JPH0670252B2 - 衝撃靭性に優れた高炭素含有マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法 - Google Patents
衝撃靭性に優れた高炭素含有マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法Info
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- JPH0670252B2 JPH0670252B2 JP63252097A JP25209788A JPH0670252B2 JP H0670252 B2 JPH0670252 B2 JP H0670252B2 JP 63252097 A JP63252097 A JP 63252097A JP 25209788 A JP25209788 A JP 25209788A JP H0670252 B2 JPH0670252 B2 JP H0670252B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、球状化焼鈍後の衝撃靱性に優れる高炭素含有
マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法に関するもの
である。本発明によって、板材ではトリミング時の板破
断および冷間圧延時の耳割れ、棒線材ではハンドリング
時および伸線加工時の断線が大幅に低減される。
マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法に関するもの
である。本発明によって、板材ではトリミング時の板破
断および冷間圧延時の耳割れ、棒線材ではハンドリング
時および伸線加工時の断線が大幅に低減される。
（ロ）従来の技術 高炭素含有マルテンサイト系ステンレス鋼は、良好な耐
食性、高い焼入れ硬度および優れた耐摩耗性を有するこ
とから、板材は高級ナイフ、カミソリ、包丁、カッター
などの各種刃物類に、棒線材はベアリング、カム、ブッ
シュなどの各種耐摩耗用部材に用いられている。
食性、高い焼入れ硬度および優れた耐摩耗性を有するこ
とから、板材は高級ナイフ、カミソリ、包丁、カッター
などの各種刃物類に、棒線材はベアリング、カム、ブッ
シュなどの各種耐摩耗用部材に用いられている。
従来、マルテンサイト系ステンレス鋼の熱延鋼帯を得る
には、900℃を超え950℃未満の温度で熱間圧延を終了し
コイル状に捲取った後、常温まで放冷する。Ms点が約35
0℃付近にあるため、捲取り後の冷却中にマルテンサイ
ト変態が生ずる。マルテンサイト相の硬さはHv＞600と
硬く延性および靱性も低いため、コイルの捲戻しが不可
能である。したがって一般に軟質化を目的として、コイ
ルのままバッチ式の球状化焼鈍が施されている。
には、900℃を超え950℃未満の温度で熱間圧延を終了し
コイル状に捲取った後、常温まで放冷する。Ms点が約35
0℃付近にあるため、捲取り後の冷却中にマルテンサイ
ト変態が生ずる。マルテンサイト相の硬さはHv＞600と
硬く延性および靱性も低いため、コイルの捲戻しが不可
能である。したがって一般に軟質化を目的として、コイ
ルのままバッチ式の球状化焼鈍が施されている。
この球状化焼鈍を省略するため、900℃以下で熱間圧延
を終了し、800℃以上で軟化処理を施し50℃/Hr以下の冷
却速度で徐冷する方法（特開昭59−153832号公報）や95
0℃以上で熱間圧延を終了し、780℃以上の温度からオー
ステナイト→フェライト変態完了温度まで徐冷する方法
（特開昭59-153830号公報）が実施されている。
を終了し、800℃以上で軟化処理を施し50℃/Hr以下の冷
却速度で徐冷する方法（特開昭59−153832号公報）や95
0℃以上で熱間圧延を終了し、780℃以上の温度からオー
ステナイト→フェライト変態完了温度まで徐冷する方法
（特開昭59-153830号公報）が実施されている。
また、棒線材では950℃〜875℃の温度で熱延終了後、マ
ルテンサイト変態が生じないように徐冷が施されている
（ステンレス鋼便覧、長谷川正羲監修、P.613）。
ルテンサイト変態が生じないように徐冷が施されている
（ステンレス鋼便覧、長谷川正羲監修、P.613）。
しかし、これらの製造方法はいずれも軟化を主たる目的
としており、衝撃靱性の向上について何ら対策をとるこ
となく現在に至っている。
としており、衝撃靱性の向上について何ら対策をとるこ
となく現在に至っている。
高炭素含有マルテンサイト系ステンレス鋼は、完全にオ
ーステナイト→フェライト＋Cr炭化物変態が完了し軟質
化してもCr炭化物が鋼中に多量析出しているため、球状
化焼鈍後の衝撃靱性は充分満足いくレベルでない。
ーステナイト→フェライト＋Cr炭化物変態が完了し軟質
化してもCr炭化物が鋼中に多量析出しているため、球状
化焼鈍後の衝撃靱性は充分満足いくレベルでない。
