JPS6026645A - 極低温用高靭性マルテンサイト系ステンレス鋼 - Google Patents
極低温用高靭性マルテンサイト系ステンレス鋼Info
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- JPS6026645A JPS6026645A JP13474983A JP13474983A JPS6026645A JP S6026645 A JPS6026645 A JP S6026645A JP 13474983 A JP13474983 A JP 13474983A JP 13474983 A JP13474983 A JP 13474983A JP S6026645 A JPS6026645 A JP S6026645A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は０．２％耐力が１００ｋｇｆ ／鰭”級で低
温衝撃値の大きなマルテンサイト系ステンレス鋼に係る
。
温衝撃値の大きなマルテンサイト系ステンレス鋼に係る
。
例えばコンプレッサ部品、化学プラント部品或いは高力
ボルト等には高強度、高靭性および耐食性が同時に要求
されることが多い。
ボルト等には高強度、高靭性および耐食性が同時に要求
されることが多い。
このような用途に対する高強度ステンレス鋼としてはマ
ルテンサイト系ステンレス鋼と析出硬化形ステンレス鋼
とがあり、前者は１３Ｃｒ系が代表的な鋼種であって安
価であるが、比較的銹び易く、また溶接性および低温靭
性が良好でない。
ルテンサイト系ステンレス鋼と析出硬化形ステンレス鋼
とがあり、前者は１３Ｃｒ系が代表的な鋼種であって安
価であるが、比較的銹び易く、また溶接性および低温靭
性が良好でない。
後者は１７−４ＰＨ（ＪＩＳ−３ＵＳ６３Ｇ）が代表的
な１７Ｃｒ−４Ｎｉ−４Ｃｕ−Ｎｂ系およびＦＶ５２０
Ｂ （Ｆｉｒｔｈ Ｖｉｃｋｅｒ社規格）が代表的な１
４ Ｃｒ −５Ｎ ｉ −２Ｍ ｏ −ｌＣｕ−Ｎｂ系
があり、１３Ｃ１ｒ系の鋼種よりは溶接性や耐食性が良
いが低温靭性が低いのが問題であり、そのうえ引張特性
のうち耐力比（０，２％耐力／引張強さ）が大きく、使
用上望ましくない。
な１７Ｃｒ−４Ｎｉ−４Ｃｕ−Ｎｂ系およびＦＶ５２０
Ｂ （Ｆｉｒｔｈ Ｖｉｃｋｅｒ社規格）が代表的な１
４ Ｃｒ −５Ｎ ｉ −２Ｍ ｏ −ｌＣｕ−Ｎｂ系
があり、１３Ｃ１ｒ系の鋼種よりは溶接性や耐食性が良
いが低温靭性が低いのが問題であり、そのうえ引張特性
のうち耐力比（０，２％耐力／引張強さ）が大きく、使
用上望ましくない。
またＦＶ５２０ＢはＭＯを含有しているためそれだけコ
スト高になるのが問題である。
スト高になるのが問題である。
本発明は上記の事情に鑑み、１００ ｋｇｆ ／＋ｎ”
級の０．２％耐力を有し、１７−４ＰＨあるいはＦＶ５
２０Ｂよりも低温靭性の高い、安価なマルテンサイト系
ステンレス鋼を提供することを目的とし、 Ｃ０，０３〜０．１％、 Ｓｉ １％以下、Ｍｎ、１％
以下、 Ｎｉ４〜６％、 Ｃｒ１５〜１７．５％、ｖ ００１％以下Ａ１ ０．０
０５〜０．０４％ 残部実質的にＦｅおよび不純物 からなり、微細な針状のマルテンサイトを主体とする金
属組織を有する低温衝撃値の高いマルテンサイト系ステ
ンレス鋼に係る。なお本明細書においては化学組成は通
例のとおり重量％で示しである。
級の０．２％耐力を有し、１７−４ＰＨあるいはＦＶ５
２０Ｂよりも低温靭性の高い、安価なマルテンサイト系
ステンレス鋼を提供することを目的とし、 Ｃ０，０３〜０．１％、 Ｓｉ １％以下、Ｍｎ、１％
以下、 Ｎｉ４〜６％、 Ｃｒ１５〜１７．５％、ｖ ００１％以下Ａ１ ０．０
