレス鋼は
常温で高い強度を有しているばかりか、850℃付
近の温度で200％を越える超塑性伸びを示す
【表】
【表】
ものであり、十分に超塑性加工の対象となること
が分かる。 また、これとは別に、上記各オーステナイト系
ステンレス鋼について耐食性の調査をも実施した
ところ、何れもＮ含有量が0.3％未満のものに比
して優れた耐孔食性を示すことが確認された。 ＜効果の総括＞ 以上に説明した如く、この発明によれば、強度
や耐食性に優れると共に、超塑性加工が可能な非
磁性オーステナイト系ステンレス鋼を比較的コス
ト安く得られ、磁性を嫌う複雑形状機器部材等に
好適な材料を工業的に安定供給することが可能と
なるなど、産業上有用な効果がもたらされるので
ある。
が分かる。 また、これとは別に、上記各オーステナイト系
ステンレス鋼について耐食性の調査をも実施した
ところ、何れもＮ含有量が0.3％未満のものに比
して優れた耐孔食性を示すことが確認された。 ＜効果の総括＞ 以上に説明した如く、この発明によれば、強度
や耐食性に優れると共に、超塑性加工が可能な非
磁性オーステナイト系ステンレス鋼を比較的コス
ト安く得られ、磁性を嫌う複雑形状機器部材等に
好適な材料を工業的に安定供給することが可能と
なるなど、産業上有用な効果がもたらされるので
ある。
第１図は、オーステナイト系ステンレス鋼のＮ
含有量と高温引張りによる伸びとの関係を示した
グラフである。
含有量と高温引張りによる伸びとの関係を示した
グラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量割合にて Si：0.1〜5.0％、Mn：0.5〜5.0％、 Cr：13〜30％、Ni：５〜20％、 Al：0.001〜0.050％、 Ca及びMgの１種以上：0.001〜0.050％、 Ｎ：0.3〜1.5％ を含有すると共に残部がFe及び不可避的不純物
より成る、超塑性を有するオーステナイト系ステ
ンレス鋼。 ２ 重量割合にて Si：0.1〜5.0％、Mn：0.5〜5.0％、 Cr：13〜30％、Ni：５〜20％、 Mo：5.0％以下、Al：0.001〜0.050％、 Ca及びMgの１種以上：0.001〜0.050％、 Ｎ：0.3〜1.5％ を含有すると共に残部がFe及び不可避的不純物
より成る、超塑性を有するオーステナイト系ステ
ンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3881087A JPS63206454A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 超塑性を有するオ−ステナイト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3881087A JPS63206454A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 超塑性を有するオ−ステナイト系ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63206454A JPS63206454A (ja) | 1988-08-25 |
| JPH0475306B2 true JPH0475306B2 (ja) | 1992-11-30 |
Family
ID=12535641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3881087A Granted JPS63206454A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 超塑性を有するオ−ステナイト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63206454A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102173303B1 (ko) * | 2018-11-13 | 2020-11-03 | 주식회사 포스코 | 고강도 비자성 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조방법 |
-
1987
- 1987-02-20 JP JP3881087A patent/JPS63206454A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63206454A (ja) | 1988-08-25 |
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