JPS5911661B2 - 低温用高マンガン非磁性鋼 - Google Patents
低温用高マンガン非磁性鋼Info
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- JPS5911661B2 JPS5911661B2 JP55075405A JP7540580A JPS5911661B2 JP S5911661 B2 JPS5911661 B2 JP S5911661B2 JP 55075405 A JP55075405 A JP 55075405A JP 7540580 A JP7540580 A JP 7540580A JP S5911661 B2 JPS5911661 B2 JP S5911661B2
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Landscapes
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は低温用高マンガン非磁性鋼に関し、とくに低
熱膨脹でかつ室温附近以下の広い温度範囲にわたつて延
性および靭性に優れかつ高強度を有する高マンガン非磁
性鋼を提案するものである。
熱膨脹でかつ室温附近以下の広い温度範囲にわたつて延
性および靭性に優れかつ高強度を有する高マンガン非磁
性鋼を提案するものである。
近年強磁場ないしは弱磁場環境下で磁場の影響を受ける
ことの少ない非磁性鋼が、核融合施設、磁気浮上式鉄道
をはじめモーターおよびトランス付属品並びに精密機器
などの分野で強く要求されるようになつた。従来非磁性
鋼としては主にオーステナイト系ステンレス鋼が用いら
れたけれども高価なニッケルを含むことや、加工に対し
て磁性が不安定であるという欠点がある。これに対して
近年、加工や熱処理に対して安定に非磁性を保ち、機械
的特性にも優れ、製造原価の安い鋼として高マンガン非
磁性鋼が注目されるようになつた。
ことの少ない非磁性鋼が、核融合施設、磁気浮上式鉄道
をはじめモーターおよびトランス付属品並びに精密機器
などの分野で強く要求されるようになつた。従来非磁性
鋼としては主にオーステナイト系ステンレス鋼が用いら
れたけれども高価なニッケルを含むことや、加工に対し
て磁性が不安定であるという欠点がある。これに対して
近年、加工や熱処理に対して安定に非磁性を保ち、機械
的特性にも優れ、製造原価の安い鋼として高マンガン非
磁性鋼が注目されるようになつた。
しかし一般には高マンガン非磁性鋼の熱膨脹係数は普通
の炭素鋼より大きくかつ低温での延性および靭性が劣化
するところに問題を残している。例えば従来の標準１３
重量％（以下％で示す）Ｍｎ鋼は非磁性鋼として使用さ
れているが熱膨脹係数が普通鋼より大きくしかも低温で
の延性、靭性の劣化が著しく、他方高Ｍｎ鋼（２０〜３
０％Ｍｎ鋼）では熱膨脹係数は１３％Ｍｎ鋼に比べると
小さくまた低温での延性、靭性はやや改善されるものの
、やはりその劣化は大きい。
の炭素鋼より大きくかつ低温での延性および靭性が劣化
するところに問題を残している。例えば従来の標準１３
重量％（以下％で示す）Ｍｎ鋼は非磁性鋼として使用さ
れているが熱膨脹係数が普通鋼より大きくしかも低温で
の延性、靭性の劣化が著しく、他方高Ｍｎ鋼（２０〜３
０％Ｍｎ鋼）では熱膨脹係数は１３％Ｍｎ鋼に比べると
小さくまた低温での延性、靭性はやや改善されるものの
、やはりその劣化は大きい。
この発明はかような高Ｍｎ鋼に対してさらに熱膨脹係数
が低く、しかも室温から低温にわたる広い温度範囲にお
いて延性ならびに靭性に富みしかも一層高強度を有する
ように改善した高Ｍｎ非磁性鋼である。
が低く、しかも室温から低温にわたる広い温度範囲にお
いて延性ならびに靭性に富みしかも一層高強度を有する
ように改善した高Ｍｎ非磁性鋼である。
この発明は、Ｃ，Ｍｎの組成およびその他の添加元素の
影響を詳細に検討した結果、高Ｍｎ鋼に適量のＡｔを微
量のＣａとともに添加し、さらに場合によつては，Ｎｂ
，ＭＯの１種又は２種以上を添加することにより熱膨脹
係数が従来の１３％Ｍｎ非磁性鋼に比べて著しく小さく
て、室温附近以下の延性および靭性が著しく改善されし
かも、従来の高マンガン鋼にくらべて強度の土昇が得ら
れることを見い出したものである。
影響を詳細に検討した結果、高Ｍｎ鋼に適量のＡｔを微
量のＣａとともに添加し、さらに場合によつては，Ｎｂ
，ＭＯの１種又は２種以上を添加することにより熱膨脹
係数が従来の１３％Ｍｎ非磁性鋼に比べて著しく小さく
て、室温附近以下の延性および靭性が著しく改善されし