０５〜０．０４％ 残部実質的にＦｅおよび不純物 からなり、微細な針状のマルテンサイトを主体とする金
属組織を有する低温衝撃値の高いマルテンサイト系ステ
ンレス鋼に係る。なお本明細書においては化学組成は通
例のとおり重量％で示しである。
次に本発明に係るステンレス鋼の化学成分組成について
述べる。
述べる。
従来から１３Ｃｒマルテンサイト系ステンレス鋼にＮｉ
を添加すると溶接性および靭性が改善されることが知ら
れている。しかしながら耐食性が悪いのでこれを改善す
るため、本発明においてはＣｒの含有量を増やして１５
〜１７，５％とする。
を添加すると溶接性および靭性が改善されることが知ら
れている。しかしながら耐食性が悪いのでこれを改善す
るため、本発明においてはＣｒの含有量を増やして１５
〜１７，５％とする。
而してオーステナイト化温度域からの焼入上によってマ
ルテンサイトに変態し易い不安定なオーステナイトとす
るため更にＮｉを４〜６％含有させる。このようにする
と焼入れ、焼戻しによって基地がマルテンサイトで少量
の微粒のフェライトが分散し、同時に微量の残留オース
テナイトも混在する金属組織を得ることができる。
ルテンサイトに変態し易い不安定なオーステナイトとす
るため更にＮｉを４〜６％含有させる。このようにする
と焼入れ、焼戻しによって基地がマルテンサイトで少量
の微粒のフェライトが分散し、同時に微量の残留オース
テナイトも混在する金属組織を得ることができる。
Ｃは含有量が多くなると溶接性を低下させるので上限値
は０．１％とする。高い靭性を得るためには大気熔解で
得られる最低値のおよそ０．０３％近（とするのが望ま
しい。
は０．１％とする。高い靭性を得るためには大気熔解で
得られる最低値のおよそ０．０３％近（とするのが望ま
しい。
Ｓｔは通例の通り脱酸のため添加するが、フェライト生
成元素であり、基地強化の効果もある。
成元素であり、基地強化の効果もある。
しかしその量が多くなると靭性を損なうようになるから
上限は１％を超えないものとし、望ましくは０．２〜０
．５％とする。
上限は１％を超えないものとし、望ましくは０．２〜０
．５％とする。
Ｍｎは同様に脱酸と脱硫のため添加するが、オーステナ
イト生成元素であり、その量が多くなるとアノード溶解
を加速し、耐食性を損なうようになるので上限は１％を
超えないものとし、望ましくは０．４〜０．６％とする
。
イト生成元素であり、その量が多くなるとアノード溶解
を加速し、耐食性を損なうようになるので上限は１％を
超えないものとし、望ましくは０．４〜０．６％とする
。
■は顕著な焼戻軟化抵抗を示し、焼戻後の強度保持に重
要な元素である。更に結晶粒の微細化効果もあり、靭性
には寧ろ有効である。しかしながらその量を多くしても
効果は変わらなくなるので本発明においては上限を０．
１％とし、０．０２〜０．０６％程度添加するのが望ま
しい。
要な元素である。更に結晶粒の微細化効果もあり、靭性
には寧ろ有効である。しかしながらその量を多くしても
効果は変わらなくなるので本発明においては上限を０．
１％とし、０．０２〜０．０６％程度添加するのが望ま
しい。
Ａ目よ周知の通り強力な脱ガス作用を有すると共に結晶
粒を細粒化させる作用を有するので、その含有量を０．
００５〜０．０４％、望ま１くは０．０２〜０．０４％
とする。このようにすると大気溶解によって溶製して酸
素、窒素の含有量が多くなっても充分に所期の効果が得
られる。
粒を細粒化させる作用を有するので、その含有量を０．
００５〜０．０４％、望ま１くは０．０２〜０．０４％
とする。このようにすると大気溶解によって溶製して酸
素、窒素の含有量が多くなっても充分に所期の効果が得
られる。
Ｃｕは析出硬化性の合金元素であり、ＭＯは焼戻軟化抵
