JPS581165B2 - オ−ステナイト系ステンレス鋼に耐浸炭性を付与する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐浸炭性の優れたオーステナイト系ステンレス
鋼に係り、特に、耐浸炭性を高めるために成分調整等を
必要とせず、汎用の耐熱、耐酸化性オーステナイト系ス
テンレス鋼に簡便な加工処理を施して耐浸炭性オーステ
ナイト系ステンレス鋼を得る方法に関する。

一般にオーステナイト系ステンレス鋼は他の鋼種に比し
て耐酸化性が良好であるため高温域での使用に供される
ことが多いが、比較的高い温度域で連続加熱または繰返
し加熱冷却を必要としかつ浸炭性雰囲気を伴うところに
も常用されている。

たとえば高炭素鋼の焼鈍箱やインナーカバーへの使用が
その例である。

しかしこのような浸炭雰囲気条件下では汎用のオーステ
ナイト系ステンレス鋼たとえばＳＵＳ３０４等はその表
面から炭素を拡散吸収して浸炭し、膨張、変形が生じひ
いては破断に到る事故が発生することがある。

このような浸炭の抑止つまり耐浸炭性の改善には鋼中の
ＳｉまたはＮｉ−Ｃｒ量を多くすることが一般に望まし
い。

しかしＮｉ−Ｃｒ含量を多くすると材料費が嵩み、また
耐浸炭性向上を目的として成分調整してオーステナイト
系ステンレス鋼を製造することは操業の面でも負担がか
かり製造コストの上昇につながる。

したがって汎用の耐酸化性または耐熱オーステナイト系
ステンレス鋼を成分調整することなく、耐浸炭性を付与
することができれば用途も拡がりしかも経済的である。

本発明はこのような実情にかんがみなされたもので、汎
用の耐熱耐酸化性オーステナイト系ステンレス鋼に耐浸
炭性を付与することを目的とする。

すなわち本発明者らはオーステナイト系ステンレス鋼の
表面に冷間加工処理による塑性変形量の犬なる層を形成
せしめれば著しく耐浸炭性が向上することを見い出した
のである。

そしてこのような表面の塑性変形量大なる層を形成させ
るには鋼表面に引張変形または圧縮変形を起させる加工
硬化処理によって容易に行ない得ることが判明した。

したがって本発明は表面に冷間塑性変形量の大なる層を
有する耐浸炭性オーステナイト系ステンレス鋼、および
この鋼を製造する方法として引張変形加工または圧縮変
形加工により表面に加工硬化層を形成せしめることから
なる耐浸炭性オーステナイト系ステンレス鋼の製造法を
提供する。

冷間塑性変形とは冷間加工により表面を塑性変形させる
ことを意味し、圧延鋼板であればさらに表面のみに塑性
変形を起させ、鋼板内部より表面の方が塑性変形量が多
いことを意味する。

引張変形加工とは屈曲変形や圧延加工を意味し、表面に
引張力を加えて加工することを意味する。

たとえばコルゲート鋼板では曲げ部分で表面の塑性変形
量が大である。

圧縮変形加工とは表面を圧縮加工たとえばショットブラ
スト、ショットピーニング処理することを意味する。

この引張および圧縮変形量は表面硬化を起すに充分な量
であり、表面硬化の程度が高くなった組織では耐浸炭性
も高くなる。

加工温度は通常の表面硬化法に使用されるような冷間加
工温度を意味する。

引張変形加工と圧縮変形加工は使用鋼種（材質、形状、
寸法）に応じ最適の加工法を選定するが、場合によって
は両者の加工法を併用してもよい。

次に実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例 １ 表１に示す組成の汎用オーステナイト系ステンンレス鋼
板を４段式ロール圧延機によって圧延率１０％および５
０％で冷間圧延した。

