JPH11140596A - 遅れ破壊特性にすぐれた高強度の冷間鍛造用快削ステンレス鋼および部品の製造方法 - Google Patents
遅れ破壊特性にすぐれた高強度の冷間鍛造用快削ステンレス鋼および部品の製造方法Info
- Publication number
- JPH11140596A JPH11140596A JP30755697A JP30755697A JPH11140596A JP H11140596 A JPH11140596 A JP H11140596A JP 30755697 A JP30755697 A JP 30755697A JP 30755697 A JP30755697 A JP 30755697A JP H11140596 A JPH11140596 A JP H11140596A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- stainless steel
- delayed fracture
- temperature
- steel
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 時効温度を450℃から650℃までの広い
範囲に選ぶことができ、良好な遅れ破壊特性を示す、マ
ルテンサイト系の高強度の冷間鍛造用快削ステンレス鋼
を提供する。 【解決手段】 重量%で、C:0.020%以下(必要
に応じて、C:0.009%以下)、Si:1.0%以
下、Mn:1.5%以下、P:0.03%以下、S:
0.03%以下、Cu:2.00〜4.00%、Ni:
3.50〜7.00%、Cr:14.0〜17.0%、
Mo:1.50%以下、N:0.040%以下、Nb:
0.05〜0.40%およびB:0.0010〜0.0
100%を含有し、残部が実質的にFeであって、かつ
Nb%<8(C%+N%)の条件を満足する合金組成を
有するステンレス鋼。溶体化処理温度Ts(K)は、lo
g〔Nb%×(C%+N%)〕>11.2−17500
/Tsの条件が満足される。
範囲に選ぶことができ、良好な遅れ破壊特性を示す、マ
ルテンサイト系の高強度の冷間鍛造用快削ステンレス鋼
を提供する。 【解決手段】 重量%で、C:0.020%以下(必要
に応じて、C:0.009%以下)、Si:1.0%以
下、Mn:1.5%以下、P:0.03%以下、S:
0.03%以下、Cu:2.00〜4.00%、Ni:
3.50〜7.00%、Cr:14.0〜17.0%、
Mo:1.50%以下、N:0.040%以下、Nb:
0.05〜0.40%およびB:0.0010〜0.0
100%を含有し、残部が実質的にFeであって、かつ
Nb%<8(C%+N%)の条件を満足する合金組成を
有するステンレス鋼。溶体化処理温度Ts(K)は、lo
g〔Nb%×(C%+N%)〕>11.2−17500
/Tsの条件が満足される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶体化熱処理状態
での冷間加工性および被削性がすぐれ、450℃〜65
0℃の範囲の温度で時効熱処理したとき、高い遅れ破壊
特性を確保した、高強度の冷間鍛造用快削ステンレス鋼
と、このステンレス鋼の部品を製造する方法の関する。
での冷間加工性および被削性がすぐれ、450℃〜65
0℃の範囲の温度で時効熱処理したとき、高い遅れ破壊
特性を確保した、高強度の冷間鍛造用快削ステンレス鋼
と、このステンレス鋼の部品を製造する方法の関する。
【0002】
【従来の技術】各種の舶用部品、耐食性ファスナー等、
高い強度と耐食性とが求められる機器や部品の材料とし
ては、オーステナイト系ステンレス鋼を冷間加工し、加
工硬化させた高強度材、またはJIS鋼種SUS631
またはSUS630のような、析出硬化を利用した高強
度材が用いられている。
高い強度と耐食性とが求められる機器や部品の材料とし
ては、オーステナイト系ステンレス鋼を冷間加工し、加
工硬化させた高強度材、またはJIS鋼種SUS631
またはSUS630のような、析出硬化を利用した高強
度材が用いられている。
【0003】前者の、加工硬化を利用したオーステナイ
ト系ステンレスは、強度の向上を加工によって生じる歪
みだけに依存しているため、高い強度を得るには冷間で
強加工を行なう必要がある。 強加工の実現には高い能
力を有する加工機が必要があり、加工コストは著しく高
価なものとなるうえ、大型の部品を製造するのは困難で
ある。
ト系ステンレスは、強度の向上を加工によって生じる歪
みだけに依存しているため、高い強度を得るには冷間で
強加工を行なう必要がある。 強加工の実現には高い能
力を有する加工機が必要があり、加工コストは著しく高
価なものとなるうえ、大型の部品を製造するのは困難で
ある。
【0004】後者のうち、セミオーステナイト系析出硬
化鋼であるSUS631は、溶体化処理状態では加工能
が高いオーステナイト相からなり、その状態で冷間加工
などを施し、マルテンサイト相に変態させた後、時効処
理を行ない、析出硬化をさせて使用する鋼種である。
この鋼は、合金組成のコントロールを精密に行なわない
と、外気温の変動などにより、溶体化処理した材料にマ
ルテンサイト変態が起こって材料が割れる、いわゆる
「置き割れ」が生じたり、溶体化処理状態で加工して
も、加工時の発熱などに起因して十分なマルテンサイト
変態が行なわれず、製品の硬さがばらついたりする、と