抗を示す合金元素であって焼戻後の硬さに影響を及ぼす
が、靭性を高める効果はないので少ない方がよい。Ｎｂ
＋Ｔａは炭化物生成元素であり、靭性を高める効果は小
さいので少ない方がよい。本発明においてはＣｕ ｓ
Ｍ ｏおよびＮｂ＋Ｔａの量は溶解のさい原材料からの
混入を工業的に制御できる許容量以下とし、Ｃｕはおよ
そ０．３％以下、望ましくは０．１％以下とし、Ｍｏは
およそ１％以下、Ｎｂ＋Ｔａはおよそ０．１％以下、望
ましくは０．０５％以下とする。
抗を示す合金元素であって焼戻後の硬さに影響を及ぼす
が、靭性を高める効果はないので少ない方がよい。Ｎｂ
＋Ｔａは炭化物生成元素であり、靭性を高める効果は小
さいので少ない方がよい。本発明においてはＣｕ ｓ
Ｍ ｏおよびＮｂ＋Ｔａの量は溶解のさい原材料からの
混入を工業的に制御できる許容量以下とし、Ｃｕはおよ
そ０．３％以下、望ましくは０．１％以下とし、Ｍｏは
およそ１％以下、Ｎｂ＋Ｔａはおよそ０．１％以下、望
ましくは０．０５％以下とする。
ＰおよびＳについては通例の通り熔解の際に付随的に混
入する元素であって、少ない方が良いから、本発明にお
いては大気溶解においてその混入を工業的に制御できる
およそ０．０２５％以下とすることが望ましい。
入する元素であって、少ない方が良いから、本発明にお
いては大気溶解においてその混入を工業的に制御できる
およそ０．０２５％以下とすることが望ましい。
溶製は通例の大気溶解でよく、特に真空溶解或いは真空
膜ガス等によらなくとも良い。
膜ガス等によらなくとも良い。
熱処理はＦＶ５２０Ｂよりも単純で、焼入れ焼戻しのみ
で良く、焼入れは９３０〜９７０℃、油冷、焼戻し温度
は４３０〜４７０℃とし、空冷が適当である。
で良く、焼入れは９３０〜９７０℃、油冷、焼戻し温度
は４３０〜４７０℃とし、空冷が適当である。
溶接の際には予熱或いは後熱が不要であり、溶接性が良
いので補修溶接を行い易い。
いので補修溶接を行い易い。
次に実施例について対比材と共に化学成分組成を第１表
に、熱処理、引張特性を第２表に示す。
に、熱処理、引張特性を第２表に示す。
注、隘１ ；本発明鋼、Ｖ％＝０．０３２１１ｈ２ ：
１７−４ＰＩＩ、Ｎａ３ ：ＦＶ５２０ＢＣｕ％： ｆ
ｆ１２ ＝３．２８、Ｎｏ、−３＝１．６８Ｍ０％：隘
３ ＝１．５７、 Ｎｂ−１−Ｔａ ： Ｉ’ｈ２ ＝０．２６、Ｎ１３
＝Ｑ、３Ｃ１第２表 注、焼入れは油冷、焼戻しは空冷、ただし魚３の焼入れ
ば１０５０℃Ｘｌｈ空冷、８５０℃ｘｉｈ空冷、耐力及
び引張強さばｋｇｆ ／ ＊＊２、＊ＧＬ＝５Ｄ第２表
から判るように本発明に係る泪は０．２％耐力をおよそ
１００ ｋｇｆ ／ ＊＊２とした場合、引張強さ、伸
び、絞り共に対比＃岡よりも大きな値を示しており、耐
力比は最も小さくて使用上も有利である。
１７−４ＰＩＩ、Ｎａ３ ：ＦＶ５２０ＢＣｕ％： ｆ
ｆ１２ ＝３．２８、Ｎｏ、−３＝１．６８Ｍ０％：隘
３ ＝１．５７、 Ｎｂ−１−Ｔａ ： Ｉ’ｈ２ ＝０．２６、Ｎ１３
＝Ｑ、３Ｃ１第２表 注、焼入れは油冷、焼戻しは空冷、ただし魚３の焼入れ
ば１０５０℃Ｘｌｈ空冷、８５０℃ｘｉｈ空冷、耐力及
び引張強さばｋｇｆ ／ ＊＊２、＊ＧＬ＝５Ｄ第２表
から判るように本発明に係る泪は０．２％耐力をおよそ
１００ ｋｇｆ ／ ＊＊２とした場合、引張強さ、伸
び、絞り共に対比＃岡よりも大きな値を示しており、耐
力比は最も小さくて使用上も有利である。
次に上記各試料から２顛■ノツチシヤルピ一衝撃試験片
を製作して低温衝撃試験を行った結果を吸収エネルギー
と試験温度に関連させて示したのが第１図である。
を製作して低温衝撃試験を行った結果を吸収エネルギー
と試験温度に関連させて示したのが第１図である。
第１図から判るように本発明に係る相の低温衝撃値は従