このため、球状化焼鈍した熱延鋼帯のサイドトリミング
工程で発生するスクラップをスクラップボーラーで捲取
る際、スクラップが破断し作業性が著しく低下するとと
もに安全上著しい危険を伴う。さらに靱性が低い場合に
は、球状化焼鈍した鋼帯を捲戻す際に板破断が生ずるこ
ともある。
工程で発生するスクラップをスクラップボーラーで捲取
る際、スクラップが破断し作業性が著しく低下するとと
もに安全上著しい危険を伴う。さらに靱性が低い場合に
は、球状化焼鈍した鋼帯を捲戻す際に板破断が生ずるこ
ともある。
また、球状化焼鈍後の板材および鋼帯を冷間圧延する場
合、低い冷延率で耳割れが生じ、著しい歩留り低下を招
く。この耳割れを回避するため、冷間圧延の途中に中間
軟化焼鈍を実施しているものの、生産性の著しい低下を
余儀なくされている。
合、低い冷延率で耳割れが生じ、著しい歩留り低下を招
く。この耳割れを回避するため、冷間圧延の途中に中間
軟化焼鈍を実施しているものの、生産性の著しい低下を
余儀なくされている。
棒線材の場合、ハンドリングや伸線加工で断線する危険
が高い。したがって、製品歩留りや生産性の著しい低下
を引き起こすとともに、安全上著しい危険を伴う。
が高い。したがって、製品歩留りや生産性の著しい低下
を引き起こすとともに、安全上著しい危険を伴う。
（ハ）発明が解決しようとする課題 上記のように高炭素含有マルテンサイト系ステンレス鋼
の軟質化に関する技術は多数見られるものの、衝撃靱性
の向上について何ら改善がなされていない。
の軟質化に関する技術は多数見られるものの、衝撃靱性
の向上について何ら改善がなされていない。
以上の問題に着目し、本発明は球状化焼鈍後充分軟質化
するとともに衝撃靱性に優れた高炭素含有マルテンサイ
ト系ステンレス鋼の製造方法を提供するものである。
するとともに衝撃靱性に優れた高炭素含有マルテンサイ
ト系ステンレス鋼の製造方法を提供するものである。
（ニ）課題を解決するための手段および作用 従来マルテンサイト系ステンレス鋼は、球状化焼鈍で母
相組織をフェライト相としCr炭化物を充分に球状析出さ
せることによって、軟質化が図られてきた。本発明者ら
は、さらに制御熱延設を行うことによってフェライト粒
が微細化し球状化焼鈍後の衝撃靱性を向上させることが
可能であることを見出し、本発明を成し遂げた。
相組織をフェライト相としCr炭化物を充分に球状析出さ
せることによって、軟質化が図られてきた。本発明者ら
は、さらに制御熱延設を行うことによってフェライト粒
が微細化し球状化焼鈍後の衝撃靱性を向上させることが
可能であることを見出し、本発明を成し遂げた。
通常、炭素鋼のフェライト粒を微細化するには、低温仕
上げ熱延および低温捲取りが行われる。これは、熱延再
結晶によりオーステナイト粒を微細化し、冷却過程でオ
ーステナイト粒界に析出する初析フェライトを分散析出
させることを目的とする。一方、高炭素含有マルテンサ
イト系ステンレス鋼は、Cr含有量が高いため熱延再結晶
が起きにくく制御熱延によるオーステナイト粒の微細化
が困難である。
上げ熱延および低温捲取りが行われる。これは、熱延再
結晶によりオーステナイト粒を微細化し、冷却過程でオ
ーステナイト粒界に析出する初析フェライトを分散析出
させることを目的とする。一方、高炭素含有マルテンサ
イト系ステンレス鋼は、Cr含有量が高いため熱延再結晶
が起きにくく制御熱延によるオーステナイト粒の微細化
が困難である。
そこで、高炭素含有マルテンサイト系ステンレス鋼の熱
延焼鈍板の衝撃靭性を向上するには、熱延後初析フェラ
イト相が析出する以前にオーステナイト粒内にCr炭化物
を分散析出させることが有効であるとの新たな知見に基
づき冶金的な材料設計およびプロセス設計を行った。
延焼鈍板の衝撃靭性を向上するには、熱延後初析フェラ
イト相が析出する以前にオーステナイト粒内にCr炭化物
を分散析出させることが有効であるとの新たな知見に基
づき冶金的な材料設計およびプロセス設計を行った。
本発明者らは、オーステナイト→フェライト変態の初析
フェライトの析出核が旧オーステナイト粒界のみならず
粒内に析出したCr炭化物であり、粒内Cr炭化物を核に析
出したフェライト粒は、微細で衝撃靱性に優れることを
見出した。熱延後のオーステナイト粒内にCr炭化物を分
散析出させる方法として、熱延後オーステナイト温度域
での長時間保持が有効である。
フェライトの析出核が旧オーステナイト粒界のみならず
粒内に析出したCr炭化物であり、粒内Cr炭化物を核に析
出したフェライト粒は、微細で衝撃靱性に優れることを
見出した。熱延後のオーステナイト粒内にCr炭化物を分
散析出させる方法として、熱延後オーステナイト温度域
での長時間保持が有効である。
第１図にCrを17重量％、Ｃを0.65重量％含むマルテンサ
イト系ステンレス鋼熱延焼鈍板の衝撃靭性に及ぼす熱延
後780℃以上に保持した時間の影響を示す。熱延後780℃
以上で30min以上保持することによって、著しく衝撃靭
