JPH11279713A - 耐銹性および耐熱劣化性に優れるディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼 - Google Patents

耐銹性および耐熱劣化性に優れるディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼

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JPH11279713A
JPH11279713A JP8620698A JP8620698A JPH11279713A JP H11279713 A JPH11279713 A JP H11279713A JP 8620698 A JP8620698 A JP 8620698A JP 8620698 A JP8620698 A JP 8620698A JP H11279713 A JPH11279713 A JP H11279713A
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JP
Japan
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resistance
stainless steel
martensitic stainless
less
heat deterioration
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JP8620698A
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English (en)
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Kazuhide Ishii
和秀 石井
Susumu Sato
佐藤  進
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐銹性が優れるとともに、550 ℃以上に加熱
された場合にも硬さが低下しにくい、ディスクブレーキ
用マルテンサイト系ステンレス鋼を提供する。 【構成】 C:0.25〜0.40wt%、Si:1.0 wt%以下、M
n:1.1 〜2.5 wt%、 Cr:12.0〜16.0wt%、Mo:0.3
〜1.5 wt%、 V:0.1 〜0.5 wt%を含有し、残部は鉄
および不可避的不純物の成分組成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスクブレーキ
用のマルテンサイト系ステンレス鋼に関し、特に、耐銹
性および耐熱劣化性が共に優れるマルテンサイト系ステ
ンレス鋼に関するものである。
【0002】
【従来の技術】オートバイ等のディスクブレーキ用の素
材には、耐銹性と耐磨耗性が必要である。このため、一
般に、ロックウエル硬さ(HR C)を32〜38の範囲に調整し
たマルテンサイト系ステンレス鋼が使用される。ところ
で、オートバイディスクブレーキに従来から用いられて
きたステンレス鋼として、0.2 wt%CのSUS 420J1 、0.
3 wt%CのSUS 420J2 、0.3 wt%C−16wt%Cr等の中炭
素マルテンサイト系ステンレス鋼が挙げられる。これら
のステンレス鋼は、ブレーキ材としての特性を付与する
ために、通常、 850〜1050℃で焼入れした後、550 〜65
0 ℃で焼もどしする熱処理により製造されている。この
ような従来技術で製造されたステンレス鋼は、ディスク
ブレーキとしての硬さは具えているものの、上記熱処理
工程で低Cr濃度域が発生するために耐銹性が劣るという
問題があった。
【0003】その後、かかる耐銹性の低下を改善するた
めの試みが幾つかなされ、例えば特開昭51-20712号公
報、特開昭51-20713号公報および特開昭57-198249 号公
報などに提案されている。ここに、特開昭51-20712号公
報に開示の技術はMoおよびVを添加した、また特開昭51
-20713号公報に開示の技術は高Mn化を図った、中炭素マ
ルテンサイト系ステンレス鋼である。特開昭57-198249
号公報に開示の技術は、C+Nの量0.04〜0.10wt%の鋼
を、1000〜1050℃から焼入れしたままで使用可能にした
低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼であり、その優れ
た耐銹性の故に、広く実用化されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
51-20712号公報、特開昭51-20713号公報に提案された技
術によっても、最近の厳しい耐銹性への要求に対して
は、いまだ十分に応えるものであるとは言いがたい。一
方、特開昭57-198249 号公報に提案の技術は、耐銹性の
面では優れているものの、焼入れのままの材料であるた
め、ディスクブレーキを作動させたときの加熱による温
度上昇で550 ℃以上になったときに、焼もどしを受けて
硬さが低下してしまうという問題がある。この問題は、
特に、大型のオートバイでは発熱量がより大きくなるの
で、一層深刻になる。なお、従来、発熱による温度上昇
