JPH07109548A - 熱間加工性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 - Google Patents
熱間加工性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼Info
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- JPH07109548A JPH07109548A JP25128693A JP25128693A JPH07109548A JP H07109548 A JPH07109548 A JP H07109548A JP 25128693 A JP25128693 A JP 25128693A JP 25128693 A JP25128693 A JP 25128693A JP H07109548 A JPH07109548 A JP H07109548A
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- Japan
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- corrosion resistance
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 塩素イオンを含む腐食環境でも十分な耐食性
を有し、熱間加工性に優れ、かつ、肉厚あるいは太丸製
品を製造する場合にも耐食性、機械的性質を損うことの
ない耐海水用オーステナイト系ステンレス鋼を提供す
る。 【構成】 合金元素の含有率が重量%で、C:0.04
0%以下、Si:0.80%以下、Mn:1.00〜
5.00%、P:0.040%以下、S:0.030%
以下、Cu:1.00%以下、Ni:18.00〜2
2.00%、Cr:20.00〜28.00%、Mo:
4.00〜8.00%、N:0.15〜0.40%、お
よびMg:0.001〜0.10%であって、残部Fe
および不可避的不純物からなり、10%以下のδフェラ
イト相を含むことを特徴とする。
を有し、熱間加工性に優れ、かつ、肉厚あるいは太丸製
品を製造する場合にも耐食性、機械的性質を損うことの
ない耐海水用オーステナイト系ステンレス鋼を提供す
る。 【構成】 合金元素の含有率が重量%で、C:0.04
0%以下、Si:0.80%以下、Mn:1.00〜
5.00%、P:0.040%以下、S:0.030%
以下、Cu:1.00%以下、Ni:18.00〜2
2.00%、Cr:20.00〜28.00%、Mo:
4.00〜8.00%、N:0.15〜0.40%、お
よびMg:0.001〜0.10%であって、残部Fe
および不可避的不純物からなり、10%以下のδフェラ
イト相を含むことを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間加工性の優れた耐
海水用オーステナイト系ステンレス鋼に関する。
海水用オーステナイト系ステンレス鋼に関する。
【0002】
【従来の技術】ステンレス鋼は耐食性が優れているた
め、多くの分野で使用されている。しかしながら、海水
のごとき塩素イオンの存在化での使用にあたっては、例
えば、SUS316、SUS316Lなどでは孔食を発
生したり、隙間腐食が生じやすいなどの問題点がある。
このため、より耐孔食性を有する材料が求められてい
る。
め、多くの分野で使用されている。しかしながら、海水
のごとき塩素イオンの存在化での使用にあたっては、例
えば、SUS316、SUS316Lなどでは孔食を発
生したり、隙間腐食が生じやすいなどの問題点がある。
このため、より耐孔食性を有する材料が求められてい
る。
【0003】そこで、Mo、Crの含有量を高めるとと
もに、Nを添加して耐食性を高めたFe−20Cr−2
5Ni−7Mo−0.1Nのようなステンレス鋼が開発
されている。しかし、Mo、Cr、N等の合金元素を多
量に添加し、高合金化することにより、熱間加工性を阻
害するという欠点をともない、分解圧延、分解鍛造等の
高温における加工が困難となる。
もに、Nを添加して耐食性を高めたFe−20Cr−2
5Ni−7Mo−0.1Nのようなステンレス鋼が開発
されている。しかし、Mo、Cr、N等の合金元素を多
量に添加し、高合金化することにより、熱間加工性を阻
害するという欠点をともない、分解圧延、分解鍛造等の
高温における加工が困難となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のような事情を背景としてなされたもので、塩素イオン
を含む腐食環境でも十分な耐食性を有し、熱間加工性に
優れ、かつ、肉厚あるいは太丸製品を製造する場合にも
耐食性、機械的性質を損うことのない耐海水用オーステ
ナイト系ステンレス鋼を提供することである。
のような事情を背景としてなされたもので、塩素イオン
を含む腐食環境でも十分な耐食性を有し、熱間加工性に
優れ、かつ、肉厚あるいは太丸製品を製造する場合にも
耐食性、機械的性質を損うことのない耐海水用オーステ
ナイト系ステンレス鋼を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の熱間加工性に優
れた耐海水用オーステナイト系ステンレス鋼は、合金元
素の含有率が重量%で、C :0.040%以下、S
i:0.80%以下、Mn:1.00〜5.00%、P
:0.040%以下、S :0.030%以下、C
u:1.00%以下、Ni:18.00〜22.00
%、Cr:20.00〜28.00%、Mo:4.00
〜8.00%、N :0.15〜0.40%、およびM
g:0.001〜0.10%であって、残部Feおよび
不可避的不純物からなり、10%以下のδフェライト相
を含むことを特徴とする。
れた耐海水用オーステナイト系ステンレス鋼は、合金元
素の含有率が重量%で、C :0.040%以下、S
i:0.80%以下、Mn:1.00〜5.00%、P
:0.040%以下、S :0.030%以下、C
u:1.00%以下、Ni:18.00〜22.00
%、Cr:20.00〜28.00%、Mo:4.00
〜8.00%、N :0.15〜0.40%、およびM
g:0.001〜0.10%であって、残部Feおよび
不可避的不純物からなり、10%以下のδフェライト相
を含むことを特徴とする。
【0006】本発明のステンレス鋼は上述の合金元素に
加えて、下記の合金元素のいずれか一方または両方を含
有することができる。 1)重量%で、Sn:0.02〜0.10%、Ti:
0.10〜2.00%、Nb:0.10〜2.00%、
Ta:0.10〜2.00%、Co:0.10〜3.0
0%、およびW :0.10〜3.00%のうち、いず
れか1種または2種以上、ならびに 2)重量%で、Ca:0.001〜0.020%、A
l:0.01〜0.07%、およびB :0.001〜
0.10%のうち、いずれか1種または2種以上。
加えて、下記の合金元素のいずれか一方または両方を含
有することができる。 1)重量%で、Sn:0.02〜0.10%、Ti:
0.10〜2.00%、Nb:0.10〜2.00%、
Ta:0.10〜2.00%、Co:0.10〜3.0
0%、およびW :0.10〜3.00%のうち、いず
れか1種または2種以上、ならびに 2)重量%で、Ca:0.001〜0.020%、A
l:0.01〜0.07%、およびB :0.001〜
0.10%のうち、いずれか1種または2種以上。
【0007】以下に各合金成分の限定理由について説明
する。 C:0.040%以下 Cは強力なオーステナイト形成元素であり、高価なNi
を省くのに有効であるが、炭化物を形成して鋼の耐食
性、靭性を劣化させるため、本発明では上限を0.04
0%とする。
する。 C:0.040%以下 Cは強力なオーステナイト形成元素であり、高価なNi
を省くのに有効であるが、炭化物を形成して鋼の耐食
性、靭性を劣化させるため、本発明では上限を0.04
0%とする。
【0008】Si:0.80%以下 Siは鋼の脱酸剤として有効であるが、金属間化合物の
形成を助長するため、上限を0.80%とする。 Mn:1.00〜5.00% Mnはオーステナイト形成元素として働くほか、鋼の脱
酸剤として有効である。また、Nを安定化させるための
成分として有効なので1%以上を添加する。しかし、過
剰に添加すると鋼の耐食性を劣化させるので上限を5.
00%とする。
形成を助長するため、上限を0.80%とする。 Mn:1.00〜5.00% Mnはオーステナイト形成元素として働くほか、鋼の脱
酸剤として有効である。また、Nを安定化させるための
成分として有効なので1%以上を添加する。しかし、過
剰に添加すると鋼の耐食性を劣化させるので上限を5.
00%とする。
【0009】P:0.040%以下 Pは応力腐食われを助長し、また耐食性を劣化させるた
め0.040%以下とする必要がある。望ましくは0.
020%以下とする。 S:0.030%以下 Sは耐食性、熱間加工性を著しく劣化させるため0.0
30%以下とする必要がある。望ましくは0.005%
とする。
め0.040%以下とする必要がある。望ましくは0.
020%以下とする。 S:0.030%以下 Sは耐食性、熱間加工性を著しく劣化させるため0.0
30%以下とする必要がある。望ましくは0.005%
とする。
【0010】Cu:1.00%以下 Cuは特に低pH領域における耐食性向上に有効である
が、pH8程度の海水環境ではそれほど多量に添加する
必要はなく、むしろ熱間加工性を劣化させるので、本発
明においては上限を1.00%とする。 Ni:18.00〜22.00% Niはオーステナイト形成元素として有効であり、必要
不可欠である。耐海水用として高い耐食性が要求される
場合にCr、Moとともに用いられる。Ni含有率が高
いほど耐食性、耐酸化性が向上するが、多量の添加は鋼
の金属組織をオーステナイト単相となし、熱間加工性を
低下するので、本発明の鋼においては鋼の熱間加工性の
向上に好ましいδフェライト相を確保するためにNi含
有率を18.00〜22.00%とする。
が、pH8程度の海水環境ではそれほど多量に添加する
必要はなく、むしろ熱間加工性を劣化させるので、本発
明においては上限を1.00%とする。 Ni:18.00〜22.00% Niはオーステナイト形成元素として有効であり、必要
不可欠である。耐海水用として高い耐食性が要求される
場合にCr、Moとともに用いられる。Ni含有率が高
いほど耐食性、耐酸化性が向上するが、多量の添加は鋼
の金属組織をオーステナイト単相となし、熱間加工性を
低下するので、本発明の鋼においては鋼の熱間加工性の
向上に好ましいδフェライト相を確保するためにNi含
有率を18.00〜22.00%とする。
【0011】Cr:20.00〜28.00% Crは耐食性を向上させ、特に海水環境での孔食、隙間
腐食に対して有効な元素である。また、本発明の鋼にお
いて熱間加工性を向上するために必要なδフェライト相
を形成する。そのため、含有率20.00%以上を添加
する。しかし過剰に添加すれば、金属間化合物を形成し
て鋼の脆化をもたらし、また、δフェライト相を必要以
上に多量に晶出して鋼の熱間加工性を損うので、含有率
の上限を28.00%とする。
腐食に対して有効な元素である。また、本発明の鋼にお
いて熱間加工性を向上するために必要なδフェライト相
を形成する。そのため、含有率20.00%以上を添加
する。しかし過剰に添加すれば、金属間化合物を形成し
て鋼の脆化をもたらし、また、δフェライト相を必要以
上に多量に晶出して鋼の熱間加工性を損うので、含有率
の上限を28.00%とする。
【0012】Mo:4.00〜8.00% Moは耐食性に関してCr以上の効果をもち、フェライ
ト形成元素である。本発明では耐食性の向上と、δフェ
ライト相による熱間加工性の向上とのために含有率4.
00%以上を添加する。しかし、Moは金属間化合物の
形成速度を高めるので、過剰の添加は鋼の脆化を招き、
さらに、δフェライト相を必要以上に多量に晶出して鋼
の熱間加工性を害するうえ、コストの上昇を招くので、
含有率の上限は8.00%とする。
ト形成元素である。本発明では耐食性の向上と、δフェ
ライト相による熱間加工性の向上とのために含有率4.
00%以上を添加する。しかし、Moは金属間化合物の
形成速度を高めるので、過剰の添加は鋼の脆化を招き、
さらに、δフェライト相を必要以上に多量に晶出して鋼
の熱間加工性を害するうえ、コストの上昇を招くので、
含有率の上限は8.00%とする。
【0013】N:0.15〜0.40% Nは耐食性の向上に有効で、強度の向上にも効果があ
り、オーステナイト形成元素として強い働きを持つので
0.15%以上を含有させる。しかし、過剰に添加する
と、鋼の造塊時にブローホールを生じて製造性を損うの
で含有率の上限を0.40%とする。
り、オーステナイト形成元素として強い働きを持つので
0.15%以上を含有させる。しかし、過剰に添加する
と、鋼の造塊時にブローホールを生じて製造性を損うの
で含有率の上限を0.40%とする。
【0014】Mg:0.001〜0.10% Mgは本発明鋼における熱間加工性の向上のために不可
欠の元素である。この効果はMgを0.001%以上含
有させることによって生じるが、多量に添加してもその
効果は飽和するので、含有量の上限は0.10%とす
る。 Sn:0.02〜0.10% Snはステンレス鋼の耐酸性を向上させるので、含有率
0.10%以下の範囲で添加してもよい。
欠の元素である。この効果はMgを0.001%以上含
有させることによって生じるが、多量に添加してもその
効果は飽和するので、含有量の上限は0.10%とす
る。 Sn:0.02〜0.10% Snはステンレス鋼の耐酸性を向上させるので、含有率
0.10%以下の範囲で添加してもよい。
【0015】Ti、NbおよびTa:0.10〜2.0
0%、 Ti、NbおよびTaはいずれも鋼中のCを炭化物とし
て固定し、鋼の耐食性を向上させる。特に、溶接部の耐
隙間腐食性の向上効果が大きいので、含有率0.10〜
2.00%の範囲で添加してもよい。 CoおよびW:0.10〜3.00% CoおよびWはステンレス鋼の耐食性を向上させるの
で、含有率0.10〜3.00%の範囲で添加してもよ
い。
0%、 Ti、NbおよびTaはいずれも鋼中のCを炭化物とし
て固定し、鋼の耐食性を向上させる。特に、溶接部の耐
隙間腐食性の向上効果が大きいので、含有率0.10〜
2.00%の範囲で添加してもよい。 CoおよびW:0.10〜3.00% CoおよびWはステンレス鋼の耐食性を向上させるの
で、含有率0.10〜3.00%の範囲で添加してもよ
い。
【0016】Ca:0.001〜0.020% Caは鋼の脱酸、脱硫剤として働き、また熱間加工性を
向上させるので、含有率0.001〜0.020%の範
囲で添加してもよい。 Al:0.01〜0.07% Alは鋼の強力な脱酸剤として働くが、過剰に添加する
と鋼の耐食性、熱間加工性を劣化させるので、含有率
0.01〜0.07%の範囲で添加してもよい。
向上させるので、含有率0.001〜0.020%の範
囲で添加してもよい。 Al:0.01〜0.07% Alは鋼の強力な脱酸剤として働くが、過剰に添加する
と鋼の耐食性、熱間加工性を劣化させるので、含有率
0.01〜0.07%の範囲で添加してもよい。
【0017】B:0.001〜0.10% Bは鋼の熱間加工性を改善するので含有率0.001〜
0.10%の範囲で添加してもよい。 本発明鋼においては、δフェライト相は鋼の熱間加工性
を向上するために重要な役割を果す。その量は、おもに
Ni、C、N、Mn、Cuなどのオーステナイト形成元
素とCr、Si、Mo、Alなどのフェライト形成元素
の配分によってきまるが、化学組成を上記の成分含有率
の範囲としたうえで、δフェライト相を10%以内とな
るように調整する。
0.10%の範囲で添加してもよい。 本発明鋼においては、δフェライト相は鋼の熱間加工性
を向上するために重要な役割を果す。その量は、おもに
Ni、C、N、Mn、Cuなどのオーステナイト形成元
素とCr、Si、Mo、Alなどのフェライト形成元素
の配分によってきまるが、化学組成を上記の成分含有率
の範囲としたうえで、δフェライト相を10%以内とな
るように調整する。
【0018】δフェライト相はオーステナイト結晶粒界
にあって鋼の熱間加工性を阻害するP、Sを固溶し、そ
の弊害を除く。その効果は少量のδフェライト量でも発
揮されるが、十分な効果をもたらすには2%以上とする
のが望ましい。しかし、過剰のδフェライト相の存在は
かえって鋼の熱間加工性を害するので、上限を10%と
する。
にあって鋼の熱間加工性を阻害するP、Sを固溶し、そ
の弊害を除く。その効果は少量のδフェライト量でも発
揮されるが、十分な効果をもたらすには2%以上とする
のが望ましい。しかし、過剰のδフェライト相の存在は
かえって鋼の熱間加工性を害するので、上限を10%と
する。
【0019】
【実施例】表1に示す化学組成の鋼を真空誘導炉で溶製
し、50kg鋼塊とした。
し、50kg鋼塊とした。
【0020】
【表1】
【0021】上記鋼塊の高さ中央部の表面近傍から約1
0mm角の供試材を切出し、δフェライト量の測定に供
した。δフェライト量の測定は、鋼塊横断面を被檢面と
し、これをバフ研磨後、5%ピクリン酸+塩酸アルコー
ル溶液で腐食し、200倍で檢鏡して面積率を求める方
法で行った。その結果を表1に示す。また、上記鋼塊の
表面近傍から直径6mm×長さ110mmの試験片を削
出しグリーブル試験に供した。グリーブル試験結果の例
を図1に示す。Mgの適量添加およびδフェライト相に
より絞り値が向上していることが判る。
0mm角の供試材を切出し、δフェライト量の測定に供
した。δフェライト量の測定は、鋼塊横断面を被檢面と
し、これをバフ研磨後、5%ピクリン酸+塩酸アルコー
ル溶液で腐食し、200倍で檢鏡して面積率を求める方
法で行った。その結果を表1に示す。また、上記鋼塊の
表面近傍から直径6mm×長さ110mmの試験片を削
出しグリーブル試験に供した。グリーブル試験結果の例
を図1に示す。Mgの適量添加およびδフェライト相に
より絞り値が向上していることが判る。
【0022】別に、上記の鋼塊(平均直径100mm)
を1200℃に加熱し、1000℃までの間に1ヒート
で50mm角に鍛延し、割れ発生の有無を調べて鍛造性
を評価した。さらに、上記鋼塊を熱間鍛造により直径2
0mmの棒鋼に加工し、固溶化処理を施し、これより直
径18mm×長さ25mmの試験片を削出し、端面を1
000番エメリーで研磨して耐食性試験に供した。
を1200℃に加熱し、1000℃までの間に1ヒート
で50mm角に鍛延し、割れ発生の有無を調べて鍛造性
を評価した。さらに、上記鋼塊を熱間鍛造により直径2
0mmの棒鋼に加工し、固溶化処理を施し、これより直
径18mm×長さ25mmの試験片を削出し、端面を1
000番エメリーで研磨して耐食性試験に供した。
【0023】耐食性試験はpH1に調整した6%FeC
l3 溶液中に試験片を24hr浸漬して表面状況を肉眼
で観察し、腐食の発生がない場合には液温を2.5℃づ
つ上昇して同様の操作を行い、腐食の発生しない限界の
温度、すなわち臨界孔食発生温度を調べる方法(CP
T)で行った。鍛造性および耐食性試験結果を表2に示
す。
l3 溶液中に試験片を24hr浸漬して表面状況を肉眼
で観察し、腐食の発生がない場合には液温を2.5℃づ
つ上昇して同様の操作を行い、腐食の発生しない限界の
温度、すなわち臨界孔食発生温度を調べる方法(CP
T)で行った。鍛造性および耐食性試験結果を表2に示
す。
【0024】
【表2】
【0025】表2において、 鍛造性○:鍛造割れなし、 鍛造性×:鍛造割れあり、 また、 耐食性○:臨界孔食発生温度50℃以上、 耐食性×:臨界孔食発生温度47.5℃以下、を表す。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、固有の合金組成の選択
によって、熱間加工性が良好で、肉厚あるいは太丸製品
を製造する場合にも耐食性、機械的性質を損うことがな
く、塩素イオンを含む環境でも十分な耐食性を有し、海
水用のポンプ、シャフト、ボルト等の部品、海水用ワイ
ヤ等に適するオーステナイト系ステンレス鋼を提供する
ことができる。
によって、熱間加工性が良好で、肉厚あるいは太丸製品
を製造する場合にも耐食性、機械的性質を損うことがな
く、塩素イオンを含む環境でも十分な耐食性を有し、海
水用のポンプ、シャフト、ボルト等の部品、海水用ワイ
ヤ等に適するオーステナイト系ステンレス鋼を提供する
ことができる。
【図1】グリーブル試験における試験温度と絞り値との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 合金元素の含有率が重量%で、 C :0.040%以下、 Si:0.80%以下、 Mn:1.00〜5.00%、 P :0.040%以下、 S :0.030%以下、 Cu:1.00%以下、 Ni:18.00〜22.00%、 Cr:20.00〜28.00%、 Mo:4.00〜8.00%、 N :0.15〜0.40%、および Mg:0.001〜0.10%であって、残部Feおよ
び不可避的不純物からなり、10%以下のδフェライト
相を含むことを特徴とする熱間加工性に優れた耐海水用
オーステナイト系ステンレス鋼。 - 【請求項2】 請求項1記載の合金元素に加えて、重量
%で、 Sn:0.02〜0.10%、 Ti:0.10〜2.00%、 Nb:0.10〜2.00%、 Ta:0.10〜2.00%、 Co:0.10〜3.00%、および W :0.10〜3.00%のうち、いずれか1種また
は2種以上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物か
らなり、10%以下のδフェライト相を含むことを特徴
とする熱間加工性に優れた耐海水用オーステナイト系ス
テンレス鋼。 - 【請求項3】 請求項1記載の合金元素に加えて、重量
%で、 Ca:0.001〜0.020%、 Al:0.01〜0.07%、および B :0.001〜0.10%のうち、いずれか1種ま
たは2種以上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物
からなり、10%以下のδフェライト相を含むことを特
徴とする熱間加工性に優れた耐海水用オーステナイト系
ステンレス鋼。 - 【請求項4】 請求項1記載の合金元素に加えて、重量
%で、 Sn:0.02〜0.10%、 Ti:0.10〜2.00%、 Nb:0.10〜2.00%、 Ta:0.10〜2.00%、 Co:0.10〜3.00%、および W :0.10〜3.00%のうちいずれか1種または
2種以上、ならびに、 Ca:0.001〜0.020%、 Al:0.01〜0.07%、および B :0.001〜0.10%のうち、いずれか1種ま
たは2種以上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物
からなり、10%以下のδフェライト相を含むことを特
徴とする熱間加工性に優れた耐海水用オーステナイト系
ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25128693A JPH07109548A (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | 熱間加工性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25128693A JPH07109548A (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | 熱間加工性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07109548A true JPH07109548A (ja) | 1995-04-25 |
Family
ID=17220550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25128693A Pending JPH07109548A (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | 熱間加工性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07109548A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109072377A (zh) * | 2016-04-07 | 2018-12-21 | 新日铁住金株式会社 | 奥氏体系不锈钢材 |
-
1993
- 1993-10-07 JP JP25128693A patent/JPH07109548A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109072377A (zh) * | 2016-04-07 | 2018-12-21 | 新日铁住金株式会社 | 奥氏体系不锈钢材 |
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