来品の１７−４ＰＨ或いはＦＶ５２０Ｂに比して著しく
優れており、０．２％耐力をおよそ１００ｋｇｆ／龍２
とした場合−１２０℃においても２ｍ貢■ノツチシャル
ピー（ｔｉ撃値力＜５ｋｇｆ／重貢２という高い靭性を
示している。
来品の１７−４ＰＨ或いはＦＶ５２０Ｂに比して著しく
優れており、０．２％耐力をおよそ１００ｋｇｆ／龍２
とした場合−１２０℃においても２ｍ貢■ノツチシャル
ピー（ｔｉ撃値力＜５ｋｇｆ／重貢２という高い靭性を
示している。
上記第２表に示す熱処理を施し硬さ１Ｉｖ３８５とした
Ｎ１１ｌ試験片の顕微鏡組織を第２図に、同じく１１ｖ
３６０の隘２のそれを第３図に示す。対比材の隘２の１
７−４ＰＨの組織はラス状のマルテンサイト組織である
のに対し、本発明に係る柑は焼入れ焼戻しによって微細
な針状の焼戻マルテンサイトの基地に少量の微粒のフェ
ライトが混在する組織となっており、これが低温靭性を
改善しているものと考えられる。
Ｎ１１ｌ試験片の顕微鏡組織を第２図に、同じく１１ｖ
３６０の隘２のそれを第３図に示す。対比材の隘２の１
７−４ＰＨの組織はラス状のマルテンサイト組織である
のに対し、本発明に係る柑は焼入れ焼戻しによって微細
な針状の焼戻マルテンサイトの基地に少量の微粒のフェ
ライトが混在する組織となっており、これが低温靭性を
改善しているものと考えられる。
以上説明したように本発明に係る鋼は従来の１３Ｃｒ系
の高強度ステンレス網のＣｒ含有量を増やすと共に、Ｎ
ｉを４〜６％含有させ、焼入れ焼戻しによって針状マル
テンサイト組織に少量の微細なフェライトを分散した組
織としであるので、低温靭性値が抜群に優れた値を示し
ている。
の高強度ステンレス網のＣｒ含有量を増やすと共に、Ｎ
ｉを４〜６％含有させ、焼入れ焼戻しによって針状マル
テンサイト組織に少量の微細なフェライトを分散した組
織としであるので、低温靭性値が抜群に優れた値を示し
ている。
また鍛造、切削、溶接、熱処理等の加工性が優れ、大気
熔解が可能なうえＭｏを含有しないので安価であり、或
いは溶接性が良いので溶接の際に予熱、後熱を必要とせ
ず、１３Ｃｒ系のステンレス鋼よりも耐食性が良いので
実機に使用したとき錆取りが不要であり、或いはまた単
純な化学成分組成であるためスクラップとした場合管理
が容易である等、優れた低温靭性と耐力比を有するうえ
に経済的な高カステンレス鋼であって、実用上の効果が
きわめて大きい。
熔解が可能なうえＭｏを含有しないので安価であり、或
いは溶接性が良いので溶接の際に予熱、後熱を必要とせ
ず、１３Ｃｒ系のステンレス鋼よりも耐食性が良いので
実機に使用したとき錆取りが不要であり、或いはまた単
純な化学成分組成であるためスクラップとした場合管理
が容易である等、優れた低温靭性と耐力比を有するうえ
に経済的な高カステンレス鋼であって、実用上の効果が
きわめて大きい。
第１図は本発明に係るステンレス＃河の低温衝撃特性を
対比材の特性と比較して示したグラフ、第２図は本発明
に係るステンレス鋼の顕微鏡組織を示す写真（１００倍
）、第３図は対比材の１７−４ＰＨの顕微鏡組織（１０
０倍）を示す写真である。 出願人代理人 弁理士 鴨志１）次男 詭験温潤町（’ｃン 第１図 （ｘｌｏｏ） 第２図 第３図０７）
対比材の特性と比較して示したグラフ、第２図は本発明
に係るステンレス鋼の顕微鏡組織を示す写真（１００倍
）、第３図は対比材の１７−４ＰＨの顕微鏡組織（１０
０倍）を示す写真である。 出願人代理人 弁理士 鴨志１）次男 詭験温潤町（’ｃン 第１図 （ｘｌｏｏ） 第２図 第３図０７）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｃ０，０３〜０．１％、 Ｓｔ １％以下、Ｍｎ１％以