かも、従来の高マンガン鋼にくらべて強度の土昇が得ら
れることを見い出したものである。
すなわち、高マンガン鋼は反強磁性相であるためきわめ
て安定した非磁性組織を有するが、発明者らはＡｔ２〜
１０％とＣａＯ．ＯＯｌ〜０．１７０とを添加し、場合
によつてはさらにＶ，Ｎｂ，ＭＯＺの１種または２種以
上を添加することによりそれら自身の固溶効果により強
度の増加が得られ、とくにＡｔ．５ｃａの複合添加によ
り組織自体の靭性が著しく改善されることが知見された
のである。
て安定した非磁性組織を有するが、発明者らはＡｔ２〜
１０％とＣａＯ．ＯＯｌ〜０．１７０とを添加し、場合
によつてはさらにＶ，Ｎｂ，ＭＯＺの１種または２種以
上を添加することによりそれら自身の固溶効果により強
度の増加が得られ、とくにＡｔ．５ｃａの複合添加によ
り組織自体の靭性が著しく改善されることが知見された
のである。
この発明による高マンガン非磁性鋼につき、具二体的に
その成分範囲を示すと以下のとおりである。Ｃ：０．５
％未満、Ｓｉ：１，５％以下、Ｍｎ：１６〜４０％、Ｃ
ｒ：１２７０以下、Ｎ：０．１％以下を含み、Ａｔ：２
〜１０％とＣａ：０．００１〜０．１％とを含有し、さ
らに必要に応じて０．５％以下の、１．０％以下のＮｂ
および０，５％以下のＭＯのうち１種または２種以上を
含有し残余は実質的に鉄からなる組成である。以下にこ
れら各元素の限定理由を述べる。
その成分範囲を示すと以下のとおりである。Ｃ：０．５
％未満、Ｓｉ：１，５％以下、Ｍｎ：１６〜４０％、Ｃ
ｒ：１２７０以下、Ｎ：０．１％以下を含み、Ａｔ：２
〜１０％とＣａ：０．００１〜０．１％とを含有し、さ
らに必要に応じて０．５％以下の、１．０％以下のＮｂ
および０，５％以下のＭＯのうち１種または２種以上を
含有し残余は実質的に鉄からなる組成である。以下にこ
れら各元素の限定理由を述べる。
Ｃ：炭素の存在はオーステナイト相を安定にして非磁性
とするのに有効であるが、０．５％以上になると熱膨脹
係数の増加をまねき、かつ延性の低下を生じるので０．
５％未満でなければならない０Ｓｉ：１．５７０よりも
多くすると冷間加工時に割れを生じるので１．５％以下
でなければならない。
とするのに有効であるが、０．５％以上になると熱膨脹
係数の増加をまねき、かつ延性の低下を生じるので０．
５％未満でなければならない０Ｓｉ：１．５７０よりも
多くすると冷間加工時に割れを生じるので１．５％以下
でなければならない。
Ｍｎ：マンガンはオーステナイト相を安定にして非磁性
鋼とするのに欠かせない元素であるが、１６％未満では
α相が存在するようになりまた４０％を超えると製造上
の困難さが生じるためマンガンは１６％〜４０％の範囲
でなければならない。Ｎ：窒素は、Ｃと同じくオーステ
ナイト相を安定にし強度を向上させる役割があるが、０
．１％より多いと低温での延性の劣下をまねくので０．
１％以下でなければならない。
鋼とするのに欠かせない元素であるが、１６％未満では
α相が存在するようになりまた４０％を超えると製造上
の困難さが生じるためマンガンは１６％〜４０％の範囲
でなければならない。Ｎ：窒素は、Ｃと同じくオーステ
ナイト相を安定にし強度を向上させる役割があるが、０
．１％より多いと低温での延性の劣下をまねくので０．
１％以下でなければならない。
０ｒ：延性、靭性を改善し、伸びの増大にも効果がある
。
。
非磁性相が安定に得られる範囲は１２％以下であり、１
２％を超すとδ相が混入するようになり透磁率の増大を
まねくので１２％以下でなければならない。Ａｔ：この
発明においてとくにＡｔの添加は微量のＣａと複合させ
ることにより室温附近およびそれ以下の広い温度領域に
わたつて靭性の劣化を改善させかつ強度を上昇させる効
果があることの知見に由来する。
２％を超すとδ相が混入するようになり透磁率の増大を
まねくので１２％以下でなければならない。Ａｔ：この
発明においてとくにＡｔの添加は微量のＣａと複合させ
ることにより室温附近およびそれ以下の広い温度領域に
わたつて靭性の劣化を改善させかつ強度を上昇させる効
果があることの知見に由来する。
Ａｔ２７Ｏ以下ではその効果はあられれず一方１０％を
超すと透磁率の上昇を生じるのでその添加範囲は２〜１
０Ｚ０でなければならない。Ｃａ：この発明において２
〜１０％のＡｔに対し０．００１〜０．１％のＣａ（７
）複合添加により室温附近及びそれ以下の広い温度範囲
での靭性の劣下を改善しかつ高強度を生じせしめる作用
の知見に由来する。
超すと透磁率の上昇を生じるのでその添加範囲は２〜１
０Ｚ０でなければならない。Ｃａ：この発明において２
〜１０％のＡｔに対し０．００１〜０．１％のＣａ（７
）複合添加により室温附近及びそれ以下の広い温度範囲
での靭性の劣下を改善しかつ高強度を生じせしめる作用
の知見に由来する。
ＣａＯ．ＯＯｌ％以下ではその効果は現われず、一方０
．１％以上ではその効果にかわりはないが鋼の清浄度を
害するので、Ｃａの成分添加範囲は０．００１〜０．１
％でなければならない。１，Ｎｂ，Ｍ０：これらの元素
は耐力、引張り強さを増加させるために必要により添加
するがその成分範囲がＶ，ＭＯそれぞれ０．５％、Ｎｂ
については１．０％を超えると延性、靭性の低下を生じ
るのでそれぞれ、０．５％、１．０％、０．５％以下に
限定する。
．１％以上ではその効果にかわりはないが鋼の清浄度を
害するので、Ｃａの成分添加範囲は０．００１〜０．１
％でなければならない。１，Ｎｂ，Ｍ０：これらの元素
は耐力、引張り強さを増加させるために必要により添加
するがその成分範囲がＶ，ＭＯそれぞれ０．５％、Ｎｂ
については１．０％を超えると延性、靭性の低下を生じ
るのでそれぞれ、０．５％、１．０％、０．５％以下に
限定する。
次にこの発明の特徴を実施例により詳細に説明卜る。
第１表は従来鋼３鋼種と発明鋼１３鋼種お−び比較鋼２
鋼種の組成を示したものである。ここで従来鋼黒１は標
準１３％Ｍｎ鋼であり、同じくｆ）．２はＡｔ：０．５
％、Ｃｒ：１１％を添加した２４７０Ｍｎ鋼、同黒３は
、Ａｔ：３７０，．Ｃｒ：１１％を添加した２４７０Ｍ
ｎ鋼である。これらの供試材は１１００℃で溶体化処理
後水靭処理を行い、丸棒試験片により透磁率、熱膨脹の
測定をし、さらに丸棒試１験片（ＪＩＳｌ４Ａ号）によ
る引張り試験並びにＪＩＳ４号試験片によるシヤルピ一
衝撃試験を行つた。その結果を第２表に示す。表から分
る様に室温での熱膨脹係数を比較すると発明鋼屋４〜１
６は従来鋼屋１に比べて著しく小さい。透磁率はいずれ
も１．００３で良好な非磁性鋼である。次に機械的性質
は発明鋼黒４〜１６の場合、従来鋼屋１と比較して−１
９６℃での伸び、衝撃値が大幅に改善されまた屋２と比
較すると強度が改善されていることが分る。
鋼種の組成を示したものである。ここで従来鋼黒１は標
準１３％Ｍｎ鋼であり、同じくｆ）．２はＡｔ：０．５
％、Ｃｒ：１１％を添加した２４７０Ｍｎ鋼、同黒３は
、Ａｔ：３７０，．Ｃｒ：１１％を添加した２４７０Ｍ
ｎ鋼である。これらの供試材は１１００℃で溶体化処理
後水靭処理を行い、丸棒試験片により透磁率、熱膨脹の
測定をし、さらに丸棒試１験片（ＪＩＳｌ４Ａ号）によ
る引張り試験並びにＪＩＳ４号試験片によるシヤルピ一
衝撃試験を行つた。その結果を第２表に示す。表から分
る様に室温での熱膨脹係数を比較すると発明鋼屋４〜１
６は従来鋼屋１に比べて著しく小さい。透磁率はいずれ
も１．００３で良好な非磁性鋼である。次に機械的性質
は発明鋼黒４〜１６の場合、従来鋼屋１と比較して−１
９６℃での伸び、衝撃値が大幅に改善されまた屋２と比
較すると強度が改善されていることが分る。
そしてＣａ無添加の従来鋼Ｆｘ３と比較すると、室温で
は衝撃値が改善され−１９６℃では伸び、衝撃値の改善
効果が著しいことが分る。更に−１９６℃での伸びは室
温における伸びよりもむしろ増加しているという目立つ
た特徴がある。しかしＡｔ及びＣａがそれぞれ適性範囲
を超えた場合の例を示す比較鋼黒１７，１８では、−１
９６℃における破断伸び、衝撃値が発明鋼と比較して劣
下し、かつ室温に比べても大きく減少するという欠点が
あることが分る。
は衝撃値が改善され−１９６℃では伸び、衝撃値の改善
効果が著しいことが分る。更に−１９６℃での伸びは室
温における伸びよりもむしろ増加しているという目立つ
た特徴がある。しかしＡｔ及びＣａがそれぞれ適性範囲
を超えた場合の例を示す比較鋼黒１７，１８では、−１
９６℃における破断伸び、衝撃値が発明鋼と比較して劣
下し、かつ室温に比べても大きく減少するという欠点が
あることが分る。
表に示さなかつた発明鋼の他の成分系に対しても上に示
した様な良好な結果が得られており、又引張り試験、シ
ヤルピ一衝撃試験は室温、−１９６℃以外にＯ℃，−５
０一Ｃ，−１２０℃においても実験を行つた結果その試
験値は室温と−１９６℃での試験値をなめらかに結んで
得られる曲線上の値を示すことが確められた。
した様な良好な結果が得られており、又引張り試験、シ
ヤルピ一衝撃試験は室温、−１９６℃以外にＯ℃，−５
０一Ｃ，−１２０℃においても実験を行つた結果その試
験値は室温と−１９６℃での試験値をなめらかに結んで
得られる曲線上の値を示すことが確められた。
この様に発明鋼は従来の高マンガン非磁性鋼と比較して
低熱膨脹でかつ室温附近以下の広い温度領域で延性およ
び靭性に優れかつ高強度を有する高マンガン非磁性鋼で
ある。
低熱膨脹でかつ室温附近以下の広い温度領域で延性およ
び靭性に優れかつ高強度を有する高マンガン非磁性鋼で
ある。
この非磁性鋼は室温附近およびそれ以下の低温度領域で
とくに低い熱膨脹と延性、靭性及び強度を要求される種
々の製品や構造物へ適用することができる。
とくに低い熱膨脹と延性、靭性及び強度を要求される種
々の製品や構造物へ適用することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：０．５重量％未満、 Ｓｉ：１．５重量％以下、 Ｍｎ：１６〜４０重量％、 Ｃｒ：１２重量％以下、 Ｎ：０．１重量％ 以下を含みかつ、 Ａｌ：２〜１０重量％とＣａ：０．００１〜０．１重量
％とを含有して残部実質的にＦｅの組成からなり、低熱
膨脹で室温附近以下の広い温度範囲で延性ならびに靭性
に富み、高強度を有することを特徴とする低温用高マン
ガン非磁性鋼。 ２ Ｃ：０．５重量％未満、 Ｓｉ：１．５重量％以下、 Ｍｎ：１６〜４０重量％、 Ｃｒ：１２重量％以下、 Ｎ：０．１重量％、 以下を含みかつ、 Ａｌ：２〜１０重量％とＣａ：０．００１〜０．１重量
％とを含有しさらに ０．５重量％以下のＶ、１．０重量％以下のＮｂおよび
０．５重量％以下のＭｏのうち少くとも一種を含有して
残部実質的にＦｅの組成からなり、低熱膨脹で室温附近
以下の広い温度範囲で延性ならびに靭性に富み、高強度
を有することを特徴とする低温用高マンガン非磁性鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55075405A JPS5911661B2 (ja) | 1980-06-06 | 1980-06-06 | 低温用高マンガン非磁性鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55075405A JPS5911661B2 (ja) | 1980-06-06 | 1980-06-06 | 低温用高マンガン非磁性鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS572868A JPS572868A (en) | 1982-01-08 |
| JPS5911661B2 true JPS5911661B2 (ja) | 1984-03-16 |
Family
ID=13575227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55075405A Expired JPS5911661B2 (ja) | 1980-06-06 | 1980-06-06 | 低温用高マンガン非磁性鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5911661B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150121229A (ko) * | 2013-03-04 | 2015-10-28 | 오토쿰프 니로스타 게엠베하 | 고연신율을 갖는 초고강도 재료의 생산 방법 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60181256A (ja) * | 1984-02-28 | 1985-09-14 | Kawasaki Steel Corp | 常温強度に優れた高Ｍｎ非磁性鋼 |
| JPH02228450A (ja) * | 1989-03-02 | 1990-09-11 | Tokushu Denkyoku Kk | 鋳造用合金 |
-
1980
- 1980-06-06 JP JP55075405A patent/JPS5911661B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150121229A (ko) * | 2013-03-04 | 2015-10-28 | 오토쿰프 니로스타 게엠베하 | 고연신율을 갖는 초고강도 재료의 생산 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS572868A (en) | 1982-01-08 |
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