を避けるために、ディスクの大型化または厚肉化によっ
て熱容量を増大させたり、あるいはディスクの外周部を
中心部とは別部品として製作し組み立てるといった対策
がとられているが、いずれの方法もコストの上昇を伴
う。また、仮にこのような対策を採用しても、硬さの低
下が起こることもあり、万全な対策とは言えなかった。
【0005】そこで、本発明の目的は、従来技術が抱え
ていたこれらの現状に鑑み、耐銹性が優れるとともに、
550 ℃以上に加熱された場合にも硬さが低下しにくい
(耐熱劣化性に優れる)、ディスクブレーキ用マルテン
サイト系ステンレス鋼を提供することにある。また、本
発明の硬さの具体的目標は、焼入れ・焼もどし熱処理
後、熱劣化処理後ともディスクブレークとしての機能に
必要な HR C =32〜38の範囲とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】発明者らは、上記課題に
向けて、耐銹性および高温加熱時における硬さ低下に対
する抵抗性(耐熱劣化性)に及ぼす成分組成の影響につ
いて鋭意研究検討を加えた結果、本発明を完成するに至
った。すなわち、本発明の要旨構成は以下のとおりであ
る。
【0007】(1)C:0.25〜0.40wt%、Si:1.0 wt%以
下、Mn:1.1 〜2.5 wt%、Cr:12.0〜16.0wt%、Mo:0.
3 〜1.5 wt%、V:0.1 〜0.5 wt%を含有し、残部は鉄
および不可避的不純物の組成からなることを特徴とする
耐銹性および耐熱劣化性に優れるディスクブレーキ用マ
ルテンサイト系ステンレス鋼である。
【0008】(2)上記 (1)に記載の鋼に、さらにNi:0.5
wt%以下、Cu:0.5 wt%以下のうちから選ばれる1種
または2種を含有させることを特徴とする耐銹性および
耐熱劣化性に優れるディスクブレーキ用マルテンサイト
系ステンレス鋼。
【0009】(3)上記 (1)または (2)に記載の鋼に、さ
らにCa:0.0030wt%以下、Mg:0.0030wt%以下の1種ま
たは2種を含有させることを特徴とする耐銹性および耐
熱劣化性に優れるディスクブレーキ用マルテンサイト系
ステンレス鋼。
【0010】(4)上記 (1)〜 (3)のいずれか1つに記載
の鋼に、さらにB:0.005 wt%以下を含有させることを
特徴とする耐銹性および耐熱劣化性に優れるディスクブ
レーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明における構成要件を
上記範囲に限定した理由について説明する。 C:0.25〜0.40wt% Cは、所定の耐熱劣化性を付与するために必要な元素で
ある。C含有量が0.25wt%に満たないと、耐熱劣化性が
十分に得られず、また、焼き入れ時にオーステナイト単
相にならず一部フェライト相を生じて材料の均質化が実
現できなくなる。一方、0.40wt%を超えると耐銹性の劣
化が顕著となり、また、焼入れ歪みが大きくなる。よっ
て、C量は0.25〜0.40wt%の範囲とする。
【0012】Si:1.0 wt%以下 Siは、フェライト生成元素であり、その量が1.0 wt%を
超えると硬さの確保が困難になるので、1.0 wt%以下、
好ましくは0.4 wt%以下の範囲とする。
【0013】Mn:1.1 〜2.5 wt% Mnは、耐銹性を確保するために必要な元素であり、少な
くとも1.1 wt%は必要である。しかし、2.5 wt%を超え
て添加すると、高温での耐酸化性が低下し、製造工程で
の多量のスケール発生、酸洗時の表面肌荒れを招く。よ
って、Mn添加量は1.1 〜2.5 wt%の範囲とする。
【0014】Cr:12.0〜16.0wt% Crは、耐銹性を確保するために必要な元素であり、少な
くとも12.0wt%は必要であるが、16.0wt%を超えると不
均一組織になるので、12.0〜16.0wt%の範囲で添加す
る。
【0015】Mo:0.3 〜1.5 wt% Moは、耐銹性および耐熱劣化性の向上に有用な元素であ
り、0.3 wt%以上の添加を必要とする。一方、その量が
1.5 wt%を超えると焼き入れ時の組織にフェライト相が
生じて、硬さ低下を招き、十分な耐熱劣化性が得られな
くなる。よって、Mo量は0.3 〜1.5 wt%の範囲で添加す
る。
【0016】V:0.1 〜0.5 wt% Vは、必要な耐銹性を確保するために0.1 wt%以上の添
加を必要とする。しかし、0.5 wt%を超えて添加する
と、焼入れ硬さが低下して、十分な耐熱劣化性が得られ
なくなるので、上限を0.5 wt%とする。
【0017】Ni:0.5 wt%以下、Cu:0.5 wt%以下 NiおよびCuは、いずれも耐銹性の向上に有用な元素であ
り、必要に応じて添加する。しかし、Ni、Cuがそれぞれ
0.5 wt%を超えると焼入れ性が低下する。よって、Ni、
Cuはそれぞれ0.5 wt%以下の範囲で添加する。
【0018】Ca:0.0030wt%以下、Mg:0.0030wt%以下 Ca、Mgは、いずれも鋳込み性の向上に有用な元素であ
り、必要に応じて添加する。しかし、いずれの元素とも
0.0030wt%を超えると耐銹性を低下させさせるので、C
a、Mgはそれぞれ0.0030wt%以下の範囲で添加する。
【0019】B:0.005 wt%以下 Bは、靱性の向上に有用な元素であり、必要に応じて添