いう問題がある。 そのうえ、上記のように主に冷間加
工を施して使用するという特質上、質量の大きい部品へ
の適用は困難であるという問題もある。
化鋼であるSUS631は、溶体化処理状態では加工能
が高いオーステナイト相からなり、その状態で冷間加工
などを施し、マルテンサイト相に変態させた後、時効処
理を行ない、析出硬化をさせて使用する鋼種である。
この鋼は、合金組成のコントロールを精密に行なわない
と、外気温の変動などにより、溶体化処理した材料にマ
ルテンサイト変態が起こって材料が割れる、いわゆる
「置き割れ」が生じたり、溶体化処理状態で加工して
も、加工時の発熱などに起因して十分なマルテンサイト
変態が行なわれず、製品の硬さがばらついたりする、と
いう問題がある。 そのうえ、上記のように主に冷間加
工を施して使用するという特質上、質量の大きい部品へ
の適用は困難であるという問題もある。
【0005】SUS630は、溶体化状態でマルテンサ
イト相からなり、Cuの析出硬化を利用した鋼種で、マ
ルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼に分類される。
この鋼は、時効処理により所望の強度を得ることがで
き、耐食性もステンレス鋼として最も一般的なSUS3
04並みであることから、高強度と耐食性が必要とされ
る部品に多く使用されている。
イト相からなり、Cuの析出硬化を利用した鋼種で、マ
ルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼に分類される。
この鋼は、時効処理により所望の強度を得ることがで
き、耐食性もステンレス鋼として最も一般的なSUS3
04並みであることから、高強度と耐食性が必要とされ
る部品に多く使用されている。
【0006】このようなマルテンサイト系析出硬化型ス
テンレス鋼は、たとえば特開平8−85822号で提案
されているように、成分の適正なコントロールにより、
溶体化処理状態での冷間加工性を向上させることができ
るなど、加工性も良好になってきていることから、引張
強さ1000MPa 程度のファスナー材等への適用が進め
られている。 しかしながら、1300MPa 以上の高い
引張強さが得られる500℃以下の温度で時効処理をし
た材料では、遅れ破壊特性が不十分で、このような高い
強度が必要とされる部品へ適用することができないとい
う問題点があった。
テンレス鋼は、たとえば特開平8−85822号で提案
されているように、成分の適正なコントロールにより、
溶体化処理状態での冷間加工性を向上させることができ
るなど、加工性も良好になってきていることから、引張
強さ1000MPa 程度のファスナー材等への適用が進め
られている。 しかしながら、1300MPa 以上の高い
引張強さが得られる500℃以下の温度で時効処理をし
た材料では、遅れ破壊特性が不十分で、このような高い
強度が必要とされる部品へ適用することができないとい
う問題点があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、マル
テンサイト系析出硬化型ステンレス鋼において、すぐれ
た冷間鍛造性および被削性を確保しつつ、450〜65
0℃の範囲の温度で時効処理をしたとき、高い強度を発
現し、かつ良好な遅れ破壊特性を示す鋼を提供すること
にある。 このステンレス鋼を材料として、高い強度と
良好な遅れ破壊特性を示す部品を製造する方法を提供す
ることもまた、本発明の目的に含まれる。
テンサイト系析出硬化型ステンレス鋼において、すぐれ
た冷間鍛造性および被削性を確保しつつ、450〜65
0℃の範囲の温度で時効処理をしたとき、高い強度を発
現し、かつ良好な遅れ破壊特性を示す鋼を提供すること
にある。 このステンレス鋼を材料として、高い強度と
良好な遅れ破壊特性を示す部品を製造する方法を提供す
ることもまた、本発明の目的に含まれる。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の遅れ破壊特性に
すぐれた高強度の冷間鍛造用快削ステンレス鋼は、重量
%で、C:0.02%以下、Si:1.0%以下、M
n:1.5%以下、P:0.03%以下、S:0.03
%以下、Cu:2.0〜4.0%、Ni:3.5〜7.
0%、Cr:14.0〜17.0%、Mo:1.5%以
下、N:0.04%以下、Nb:0.05〜0.40%
およびB:0.001〜0.010%を含有し、残部が
実質的にFeであって、かつNb%<8(C%+N%)
の条件を満足させる合金組成を有し、450℃〜650
℃の温度で時効処理してなる。
すぐれた高強度の冷間鍛造用快削ステンレス鋼は、重量
%で、C:0.02%以下、Si:1.0%以下、M
n:1.5%以下、P:0.03%以下、S:0.03
%以下、Cu:2.0〜4.0%、Ni:3.5〜7.
0%、Cr:14.0〜17.0%、Mo:1.5%以
下、N:0.04%以下、Nb:0.05〜0.40%
およびB:0.001〜0.010%を含有し、残部が
実質的にFeであって、かつNb%<8(C%+N%)
の条件を満足させる合金組成を有し、450℃〜650
℃の温度で時効処理してなる。
【0009】本発明の遅れ破壊特性にすぐれた高強度の
ステンレス鋼部品の製造方法は、重量%で、C:0.0
2%以下、Si:1.0%以下、Mn:1.5%以下、
P:0.03%以下、S:0.03%以下、Cu:2.
0〜4.0%、Ni:3.5〜7.0%、Cr:14.
0〜17.0%、Mo:1.5%以下、N:0.04%
以下、Nb:0.05〜0.40%およびB:0.00
1〜0.010%を含有し、残部が実質的にFeであっ
て、かつNb%<8(C%+N%)の条件を満足する合
金組成を有するステンレス鋼を、Nb%および(C%+
N%)と、溶体化処理温度Ts(K)との関係が log〔Nb%(C%+N%)〕>11.2−17500
/Ts の条件を満足する温度で溶体化処理をし、部品形状に成
形したのち、450℃〜650℃の温度で時効処理する
ことからなる。
ステンレス鋼部品の製造方法は、重量%で、C:0.0
2%以下、Si:1.0%以下、Mn:1.5%以下、
P:0.03%以下、S:0.03%以下、Cu:2.
0〜4.0%、Ni:3.5〜7.0%、Cr:14.
0〜17.0%、Mo:1.5%以下、N:0.04%
以下、Nb:0.05〜0.40%およびB:0.00
1〜0.010%を含有し、残部が実質的にFeであっ
て、かつNb%<8(C%+N%)の条件を満足する合
金組成を有するステンレス鋼を、Nb%および(C%+
N%)と、溶体化処理温度Ts(K)との関係が log〔Nb%(C%+N%)〕>11.2−17500
/Ts の条件を満足する温度で溶体化処理をし、部品形状に成
形したのち、450℃〜650℃の温度で時効処理する
ことからなる。
【0010】
【発明の実施の形態】より高い冷間鍛造性と被削性を実
現するには、上記の合金組成においてC量を低減し、
C:0.009%以下とすることが好ましい。
現するには、上記の合金組成においてC量を低減し、
C:0.009%以下とすることが好ましい。
【0011】本発明の冷間鍛造用快削ステンレス鋼にお
いて、合金組成を上記のように限定した理由は、つぎの
とおりである。
いて、合金組成を上記のように限定した理由は、つぎの
とおりである。
【0012】C:0.020%以下、必要により0.0
09%以下 Cは、冷間加工時の変形抵抗の低下、変形能の向上およ
び被削性の確保の観点から含有量を低くする必要があ
り、0.020%以下とする。 とくに冷鍛性および被
削性を重視する場合には、0.009%以下とする。
09%以下 Cは、冷間加工時の変形抵抗の低下、変形能の向上およ
び被削性の確保の観点から含有量を低くする必要があ
り、0.020%以下とする。 とくに冷鍛性および被
削性を重視する場合には、0.009%以下とする。
【0013】Si:1.0%以下 Siは鋼の脱酸剤として添加するが、含有量が過大とな
ると溶体化熱処理後の硬さが高くなり、冷間鍛造性およ
び被削性にとって不利になるばかりでなく、δ−フェラ
イトの形成量を増し、鋼の熱間加工性を劣化させる。
1.0%の上限は、このような理由で設けた。 冷間鍛
造性をとくに重視する場合には0.3%以下とする。
ると溶体化熱処理後の硬さが高くなり、冷間鍛造性およ
び被削性にとって不利になるばかりでなく、δ−フェラ
イトの形成量を増し、鋼の熱間加工性を劣化させる。
1.0%の上限は、このような理由で設けた。 冷間鍛
造性をとくに重視する場合には0.3%以下とする。
【0014】Mn:1.5%以下 Mnは鋼の脱酸剤として作用するほか、δ−フェライト
相の形成を抑制する元素としても有効であるため、積極
的に添加し、含有量0.7%以上とすることが好まし
い。 しかし、Mn含有量が過大になると鋼のMs点が
低下し、残留オーステナイト量が増え、時効処理後の強
度が低下するので、含有量の上限を1.5%とする。
相の形成を抑制する元素としても有効であるため、積極
的に添加し、含有量0.7%以上とすることが好まし
い。 しかし、Mn含有量が過大になると鋼のMs点が
低下し、残留オーステナイト量が増え、時効処理後の強
度が低下するので、含有量の上限を1.5%とする。
【0015】P:0.03%以下 Pは、粒界に偏析して粒界腐食感受性を高めるほか、靱
性の低下を招くため、含有量は低いほど好ましい。 必
要以上の低減はコストの上昇を招くため、0.03%と
いう許容限度を設けた。
性の低下を招くため、含有量は低いほど好ましい。 必
要以上の低減はコストの上昇を招くため、0.03%と
いう許容限度を設けた。
【0016】S:0.03%以下 Sは、被削性を向上させる効果はあるものの、鋼の熱間
加工性を劣化させるほか、MnSを形成し耐食性を著し
く低下させるため、その含有量を極力低くすることが好
ましく、0.03%を許容限度とする。 より高い耐食
性が要求される場合は、0.01%以下とする。
加工性を劣化させるほか、MnSを形成し耐食性を著し
く低下させるため、その含有量を極力低くすることが好
ましく、0.03%を許容限度とする。 より高い耐食
性が要求される場合は、0.01%以下とする。
【0017】Cu:2.0〜4.0% Cuは、時効処理のために加熱したときにε相を形成
し、鋼を硬化させる作用があるので添加する。 この効
果を十分に得るためには、添加量を2.0%以上とす
る。 過剰な添加は熱間加工性を著しく低下させるた
め、上限を4.0%とする。
し、鋼を硬化させる作用があるので添加する。 この効
果を十分に得るためには、添加量を2.0%以上とす
る。 過剰な添加は熱間加工性を著しく低下させるた
め、上限を4.0%とする。
【0018】Ni:3.5〜7% Niは強力なオーステナイト相形成元素であって、δ−
フェライト相の生成を抑制し、鋼の熱間加工性を確保す
る上で有効である。 この作用を確実に得るため、3.
5%以上添加する。 一方、過大な添加は鋼のMs点を
低下させ、残留オーステナイト量を増して時効後の強度
を確保することを困難にするから、7.0%を上限とす
る。
フェライト相の生成を抑制し、鋼の熱間加工性を確保す
る上で有効である。 この作用を確実に得るため、3.
5%以上添加する。 一方、過大な添加は鋼のMs点を
低下させ、残留オーステナイト量を増して時効後の強度
を確保することを困難にするから、7.0%を上限とす
る。
【0019】Cr:14.0〜17.0% Crは耐食性を確保する上で必須の元素であり、この目
的で14.0%以上添加する。 過剰な添加は、δ−フ
ェライト相の生成を助長して熱間加工性を害するととも
に、時効後の鋼の強度を低下させるため、上限を17.
0%とする。
的で14.0%以上添加する。 過剰な添加は、δ−フ
ェライト相の生成を助長して熱間加工性を害するととも
に、時効後の鋼の強度を低下させるため、上限を17.
0%とする。
【0020】Mo:1.5%以下 Moは、耐食性をさらに向上させることを意図して、
1.5%までの範囲で添加する。 過剰な添加は、Cr
と同様にδ−フェライト相の生成を助長し、熱間加工性
を害するとともに、時効後の鋼の強度を低下させる。
したがって添加量は、他の成分とのバランスを考えて決
定する必要がある。
1.5%までの範囲で添加する。 過剰な添加は、Cr
と同様にδ−フェライト相の生成を助長し、熱間加工性
を害するとともに、時効後の鋼の強度を低下させる。
したがって添加量は、他の成分とのバランスを考えて決
定する必要がある。
【0021】N:0.040%以下 Nは、Cと同様に、溶体化処理後の硬さに大きく影響す
る元素であり、その含有量が低いほど溶体化処理後の硬
さが低く、鋼の被削性は向上する。 したがって、N含
有量はできるだけ低く抑制すべきである。 この観点か
ら、0.040%を上限として定めた。
る元素であり、その含有量が低いほど溶体化処理後の硬
さが低く、鋼の被削性は向上する。 したがって、N含
有量はできるだけ低く抑制すべきである。 この観点か
ら、0.040%を上限として定めた。
【0022】Nb:0.05〜0.40% Nbの添加は、炭窒化物を形成して鋼の結晶粒を微細化
し、溶体化処理後の鋼の硬さを低め、析出硬化処理後の
靱延性、とくにピーク時効時の靱延性を高める効果があ
る。 そこで、0.05%から0.40%の範囲で添加
する。
し、溶体化処理後の鋼の硬さを低め、析出硬化処理後の
靱延性、とくにピーク時効時の靱延性を高める効果があ
る。 そこで、0.05%から0.40%の範囲で添加
する。
【0023】B:0.0010〜0.0100% Bは、鋼の熱間加工性を向上させるほか、時効処理時の
遅れ破壊特性を高めるのに有効な元素である。 その効
果を確実に得るためには、0.001%以上の含有が必
要である。 しかし、過剰な添加は低融点のホウ化物が
粒界に生成するという結果を招き、熱間加工性を低下さ
せることから、その上限を0.0100%とする。
遅れ破壊特性を高めるのに有効な元素である。 その効
果を確実に得るためには、0.001%以上の含有が必
要である。 しかし、過剰な添加は低融点のホウ化物が
粒界に生成するという結果を招き、熱間加工性を低下さ
せることから、その上限を0.0100%とする。
【0024】Nb量と(C+N)量との関係がNb%<
8(C%+N%)の条件を満足するようにすることは、
450〜650℃の範囲とくに500℃以下の温度の時
効処理をしたときの、遅れ破壊特性を良好に確保する上
で必要である。 この関係を満足するとともにB添加量
を前記のように適切にえらぶことにより、CおよびNの
量がきわめて低いレベルにあっても、450〜650℃
の時効処理温度の範囲で、良好な遅れ破壊特性を確保す
ることができる。
8(C%+N%)の条件を満足するようにすることは、
450〜650℃の範囲とくに500℃以下の温度の時
効処理をしたときの、遅れ破壊特性を良好に確保する上
で必要である。 この関係を満足するとともにB添加量
を前記のように適切にえらぶことにより、CおよびNの
量がきわめて低いレベルにあっても、450〜650℃
の時効処理温度の範囲で、良好な遅れ破壊特性を確保す
ることができる。
【0025】溶体化処理を、その温度Ts(K)が log〔Nb%(C%+N%)〕>11.2−17500
/Ts の関係をみたすようにすること、つまり上式で定められ
る上限以下の温度で溶体化処理を行なうことにより、結
晶粒を微細に保って(旧オーステナイト結晶粒度番号7
番以上の細粒)、より高い靱延性を得ること、換言すれ
ば、より高い信頼性を確保した部品を製造することがで
きる。 この交換が得られる作用機構としては、Nbを
完全には固溶させずに一部残すことによって、粒界の移
動・消滅を防ぐというピンニング効果が考えられる。
ただし、この条件をみたす熱処理を行なうのが得策か否
かは、この材料で製造した部品に要求される特性と、製
造工程の便宜とを考え合わせて判断すべきである。
/Ts の関係をみたすようにすること、つまり上式で定められ
る上限以下の温度で溶体化処理を行なうことにより、結
晶粒を微細に保って(旧オーステナイト結晶粒度番号7
番以上の細粒)、より高い靱延性を得ること、換言すれ
ば、より高い信頼性を確保した部品を製造することがで
きる。 この交換が得られる作用機構としては、Nbを
完全には固溶させずに一部残すことによって、粒界の移
動・消滅を防ぐというピンニング効果が考えられる。
ただし、この条件をみたす熱処理を行なうのが得策か否
かは、この材料で製造した部品に要求される特性と、製
造工程の便宜とを考え合わせて判断すべきである。
【0026】
【実施例】表1に示す合金組成(重量%、残部Fe)の
鋼を真空誘導炉で溶製して、50kg鋼塊を得た。 比較
例のうちfは、SUS630鋼である。
鋼を真空誘導炉で溶製して、50kg鋼塊を得た。 比較
例のうちfは、SUS630鋼である。
【0027】 表 1 Nb/鋼 C Mn Si P S Cu Ni Cr Mo N Nb B (C+N) 実施例 A 0.007 0.76 0.18 0.017 0.002 3.14 4.86 15.6 0.08 0.021 0.18 0.0024 6.4 B 0.005 0.91 0.24 0.024 0.001 3.23 4.72 15.1 0.34 0.015 0.12 0.0016 6.0 C 0.009 0.88 0.12 0.013 0.003 3.09 4.68 15.6 0.12 0.027 0.18 0.0031 5.0 D 0.009 0.66 0.28 0.029 0.003 3.38 4.81 15.8 0.09 0.016 0.16 0.0022 6.4 E 0.016 0.92 0.41 0.019 0.004 3.00 5.80 16.3 0.20 0.017 0.21 0.0028 6.4 F 0.004 0.80 0.07 0.008 0.001 3.41 6.10 16.0 0.05 0.028 0.19 0.0024 5.9 G 0.008 0.95 0.10 0.022 0.001 2.76 3.88 15.5 0.11 0.016 0.15 0.0038 6.3 H 0.009 0.94 0.21 0.024 0.005 2.81 4.53 15.2 0.39 0.018 0.15 0.0015 5.6 I 0.011 0.89 0.26 0.029 0.007 2.99 5.00 16.1 0.06 0.016 0.16 0.0051 5.9 J 0.007 0.75 0.09 0.026 0.003 3.11 4.91 15.6 0.15 0.022 0.16 0.0021 5.5 K 0.005 0.85 0.13 0.011 0.012 3.17 4.85 15.8 0.41 0.031 0.17 0.0030 4.7 L 0.006 0.87 0.14 0.016 0.008 2.85 4.33 15.0 1.04 0.021 0.17 0.0028 6.3 M 0.003 1.00 0.08 0.020 0.006 3.29 4.97 15.1 0.71 0.036 0.25 0.0019 6.4N 0.019 0.42 0.11 0.014 0.007 2.36 3.67 16.5 0.03 0.012 0.20 0.0025 6.5 比較例 a 0.005 0.93 0.24 0.025 0.006 3.16 4.59 15.6 0.08 0.029 0.35 − 10.3 b 0.007 0.84 0.17 0.023 0.007 3.41 5.13 15.9 0.26 0.019 0.40 .0021 15.4 c 0.015 0.50 0.05 0.014 0.002 2.97 4.95 15.3 0.42 0.027 0.42 .0035 10.0 d 0.006 0.76 0.12 0.026 0.001 3.26 5.04 15.1 0.68 0.037 0.38 .0009 8.8 e 0.005 0.92 0.16 0.014 0.008 3.05 4.11 15.0 0.95 0.018 0.18 − 7.8f 0.052 0.86 0.19 0.022 0.010 3.21 4.08 15.7 0.21 0.033 0.33 − 3.9 各鋼塊を熱間鍛造して、20mmの丸棒に加工した。 そ
れらのサンプルを、表2に示す温度に30分間保持した
のち油冷する溶体化処理を施し、硬さ試験、被削性試験
および圧縮試験に供した。硬さ試験は、約20mm角×1
0mmの形状の試験片を用い、横断面について、ロックウ
ェルC硬さ測定試験を行なった。被削性試験は、35mm
角×200mmの試験片を用い、以下の条件で実施した: 工 具: SKH51製ドリル 直径5mm 送 り: 0.07mm/rev. 切削油: なし 穿 孔: 一定周速で深さ15mmの孔を連続穿孔 評 価: 総穿孔深さ500mmとなる周速(VL50
0) 圧縮試験は、直径15mm×高さ22.5mmの円柱形状の
試験片を用い、円柱の両端部が拘束された状態で圧縮変
形を加える、いわゆる端面拘束圧縮試験を行なった。
圧縮率は70%とし、10個の試験片を試験したとき、
割れた数により圧縮特性の良否を判断した。
れらのサンプルを、表2に示す温度に30分間保持した
のち油冷する溶体化処理を施し、硬さ試験、被削性試験
および圧縮試験に供した。硬さ試験は、約20mm角×1
0mmの形状の試験片を用い、横断面について、ロックウ
ェルC硬さ測定試験を行なった。被削性試験は、35mm
角×200mmの試験片を用い、以下の条件で実施した: 工 具: SKH51製ドリル 直径5mm 送 り: 0.07mm/rev. 切削油: なし 穿 孔: 一定周速で深さ15mmの孔を連続穿孔 評 価: 総穿孔深さ500mmとなる周速(VL50
0) 圧縮試験は、直径15mm×高さ22.5mmの円柱形状の
試験片を用い、円柱の両端部が拘束された状態で圧縮変
形を加える、いわゆる端面拘束圧縮試験を行なった。
圧縮率は70%とし、10個の試験片を試験したとき、
割れた数により圧縮特性の良否を判断した。
【0028】上記の試験の結果を、まとめて表2に示
す。 表2において、「log… 式」欄の○印は、前記し
たNb%および(C%+N%)と溶体化温度STとの関
係式で示される条件を満足していることを示し、□はそ
うでないことを意味する。
す。 表2において、「log… 式」欄の○印は、前記し
たNb%および(C%+N%)と溶体化温度STとの関
係式で示される条件を満足していることを示し、□はそ
うでないことを意味する。
【0029】 表2 溶体化処理条件 溶体化処理後の物性 No. 鋼 ST(K) log…式 硬さHRC VL500(m/min) 割れ数 実施例1 A 1293 ○ 26 10.0 0 2 B 1258 ○ 25 11.8 0 3 C 1293 ○ 27 9.7 0 4 D 1278 ○ 26 10.5 0 5 E 1298 ○ 27 9.6 1 6 F 1298 ○ 27 9.7 0 7 G 1273 ○ 26 9.9 0 8 H 1273 ○ 26 9.9 0 9 I 1278 ○ 26 10.3 0 10 J 1283 ○ 27 10.1 0 11 K 1298 ○ 28 9.2 0 12 L 1278 ○ 27 9.5 0 13 M 1313 ○ 28 9.1 0 14 N 1293 ○ 27 9.9 2 15 A 1323 □ 26 10.3 0 16 G 1318 □ 25 11.0 0 17 L 1323 □ 26 11.1 0 比較例21 a 1313 ○ 28 8.7 0 22 b 1298 ○ 27 9.2 0 23 c 1313 ○ 29 8.4 0 24 d 1293 ○ 29 7.9 1 25 e 1313 □ 26 10.2 0 26 f 1313 ○ 34 4.7 10 上記の溶体化処理材に対し、480℃または620℃で
それぞれ4時間保持したのち空冷する時効処理を施し、
得られた時効処理材について、硬さ試験、遅れ破壊試験
および引張試験を行なった。 その結果を表3に示す。
それぞれ4時間保持したのち空冷する時効処理を施し、
得られた時効処理材について、硬さ試験、遅れ破壊試験
および引張試験を行なった。 その結果を表3に示す。
【0030】 表3 時効処理 480℃ 時効処理 620℃ 硬さ 静曲げ PS TS El 硬さ 静曲げ PS TS El No. HRC 比 (MPa) (MPa) (%) HRC 比 (MPa) (MPa) (%) 実施例1 42 0.8 1247 1392 15 30 ≧0.9 794 989 22 2 43 0.85 1251 1402 14 28 ≧0.9 759 957 24 3 42 ≧0.9 1234 1385 16 29 ≧0.9 790 980 21 4 45 0.8 1288 1438 12 29 ≧0.9 776 974 22 5 43 0.85 1255 1411 14 32 ≧0.9 818 1019 23 6 45 0.85 1269 1426 13 32 ≧0.9 821 1025 21 7 39 0.85 1238 1366 15 28 ≧0.9 769 963 22 8 40 ≧0.9 1244 1374 15 29 ≧0.9 770 967 22 9 41 0.85 1246 1382 14 30 ≧0.9 805 1001 23 10 42 ≧0.9 1249 1400 14 31 ≧0.9 824 1033 21 11 42 ≧0.9 1258 1413 14 33 ≧0.9 840 1050 20 12 39 0.8 1246 1390 16 30 ≧0.9 793 994 22 13 43 0.8 1279 1426 12 34 ≧0.9 844 1056 21 14 38 0.8 1212 1360 17 31 ≧0.9 824 1028 23 15 42 0.7 1244 1409 10 31 ≧0.9 831 1036 20 16 39 0.7 1236 1372 8 29 ≧0.9 800 997 22 17 40 0.7 1228 1367 9 30 ≧0.9 807 999 22 比較例21 41 0.2 1254 1394 15 32 ≧0.9 815 1024 21 22 43 0.2 1263 1421 11 28 ≧0.9 752 948 22 23 40 0.25 1242 1377 14 34 ≧0.9 833 1048 19 24 42 0.45 1248 1398 14 34 ≧0.9 843 1056 20 25 41 0.5 1257 1402 6 28 ≧0.9 769 964 21 26 43 0.85 1260 1403 13 35 ≧0.9 852 1060 20 遅れ破壊試験は、平行部径6mm×長さ40mmの試験片の
長手方向の中央部にV字形のノッチ(半径0.1mm)を
与えて底部の径を4mmとしたものに、0.1Nの塩酸水
溶液を滴下した環境下で、曲げ応力を付与する方法によ
り実施した。種々の曲げ応力における破断時間曲線から
200時間の破断応力を求め、塩酸を滴下しない環境で
の静的曲げ応力に対する比(200時間静曲げ比)によ
り評価した。
長手方向の中央部にV字形のノッチ(半径0.1mm)を
与えて底部の径を4mmとしたものに、0.1Nの塩酸水
溶液を滴下した環境下で、曲げ応力を付与する方法によ
り実施した。種々の曲げ応力における破断時間曲線から
200時間の破断応力を求め、塩酸を滴下しない環境で
の静的曲げ応力に対する比(200時間静曲げ比)によ
り評価した。
【0031】引張試験は、平行部径8mmのJIS4号試
験片を用い、JISZ2241に定める方法に従い、常
温において、0.2%耐力、引張強さおよび伸びを測定
することにより行なった。
験片を用い、JISZ2241に定める方法に従い、常
温において、0.2%耐力、引張強さおよび伸びを測定
することにより行なった。
【0032】表3の結果からわかるように、本発明の範
囲に入る鋼は、比較例fとして用いた既知のSUS63
0にくらべてVL500 の値が大きく、70%の圧縮を加
えても、SUS630が10個すべての試験片に割れが
生じたのに対し、割れが生じないか、または生じても1
個か2個であった。
囲に入る鋼は、比較例fとして用いた既知のSUS63
0にくらべてVL500 の値が大きく、70%の圧縮を加
えても、SUS630が10個すべての試験片に割れが
生じたのに対し、割れが生じないか、または生じても1
個か2個であった。
【0033】このように、本発明の鋼は、溶体化処理状
態での被削性、冷間加工性にすぐれているばかりでな
く、480℃という、強度が非常に高くなる比較的低温
の時効処理を施しても、静曲げ比で0.7以上の良好な
遅れ破壊特性を示す。
態での被削性、冷間加工性にすぐれているばかりでな
く、480℃という、強度が非常に高くなる比較的低温
の時効処理を施しても、静曲げ比で0.7以上の良好な
遅れ破壊特性を示す。
【0034】一方、比較例a〜eは、溶体化処理した状
態や、620℃という比較的高い温度で時効処理した状
態では、本発明の鋼に遜色のない特性を有するものの、
より低い480℃において時効処理した状態では、その
静曲げ比は0.2〜0.5と低く、遅れ破壊特性が劣っ
ている。
態や、620℃という比較的高い温度で時効処理した状
態では、本発明の鋼に遜色のない特性を有するものの、
より低い480℃において時効処理した状態では、その
静曲げ比は0.2〜0.5と低く、遅れ破壊特性が劣っ
ている。
【0035】
【発明の効果】本発明により、溶体化処理状態ではすぐ
れた加工性を示し、また、強度が高く得られる条件で時
効状態したときでさえ、既知のSUS630と同等の遅
れ破壊特性を有する、高強度の冷間鍛造用快削ステンレ
ス鋼が提供される。 この材料を使用し、好ましくは本
発明の方法に従うことにより、信頼性の高い高強度のス
テンレス鋼部品を製造することができる。
れた加工性を示し、また、強度が高く得られる条件で時
効状態したときでさえ、既知のSUS630と同等の遅
れ破壊特性を有する、高強度の冷間鍛造用快削ステンレ
ス鋼が提供される。 この材料を使用し、好ましくは本
発明の方法に従うことにより、信頼性の高い高強度のス
テンレス鋼部品を製造することができる。
Claims (4)
- 【請求項1】 重量%で、C:0.02%以下、Si:
1.0%以下、Mn:1.5%以下、P:0.03%以
下、S:0.03%以下、Cu:2.0〜4.0%、N
i:3.5〜7.0%、Cr:14.0〜17.0%、
Mo:1.5%以下、N:0.04%以下、Nb:0.
05〜0.40%およびB:0.001〜0.010%
を含有し、残部が実質的にFeであって、かつNb%<
8(C%+N%)の条件を満足する合金組成を有するス
テンレス鋼を450℃〜650℃で時効処理してなる、
遅れ破壊特性にすぐれた高強度の冷間鍛造用快削ステン
レス鋼。 - 【請求項2】 重量%で、C:0.009%以下、S
i:1.0%以下、Mn:1.5%以下、P:0.03%
以下、S:0.03%以下、Cu:2.0〜4.0%、
Ni:3.5〜7.0%、Cr:14.0〜17.0
%、Mo:1.5%以下、N:0.04%以下、Nb:
0.05〜0.40%およびB:0.001〜0.01
0%を含有し、残部が実質的にFeであって、かつNb
%<8(C%+N%)の条件を満足する合金組成を有す
るステンレス鋼を450℃〜650℃で時効処理してな
る、遅れ破壊特性にすぐれた高強度の冷間鍛造用快削ス
テンレス鋼。 - 【請求項3】 重量%で、C:0.02%以下、Si:
1.0%以下、Mn:1.5%以下、P:0.03%以
下、S:0.03%以下、Cu:2.0〜4.0%、N
i:3.5〜7.0%、Cr:14.0〜17.0%、
Mo:1.5%以下、N:0.04%以下、Nb:0.
05〜0.40%およびB:0.001〜0.010%
を含有し、残部が実質的にFeであって、かつNb%<
8(C%+N%)の条件を満足する合金組成を有するス
テンレス鋼を、Nb%および(C%+N%)と、溶体化
処理温度Ts(K)との関係が log〔Nb%(C%+N%)〕>11.2−17500
/Ts の条件を満足する温度で溶体化処理をし、部品形状に成
形したのち、450℃〜650℃の温度で時効処理する
ことからなる、遅れ破壊特性にすぐれた高強度の冷間鍛
造用快削ステンレス鋼部品の製造方法。 - 【請求項4】 重量%で、C:0.009%以下、S
i:1.0%以下、Mn:1.5%以下、P:0.03%
以下、S:0.03%以下、Cu:2.0〜4.0%、
Ni:3.5〜7.0%、Cr:14.0〜17.0
%、Mo:1.5%以下、N:0.04%以下、Nb:
0.05〜0.40%およびB:0.001〜0.01
0%を含有し、残部が実質的にFeであって、かつNb
%<8(C%+N%)の条件を満足する合金組成を有す
るステンレス鋼を、Nb%および(C%+N%)と、溶
体化処理温度Ts(K)との関係が log〔Nb%(C%+N%)〕>11.2−17500
/Ts の条件を満足する温度で溶体化処理をし、部品形状に成
形したのち、450℃〜650℃の温度で時効処理する
ことからなる、遅れ破壊特性にすぐれた高強度の冷間鍛
造用快削ステンレス鋼部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30755697A JPH11140596A (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 遅れ破壊特性にすぐれた高強度の冷間鍛造用快削ステンレス鋼および部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30755697A JPH11140596A (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 遅れ破壊特性にすぐれた高強度の冷間鍛造用快削ステンレス鋼および部品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11140596A true JPH11140596A (ja) | 1999-05-25 |
Family
ID=17970517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30755697A Pending JPH11140596A (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 遅れ破壊特性にすぐれた高強度の冷間鍛造用快削ステンレス鋼および部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11140596A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113913703A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-11 | 江西宝顺昌特种合金制造有限公司 | 双真空熔炼630不锈钢锻件及其制备方法 |
-
1997
- 1997-11-10 JP JP30755697A patent/JPH11140596A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113913703A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-11 | 江西宝顺昌特种合金制造有限公司 | 双真空熔炼630不锈钢锻件及其制备方法 |
| CN113913703B (zh) * | 2021-09-30 | 2022-05-10 | 江西宝顺昌特种合金制造有限公司 | 双真空熔炼630不锈钢锻件及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1746177B1 (en) | High strength bolt excellent in delayed fracture resistance and method of production of same | |
| EP1801253B1 (en) | High strength spring and method for manufacture thereof | |
| JP2842579B2 (ja) | 疲労強度の優れた高強度ばね用鋼 | |
| US20080264524A1 (en) | High-Strength Steel and Metal Bolt Excellent In Character of Delayed Fracture | |
| KR20080090424A (ko) | 스프링 강, 이를 이용한 스프링의 제조 방법 및 이로부터 제조된 스프링 | |
| JP2010533240A (ja) | 低含量のコバルトを有するまたはコバルト不含の硬化マルテンサイト鋼、当該鋼から部品を製造する方法、およびこのようにして得られる部品 | |
| EP1371863B1 (en) | High-strength bolt excellent in delayed fracture resistance characteristics and its steel product | |
| JP3340225B2 (ja) | 耐銹性に優れた高強度マルテンサイト系ステンレス鋼およびドリリングタッピンねじ | |
| JP4321974B2 (ja) | 高強度ねじ用鋼および高強度ねじ | |
| SE528454C2 (sv) | Utskiljningshärdbart martensitiskt rostfritt stål innefattande titansulfid | |
| JP3954751B2 (ja) | 鍛造性と被削性に優れる鋼 | |
| JP4403624B2 (ja) | 軟窒化用非調質鋼及び軟窒化非調質クランク軸とその製造方法 | |
| JP3918587B2 (ja) | 冷間成形用ばね鋼 | |
| JPH09324219A (ja) | 耐水素脆性に優れた高強度ばねの製造方法 | |
| US5985044A (en) | Forged, non-heat treated, nitrided steel parts and process of making | |
| WO1998054372A1 (fr) | Acier non trempe pour structure mecanique | |
| JPH1112695A (ja) | 耐食性とばね特性にすぐれたばね用ステンレス鋼線 | |
| JP4044460B2 (ja) | 冷間成形ばね用鋼 | |
| JPH05148581A (ja) | 高強度ばね用鋼および高強度ばねの製造方法 | |
| JP3875605B2 (ja) | 冷間加工性及び耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼 | |
| JP4867638B2 (ja) | 耐遅れ破壊特性および耐腐食性に優れた高強度ボルト | |
| JP4332446B2 (ja) | 冷間加工性および耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼、並びに耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼部品 | |
| JPS61272316A (ja) | 耐応力腐蝕割れ性のすぐれた超高張力鋼の製造法 | |
| JP7544489B2 (ja) | 硬度と靭性のバランスに優れた機械構造用合金鋼 | |
| JPH11100644A (ja) | 高強度・高靱性ばね用鋼およびばねの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040930 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060317 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060404 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060808 |