下、 Ｎｉ ４〜６％、 Ｃｒ １５〜１７．５％、ｖ ０．１％以下、Ａ１ ０
．００５〜０．０４％ 残部実質的にＦｅおよび不純物 からなり、微細な針状のマルテンサイトを主体とする金
属組織を有する低温衝撃値の高いマルテンサイト系ステ
ンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13474983A JPS6026645A (ja) | 1983-07-23 | 1983-07-23 | 極低温用高靭性マルテンサイト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13474983A JPS6026645A (ja) | 1983-07-23 | 1983-07-23 | 極低温用高靭性マルテンサイト系ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6026645A true JPS6026645A (ja) | 1985-02-09 |
| JPH0128827B2 JPH0128827B2 (ja) | 1989-06-06 |
Family
ID=15135674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13474983A Granted JPS6026645A (ja) | 1983-07-23 | 1983-07-23 | 極低温用高靭性マルテンサイト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6026645A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11066718B2 (en) | 2016-01-13 | 2021-07-20 | Nippon Steel Corporation | Method of manufacturing stainless pipe for oil wells and stainless steel pipe for oil wells |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58174554A (ja) * | 1982-04-07 | 1983-10-13 | Nippon Steel Corp | 溶接部の延性及び耐食性のすぐれたステンレス鋼 |
-
1983
- 1983-07-23 JP JP13474983A patent/JPS6026645A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58174554A (ja) * | 1982-04-07 | 1983-10-13 | Nippon Steel Corp | 溶接部の延性及び耐食性のすぐれたステンレス鋼 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11066718B2 (en) | 2016-01-13 | 2021-07-20 | Nippon Steel Corporation | Method of manufacturing stainless pipe for oil wells and stainless steel pipe for oil wells |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0128827B2 (ja) | 1989-06-06 |
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