性が向上する。特に、熱延温度が950℃以下の場合に
は、保持時間が20min以上で従来レベルを超える高い衝
撃値を示す。780℃で長時間保持することによって、オ
ーステナイト粒に内在する熱延加工歪を核にCr炭化物が
粒内に分散析出するためと考えられる。一方、熱延後保
持時間が短い場合には、衝撃靭性が低い。これは、熱延
後オーステナイト粒内にCr炭化物が析出する以前に、保
持後の冷却過程あるいはその後の球状化焼鈍で旧オース
テナイト粒界に初析フェライトが析出成長し結晶粒が粗
大化するためと考えられる。
イト系ステンレス鋼熱延焼鈍板の衝撃靭性に及ぼす熱延
後780℃以上に保持した時間の影響を示す。熱延後780℃
以上で30min以上保持することによって、著しく衝撃靭
性が向上する。特に、熱延温度が950℃以下の場合に
は、保持時間が20min以上で従来レベルを超える高い衝
撃値を示す。780℃で長時間保持することによって、オ
ーステナイト粒に内在する熱延加工歪を核にCr炭化物が
粒内に分散析出するためと考えられる。一方、熱延後保
持時間が短い場合には、衝撃靭性が低い。これは、熱延
後オーステナイト粒内にCr炭化物が析出する以前に、保
持後の冷却過程あるいはその後の球状化焼鈍で旧オース
テナイト粒界に初析フェライトが析出成長し結晶粒が粗
大化するためと考えられる。
以上の知見から、衝撃靭性に優れる高炭素含有マルテン
サイト系ステンレス鋼焼鈍材の製造が可能となった。
サイト系ステンレス鋼焼鈍材の製造が可能となった。
次いで、本発明の限定理由を説明する。
Cr含有量は、良好な耐食性を得るのに必要最小限度の1
0.0重量％を下限とした。しかし、Cr含有量が20.0重量
％を越えると巨大な炭化物が生成しやすくなり、衝撃靭
性劣化の原因となるだけではなく、充分な硬度を出すこ
とができなくなるため、20.0重量％を上限とした。
0.0重量％を下限とした。しかし、Cr含有量が20.0重量
％を越えると巨大な炭化物が生成しやすくなり、衝撃靭
性劣化の原因となるだけではなく、充分な硬度を出すこ
とができなくなるため、20.0重量％を上限とした。
Ｃ含有料は、各種刃物類あるいは耐摩耗部材として必要
な硬度、切れ味および耐摩耗性を得るに必要最小限度の
0.5重量％を下限とした。しかし1.5重量％を越えると耐
食性が著しく劣化すると同時に靭性が著しく低下し使用
不能となるため、上限を1.5重量％とした。
な硬度、切れ味および耐摩耗性を得るに必要最小限度の
0.5重量％を下限とした。しかし1.5重量％を越えると耐
食性が著しく劣化すると同時に靭性が著しく低下し使用
不能となるため、上限を1.5重量％とした。
熱延累積圧下率は、オーステナイト粒内に加工歪を内在
させCr炭化物の析出核となるに必要な50％を超える範囲
とした。
させCr炭化物の析出核となるに必要な50％を超える範囲
とした。
熱延後の保持温度は、保持中にフェライト相を析出しな
い780℃を下限とした。
い780℃を下限とした。
熱延後780℃以上に保持する時間は、熱延後オーステナ
イト粒内にCr炭化物が分散析出するに必要最小限度の30
minを下限とした。特に熱間圧延終了温度が950℃以下の
場合には、熱延加工歪の熱的な解放が少なくCr炭化物の
析出が速いため20minを下限とした。なお、上記保持時
間後の冷却の冷却速度は特に規制はないが、200℃/Hr以
下の徐冷とした場合は球状化焼鈍の省略が可能である。
イト粒内にCr炭化物が分散析出するに必要最小限度の30
minを下限とした。特に熱間圧延終了温度が950℃以下の
場合には、熱延加工歪の熱的な解放が少なくCr炭化物の
析出が速いため20minを下限とした。なお、上記保持時
間後の冷却の冷却速度は特に規制はないが、200℃/Hr以
下の徐冷とした場合は球状化焼鈍の省略が可能である。
（ヘ）実施例 第１表に示す成分の高炭素含有マルテンサイト系ステン
レス鋼鋳片を真空溶解炉にて溶製した。この鋳片を第２
表に示す条件で累積圧下率95％の熱間圧延した後、780
℃以上の保持を行なった。この熱延材に790℃×５時間
加熱後徐冷の球状化焼鈍を施し、この材料を用いてＶノ
ッチシャルピー衝撃試験およびロックウェル硬度の測定
を行なった。
レス鋼鋳片を真空溶解炉にて溶製した。この鋳片を第２
表に示す条件で累積圧下率95％の熱間圧延した後、780
℃以上の保持を行なった。この熱延材に790℃×５時間
加熱後徐冷の球状化焼鈍を施し、この材料を用いてＶノ
ッチシャルピー衝撃試験およびロックウェル硬度の測定
を行なった。
従来法で製造した試料No.13〜15は、いずれもHRC≦20で
軟化しているものの、衝撃値がVE20≦1.4（kg・m/cm2）
と低い。一方、本発明法で製造した試料No.1〜９はいず
れもHRC≦20で充分軟化しており、衝撃値もVE20≦1.9
（kg・m/cm2）と従来法で製造した試料に比べ著しく高
靭化している。また、780℃以上の保持時間が短い試料N
