JPS60110848A - 非磁性高硬度鋼 - Google Patents

非磁性高硬度鋼

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JPS60110848A
JPS60110848A JP58218754A JP21875483A JPS60110848A JP S60110848 A JPS60110848 A JP S60110848A JP 58218754 A JP58218754 A JP 58218754A JP 21875483 A JP21875483 A JP 21875483A JP S60110848 A JPS60110848 A JP S60110848A
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JP
Japan
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weight
hardness
less
steel
strength
Prior art date
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Application number
JP58218754A
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English (en)
Inventor
Makoto Saito
誠 斉藤
Tomohito Iikubo
知人 飯久保
Yutaka Kurebayashi
豊 紅林
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、強瓜および硬度が大であってしかも安定し
て非磁性を示し、例えば、非磁性ばね。
VTR用シャフト、非磁性金型などの素材として利用す
ることができる非磁性高硬度鋼に関するものである。
(従来技術) 従来、例えば非磁性が要求される部品としては、電算機
に組込まれるリレースイッチ用ばねやVTR用シャフト
などがあり、これらの素材としては5US304やBe
−Cu系合金などが使用されていた。
しかしながら、例えば5US304の場合には低加工度
の状yルでは良好な非磁性が得られるものの強度および
硬度が低いため、強度」三部品寸法を小さくすることが
できなかったり、表面の摩耗が勇しかったりするという
欠点を有していた。一方、SU’5304の加工度を高
めて強度および硬度を一1= ’ilさせた場合には非
磁性のものを得ることができなくなり、」=述した非磁
性が要求される部品の累月としては適さなくなるという
問題点があった。他力、Be−Cu系合金の場合には安
定した非磁性が得られると共にある程度の強度および硬
度を41しているが、近年の各種製品の小型軽JIi化
の黄求に伴って部品のより一層の小型化が心霊となり、
このためにはさらに強度の大きい非磁性高強度材料が要
求されると共に、V T P、用シャフトなとの場合−
には硬度をより一層高めて耐摩耗性をさらに向上させ、
高品質の画像を長期にわたって得られるように、上記の
非磁性高強度に加えて高硬度の要求か強まってきている
。
(発明の目的) こめ発明は、上述した従来の事情に着目してなされたも
ので、強度および硬度が大であってしかも安定して非磁
性を示し、非磁性ならびに強度や耐摩耗性等が要求され
る部品の素旧として好適に使用することができる非磁性
高硬度鋼を提供することを目的としている。
(発明の構成) この発明による非磁性高硬度鋼は、C: 0.05重量
%以下、Si:2.0重量%以下、Mn:2゜0重量%
以下、Ni:20〜30重量%、Cr:15〜20重量
%、B:0.010重量%以下、Ti:2.5〜5.0
重量%、A文:0.1〜1.0重量%、Nb:0.2〜
2.0重量%でかつ原子%に換算してTi+A文+Nb
=4.0〜7.0原子%を満足し、さらに必要に応じて
、Mg:0.001〜0.020重量%。
Zr:0.OOl 〜0.050重量%、Ca:o、o
oi〜0.020重量%、REM (Yを含む希土類元
素):O,OO1〜0.050重量%のうちの1種また
は2種以上を含有し、残部実質的にFeよりなることを
特徴としている。
次に、この発明による非磁性高硬度鋼の成分範囲の限/
J=理由について説明する。
C:0.05爪量%以下 Cは強力なオーステナイト形成元素であり、安定な非磁
性鋼を得るのに重要な元素であるが、Ti、Nbなとの
ような炭化物形成元素を多量に含む鋼では巨大炭化物を
形成しやすく、また多量に含有すると靭延性が低下する
ため0 、05fi1%以下に限定した。
Si二2,0重厚−%以下 Siは溶解時の脱酸元素として有効であるほか1.j、
I度を高める効果を有する元素であるが、多jIjに含
有すると熱間加工性や磁気特性を害するため2.Q屯4
1%以下に限定した。
M n : 2 、 O爪Fi!4%以下Mnは溶解時
の脱酸元素として有効であるほか、安定し5たオーステ
ナイト組織すなわち安定な非磁性を得るための重要な元
素であるが、γ′相やδ相を析出することにより高い硬
度を得る強析出型合金では析出硬化能を害するため2.
0重量%以下に限定した。
Ni:20〜30重量% ・Niは安定なオーステナイト組織、すなわち安定な非
磁性を得るだめの必須元素であり、磁性および加工硬化
能を制御するためには少なくとも20重量%以上含有さ
せることが必要であるが、多量に含有させても前記性質
が比例的に増大しなくなるほか、経済的にも高価となる
ため30重量%以下に限定した。
Cr:15〜20重量% Crは安定な非磁性ならびに良好な耐応力腐食割れ性お
よび腐食抵抗性を得るだめの改善効果が顕著な元素であ
り、このような効果を得るためには15重遍%以上含有
させることが必要であるが、多量に含有すると靭延性の
劣下を導き、磁気特性にも悪影響を及ぼすので20重量
%以下に限定した。
B:O,OIO重星5以下 Bは粒界を強化し、靭延性の向上を助長する作用を有す
るほか、熱間加工性の改善に顕著な効果を有する元素で
あるが、多量に含イ1すると低融点硼化物が生成し、脱
化温度領域が広くなるため0 、 O1,0重遍5%以
下に限定した。
Ti:2.5〜5.0重液% Aす二0.1〜1.0重量% Nb:0.2〜2.0型部% Ti 、A文、Nbは微細な析出物γ′相、δ相の析出
硬化をもたらす必須元素であり、十分な硬さを11Iる
には各々T i : 2 、5重量%以上、AM=0.