この鋼板の４段圧延の圧延条件は次のとおりである。

圧延速度； ６０ｍ／分 圧延率１０％の場合； ｌバス５％、２バス３％、３バ
ス２％。

圧延率５０％の場合； １バス２０％、２バス１０％、
３バス１０％、 ４バス８％、５バス２ ％。

次にこの冷間圧延した各オーステナイト系ステンレス鋼
を８００℃、９００℃、１０００℃の浸炭雰囲気下にさ
らした。

ただしこの浸炭処理はＣＯ＋ＣＯ２のガス雰囲気下で各
温度とも６０時間保持して行なった。

この浸炭処理後、浸炭程度を知るため、表面炭素濃度（
分光分析による表面下１０μの位置の濃度）と表面硬度
（ピツカース）を測定した。

表面硬度が高いことは浸炭程度が高いことを示す。

得られた結果を表２に表わす。

表中の対照例として示す素材は冷間圧延を行なわない素
材を前記と同一の浸炭条件で浸炭処理したものを示す。

表２の結果から冷間加工処理したものは冷間加工しない
対照素材に比して耐浸炭性が向上していることがわかる
。

特に１０％冷間加工のものは５０％冷間加工のものより
耐浸炭性が優れており、冷間圧延による場合にはその加
工度に最適範囲が存在することがわかる。

実施例 ２ 実施例１と同じオーステナイト系ステンレス鋼板（表１
の鋼板）をドライホーニングマシンによってその表面に
ガラスビーズを噴躬させた。

このショットブラスト処理の条件は次のとおりである。

噴射圧力； ５ｋｇ／ｃｍ２ 吹付距離； ５ｃｍ 吹付時間； ３分００秒 ガラスビーズ径； ２１０〜５００μ このショットブラスト処理により表面硬化させたＳＵＳ
３０４の表面硬度および表面硬化層のかたさ分布を添付
第１図に示す。

第１図に見られる如く表面硬化層は表層部約０．４ｍｍ
まで表面硬化している。

このショットブラスト処理した鋼板を実施例と同一条件
下の浸炭雰囲気にさらした。

浸炭処理後、浸炭部の炭素含有量と表面かたさを実施例
１と同様に測定し、得られた結果を表３に示す。

比較のため対照例としてショットブラスト処理をしない
で浸炭処理した素材の測定結果も掲げる。

表３の結果から、オーステナイト系ステンレス鋼の表面
に圧縮変形加工を施すと耐浸炭性が著しく向上し、冷間
圧延加工のものに比してもさらに優れた効果を現わすこ
とがわかる。

添付写真はＳＵＳ３０４鋼の実施例２にしたがって処理
した表面状態を示す顕微鏡写真（倍率×２００）である
。

第２図の写真ＳＵＳ３０４鋼をドライホーニングマシン
によって表面硬化させたものをＣＯ＋ＣＯ２雰囲気で９
００℃×６０時間浸炭雰囲気にさらした表面を示してお
り、浸炭層がほとんど見られない。

第３図の写真は同じＳＵＳ３０４鋼を表面硬化処理しな
いで同条件の浸炭処理した表面を示しており、浸炭層が
深部まで拡散していることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はショットブラスト処理によりＳＵＳ３０４鋼の
表層部を加工硬化させた板厚断面方向のかたさ分布を示
す。 第２図は本発明による冷間塑性変形量の大なる層を有す
るオーステナイト系ステレレス鋼の断面の顕微鏡写真（
倍率×２００）であり、実施例２により浸炭雰囲気にさ
らした後の状態を示す。 第３図は従来のオーステナイト系ステンレス鋼の断面の
顕微鏡写真（倍率×２００）であり、第１図と同種鋼を
同じ浸炭雰囲気にさらした状態を示し、浸炭部が深部ま
で伸延しているのを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷間による引張変形加工または圧縮変形加工を施す
   ことにより、オーステナイト系ステンレス鋼表面に冷間
   塑性変形量の大なる加工硬化層を形成せしめることから
   なるオーステナイト系ステンレス鋼に耐浸炭性を付与す
   る方法。