加するが、0.005 wt%を超えて添加すると熱間圧延性を
低下させるので、上記範囲で添加する。
【0020】次に、本発明鋼の製造方法について説明す
る。製造方法については特に限定するものでなく、マル
テンサイト系ステンレス鋼の製造に通常採用されている
方法がそのまま適用できる。例えば、熱間圧延条件とし
て、1000〜1300℃での加熱、熱延板焼鈍温度として 700
〜900 ℃、焼入れ処理温度として1000〜1200℃、焼きも
どし処理温度として 500〜800 ℃などの範囲が挙げられ
る。
【0021】
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。表1に示す化学成分の鋼を真空溶解炉で溶製して
スラブとし、これを1200℃で加熱して熱間圧延し、続い
て840 ℃×8hで焼鈍して、板厚5mmの熱延板とし
た。この熱延板から剪断により50mm×100 mmの供試
材を採取し、これに表1に示す条件で保持後空冷する焼
入れ及び焼もどしの熱処理を行った。これらの供試材を
さらに#240 のペーパー研磨で表面を仕上げ、硬さ試験
と耐銹性試験を行った。耐銹性は塩水噴霧試験(5%食
塩水、35℃、24時間噴霧)により調べた。耐銹性の判定
は、孔食の程度により、○(孔食発生数:0〜3個)、
×(孔食発生数:4個以上)により判定した。また、使
用中の加熱を想定した耐熱劣化試験( 700℃で60分間保
持した後の硬さ測定)を実施した。
【0022】その結果を、表1に併記する。表1から明
らかなように、発明材は、いずれも焼入れ・焼もどし熱
処理後の硬さ、熱劣化処理後の硬さともディスクブレー
キとしての性能に必要な HR C =32〜38の範囲を満た
し、また耐銹性も優れていることが分かる。これに対
し、SUS 420J2 に相当するNo.10 の従来例、高C(No.1
3) 、低Mn(No.15) 、低Cr(No.16) 、低Mo(No.18) 、低
V(No.20) となり、各成分の含有量が本発明範囲を外れ
た比較例は耐銹性が劣っている。また、低炭素成分で焼
入れのままのNo.11 の従来例、低C(No.12) 、高Si(No.
14) 、高Cr(No.17) 、高Mo(No.19) 、高V(No.21) とな
り、各成分の含有量が本発明範囲を外れた比較例は耐熱
劣化性が劣っている。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
耐銹性、耐熱劣化性のいずれの特性とも優れるオートバ
イ等のディスクブレーキ用のマルテンサイト系ステンレ
ス鋼を提供することができる。また、本発明によれば、
大型のオートバイ等であっても、ディスクの大型化また
は組立化等のコストの上昇を伴う、耐熱劣化対策を採用
する必要がなくなり、安定したブレーキ性能を有するデ
ィスクブレーキを安価に製造することが可能になる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】C:0.25〜0.40wt%、 Si:1.0 wt%以下、 Mn:1.1 〜2.5 wt%、 Cr:12.0〜16.0wt%、 Mo:0.3 〜1.5 wt%および V:0.1 〜0.5 wt% を含有し、残部は鉄および不可避的不純物の組成からな
    ることを特徴とする耐銹性および耐熱劣化性に優れるデ
    ィスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の鋼に、さらに Ni:0.5 wt%以下、 Cu:0.5 wt%以下 のうちから選ばれる1種または2種を含有させることを
    特徴とする耐銹性および耐熱劣化性に優れるディスクブ
    レーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2に記載の鋼に、さ
    らに Ca:0.0030wt%以下、 Mg:0.0030wt%以下 の1種または2種を含有させることを特徴とする耐銹性
    および耐熱劣化性に優れるディスクブレーキ用マルテン
    サイト系ステンレス鋼。
  4. 【請求項4】請求項1〜3のいずれか1項に記載の鋼
    に、さらに B:0.005 wt%以下 を含有させることを特徴とする耐銹性および耐熱劣化性
    に優れるディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレ
    ス鋼。
JP8620698A 1998-03-31 1998-03-31 耐銹性および耐熱劣化性に優れるディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼 Pending JPH11279713A (ja)

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Cited By (5)

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CN108486503A (zh) * 2018-03-12 2018-09-04 东北大学 一种高碳马氏体不锈钢薄带的连铸近终成形制备方法

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