1重量%以」二、Nb:0.2重量%以上含イ)させる
ことが必要であるが、多量に含有させると苫しく熱間加
工性を害するため、上記成分範囲に限定した。そして、
安定な非磁性と十分な硬度を11ノ・ると共に製造性の
観点から、原子%換算でT i + A文+Nb=4.
0〜7.0原子%どすることが最も望ましい。
Mg:O,OO1〜0.020重量1%Zr:0.OO
I〜0.050重量% Ca+0.001〜0.020重品% RE重量%、001〜0..050重量%Mg、Zr、
Ca、REM(Yを含む右土類元素)はいずれも強靭性
の改善に右動な元素であり、また熱間加工性を著しく向
」ニーさせる作用を有しているが、多部に含有させると
粒界脆化の傾向を強めるので、」二足の範囲内でこれら
の1種または2種以」二を惑星に応じて添加する。
(実施例1) 第1表に示す成分の未発明鋼を真空誘導炉により溶製し
たのち造塊して30kg鋼塊を製造し、鍛造および圧延
を行ってJlf、さ1 mm 、幅20mmの平板を製
造し、次いで、第2表に示す熱処理条件で各平板を固溶
化熱処理したのち660°0X10hrの条件で時効処
理し、次いで時効処理後の平板材から厚さIIIIIl
l、lIIIiilomm、長さ100mmの薄板状試
験片を採取した。
また、第1表に示す成分の鋼のうちB、Eの鋼塊に対し
て鍛造および圧延を行って厚さ5mm、幅20+n+n
の平板を製造し、次いで、第2表に示す熱処理条件で各
平板を固溶化熱処理したのち80%の冷間加工を施して
厚さl ms 、幅20mmの平板としたのち、660
℃X10hrの条件で時効処理し、次いで時効処Jll
!後の平板材から厚さin+石2幅10mm、長さ10
0闘の薄板状試験片を採取した。
一方、比較のために、同じく第1表に示す成分の市販合
金を用意し、5tLS304およびBe−Cu合金に対
しては厚さ1m11まで冷間圧延した後、第2表に示す
条件で固溶化熱処理を行い、次いで時効処理を行ったの
ち、時効処理後の平板材から厚さ1 mm 、 IIV
li 10rnm 、長さ100mmの薄板状試験片を
採取した6さらに、5US631に対しても第2表に示
す条件で熱処理を施し、前記と同寸法の薄板状試験片を
製作した。
次いで、各試験ノ)−の0.2%耐力、引張強さ、硬さ
および透磁率を測定したところ、第3表に示す結果とな
った。なお、第3表に木印で示すものは、 JiiJ記
したように固溶化熱処理後に室温において加工率80%
の冷間加工を行い、その後時効硬化処理した場合を示し
ている。
第2表 第 3 表 表に示す結果より明らかなように、本発明鋼A〜Fはい
ずれも強度および硬度が大であってしかも良好な非磁性
をもつものであり、Mg、Zr。
Ca 、REMの1種以上を添加した場合には強靭性お
よび熱間加工性を一層改善できることがわかった。また
、冷間における加工度を高めた場合には、安定な非磁性
を十分に確保した上でさらに強度および硬度を著しく高
めることができた。
これに対して、比較の5US304では良好な非磁性が
得られるものの強度および硬度が劣り、例えばばねの高
応力化に対応できないと共に、VTR用シャフト等に適
用した場合に耐摩耗性が劣るものである。また、5US
831は強度および硬度に優れているものの十分な非磁
性が得られず、Be−Cu合金は良好な非磁性を有して
いるものの強度および硬度は十分満足いくものではない
。さらに、5US304の冷間における加工度を高めた
場合には加工によりマルテンサイト化するため所望の非
磁性が得られなくなる。
次に、第1表に示す供試材のうち本発明鋼A。
D、’Eおよび市販合金5US304.Be−Cu合金
から製作した前記薄板状試験片についてばね限界値を測
定したところ、第4表に示す結果どなった。
第 4 表 第4表に示すように、本発明鋼ではいずれも良好な値を
示しており、ばねの高応力化に対応でき、あるいはばね
の小型化を実現することも可能である。これに対して比
較の5US304では第3表に示したように強度が著し
く低く、ばね限界値も小さな値であり、Be−Cu合金
ではばねの高応力化や小型化に十分対応できないもので
あった。
(実施例2) 第1表に示す本発明鋼のうちB、C,Fの成分の鋼を真
空誘導炉で溶製したのち造塊して30kg鋼塊を製造し
、鍛造および圧延を行って直径1011fflの棒材を
製造した。次いで、前記第2表に示す熱処理条件で各棒
材を固溶化熱処理したのち冷間引抜きを行って直径3m
mの棒材とし、次いで、660℃X10hrの条件で時
効処理してVTR用シャフトを製作した。
一方、比較のために同じく第1表に示す成分の市販合金
5US304および5US631を用意し、5US30
4に対しては冷間圧延したのち第2表に示す熱処理条件