o.10〜12の衝撃値は、従来法で製造された試料とあまり
差がない。
軟化しているものの、衝撃値がVE20≦1.4（kg・m/cm2）
と低い。一方、本発明法で製造した試料No.1〜９はいず
れもHRC≦20で充分軟化しており、衝撃値もVE20≦1.9
（kg・m/cm2）と従来法で製造した試料に比べ著しく高
靭化している。また、780℃以上の保持時間が短い試料N
o.10〜12の衝撃値は、従来法で製造された試料とあまり
差がない。
以上の実施例から、本発明に従って規定された成分およ
び製造プロセスが密接に関連して極めて効果的に作用
し、このため優れた衝撃靭性が付与されうることが明ら
かである。
び製造プロセスが密接に関連して極めて効果的に作用
し、このため優れた衝撃靭性が付与されうることが明ら
かである。
（ト）発明の効果 以上の実施例からも明らかなように、本発明によれば充
分軟質化し優れた衝撃靭性を有する高炭素含有マルテン
サイト系ステンレス鋼の製造が可能となる。
分軟質化し優れた衝撃靭性を有する高炭素含有マルテン
サイト系ステンレス鋼の製造が可能となる。
この技術によって、板材ではトリミング時の板破断およ
び冷間圧延時の耳割れ、棒線材ではハンドリング時およ
び伸線加工時の断線が大幅に低減し、製造歩留りおよび
生産性の向上、製造上の危険回避が可能となり、産業上
の寄与は極めて大きい。
び冷間圧延時の耳割れ、棒線材ではハンドリング時およ
び伸線加工時の断線が大幅に低減し、製造歩留りおよび
生産性の向上、製造上の危険回避が可能となり、産業上
の寄与は極めて大きい。
第１図は、Crを17重量％、Ｃを0.65重量％含むマルテン
サイト系ステンレス鋼の熱延焼鈍板の衝撃靭性に及ぼす
熱延後780℃以上に保持した時間の影響を示す。
サイト系ステンレス鋼の熱延焼鈍板の衝撃靭性に及ぼす
熱延後780℃以上に保持した時間の影響を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】Cr:10.0〜20.0重量％、C:0.5〜1.5重量％
を含む高炭素含有マルテンサイト系ステンレス鋼に累積
圧下率50％を超える熱間圧延を施した後、780℃以上の
温度に30min以上保持し冷却することを特徴とする衝撃
靱性に優れた高炭素含有マルテンサイト系ステンレス鋼
の製造方法。 - 【請求項２】Cr:10.0〜20.0重量％、C:0.5〜1.5重量％
を含む高炭素含有マルテンサイト系ステンレス鋼に累積
圧下率50％を超える熱間圧延を施し950℃以下で熱間圧
延終了した後、780℃以上の温度に20min以上保持し冷却
することを特徴とする衝撃靱性に優れた高炭素含有マル
テンサイト系ステンレス鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63252097A JPH0670252B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 衝撃靭性に優れた高炭素含有マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63252097A JPH0670252B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 衝撃靭性に優れた高炭素含有マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02101119A JPH02101119A (ja) | 1990-04-12 |
| JPH0670252B2 true JPH0670252B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=17232488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63252097A Expired - Fee Related JPH0670252B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 衝撃靭性に優れた高炭素含有マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0670252B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6044870B2 (ja) * | 2012-09-27 | 2016-12-14 | 日立金属株式会社 | 刃物用鋼帯の製造方法 |
-
1988
- 1988-10-07 JP JP63252097A patent/JPH0670252B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02101119A (ja) | 1990-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |