JPH0723523B2

JPH0723523B2 - マルテンサイト系ステンレス鋼

Info

Publication number: JPH0723523B2
Application number: JP1299969A
Authority: JP
Inventors: 晃 ▲吉▼竹; 元貴阪下
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1989-11-17
Filing date: 1989-11-17
Publication date: 1995-03-15
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: JPH03162552A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、製紙用サクションロールに使用されるマルテ
ンサイト系ステンレス鋼の改良に関し、すぐれた耐食性
及び高い腐食疲労強度を維持しつつ、かつ所定の機械的
性質を備えると共にドリル切削による孔明け性にすぐれ
るマルテンサイト系ステンレス鋼に関する。

［従来技術及びその問題点］製紙工業におけるサクションロールは苛酷な白水環境の
もとで使用されるため、優れた耐食性と高い腐食疲労強
度が必要とされる。そこで、出願人は、これまでに耐食
性及び腐食疲労強度を大幅に改善したマルテンサイト系
ステンレス鋼を提案した（特願昭63−146069）。

しかし、このマルテンサイト系ステンレス鋼は、Niを比
較的多く含有し、Cr当量/Ni当量の値が小さくなるよう
に規定しているため、硬度が約HB290以上と高く、ツイ
ストドリルによる孔明け加工時に十分な送り速度を得る
ことができないため、孔明け加工時間が長くなる問題が
あった。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、すぐれた耐食性と高い腐食疲労強度を維持し
つつ、所定の機械的性質を備えると共にツイストドリル
による孔明け加工性を改善した新規なマルテンサイト系
ステンレス鋼を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明にかかるマルテンサイト系ステンレス鋼は、重量
％にて、C:0.06％以下、Si:2.0％以下、Mn:1.0〜5.0
％、Cr:11〜17％、Ni:1.0〜4.0％、Mo:1.0〜3.0％、Cu:
0.3〜1.8％及び残部実質的にFeからなり、Cr当量/Ni当
量を4.0よりも大きく5.0よりも小さくしたことを特徴と
している。なお、Cr当量＝Cr％＋Mo％＋1.5Si％、及びN
i当量＝Ni％＋30C％＋0.5Mn％である。

［発明の効果］すぐれた耐食性と高い腐食疲労強度を維持しつつ、硬度
を約HB280以下に抑えることによりツイストドリルによ
る良好な孔明け加工性を備えている。

［成分限定理由］本発明のステンレス鋼の成分限定理由は次のとおりであ
る。

C:0.06％以下Ｃは、オーステナイト相に固溶されて生地を強化する働
きを有する。しかし、含有量が多くなると、Cr炭化物を
形成し、耐食性改善に有効なCrが消費されることによっ
て耐食性の低下を招く。又、Cr炭化物が多量に析出する
と靭性が悪化する。よって、0.06％を上限とする。

Si:2.0％以下 Siは、溶製時の脱酸剤としての役割を有する。しかし、
多量に含むと脆化等の材料特性の劣化を招くので、2.0
％を上限とする。

Mn:1.0〜5.0％ Mnは上記Siと同様に脱酸剤として作用する他、溶製中の
イオウ（Ｓ）を固定する役割を有する。また、Ni当量を
補ってマルテンサイト組織の形成に寄与する一方、硬度
を低下させる作用を有する。このため、少なくとも1.0
％以上含有させる必要がある。しかし、あまりに多く含
有すると、健全なミクロ組織を得ることができなくなる
と共に0.2％耐力が急激に低下する。このため、上限は
5.0％に規定する。

Cr:11〜17％ Crは、高強度化と、ステンレス鋼としての耐食性を得る
ために欠くことの出来ない基本元素である。その含有量
は優れた耐食性を確保するために少なくとも11％を要す
る。しかし乍ら、多量に含有するとミクロ組織における
フェライト相が増加し、耐食性及び靭性が低下する。従
って上限は17％とする。

Ni:1.0〜4.0％ Niは、鋳造性を改善させる作用があり、凝固時の凝固形
態に良好に作用することにより、鋳造工程における割れ
等の欠陥を防止できる。また、Niはミクロ組織中に残留
オーステナイト相を生成させ、靭性の改善に有効であ
る。このため、1.0％以上含有する必要がある。しかし
乍ら、Niを多量に含有すると、硬度が上昇してドリル切
削による孔明け加工性が低下する。従って、4.0％を上
限とする。

Mo:1.0〜3.0％ Moは、耐食性、特に孔食に対する抵抗性の改善に大きな
効果を有する。含有量が1.0％に満たないとその効果が
十分でなく、一方3.0％を超えると靭性が低下し、又コ
ストアップにもなるため、1.0〜3.0％に規定する。

Cu:0.3〜1.8％ Cuは孔食等の局部腐食よりもむしろ、全面腐食に対する
抵抗性の改善に効果がある。その効果を十分なものとす
るために、少なくとも0.3％の含有を必要とするが、あ
まり多くなると靭性の低下を招くので1.8％を上限とす
る。

本発明のステンレス鋼は上記成分元素を含有し、残部は
実質的にFeからなる。不純物は、Ｐ、Ｓその他、鋼の溶
製時に不可避的に混入するものであって、この種の鋼に
通常許容される範囲内であれば存在しても構わない。

なお、本発明のステンレス鋼にあっては、Cr当量をCr％
＋Mo％＋1.5Si％、Ni当量をNi％＋30C％＋0.5Mn％と夫
々定義する。Cr当量及びNi当量は、一般的なフェライト
生成元素及びオーステナイト生成元素を、本発明鋼の合
金成分の中で果たす作用を夫々、総合的に評価したもの
である。マルテンサイト系ステンレス鋼は、所定の焼入
れによってマルテンサイト組織となると共に残留オース
テナイトを形成する。この残留オーステナイトはその後
の高温の焼戻し処理によって分解して耐食性の低下を招
くため、焼入れ後にオーステナイトを多量に残留させる
ことは好ましくない。本発明者は、本発明にかかるマル
テンサイト系ステンレス鋼において、Cr当量とNi当量と
の比率、即ちCr当量/Ni当量の値を4.0よりも大きく、5.
0よりは小さくなるように規定する。

次に、実施例を挙げて、本発明のマルテンサイト系ステ
ンレス鋼の特性を明らかにする。

［実施例］高周波誘導加熱炉で各種成分の合金を溶製し、遠心力鋳
造にて鋳塊を製造した後、25mm x 25mm x 200mmの供試
材を調製した。

各供試材は２回の熱処理（1000℃×２時間加熱、空冷、
及び620℃×２時間加熱、空冷）を行ない、硬度及び機
械的性質を調べた。機械的性質は、JIS Z2241（引張試
験）、JIS Z2242（衝撃試験）及びJIS Z2243（硬度試
験）に準拠して行なった。各供試材の合金化学成分及び
その試験結果を第１表に示す。

第１表において、「Cr当量/Ni当量」は、Cr当量＝Cr％
＋Mo％＋1.5Si％、Ni当量＝Ni％＋30C％＋0.5Mn％の計
算式から求めたものである。

前記第１表において、供試材No.1乃至No.3は本発明鋼と
比較するために調製した比較鋼であり、供試材No.4乃至
No.7は本発明鋼である。

第１表の結果から明らかな如く、供試材No.1乃至No.3は
Cr当量/Ni当量が本発明の規定する範囲から外れてい
る。供試材No.1はNiの含有量が多いため、硬度が高い。
また、供試材No.2及びNo.3はMnの含有量が多いため、硬
度は低いが、降伏強さが低下している。

これに対して、本発明が規定する範囲の供試材は、硬度
が約HB280以下であり、ドリル切削による孔明加工性に
すぐれると共に、その他の機械的性質についても所定の
特性を備えている。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％にて、C:0.06％以下、Si:2.0％以
下、Mn:1.0〜5.0％、Cr:11〜17％、Ni:1.0〜4.0％、Mo:
1.0〜3.0％、Cu:0.3〜1.8％及び残部実質的にFeからな
り、Cr当量/Ni当量の値を4.0よりも大きく5.0よりも小
さくすることを特徴とする、ドリル切削による孔明加工
性にすぐれるマルテンサイト系ステンレス鋼。なお、Cr当量＝Cr％＋Mo％＋1.5Si％、及びNi当量＝Ni
％＋30C％＋0.5Mn％である。