で固溶化熱処理を行い、次いで時効処理を施して同じ<
VTR用シャフトを製作した。また、5US631に対
しては同じく第2表に示す条件で熱処理を施すことによ
り、VTR用シャフトを製作した。さらに、5US30
4については加工度を90%まで高めたものについても
製作した。
次いで、各VTR用シャフトを実機テストに供し、テー
プ走行500時間後の摩耗減量を測定すると共に、再生
された画質についても調べた。また、人工海水中で50
時間浸漬して発錆の有無を調べた。この結果を第5表に
示す。
第5表 第5表に示すように、本発明鋼はいずれも摩耗減量が少
なく、liw腐食性も良好であって、VTR用シャフト
の寿命延長を実現することが可能であり、画質も良好で
あるというすぐれた結果が得られた。
これに対して、比較の5US304では硬度が低いため
摩耗が多く、90%加工を施して硬度を高めた場合には
画質が劣ると共に耐腐食性にも劣っており、また5US
631の場合にも画質が劣ると共に耐腐食性にも劣ると
いう好ましくない結果となった。
(発明の効果) 以上説明してきたように、この発明による非磁性高硬度
鋼は、C:0.05重量%以下、Sj:2.0重量%以
下、Mn:2.0重量%以下。
N + : 20〜30重量%、Cr:15〜20重量
%、B:0.010重量%以下、Ti:2.5〜5.0
重量%、AfL:0.1〜1.0重量%、Nb:0.2
〜2.0重量%でかつ原子%に換算してT i + A
文+Nb=4.0〜7.0原子%を満足し、さらに必要
に応じて、Mg:0.001〜0.020重都X。
Zr:0.001−0.050iJ1%、Ca:0.0
01〜0.020重量%、REM (Yを含む希土類元
素):0.001〜0.050重量%のうちの1種また
は2種以上を含有し、残部実質的にFeよりなるもので
あるから、強度および硬度が大であってしかも安定して
良好な非磁性を示すものであり、非磁性が要求されると
同時に強度や耐摩耗性等が要求される部品の素材として
好適に使用することができ、例えば電算機等のリレース
イッチ用非磁性ばねの高応力化や小型化に十分対応する
ことができ、VTR用シVフトの強度増大、小型化およ
び耐摩耗性向上を実現することができ、非磁性金型の強
靭化による耐割れ性の向上および金型寿命の延長をはか
ることができるなど、著しくすぐれた効果をもたらすも
のである。
特許出願人 大同特殊鋼株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (+)C:0.0.5型部%以下、Si :2.O重I
    A%以下、Mn:2.0重量%以下、Ni : 20〜
    3 Q 型部%、Cr:15〜20重量%、B:0 、
    01 C)ir、(ii%以下、Ti:2.5〜5.0
    rrI′+11%、AfL: 0 、 l−1、0i1
    .%、Nb:0.2〜2.0重量%でかつTi+A文+
    Nb=4.0〜7.0原子%を満足し、残部実質的にF
    eよりなることを特徴とする非磁性高硬度鋼。 (2)C:0.05重型底以下、St :2.O重I−
    %以下、M n : 2 、0重量%以下、Ni:20
    〜30[il %、 Cr:15〜20 重ffi二%
    、B:O,OIO爪量%以下、Ti:2.5〜5.0屯
    41%、A文=0.1〜1.0重量%、Nb:0.2〜
    2.0重量%でかつT i + A文+Nb=4.0〜
    7.0原子%を満足し、さらにMg:0.OO1〜0.
    020重量%。 Zr:0.001〜0.050重量%、Ca:O,OO
    1〜0.020重量%、REM:o、ooi〜0.05
    0重量%のうちの1種または2種以上を含有し、残部実
    質的にFeよりなることを特徴とする非磁性高硬度鋼。
JP58218754A 1983-11-22 1983-11-22 非磁性高硬度鋼 Pending JPS60110848A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62230957A (ja) * 1986-03-31 1987-10-09 Aichi Steel Works Ltd 析出硬化型非磁性ステンレス鋼
JPH0426740A (ja) * 1990-05-21 1992-01-29 Nippon Stainless Steel Co Ltd 高強度非磁性鋼
US11198930B2 (en) * 2014-09-19 2021-12-14 Nippon Steel Corporation Austenitic stainless steel plate

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